关于风力涡轮机叶片制造的改进制造技术

风力涡轮机叶片剪切腹板包括具有第一侧和相对的第二侧的细长面板(28)，以及沿着面板的纵向边缘布置的纵向延伸凸缘(30a、30b)。凸缘包括沿着面板的第一侧布置并与所述第一侧集成的多个细长凸缘区段(46)。每个凸缘区段包括多个细长凸缘元件，所述多个细长凸缘元件被布置成一个在另一个的顶部上并且在凸缘区段(46)的纵向方向上彼此偏移，使得凸缘元件之间的偏移在凸缘区段的第一纵向端部和第二纵向端部中的每一个处限定渐缩部分。纵向相邻的凸缘区段的渐缩部分重叠以在所述相邻的凸缘区段之间限定至少一个嵌接接头。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】关于风力涡轮机叶片制造的改进
本专利技术总体上涉及风力涡轮机叶片，并且更具体地涉及风力涡轮机叶片剪切腹板的凸缘。
技术介绍
现代风力涡轮机叶片包括限定叶片的空气动力学轮廓的外壳。一个或多个剪切腹板通常被布置在外壳的内部。剪切腹板是包括面板的纵向延伸的结构，该面板具有沿着面板的纵向边缘延伸的上凸缘和下凸缘。这些凸缘用于将剪切腹板结合到相对的承载翼梁帽，该承载翼梁帽可被集成在壳结构内，或者被结合到壳的内表面。已知剪切腹板凸缘的示例在申请人的PCT申请WO2016/177375A1中描述。该凸缘的横截面基本上为T形，并包括横向于基部延伸的立柱(upstand)。如本申请中所描述的，使用预制剪切腹板凸缘简化了剪切腹板的制造过程，因为它允许使用相对简单的剪切腹板加工和模制过程，并且还避免了对返回凸缘的后续结合的需要。WO2016/177375A1中描述的T形凸缘是使用拉挤成型工艺形成的，其中树脂涂覆的纤维被拉动穿过T形拉挤成型模具。拉挤成型工艺必须要求相当大比例的纤维平行于凸缘的长度(即，在0°方向上)延伸。然而，在这些拉挤凸缘中的0°纤维在一些情况下可能赋予凸缘不期望的高水平的纵向刚度。如果凸缘的纵向刚度太高，则弯曲载荷的一部分可由凸缘而不是由翼梁帽承载。因此，希望减少或避免在剪切腹板凸缘中使用纵向定向的0°纤维。剪切腹板凸缘可被分成纵向凸缘区段，以适应由风力涡轮机叶片沿其长度的可变几何形状引起的叶片扭曲。将剪切腹板凸缘分成纵向凸缘区段还有助于在最终组装以完成风力涡轮机叶片之前运输部件。当制造剪切腹板时，凸缘区段端对端地布置。图1示出了第一和第二已知的剪切腹板凸缘区段500a、500b，其中它们的纵向轴线A-A在端对端地被结合在一起以形成剪切腹板凸缘的一部分之前被对准。凸缘区段500a、500b纵向延伸，并且沿其长度具有恒定的T形横截面。已知凸缘区段500a、500b的相对的端部502a、502b已经横向于它们的纵向轴线A-A被斜切，以便在相邻的凸缘区段500a、500b之间形成足够强的结合。斜切端部502a、502b限定结合表面504a、504b，在将表面504a、504b按压在一起以在凸缘区段500a、500b之间形成结合接头之前，将粘合剂施加到所述结合表面。对凸缘区段500a、500b的端部502a、502b进行斜切实现了区段500a、500b之间的足够强的接头，但也导致相当大的材料浪费，因为在进行斜切切割时必须丢弃凸缘区段500a、500b的大部分。这种材料浪费显著增加了用于叶片的材料的总成本。沿着剪切腹板凸缘的不连续性，例如在相邻凸缘区段连结的位置处，可导致当叶片在使用中经受载荷时的应力集中。因此，希望增加结合区域以使相邻凸缘区段之间的接头处的应力集中最小化。然而，在现有技术的情况下，必须在材料浪费和期望的结合区域之间进行折衷，这可能以在接头处增加应力集中为代价。正是在这个背景下开发了本专利技术。
技术实现思路
在本专利技术的第一方面中，提供了一种风力涡轮机叶片剪切腹板。剪切腹板包括具有第一侧和相对的第二侧的细长面板，以及沿着面板的纵向边缘布置的纵向延伸凸缘。凸缘包括沿着面板的第一侧布置并与该第一侧集成的多个细长凸缘区段。每个凸缘区段包括多个细长凸缘元件，所述多个细长凸缘元件被布置成一个在另一个的顶部上并且在凸缘区段的纵向方向上彼此偏移，使得凸缘元件之间的偏移在凸缘区段的第一纵向端部和第二纵向端部中的每一个处限定渐缩部分。纵向相邻的凸缘区段的渐缩部分重叠以在所述相邻的凸缘区段之间限定至少一个嵌接接头。多个凸缘元件的横截面可以基本上为L形，每个凸缘元件包括基部和立柱，其中，立柱基本上远离基部延伸。多个凸缘区段的横截面可以基本上为L形，使得每个凸缘区段包括基部和立柱，其中，立柱基本上远离基部延伸。剪切腹板可以包括沿着面板的第二侧布置的多个凸缘区段，其中，面板的第一侧的凸缘区段的立柱面向面板的第二侧的凸缘区段的立柱，使得纵向延伸凸缘具有基本上T形的横截面。在这种剪切腹板中，所述细长面板的第一侧的所述多个凸缘区段的纵向端部可以与所述细长面板的第二侧的所述多个凸缘区段的纵向端部纵向偏移。每个凸缘区段的第一端部和第二端部处的渐缩部分可以形成在凸缘区段的基部中并且均可以限定面向上的嵌接表面或面向下的嵌接表面中的一者。每个凸缘区段的立柱可包括在其第一纵向端部和第二纵向端部处的渐缩部分，所述渐缩部分限定立柱的第一嵌接表面和第二嵌接表面。相邻立柱的渐缩部分可重叠以在纵向相邻的凸缘区段的立柱之间形成至少一个嵌接接头。对于剪切腹板凸缘中的每个凸缘区段，至少一个凸缘元件立柱可以在固化树脂基质中与面板集成。每个凸缘区段立柱的翼弦厚度可随着距凸缘区段基部的距离增加而减小。每个凸缘区段基部的厚度可随着距凸缘区段立柱的距离增加而减小。每个凸缘元件的纵向边缘可以在与凸缘区段的纵向方向正交的方向上彼此偏移。每个凸缘区段的基部可以限定安装表面。所述凸缘元件可以包括纤维材料，例如+/-45度双轴织物，所述纤维材料包括少于30％的在所述凸缘元件的纵向方向上定向的纤维；优选地，纤维材料包括0％的在凸缘元件的纵向方向上定向的纤维。每个凸缘区段可以是层压构造的，并且可以包括处在固化树脂基质中的多个凸缘元件。在本专利技术的另一方面，提供了一种包括如上所述的剪切腹板的风力涡轮机叶片。在本专利技术的另一方面，提供了一种包括这种风力涡轮机叶片的风力涡轮机。在本专利技术的又一方面，提供了一种制造风力涡轮机叶片剪切腹板的方法。该方法包括布置细长面板和沿着细长面板的纵向边缘布置多个凸缘区段。每个凸缘区段包括多个细长凸缘元件，所述多个细长凸缘元件被布置成一个在另一个的顶部上并且在凸缘区段的纵向方向上彼此偏移，以便在每个凸缘区段的相应的第一纵向端部和第二纵向端部处形成渐缩部分。纵向相邻的凸缘区段的渐缩部分重叠以在所述相邻的凸缘区段之间限定至少一个嵌接接头。该方法还包括将多个凸缘区段和细长面板集成以形成风力涡轮机叶片剪切腹板。沿着所述细长面板的纵向边缘布置所述多个凸缘区段的步骤还可包括在所述细长面板的第一侧和第二侧中的每一侧布置多个凸缘元件，以形成具有基本上T形的横截面的凸缘。凸缘元件可具有基本上L形的横截面，并且沿着细长面板的纵向边缘布置多个凸缘区段的步骤还可包括背对背地布置多个凸缘元件以形成具有基本上T形的横截面的凸缘区段。该方法还可包括当将多个凸缘区段与细长面板布置在一起时，在相邻的凸缘区段之间布置可渗透材料层。在本专利技术的另一方面中，提供了一种形成风力涡轮机叶片的剪切腹板的凸缘区段的方法。该方法包括设置多个凸缘元件，并将多个凸缘元件布置在阵列中，使得连续的凸缘元件被定位成一个在另一个的顶部上。该方法还包括将连续的凸缘元件布置在阵列中，使得其第一纵向端部和第二纵向端部彼此纵向偏移，以在凸缘区段的相应的第一纵向端部和第二纵向端部处形成渐缩部分，以及将多个凸缘元件结合在一起以形成凸缘区段。阵列中的相邻的凸缘元件可以被布置成至少一个纵向边缘从邻近的凸缘元件的对应纵向边缘偏移，以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力涡轮机叶片剪切腹板(26)，所述剪切腹板包括具有第一侧(34a)和相对的第二侧(34b)的细长面板(28)以及沿着所述面板的纵向边缘(32a)布置的纵向延伸凸缘(30)，/n所述凸缘(30)包括沿着所述面板的所述第一侧(34a)布置并与所述第一侧集成的多个细长凸缘区段(36)，/n每个凸缘区段(36)包括多个细长凸缘元件(46)，所述多个细长凸缘元件被布置成一个在另一个的顶部上并且在所述凸缘区段的纵向方向上彼此偏移，使得所述凸缘元件之间的偏移在所述凸缘区段的第一纵向端部(48)和第二纵向端部(50)中的每一者处限定渐缩部分(58、62)，/n其中，纵向相邻的凸缘区段(36)的所述渐缩部分(58、62)重叠以在所述相邻的凸缘区段之间限定至少一个嵌接接头。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181210 DK PA2018708021.一种风力涡轮机叶片剪切腹板(26)，所述剪切腹板包括具有第一侧(34a)和相对的第二侧(34b)的细长面板(28)以及沿着所述面板的纵向边缘(32a)布置的纵向延伸凸缘(30)，
所述凸缘(30)包括沿着所述面板的所述第一侧(34a)布置并与所述第一侧集成的多个细长凸缘区段(36)，
每个凸缘区段(36)包括多个细长凸缘元件(46)，所述多个细长凸缘元件被布置成一个在另一个的顶部上并且在所述凸缘区段的纵向方向上彼此偏移，使得所述凸缘元件之间的偏移在所述凸缘区段的第一纵向端部(48)和第二纵向端部(50)中的每一者处限定渐缩部分(58、62)，
其中，纵向相邻的凸缘区段(36)的所述渐缩部分(58、62)重叠以在所述相邻的凸缘区段之间限定至少一个嵌接接头。


2.根据权利要求1所述的剪切腹板，其中，所述多个凸缘元件(46)的横截面基本上为L形，每个凸缘元件包括基部(52)和立柱(54)，其中，所述立柱基本上远离所述基部延伸。


3.根据权利要求1或2所述的剪切腹板，其中，所述多个凸缘区段(36)的横截面基本上为L形，使得每个凸缘区段包括基部(42)和立柱(44)，其中，所述立柱基本上远离所述基部延伸。


4.根据权利要求3所述的剪切腹板，所述剪切腹板还包括沿着所述面板(28)的所述第二侧(34b)布置的多个凸缘区段(36)，其中，所述面板的所述第一侧上的所述凸缘区段的所述立柱面向所述面板的所述第二侧上的所述凸缘区段的所述立柱，使得所述纵向延伸凸缘具有基本上T形的横截面。


5.根据权利要求4所述的剪切腹板，其中，所述细长面板(28)的所述第一侧(34a)上的所述多个凸缘区段(36)的纵向端部与所述细长面板的所述第二侧(34b)上的所述多个凸缘区段的纵向端部纵向偏移。


6.根据权利要求3至5中任一项所述的剪切腹板，其中，每个凸缘区段的所述第一端部(48)和所述第二端部(50)处的所述渐缩部分(58、62)形成在所述凸缘区段(42)的所述基部中，并且每个渐缩部分限定面向上的嵌接表面或面向下的嵌接表面中的一者。


7.根据权利要求3至6中任一项所述的剪切腹板，其中，每个凸缘区段(36)的所述立柱(44)包括在其第一纵向端部和第二纵向端部处的渐缩部分(58b、62b)，所述渐缩部分限定所述立柱的第一嵌接表面和第二嵌接表面。


8.根据前述权利要求中任一项所述的剪切腹板，其中，所述凸缘元件(46)包括纤维材料，例如+/-45度双轴织物，所述纤维材料包括少于30％的在所述凸缘元件的纵向方向上定向的纤维。


9.根据前述权利要求中任一项所述的剪切腹板，其中，每个凸缘区段(36)是层压构造的，每个凸缘区段包括处在固化树脂基质中的多个凸缘元件(46)。


10.一种风力涡轮机叶片(10)，所述风力涡轮机叶片包括根据前述权利要求中任一项所述的剪切腹板(26)。


11.一种制造风力涡轮机叶片剪切...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·C·普雷斯顿，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK