[發明專利]根部插件和具有帶有根部插件的風力渦輪葉片的風力渦輪

有效

• 申請號: 201810677387.2
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN109139357B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: M.E.梅斯默;S.G.范尼厄溫霍夫;T.默斯黑烏澤;M.彼得森;A.盧茨
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊忠;傅永霄

提供一種風力渦輪。風力渦輪包括塔、聯接到塔的轉子和聯接到轉子的多個葉片，其中，多個葉片中的各個包括根部和沿著根部沿周向定位的多個根部插件。各個根部插件包括：金屬襯套，其包括外表面和至少形成在外表面上的多個凹槽；聯接到金屬襯套的核心；以及多個層，其圍繞金屬襯套和核心而纏繞，其中多個層中的層包括與多個層中的另一個層的纖維定向不同的纖維定向。

技術領域

本發明的實施例大體涉及旋轉機器，且更具體而言，涉及用于風力渦輪中的根部插件。

背景技術

風力被看作當前可用的一種最清潔且最環保的能源，且因此風力渦輪已經獲得更多的關注。現代風力渦輪典型地包括塔、機艙和轉子。轉子包括可旋轉的輪轂和多個葉片。葉片通過葉片根部聯接到輪轂。此外，機艙可包括下者中的一個或多個：軸、發電機和齒輪箱。軸將可旋轉的輪轂聯接到齒輪箱，或直接聯接到發電機。

轉子葉片從風中捕捉動能，且將風的動能轉化為旋轉能。葉片的旋轉使轉子的輪轂旋轉。輪轂的旋轉使將輪轂聯接到齒輪箱或發電機的軸旋轉。因此，軸的旋轉將機械能轉化為電能。電能然后可供應到電網。

轉子葉片的大小是影響風力渦輪的總容量的重要因素。具體而言，轉子葉片的長度或跨度的增大可大體導致風力渦輪的能量發生量整體增大。因此，轉子葉片的大小的增大是將風力渦輪用作備選且商業上有競爭性的能源的動力。但是，轉子葉片的大小的增大可在各種風力渦輪構件上施加增大的負載。例如，較大的轉子葉片可在轉子葉片的根部和輪轂之間的連接部(葉片接頭)處導致增大的應力，從而導致葉片接頭的疲勞。

多種方法和系統已經被設計和實施來減小轉子葉片的根部和輪轂之間的連接部處的負載/應力。例如，一些傳統的系統包括葉片，其中各個葉片包括根部，根部具有栓接到輪轂上的凸緣。在這種系統中，螺栓上的負載未最佳地分布。在其它傳統的系統中，帶螺紋插件粘結或灌注在葉片根部層壓件內，且螺栓(即承載構件)被旋在其中。在一些其它傳統的系統中，低成本低密度泡沫插入螺栓和葉片根部層壓件之間。需要一種增強的根部插件。

發明內容

根據一個實施例，公開一種風力渦輪。風力渦輪包括塔、聯接到塔的轉子和聯接到轉子的多個葉片，其中多個葉片中的各個包括根部和沿著根部沿周向定位的多個根部插件。各個根部插件包括：金屬襯套，其包括外表面和至少形成在外表面上的多個凹槽；聯接到金屬襯套的核心；和多個層，其圍繞金屬襯套和核心而纏繞，其中多個層中的層包括與多個層中的另一個層的纖維定向不同的纖維定向。

根據另一個實施例，公開一種根部插件。根部插件包括：金屬襯套，其包括外表面和至少形成在外表面上的多個凹槽；核心，其聯接到金屬襯套；和多個層，其圍繞金屬襯套和核心而纏繞，其中多個層中的層包括與多個層中的另一個層的纖維定向不同的纖維定向。

根據又一個實施例，提供一種風力渦輪。風力渦輪包括塔、聯接到塔的轉子和聯接到轉子的多個葉片，其中多個葉片中的各個包括根部和沿著根部沿周向定位的多個根部插件。各個根部插件包括：金屬襯套，其包括外表面和至少形成在外表面上的多個凹槽；聯接到金屬襯套的核心；第一層，其圍繞金屬襯套的外表面和核心而纏繞，其中第一層包括第一纖維定向，其相對于金屬襯套的縱向軸線處于范圍為大于0度而小于±90度的角度；第二層，其圍繞第一層而纏繞，其中第二層包括第二纖維定向，其相對于金屬襯套的縱向軸線處于大約±90度的角度；第三層，其圍繞第二層和第一層而纏繞，其中第三層包括第三纖維定向，其相對于金屬襯套的縱向軸線處于范圍在0度到±90度之間的角度；和覆蓋物，其包圍第一層、第二層和第三層。

技術方案1. 一種風力渦輪，包括：

塔；

轉子，其聯接到所述塔；以及

多個葉片，其聯接到所述轉子，其中，所述多個葉片中的各個包括根部和沿著所述根部沿周向定位的多個根部插件，其中，各個所述根部插件包括：

金屬襯套，其包括外表面和至少形成在所述外表面上的多個凹槽；