描述了一种风力涡轮机叶片，其具有圆形根部并且设置有用于将叶片安装至风力涡轮机毂部的根部衬套。根部衬套包括长形横截面轮廓，其中沿着圆形根部的半径定向的第一尺寸大于沿着圆形根段的周向方向定向的第二尺寸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于风力涡轮机的转子的风力涡轮机叶片，优选地，该转子具有大致水平的转子轴，所述转子包括毂部，叶片在安装于毂部时从毂部大致沿径向方向延伸，风力涡轮机叶片包括由纤维加强的复合材料制成的壳体结构，该复合材料包括嵌入在聚合物基体中的纤维，叶片具有带末端和根端的纵向方向、横向方向并且具有叶片长度，叶片还包括:型面轮廓(profiled contour)，该型面轮廓包括压力侧和吸入侧以及前缘和后缘，具有弦长的弦在前缘与后缘之间延伸，该型面轮廓在受到入射气流的冲击时产生升力，其中该型面轮廓包括:包括根部端面的根部区域；具有距离毂部最远的升力产生型面的翼面区域；以及可选地，位于根部区域与翼面区域之间的过渡区域，其中根部区域包括具有外表面和内表面的环形横截面，其中根部区域包括多个长形紧固构件，所述长形紧固构件设置有紧固装置并且相互间隔开地嵌入在纤维加强的聚合物中，从而基本上遵循根部区域的周边并且允许从外部接近用来将叶片安装至毂部的紧固装置，紧固构件包括布置在根部端面的第一端、与第一端相反的第二端、以及外周。
技术介绍
风力涡轮机叶片以及因此其根部区域也通常通过沿弦面组装分别基本上对应于吸入侧和压力侧的两个叶片半件而制成。然而，叶片也可以通过所谓的中空模制而整体地模制。根部区域包括形成外层和内层的纤维层，在外层与内层之间布置有衬套形式的紧固构件。单独形成的嵌件可以布置在每一对相邻的衬套之间，由此，衬套被嵌件相互分开。已知的嵌件由嵌入在适当的树脂中的玻璃纤维制成。关于风力涡轮机叶片的潜在问题是从根部区域的纤维复合材料结构到风力涡轮机的毂部的载荷传递。从叶片到毂部的连接和载荷传递通过将叶片安装至毂部来提供，其中通过将螺栓安装至布置在根部中的衬套中或者通过安装到螺柱(其被安装在衬套中)上的螺母而将叶片安装至毂部。在需要增加螺栓的数量并因此增加衬套的数量以处理给定的载荷时，衬套之间的纤维复合材料的剩余面积被减小。这可能导致根部连接没有得到足够的支撑以承受载荷，因此叶片根部与毂部之间的连接可能失效，这是因为衬套没有被充分地保持在复合材料中，因此被拽出根部区域的复合材料之外。当使用长而重的叶片时，这尤其成为问题。原则上，还能够增加衬套的面积，使得衬套沿着根部的整个周边设置。然而，这种方案增加了根部区域的重量，并且进一步增加了成本。另外，衬套显然只能够沿叶片的整个周边延伸是个限制。WO 2006/070171公开了一种制造风力涡轮机壳体构件的方法，该壳体构件在根部附近设置有结合在其中的紧固构件。该文献提到了对于薄叶片壳体，使用具有椭圆形横截面的紧固构件并且将其主轴线平行于叶片壳体的表面定向是有利的。如果椭圆形紧固构件需要紧密地间隔开，紧固构件可以微微地歪斜，但是仍然基本上平行于叶片壳体的表面。DE 10 2008 021498 Al公开了一种制造用于风力涡轮机系统的转子叶片的叶片连接件的方法，其中紧固构件在圆弧上等距间隔开地布置。紧固构件可以具有梯形或方形横截面。EP 2 138 716 Al公开了一种连接在风力涡轮机叶片的层叠体中的叶片嵌件。这些嵌件可以被由玻璃纤维或泡沫制成的分离器分开。WO 2010/018225提供了一种制造风力涡轮机叶片的方法，该风力涡轮机叶片包括钢丝或钢纤维加强的聚合物基体。然而，该文献没有解决如何将根部区域设计成承受叶片根部与毂部之间的连接中的极限载荷的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是获得一种新型风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片克服或减轻了现有技术中的至少一个缺点或者提供了有用的替代方案。因此，根据第一方面，本专利技术提供了一种解决方案，其中:紧固构件包括长形横截面轮廓，其中在环形横截面的径向方向上定向的第一尺寸大于在环形横截面的周向方向上定向的第二尺寸。换言之，紧固构件包括长形横截面轮廓，该长形横截面轮廓具有沿根部区域的半径定向的长轴和沿根部区域的周向或切向方向定向的短轴。因此，实现了紧固构件的抗弯硬度在径向方向上最大，而紧固构件的横截面面积最小化。因此，紧固构件设计和布置成承受必要的载荷，而根部区域的重量和成本最小化。特别是对于衬套形式的紧固构件，优点在于减小了衬套的局部弯曲。这对于俯仰轴承或毂部的螺栓连接而言是优点，因为螺栓在径向方向上的弯曲通常是螺栓设计的限制因素。因此，环形根部区域的总半径仍然可以最小化，因而提供了一种用于将叶片安装至风力涡轮机的毂部的可行解决方案。根据有利的实施方式，第一尺寸比第二尺寸至少大10%，或者大15%，或者大20%，或者大25%。根据第一有利的实施方式，至少多个紧固构件具有大致矩形的长形横截面轮廓。根据第二有利的实施方式，至少多个紧固构件具有大致椭圆形的长形横截面轮廓。根据第三有利的实施方式，至少多个紧固构件具有大致梯形的长形横截面轮廓。梯形紧固构件的侧部可以沿着圆形根段(root sect1n)的半径布置。原则上，也可以使用具有不同形状的紧固构件，例如上述轮廓的组合。紧固构件还可以有利地在纵向方向上呈波状。这可以增加与周围的纤维加强基体材料的结合。根据第一实施方式，紧固构件在纵向方向上是锥形的，使得紧固构件的第二端处的横截面面积小于第一端处的横截面面积。这提供了硬度在叶片的纵向方向上具有平滑过渡的方案。根据替代性实施方式，紧固构件在纵向方向上是锥形的，使得紧固构件的第二端处的横截面面积大于第一端处的横截面面积。这增加了紧固装置的拔出强度。还可以提供具有双锥形轮廓的紧固构件，从而既增加拔出强度又提供硬度在叶片的纵向方向上的平滑过渡。有利地，紧固构件通过铸造例如由铸钢制成。根据优选的实施方式，紧固构件是衬套。衬套有利地包括内螺纹孔，以便例如接收支撑螺栓。因此，该实施方式中的紧固装置显然是螺纹孔。第二尺寸可以例如比螺纹孔的直径至少大20%。在有利的实施方式中，根部区域还包括布置在相邻的紧固构件之间的区域中的多个嵌件，所述嵌件抵接紧固构件的外周的至少一部分。因此，嵌件用作保持装置并且确保紧固构件位于正确的位置，例如沿着圆形根部区域的周边等距地设置。嵌件可以例如由纤维加强的聚合物形成。嵌件可以例如形成为蝶形楔，其中侧部对应于抵接的紧固构件的外表面。紧固构件可以包括位于紧固构件的第二端处的锥段，以提供向纤维加强的层叠体的平滑过渡。嵌件还可以包括位于背向根部端面的端处的锥段。该锥段确保在叶片壳体的纵向方向上获得了硬度的平滑过渡。这些锥段可以形成为分别布置在嵌件和紧固构件的纵向延伸部中的单独的楔部。可替代地，这些锥段可以与紧固构件和嵌件一体地形成。壳体结构可以由两个或更多个壳体部件组装。一般地，壳体部件被分别制造成为叶片的压力侧和吸入侧。这两个部件然后通常在叶片的前缘和后缘彼此胶接或者通过其他方式相互粘合。根据第二方面，本专利技术提供了一种包括多个(例如两个或三个)根据第一专利技术的叶片的风力涡轮机，所述叶片连接至风力涡轮机的毂部。【附图说明】下面将参照附图所示的实施方式对本专利技术进行详细论述，在附图中: 图1示出了风力涡轮机； 图2是根据本专利技术的风力涡轮机叶片的概略性立体图； 图3是根据本专利技术的风力涡轮机叶片的第一实施方式的根部区域的一部分的纵向透视截面图； 图4是图3所示的实施方式的一部分的纵截面图；以及图5a_5e示出了根据本专利技术的衬套的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于风力涡轮机（2）的转子的风力涡轮机叶片（10），所述转子包括毂部（8），所述叶片（10）在安装于所述毂部（8）时从所述毂部（8）大致沿径向方向延伸，所述风力涡轮机叶片包括由纤维加强的复合材料制成的壳体结构，所述复合材料包括嵌入在聚合物基体中的纤维，所述叶片具有带末端（16）和根端（14）的纵向方向（r）、横向方向并且具有叶片长度（L），所述叶片还包括：‑ 型面轮廓，所述型面轮廓包括压力侧和吸入侧以及前缘（18）和后缘（20），具有弦长（c）的弦在所述前缘与所述后缘之间延伸，所述型面轮廓在受到入射气流的冲击时产生升力，其中所述型面轮廓包括：‑ 包括根部端面（29）的根部区域（30）；‑ 具有距离所述毂部最远的升力产生型面的翼面区域（34）；以及‑ 可选地，位于所述根部区域（30）与所述翼面区域（34）之间的过渡区域（32），其中，‑ 所述根部区域包括具有外表面（36）和内表面（35）的环形横截面，其中所述根部区域（30）包括多个长形紧固构件（40），所述长形紧固构件（40）设置有紧固装置（48）并且相互间隔开地嵌入在所述纤维加强的聚合物中，从而基本上遵循所述根部区域（30）的周边并且允许从外部接近用来将所述叶片（10）安装至所述毂部（8）的所述紧固装置（40），‑ 所述紧固构件（40）包括布置在所述根部端面的第一端（44）、与所述第一端（44）相反的第二端（46）、以及外周（42），其特征在于，所述紧固构件（40）包括长形横截面轮廓，其中在所述环形横截面的径向方向上定向的第一尺寸（d1）大于在所述环形横截面的周向方向上定向的第二尺寸（d2）。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：耶斯佩尔·海森巴赫·加姆，
申请(专利权)人：LMWP专利控股有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK
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