[發明專利]用于制造風力渦輪轉子葉片根部組件的方法

在審

• 申請號: 201980032812.5
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN112154267A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: A·M·沃克;A·M·羅德維爾;D·P·克里普斯;J·P·戴維森;M·卡布雷拉朗格;N·M·塞倫泰恩
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;B29C70/72;B29C70/44;B29D99/00;F01D5/18;B29L31/08;B29C70/70;B29C70/16
• 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

一種用于制造轉子葉片根部組件的方法包括將外蒙皮層放置到葉片模具上，以及使帶有多個通孔的根部板布置在葉片模具的端面附近。方法還包括將多個根部插入件放置在外蒙皮層的頂上且鄰接根部板，其中根部插入件中的每個限定緊固件孔。方法還包括將根部緊固件插入到對準的通孔和縱向緊固件孔中的每個中。而且，方法包括將內蒙皮層放置在根部插入件的頂上。此外，根部板可包括構造成穿過其中的至少一個流體孔，以提供非氣密的根部板。備選地，至少一個密封件可布置在根部板與葉片模具之間，其在真空灌注過程期間與根部板或葉片模具中的任一者或兩者形成非氣密連接。因此，方法包括經由真空灌注過程將外蒙皮層、根部插入件、內蒙皮層以及根部緊固件固定在一起以形成根部組件。

技術領域

本主題大體上涉及風力渦輪，且更特別地涉及用于制造風力渦輪轉子葉片根部組件的方法。

背景技術

風力被認為是目前可獲得的最清潔、最環境友好的能源中的一種，且風力渦輪在該方面獲得了增加的關注。現代的風力渦輪典型地包括塔架、發電機、齒輪箱、機艙和轉子。轉子聯接到機艙且包括具有一個或多個轉子葉片的可旋轉轂。轉子葉片由葉片根部連接到轂。轉子葉片使用已知的翼型原理從風中獲取動能，且將動能通過旋轉能轉換為機械能來轉動軸，該軸將轉子葉片聯接到齒輪箱(或如果不使用齒輪箱，直接聯接到發電機)。發電機然后將機械能轉換成電能，該電能可部署至公用電網。

轉子葉片的特定尺寸是有助于風力渦輪總體容量的顯著因素。特別地，轉子葉片的長度或翼展上的增加大體上可導致風力渦輪能量產量上的總體增加。因此，增加轉子葉片尺寸的努力有助于風力渦輪技術的持續發展以及風能用作備選且有商業競爭力的能源。然而，轉子葉片尺寸上的此類增加可在各種風力渦輪構件上施加增加的負載。例如，較大的轉子葉片可在葉片根部與轂之間的連接處經歷增加的應力，導致有挑戰性的設計約束，該設計約束以極端事件和疲勞壽命要求兩者為特征。

用于制造轉子葉片(特別是轉子葉片的葉片根部區域)的現代方法包括在真空灌注過程期間將多個根部螺栓固化到葉片根部中。更特別地，根部螺栓可放置在葉片根部的內蒙皮層與外蒙皮層之間且在灌注過程期間用樹脂材料直接固化在它們之間。因此，此類過程消除葉片根部在部件固化之后為容納根部螺栓的機加工。

然而，在灌注過程期間，重要的是適當地定位和保持根部螺栓中的每個的位置，使得葉片根部可容易附接到風力渦輪的轂。另外，復合物灌注的部件通常從部件的一側未能達到真空，因此限制樹脂向部件的所有區域流動。缺少真空壓力差來驅動樹脂向部件的所有區域流動可導致復合物的灌注區域不足，從而在最終的部件內造成有害的缺陷。

因此，需要解決上述問題的用于制造轉子葉片根部的改進方法。因此，本公開內容涉及沿部件的模具側提供額外真空路徑以改進灌注結果的用于制造轉子葉片根部的方法。

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，或可從描述中顯而易見，或可通過實施本發明來獲悉。

在一方面，本公開內容涉及一種用于制造風力渦輪的轉子葉片的根部組件的方法。方法包括將一個或多個外蒙皮層放置到葉片模具上。此外，方法包括使根部板布置在葉片模具的端面附近。根部板包括構造成穿過其中的至少一個流體孔，以提供非氣密的根部板。另外，根部板包括多個通孔。方法還包括將多個根部插入件放置在一個或多個外蒙皮層的頂上且鄰接根部板。多個根部插入件各自限定縱向緊固件孔。因而，多個根部插入件的縱向緊固件孔與根部板的多個通孔對準。而且，方法包括將一個或多個內蒙皮層放置在多個根部插入件的頂上。方法還包括將根部緊固件插入到對準的通孔和縱向緊固件孔中的每個中。另外，方法包括經由真空灌注過程將一個或多個外蒙皮層、多個根部插入件、一個或多個內蒙皮層以及根部緊固件固定在一起以形成根部組件。

在一個實施例中，至少一個流體孔的中心點從多個通孔中的最低通孔的中心點偏移。在另一實施例中，根部板還可包括周向布置在其中的多個額外流體孔，該多個額外流體孔用于允許氣體或樹脂材料中的至少一種在灌注期間通過其中。