[實用新型]用于斜切轉子葉片部段的工具

有效

• 申請號: 201420117994.0
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN204003280U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: S.B.約翰遜;E.M.斯圖爾特;S.H.奧爾森
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本實用新型總體涉及用于風力渦輪機的轉子葉片，并且更具體地涉及用于斜切轉子葉片部段的工具。

背景技術

風能被認為是目前可獲得的最清潔、最具環境友善性的能源之一，并且風力渦輪機在這方面已不斷獲得關注?，F代的風力渦輪機典型地包括塔架、發電機、齒輪箱、機艙以及一個或多個轉子葉片。轉子葉片利用已知的翼型原理捕獲風的動能。轉子葉片傳遞呈旋轉能量形式的動能以使軸轉動，該軸將轉子葉片聯接到齒輪箱，或者如果未使用齒輪箱，則將轉子葉片直接聯接到發電機。發電機隨后將機械能轉化為可以配置于公用電網的電能。

轉子葉片的尺寸、形狀、和重量是對風力渦輪機的能量效率造成影響的因素。轉子葉片尺寸的增大使風力渦輪機的發電量增加，而重量的減輕也使風力渦輪機的效率進一步提高。此外，隨著轉子葉片尺寸增大，需要對轉子葉片的結構完整性給予額外關注。目前，現有的以及開發中的大型商用風力渦輪機能夠產生從大約1.5至大約12.5兆瓦的電力。這些較大型的風力渦輪機可以具有直徑大于90米的轉子葉片組件。此外，轉子葉片形狀的進步鼓勵制造前掠形轉子葉片，該前掠形轉子葉片具有從葉片的根部至尖端部的大體弓狀輪廓，從而提供改進的氣動性能。因此，在增大轉子葉片尺寸、減輕葉片重量、以及增加轉子葉片強度的努力、同時以及改進轉子葉片氣動性能有助于風力渦輪機技術的持續增長以及采用風能作為備選能源。

隨著風力渦輪機的尺寸增大，特別是轉子葉片的尺寸增大，制造、運輸、和組裝風力渦輪機的相應成本也提高。必須相對于這些因素來權衡風力渦輪機尺寸增大的經濟效益。例如，預形成、運輸、和安裝具有處于 90米的范圍內的轉子葉片的風力渦輪機的成本可能顯著地影響大型風力渦輪機的經濟優勢。

一種已知的用于降低預形成、運輸、和安裝具有尺寸增大的轉子葉片的風力渦輪機成本的策略是將轉子葉片制成葉片部段。例如，在單個葉片部段被運輸至安裝地點之后，葉片部段可以被組裝以形成轉子葉片。此外，在期望轉子葉片尺寸增大的多種情況下，可能期望增大現有的轉子葉片的長度。例如，現有的轉子葉片可以被分段，并且插入件可以被設置在相鄰的段之間以增加的段的長度。

具體而言，一種已知的用于聯結轉子葉片部段的方法是通過斜接相鄰的葉片部段以在葉片部段上產生錐形或成角度的接頭面。插入件可以隨后被設置在具有配合的接頭面的葉片部段之間。接頭面可以聯結在一起以產生斜接頭，從而連接相鄰的葉片部段和插入件。然而，已知的用于斜切轉子葉片部段的方法和裝置可能具有多種缺點。例如，產生強健的斜接頭的關鍵因素是配合的接頭面的幾何形狀。產生于轉子葉片部段中的斜接頭因此必須考慮到期望的斜切角和轉子葉片部段的曲率二者。一種現有的斜切轉子葉片部段的方法是將轉子葉片的表面手動磨削至期望角度。然而，這種手動方法是不準確的，從而導致相對較弱的斜接頭，并且更加耗時且因此是高成本的。其它的現有的斜切轉子葉片部段的方法需要使用CNC機。然而，這種方法需要過高的資本成本，并且在編程以適應單個轉子葉片部段的需要方面是復雜的。

因此，用于斜切轉子葉片部段的改進的方法和裝置是本領域期望的。具體而言，準確地考慮到期望的斜切角以及轉子葉片部段曲率的方法和裝置將是有利的。此外，高效地并且以相對較低成本提供這種準確性的方法和裝置將是期望的。

實用新型內容

本實用新型的方面和優點將在下文的描述中部分地闡述，或者可以是通過描述顯而易見的，或者可以通過實施本實用新型而習得。

在一個實施例中，提供一種用于斜切轉子葉片部段的工具。該轉子葉片部段包括均在第一端與第二端之間延伸的壓力側、吸力側、前緣、和后 緣。該工具包括第一引導件，該第一引導件被構造成用于安裝在壓力側或吸力側中的一側上，該第一引導件包括第一彎曲軌道和與該第一彎曲軌道間隔開的第二彎曲軌道。第一彎曲軌道和第二彎曲軌道的曲率均與壓力側或吸力側中的一側的曲率相對應。該工具還包括第二引導件，該第二引導件以斜切角可移動地聯接到第一引導件，該第二引導件包括引導軌道，該引導軌道在第一彎曲軌道與第二彎曲軌道之間延伸并且能夠沿第一彎曲軌道和第二彎曲軌道移動。該工具還包括切割裝置，該切割裝置可移動地聯接到第二引導件，該切割裝置能夠沿引導軌道移動并且可操作以從壓力側或吸力側中的一側去除材料。

進一步地根據本實用新型，第一彎曲軌道和第二彎曲軌道平行，并且其中引導軌道橫向于第一彎曲軌道和第二彎曲軌道。

進一步地根據本實用新型，第一彎曲軌道和第二彎曲軌道被構造成用于沿轉子葉片部段的弦向軸線定向。