[發明專利]用于分段式風力渦輪轉子葉片的改進的接頭構造

在審

• 申請號: 201880095312.1
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN112313406A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: A·A·亞布羅夫;C·D·卡魯索
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D13/10;B29C65/78;B29C65/00;B29L31/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 危凱權;金飛

一種用于風力渦輪的轉子葉片組件可包括具有第一接頭端的第一葉片節段和具有第二接頭端的第二葉片節段，其中葉片節段聯接在一起，使得第一接頭端與第二接頭端位于在葉片節段之間的接頭界面處或附近。葉片組件還可包括預加載梁，該預加載梁從第二葉片節段向外延伸橫跨接頭界面，使得預加載梁接納于第一葉片節段內。預加載梁可在第一葉片節段的相反的內部結構構件之間受壓縮，使得第一接合界面限定于預加載梁的第一側與第一內部結構構件之間，且第二接合界面限定于預加載梁的相反的第二側與第二內部結構構件之間。

技術領域

本主題大體上涉及用于風力渦輪的轉子葉片，且更特別地涉及用于分段式風力渦輪轉子葉片的改進的接頭構造，其包括定位在限定于葉片節段的部分之間的接觸或接合界面處的一個或多個預加載接頭部件。

背景技術

風力被認為是一種目前可用的最清潔的最環境友好的能源，且就此而言，風力渦輪得到增加的關注。現代風力渦輪典型地包括塔架、發電機、齒輪箱、機艙和轉子，轉子具有帶一個或多個轉子葉片的可旋轉轂。轉子葉片使用已知的翼型件原理獲得風的動能。轉子葉片傳送旋轉能形式的動能，以便轉動將轉子葉片聯接到齒輪箱(或如果未使用齒輪箱，直接地聯接到發電機)的軸。發電機然后將機械能轉換成電能，電能可部署至公用電網。

風力渦輪的每個轉子葉片典型地包括使用模制工藝形成的吸入側殼和壓力側殼，吸入側殼和壓力側殼隨后在沿葉片的前緣和后緣的結合線處經由粘合劑結合在一起。壓力殼和吸入殼相對輕量，且具有不構造成承受在操作期間施加在轉子葉片上的彎矩和其它負載的結構特性(例如，剛度、抗彎性和強度)。因此，為了增加轉子葉片的剛度、抗彎性和強度，典型地使用接合殼半部的壓力側內表面和吸入側內表面的一個或多個結構構件(例如，在其間構造有抗剪腹板的相反的翼梁帽)來增強殼。翼梁帽典型地由各種材料構成，包括但不限于包括熱固性樹脂的纖維增強的層壓復合材料。轉子葉片的殼大體上通過將纖維織物層在殼模具中堆疊而圍繞翼梁帽而構建。然后典型地例如用熱固性樹脂一起灌注這些層。

大體上，由于處理干織物和灌注大的層壓結構的挑戰，用于制造轉子葉片和/或其結構構件的方法可難以控制、易有缺陷和/或高度勞動密集型的。而且，隨著轉子葉片尺寸的不斷增加，常規的制造方法的復雜度繼續增加，因為葉片半部典型地使用必須大到足以適應轉子葉片的整個長度的相反模具半部來制造。因而，連結大葉片半部可為高度勞動密集型的且更容易出現缺陷。

一種用于減小與具有增大尺寸的轉子葉片的風力渦輪的預成型、運輸和架設相關聯的復雜性和成本的已知策略是將轉子葉片制造成葉片節段。然后可將葉片節段組裝以形成轉子葉片。然而，用于將葉片節段連接在一起的已知接頭設計典型地具有各種缺點。例如，許多已知的接頭設計使用機械緊固件，諸如螺栓和螺母和/或銷，將葉片節段固定在一起。然而，在此類螺栓連接或銷連接的接頭設計中使用的緊固件典型地很重，從而顯著增加轉子葉片的總重量。而且，機械緊固件通常是金屬構件，這會增加雷擊的可能性。

因此，解決上文描述的問題中的一個或多個的用于連結分段式葉片的相鄰葉片節段的改進接頭構造將在技術方面受歡迎。

發明內容

本發明的方面和優點將在以下描述中部分地闡述，或可從描述中清楚，或可通過實施本發明來獲悉。

在一方面，本主題涉及一種用于風力渦輪的轉子葉片組件。轉子葉片組件可包括具有第一接頭端的第一葉片節段和第一對相反的內部結構構件。第一對相反的內部結構構件可包括第一內部結構構件和第二內部結構構件。轉子葉片組件還可包括具有第二接頭端的第二葉片節段。第二葉片節段可聯接到第一葉片節段，使得第一接頭端和第二接頭端位于限定在第一葉片節段與第二葉片節段之間的接頭界面處或附近。另外，轉子葉片組件可包括預加載梁，該預加載梁從第二葉片節段的第二接頭端向外延伸橫跨接頭界面，使得預加載梁接納于第一葉片節段的內部內。預加載梁可在第一葉片節段的第一對相反的內部結構構件之間受壓縮，使得第一接合界面限定在第一葉片節段的內部內在預加載梁的第一側與第一內部結構構件之間，且第二接合界面限定在第一葉片節段的內部內在預加載梁的相反的第二側與第二內部結構構件之間。