由预应力混凝土制成的叶片根部区段制造技术

本发明专利技术涉及由预应力混凝土制成的叶片根部区段。用于风力涡轮的叶片的根部末端装置（100）包括：根部末端元件（101），其包括沿纵向长度（102）的第一轴向末端（103）和与第一轴向末端相反地设置的第二轴向末端（104）。第一轴向末端可联接到风力涡轮的毂（130）并且第二轴向末端可联接到叶片区段（120）以用于经由根部末端元件在毂和叶片区段之间传递压缩力。至少一个张力元件（105）在根部末端元件处被设置在第一轴向末端和第二轴向末端之间，其中张力元件包括第一固定区段和第二固定区段，以致第一固定区段可联接到风力涡轮的毂，并且第二固定区段可联接到叶片区段，以用于经由张力元件在毂和叶片区段之间传递张力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于风力涡轮的叶片的根部末端装置。此外，本专利技术涉及用于制造用 于风力涡轮的叶片的方法。
技术介绍
风力涡轮叶片主要由纤维增强的复合材料制成，该复合材料例如玻璃纤维增强的 环氧树脂塑料或者碳纤维增强的环氧树脂塑料。 大多数产品在真空辅助树脂转移模塑技术(也被称为VARTM)中被生产。例如若干 玻璃纤维织物在模具中被放置成堆。模具是闭合的并且借助于真空泵被抽空成低压。之后， 液体树脂被灌注到模具腔内的层压堆并且静置固化。在固化之后，例如风力涡轮叶片的物 品能够从模具被取出并且被精整。 叶片通常以单件被制成并且额外的材料被置于腹板部分结束所在的过渡区域内 以及叶片区段从圆角形状（圆筒形部分）改变成翼型轮廓的叶片的叶片根部区段的区域内。 在树脂注入过程中玻璃纤维浸润不足的情况下，通过手动铺放新玻璃纤维材料来修复叶 片。此外，在非常大型且复杂的风力涡轮叶片的树脂转移模塑过程期间难以控制树脂注入。 在叶片的根部末端装置中，在圆筒形部分、叶片的空气动力形中间区段和末端叶 片之间的力传递呈现复杂的应力形态，这通常导致裂纹和故障并且甚至导致事故。
技术实现思路
目标可以是提供一种坚固的根部末端装置。 这个目标是通过用于风力涡轮的叶片的根部末端装置、风力涡轮和用于制造用于 风力涡轮的叶片的方法来实现的。 根据本专利技术的第一方面，描述了用于风力涡轮的叶片的根部末端装置。根部末端 装置包括根部末端元件，其包括沿纵向长度的第一轴向末端和与第一轴向末端相反地设置 的第二轴向末端。第一轴向末端可联接到风力涡轮的毂，并且第二轴向末端可联接到叶片 区段，以用于经由根部末端元件在毂和叶片区段之间传递压缩力。根部末端装置进一步包 括至少一个张力元件(例如张力杆或者张力线缆)，其被设置在第一轴向末端和第二轴向末 端之间在根部末端元件(具体地沿着叶片根部元件的整个长度）处，其中张力元件包括第一 固定区段和第二固定区段，以致第一固定区段可联接到风力涡轮的毂，并且第二固定区段 可联接到叶片区段，以用于经由张力元件在毂和叶片区段之间传递张力。 根据本专利技术的另一方面，提出一种风力涡轮。风力涡轮包括毂和叶片，该叶片包括 叶片区段和如上所述的根部末端装置。根部末端元件的第一轴向末端联接到毂，并且第二 轴向末端联接到叶片区段，以用于经由根部末端元件在毂和叶片区段之间传递压缩力。毂 进一步被联接到张力元件的第一固定区段，并且另一叶片主体被进一步联接到张力元件的 第二固定区段，以用于经由张力元件在毂和叶片区段之间传递张力。 具体地，第一固定区段和第二固定区段被成形以用于被联接到毂和这叶片区段， 以致根部末端元件在毂和叶片区段之间可预张紧（即预加应力）。 根据本专利技术的另一方面，描述了一种用于制造用于风力涡轮的叶片的方法。根据 该方法，提供根部末端元件，其包括沿纵向长度的第一轴向末端和与第一轴向末端相反地 设置的第二轴向末端。第一轴向末端被联接到风力涡轮的毂，并且第二轴向末端被联接到 叶片区段，以用于经由根部末端元件在毂和叶片区段之间可传递压缩力。至少一个张力元 件在根部末端元件处被设置在第一轴向末端和第二轴向末端之间。张力元件包括第一固定 区段和第二固定区段。第一固定区段被联接到风力涡轮的毂，并且第二固定区段被联接到 叶片区段，以致能够经由张力元件在毂和叶片区段之间可传递张力。 风力涡轮包括容纳风力涡轮发电机的机舱。风力涡轮发电机的旋转轴被连接到安 装有风力涡轮的叶片的可旋转毂。 作用在叶片上的风力进一步导致每个叶片的弯曲。作用在叶片的根部末端装置处 的弯曲和相应弯曲力矩导致在根部末端装置的一侧处的张紧和在根部末端装置的相反侧 处的压缩。这导致叶片的根部末端装置具有复杂应力。 通过本专利技术的方法，风力涡轮的叶片包括形成叶片的根部末端区段的上述根部末 端装置。根部末端装置被联接到叶片区段。叶片区段包括例如叶片的中间部分和/或自由 端。此外，叶片区段例如具有空气动力学轮廓。空气动力学轮廓限定空气动力学主体的形 状，如果空气沿空气动力学主体的表面流动则其适于产生升力。空气动力学轮廓包括例如 前边缘(鼻部）（其中空气对着主体流动）以及后边缘(空气由此流动离开主体)。 根部末端装置进一步适于被联接到风力涡轮的毂。换言之，根部末端装置形成在 毂和叶片的(空气动力学轮廓的）叶片区段之间的过渡元件。 根据本专利技术的根部末端装置包括根部末端元件，其根据本专利技术的示例性实施例例 如包括管状中空形状。根部末端元件沿着纵向长度延伸，该纵向长度限定具体地从毂到叶 片的尖端的方向。 根部末端元件包括第一轴向末端和第二轴向末端。第一轴向末端(根部末端元件 使用其可联接到毂）可以包括圆形横截面，其中在第二轴向末端(根部末端元件使用其可联 接到叶片区段）处的横截面包括椭圆形横截面(即适应于叶片区段的空气动力学轮廓)。 另外，根部末端装置包括一个张力元件或者多个张力元件，其被设置且(例如可滑 动地)联接到根部末端元件。张力元件可以是张力杆或者张力线缆。张力杆比(例如，柔性） 张力线缆更硬。在张力元件的相应相反末端，相应的张力元件包括第一和第二固定区段。固 定区段适于分别被联接且固定到毂和叶片区段。此外，固定区段被成形为使得张力元件分 别空间上固定到毂和叶片区段，以致在毂和叶片区段之间可以传递张力。此外，张力元件可 以沿朝向毂的方向拉动叶片区段。因此，张力元件可以将叶片区段压抵于根部末端元件的 第二轴向末端并且将根部末端元件压抵于毂。这导致：通过将张力元件固定到毂和叶片区 段，根部末端元件可以在毂和叶片区段之间被预加应力。 另外，这导致(几乎所有的）压缩力经由被夹持在毂和叶片区段之间的根部末端元 件从叶片区段被传递到毂。否则，这进一步导致(几乎所有的）张力经由被第一固定区段固 定到毂且被第二固定区段固定到叶片区段的至少一个张力元件从叶片区段被传递到毂。因 此，在本专利技术的示例性实施例中，所述至少一个张力元件被联接到毂和叶片区段，以致根部 末端元件在毂和叶片区段之间被预加应力。 根据另一示例性实施例，第一固定区段沿着纵向长度从第一轴向末端突出且/或 其中第二固定区段沿着纵向长度从第二轴向末端突出。例如，毂和/或叶片区段分别包括 接收孔以用于接收张力元件的相应突出固定区段。 根据另一示例性实施例，第一固定区段和/或第二固定区段包括外部螺纹或者内 部螺纹。毂和/或叶片区段分别包括例如螺纹孔，以致在毂、张力元件和叶片区段之间产生 螺接连接和固定以用于在彼此之间传递张力。 大体而言，根部末端元件可以由包括比张力元件的材料更高抗压缩强度的材料制 成。此外，根据末端元件的材料可以包括比张力元件的材料更小的抗拉强度。 根据另一示例性实施例，根部末端元件由混凝土材料制成。例如，混凝土可当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于风力涡轮的叶片的根部末端装置（100），所述根部末端装置（100）包括：根部末端元件（101），其包括沿纵向长度（102）的第一轴向末端（103）和与所述第一轴向末端（103）相反地设置的第二轴向末端（104），其中所述第一轴向末端（103）可联接到所述风力涡轮的毂（130），并且所述第二轴向末端（104）可联接到叶片区段（120），以用于经由所述根部末端元件（101）在所述毂（130）和所述叶片区段（120）之间传递压缩力，以及至少一个张力元件（105），其被设置在所述根部末端元件（101）处位于所述第一轴向末端（103）和所述第二轴向末端（104）之间，其中所述张力元件（105）包括第一固定区段（106）和第二固定区段（107），以致所述第一固定区段（106）可联接到所述风力涡轮的所述毂（130），并且所述第二固定区段（107）可联接到所述叶片区段（120），以用于经由所述张力元件（105）在所述毂（130）和所述叶片区段（120）之间传递张力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E格罗夫尼尔森，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE