一种接合式风力涡轮转子叶片(28)包括从弦向接合部(34)沿相反方向延伸的第一叶片节段(30)和第二叶片节段(32)。梁结构(40)从第一叶片节段(30)展向地延伸到形成于第二叶片节段(32)中的接纳区段(60)中。接纳区段包括相反的翼梁帽(68,70)和相反的互连腹板(72)。翼梁帽(68,70)沿着接纳区段(60)具有恒定厚度(74)，其中，翼梁帽(68,70)与梁结构(40)重叠，并且沿着接纳区段(60)由材料或材料组合形成，以产生翼梁帽(68,70)沿着接纳区段(60)的期望的刚度。腹板(72)具有邻近于叶片节段(30,32)之间的弦向接合部(34)的减少的量的传导性材料(82)。料(82)。料(82)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于接合式风力涡轮转子叶片的翼梁构造
[0001]本主题总体上涉及风力涡轮转子叶片，并且更特别地涉及接合式叶片的节段之间的翼梁构造。
技术介绍
[0002]风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最友好的能源之一，并且在这方面，风力涡轮已得到越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型件原理来捕获来自风的动能，并且通过旋转能传送动能，以使将转子叶片联接到齿轮箱或在未使用齿轮箱的情况下将转子叶片直接地联接到发电机的轴转动。然后，发电机使机械能转换成可部署到公用电网的电能。
[0003]风力涡轮转子叶片大体上包括由复合层压材料的两个壳半部形成的主体壳。壳半部大体上使用模制过程来制造并且然后沿着转子叶片的对应的端部联接在一起。大体上，主体壳是相对轻量的，并且具有并非构造成承受在操作期间施加于转子叶片上的弯曲力矩和其它负荷的结构性质(例如，刚度、抗屈曲性以及强度)。
[0004]近年来，用于风力发电的风力涡轮已在尺寸上增大，以实现在发电效率上的改进并且增大发电量。连同用于风力发电的风力涡轮的尺寸上的增大一起，风力涡轮转子叶片也已在尺寸上显著地增大(例如，在长度上高达55米)，从而造成在一体制造叶片以及将叶片输送并且运输到某一地点的方面的困难。
[0005]在这方面，本行业正开发分区段的风力涡轮转子叶片，其中，制造单独的叶片节段并且将其运输到某一地点，以用于组装成完整的叶片(“接合式”叶片)。在某些构造中，叶片节段通过从一个叶片节段展向地延伸到另一个叶片节段的接纳区段中的梁结构而联结在一起。参考例如美国专利公布No. 2015/0369211，该专利公布描述了具有在结构上在接纳区段处与第二叶片节段连接的纵长地延伸的梁结构的第一叶片节段。梁结构形成用于叶片的内部支承结构的部分，并且包括与吸力侧翼梁帽和压力侧翼梁帽连接的抗剪腹板。多个螺栓接合部位于梁结构上，以用于与第二叶片节段的接纳端部以及位于叶片节段之间的弦向接合部处的多个螺栓接合部连接。
[0006]类似地，美国专利公布No. 2011/0091326描述了一种接合式叶片，其中，第一叶片部分和第二叶片部分从接合部沿相反方向延伸。各个叶片部分包括形成叶片的结构部件并且纵长地延展的翼梁区段，其中，第一叶片部分和第二叶片部分通过使翼梁区段联结的翼梁桥在结构上连接。翼梁桥可为翼梁区段中的接纳于另一个叶片部分的接纳翼梁区段中的一个翼梁区段的延伸部。由于延伸翼梁区段可接纳于接纳翼梁区段中，因而延伸翼梁帽和接纳翼梁帽可沿着延伸翼梁区段的长度的至少部分彼此重叠。为了限制重叠的翼梁帽的材料厚度，参考文献描述了接纳翼梁帽的厚度可朝向接合部(即，沿着接纳翼梁区段的长度的至少部分)向下渐缩。
[0007]已发现，这样的接合式叶片中的关键的结构考虑是如何保持接合元件/接纳结构牢固地连接或结合叶片壳(特别是在叶片节段之间的接合线的暴露区域处)。该位置处的应
力由腹板加强件的刚度与壳的刚度联合而驱动。另外，在暴露的接合线处在接合元件中使用的传导性碳材料更易受雷击影响。
[0008]因此，解决所注意到的问题的位于接合式叶片的叶片节段之间的改进的接合结构将为本领域中的有利的进步。
技术实现思路
[0009]本专利技术的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可根据描述而为显然的，或可通过实践本专利技术而了解。
[0010]在一个方面，本公开针对一种接合式风力涡轮转子叶片，该接合式风力涡轮转子叶片包括从弦向接合部沿相反方向延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。叶片节段中的各个具有压力侧壳部件和吸力侧壳部件。内部翼梁结构展向地延展通过叶片节段，并且包括从第一叶片节段展向地延伸的梁结构。该梁结构可为翼梁结构在第一叶片节段内的一体延伸部，或可为在第一叶片节段中固定到翼梁结构的单独的结构。接纳区段形成于第二叶片节段中以用于接纳梁结构，并且包括相反的翼梁帽和相反的互连腹板。在一个实施例中，该接纳区段形成为第二叶片节段内的箱形梁结构，梁结构滑动到该箱形梁结构中，并且，该箱形梁结构可为内部翼梁结构的形成于第二叶片节段内的区段。
[0011]在特定实施例中，接纳区段中的翼梁帽沿着接纳区段具有恒定厚度，其中，翼梁帽与梁结构重叠，以产生翼梁帽沿着接纳区段的期望的刚度。翼梁帽由可进一步有助于期望的刚度特性的沿着接纳区段的材料或材料组合形成。
[0012]在某一实施例中，接纳区段翼梁帽可由沿着接纳区段的单一材料形成，该材料可为诸如碳纤维材料的高强度传导性材料或诸如玻璃纤维材料的非传导性材料。
[0013]在备选实施例中，接纳区段翼梁帽可由包括在其位于弦向接合部处的终端处的非传导性材料的沿着接纳区段的材料的组合形成。例如，翼梁帽在弦向接合部处的恒定厚度的整体可由非传导性材料限定，其中，这样的非传导性材料远离弦向接合部而展向地延伸达所限定的长度。过渡部可沿着接纳区段限定于非传导性材料与诸如较高强度的传导性材料(例如，碳材料)的不同的材料之间，过渡部沿着接纳区段维持恒定厚度。例如，过渡部可包括碳传导性材料和非传导性材料的渐缩重叠区段。
[0014]除了具有恒定厚度的翼梁帽之外，沿着接纳区段的腹板(例如，抗剪腹板)还可完全地由高强度传导性材料(诸如，碳纤维材料)形成，但在弦向接合线处包括与距弦向接合线的所限定的距离相比而减少的量的这样的材料。该构造用来减少在接合线处暴露于可能的雷击的传导性材料的量。例如，在一个实施例中，腹板可为邻近弦向接合线的切口区域。该切口区域可为例如弯曲、半圆形或直边(例如，三角形)区域，其邻近于接合线而从腹板移除传导性材料的至少部分。
[0015]在减少接合线处的传导性材料的量的备选实施例中，互连腹板可具有靠近弦向接合线的碳材料的渐缩厚度。无论互连腹板的材料组成如何，互连腹板也都可朝向弦向接合线渐缩。
[0016]在再一实施例中，互连腹板可在距弦向接合线一定距离处包括从碳材料到非传导性材料的过渡部，使得非传导性材料位于接合线处。
[0017]在其它方面，本公开针对一种接合式风力涡轮转子叶片，该接合式风力涡轮转子
叶片包括从弦向接合部沿相反方向延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。叶片节段中的各个具有压力侧壳部件和吸力侧壳部件。内部翼梁结构展向地延展通过叶片节段，并且包括从第一叶片节段展向地延伸的梁结构。该梁结构可为翼梁结构在第一叶片节段内的一体延伸部，或可为在第一叶片节段中固定到翼梁结构的单独的结构。接纳区段形成于第二叶片节段中以用于接纳梁结构，并且包括相反的翼梁帽和相反的互连腹板。在一个实施例中，该接纳区段形成为第二叶片节段内的箱形梁结构，梁结构滑动到该箱形梁结构中，并且，该箱形梁结构可为内部翼梁结构的形成于第二叶片节段内的区段。接纳区段中的翼梁帽在其位于弦向接合部处的终端处由非传导性材料形成，其中，非传导性材料降低在接合线处对翼梁帽的雷击的风险。在该实施例中，弦向接合部处的翼梁帽的整体可由非传导性材料限定，其中，非传导性材料远离弦向接合部而展向地延伸达所限定的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种风力涡轮转子叶片(28)，包括：第一叶片节段(30)和第二叶片节段(32)，其从弦向接合部(34)沿相反方向延伸，所述叶片节段中的各个具有压力侧壳部件(31)和吸力侧壳部件(33)；梁结构(40)，其从所述第一叶片节段(30)展向地延伸；接纳区段(60)，其形成于所述第二叶片节段(32)中，以用于接纳所述梁结构，所述接纳区段包括相反的翼梁帽(68, 70)和相反的互连腹板(72)；以及所述翼梁帽沿着所述接纳区段包括恒定厚度(74)，其中，所述翼梁帽与所述梁结构重叠，以产生所述翼梁帽沿着所述接纳区段的期望的刚度。2. 根据权利要求1所述的风力涡轮转子叶片(28)，其特征在于，所述翼梁帽(68, 70)在其位于所述弦向接合部(34)处的终端(80)处包括非传导性材料(78)。3. 根据权利要求2所述的风力涡轮转子叶片(28)，其特征在于，所述翼梁帽(68, 70)在所述弦向接合部(34)处的所述恒定厚度(74)的整体由所述非传导性材料(78)限定，其中，所述非传导性材料远离所述弦向接合部而展向地延伸达所限定的长度(76)。4. 根据权利要求2所述的风力涡轮转子叶片(28)，其特征在于，所述翼梁帽(68, 70)包括沿着所述接纳区段(60)从不同材料(82)到所述非传导性材料(78)的过渡部(84)，同时沿着所述接纳区段维持所述恒定厚度(74)。5.根据权利要求4所述的风力涡轮转子叶片(28)，其特征在于，所述不同材料(82)是碳材料，并且，所述过渡部(84)包括所述碳材料(82)和所述非传导性材料(78)的渐缩区段(90)和重叠区段(86)。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的风力涡轮转子叶片(28)，其特征在于，所述互连腹板(72)由碳材料(82)形成，并且在所述弦向接合部(34)处包括与距所述弦向接合部的所限定的距离相比而减少的量的所述碳材料。7.根据权利要求6所述的风力涡轮转子叶片(28)，其特征在于，所述互连腹板(72)包括邻近所述弦向接合部(34)的切口区域(88)。8.根据权利要求7所述的风力涡轮转子叶片(28)，其特征在于，所述切口区域(68)包括弯曲或半圆形切口。9.根据权利要求7或8中的一项所述的风力涡轮转子叶片(28)，其特征在于，所述互连腹板(72)包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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