经由其叶片尖端节段中的增加的预弯曲具有最大化的总体预弯曲的分段式转子叶片制造技术

一种用于风轮机的转子叶片包括从弦向接头沿相反方向延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。第一叶片节段和第二叶片节段中的每个具有限定翼型表面的至少一个壳部件和内部支承结构。第一叶片节段在挥舞方向上限定第一预弯曲。第二叶片节段在挥舞方向上限定不同的第二预弯曲。此外，第一预弯曲大于第二预弯曲。另外，第一预弯曲和第二预弯曲提供在挥舞方向上远离风轮机的塔架的总体预弯曲，这允许转子叶片朝塔架的预先确定的偏转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经由其叶片尖端节段中的增加的预弯曲具有最大化的总体预弯曲的分段式转子叶片
本公开总体上涉及风轮机，并且更具体地涉及用于风轮机的分段式转子叶片，该分段式转子叶片经由其叶片尖端节段中的增加的预弯曲而具有最大化的预弯曲。
技术介绍
风力被认为是目前可获得的最清洁、最环保的能量源之一，并且风轮机在这方面已引起越来越多的关注。现代风轮机通常包括塔架、发电机、变速箱、机舱和转子，转子具有带一个或多个转子叶片的可旋转毂。转子叶片使用已知的翼型(airfoil)原理获得风的动能。转子叶片传送以旋转能形式的动能，以便转动将转子叶片联接到变速箱(或如果未使用变速箱，则直接地联接到发电机)的轴。发电机然后将机械能转换成电能，电能可部署至公用电网。转子叶片总体上包括通常使用模制工艺形成的吸入侧壳和压力侧壳，吸入侧壳和压力侧壳在沿叶片的前缘和后缘的结合线处结合在一起。此外，压力壳和吸入壳是相对轻质的，并且具有未构造成经受在操作期间施加在转子叶片上的弯矩和其它负载的结构性质(例如，刚度、抗弯性和强度)。因此，为了增加转子叶片的刚度、抗弯性和强度，通常使用接合壳半部的内部压力侧表面和吸入侧表面的一个或多个结构构件(例如，在其间构造有抗剪腹板的相对的翼梁帽)来增强本体壳。翼梁帽和/或抗剪腹板可由各种材料构成，包括但不限于玻璃纤维层压复合材料和/或碳纤维层压复合材料。随着风轮机在尺寸方面继续增加，转子叶片在尺寸方面也增加。因此，较大的转子叶片可建造成节段，所述节段可经由一个或多个销接头在现场组装。增加叶片长度需要附加的叶片支承，因为重力沿增加的长度拉动，以产生比在较短的转子叶片中更大的弯矩。另外，风轮机转子叶片通常在挥舞方向(叶拍方向)上具有预弯曲，以确保转子叶片在负载下不接触塔架。因而，翼梁帽主要成防止转子叶片接触塔架。更确切地说，转子叶片的翼梁帽厚度通常设定尺寸成满足塔架间隙要求。然而，转子叶片的质量(其期望尽可能地低)由结构上的翼梁帽的质量驱动。对于典型的单件式转子叶片，由于叶片本身的装运限制而规定了预弯曲量。更确切地说，在运输期间，转子叶片必须定向成适合于某些运输限制，如最大运输高度和与地面的最小间隙。因此，这种要求潜在地限制了转子叶片中的预弯曲量。然而，由于叶片尖端节段大体上比叶片的其余部分短得多，所以接头式转子叶片(特别是叶片的尖端节段)未受制于相同的运输限制。相应地，本公开涉及用于接头式转子叶片的叶片尖端节段，该叶片尖端节段具有增加的预弯曲，以便最大化转子叶片中的总体或总体预弯曲，以便允许更轻和更便宜的翼梁帽。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地提出，或可从描述中清楚，或可通过实施本专利技术学习到。在一方面中，本公开涉及用于风轮机的转子叶片。转子叶片包括从弦向接头沿相反方向延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。第一叶片节段和第二叶片节段中的每个具有限定翼型表面的至少一个壳部件和内部支承结构。第一叶片节段在挥舞方向上限定第一预弯曲。第二叶片节段在挥舞方向上限定不同的第二预弯曲。此外，第一预弯曲大于第二预弯曲。另外，第一预弯曲和第二预弯曲提供在挥舞方向上远离风轮机的塔架的总体预弯曲，这允许转子叶片朝塔架的预先确定的偏转。在一个实施例中，第一预弯曲可大于约3米。更确切地说，在一个实施例中，第一叶片节段的第一预弯曲可大于约4米。在另一个实施例中，第二叶片节段的第二预弯曲可小于约2米。因而，在某些实施例中，转子叶片的总体预弯曲范围可从约4米到约6米。在另一个实施例中，转子叶片朝向塔架的预先确定的偏转可大于用于非接头式转子叶片的允许的偏转，如大于转子叶片总长度的约5％。在其它实施例中，由于增加的第一预弯曲，第一叶片节段和第二叶片节段的内部支承结构的重量可小于用于非接头式转子叶片的内部支承结构的重量，如与非接头式转子叶片相比，重量减轻了从约1％至约10％。另外，重量的位置(即质量矩)也可改变，这是进一步有利的。在另外的实施例中，弦向接头可位于从转子叶片的叶片根部起转子叶片的翼展的从约70％到约90％，诸如位于从叶片根部起转子叶片的约85％翼展处。另外，在这样的实施例中，第一叶片节段可对应于转子叶片的叶片尖端节段，而第二叶片节段可对应于转子叶片的叶片根部节段。在若干实施例中，第一叶片节段可包括具有接收端的梁结构，该接收端带有从其中延伸的至少一个展向延伸销。第二叶片节段可包括接收区段，该接收节段接收第一叶片节段的梁结构。接收区段包括弦向部件，该弦向部件具有穿过其中限定的销接头槽。因而，销接头槽在梁结构的接收端处接收展向延伸销，以便将第一叶片节段和第二叶片节段固定在一起。在另一方面中，本公开针对一种最大化转子叶片的总体叶片预弯曲的方法。该方法包括提供第一叶片节段，该第一叶片节段在挥舞方向上限定第一预弯曲。该方法还包括提供第二叶片节段，该第二叶片节段在挥舞方向上限定不同的第二预弯曲。此外，第一预弯曲大于第二预弯曲。此外，该方法包括从弦向接头沿相反方向将第一叶片节段和第二叶片节段固定在一起，使得第一预弯曲和第二预弯曲提供在挥舞方向上远离风轮机的塔架的总体预弯曲，这允许转子叶片朝塔架的预先确定的偏转。在一个实施例中，如所提及的，第一叶片节段可包括具有接收端的梁结构，该接收端带有从其中延伸的至少一个展向延伸销。第二叶片节段可包括接收区段，该接收区段接收第一叶片节段的梁结构。接收区段包括弦向部件，该弦向部件具有穿过其中限定的销接头槽。在这样的实施例中，从弦向接头沿相反方向将第一叶片节段和第二叶片节段固定在一起可包括将第一叶片节段的梁结构插入第二叶片节段的接收区段中，并将梁结构的接收端的展向延伸销固定在接收区段的销接头槽内。应理解，方法还可包括如本文所述的任何附加特征和/或步骤。在又另一方面中，本公开针对一种用于风轮机的转子叶片。转子叶片包括从弦向接头沿相反方向延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。第一叶片节段和第二叶片节段中的每个包括限定翼型表面的至少一个壳部件和内部支承结构。此外，第一叶片节段在挥舞方向上限定第一预弯曲。第二叶片节段在挥舞方向上不存预弯曲，使得第一预弯曲限定了在挥舞方向上远离风轮机的塔架的总体预弯曲，这允许转子叶片朝塔架的预先确定的偏转。应当理解，转子叶片可进一步包括如本文所述的任何附加特征。本专利技术的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，且连同描述用于阐释本专利技术的原理。附图说明包括针对本领域中的普通技术人员的其最佳模式的本专利技术的完整且能实现的公开内容在参照附图的说明书中提出，在附图中：图1示出了根据本公开的风轮机的一个实施例的透视图；图2示出了根据本公开的具有第一叶片节段和第二叶片节段的转子叶片的一个实施例的平面视图；图3示出了根据本公开的第一叶片节段的一个实施例的区段的透视图；图4示出了根据本公开的在弦向接头处的第二叶片节段的区段的一个实施例的透视图；图5示出了根据本公开的风轮机的转子叶片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于风轮机的转子叶片，包括：/n从弦向接头沿相反方向延伸的第一叶片节段和第二叶片节段，所述第一叶片节段和第二叶片节段中的每个包括限定翼型表面的至少一个壳部件和内部支承结构，/n所述第一叶片节段在挥舞方向上限定第一预弯曲，所述第二叶片节段在所述挥舞方向上限定不同的第二预弯曲，所述第一预弯曲大于所述第二预弯曲，所述第一预弯曲和第二预弯曲提供在所述挥舞方向上远离所述风轮机的塔架的总体预弯曲，这允许所述转子叶片朝所述塔架的预先确定的偏转。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于风轮机的转子叶片，包括：
从弦向接头沿相反方向延伸的第一叶片节段和第二叶片节段，所述第一叶片节段和第二叶片节段中的每个包括限定翼型表面的至少一个壳部件和内部支承结构，
所述第一叶片节段在挥舞方向上限定第一预弯曲，所述第二叶片节段在所述挥舞方向上限定不同的第二预弯曲，所述第一预弯曲大于所述第二预弯曲，所述第一预弯曲和第二预弯曲提供在所述挥舞方向上远离所述风轮机的塔架的总体预弯曲，这允许所述转子叶片朝所述塔架的预先确定的偏转。


2.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述第一叶片节段的所述第一预弯曲大于3米。


3.根据权利要求2所述的转子叶片，其特征在于，所述第一叶片节段的所述第一预弯曲大于约4米。


4.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述第二叶片节段的所述第二预弯曲小于约2米。


5.根据权利要求2所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片的所述总体预弯曲范围为约4米至约6米。


6.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片朝向所述塔架的所述预先确定的偏转大于用于非接头式转子叶片的允许偏转。


7.根据权利要求6所述的转子叶片，其特征在于，所述第一叶片节段和第二叶片节段的所述内部支承结构的重量小于用于所述非接头式转子叶片的内部支承结构的重量。


8.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述弦向接头位于从转子叶片的叶片根部起所述转子叶片的翼展的从约70％至约90％。


9.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述第一叶片节段对应于所述转子叶片的叶片尖端节段，并且所述第二叶片节段对应于所述转子叶片的叶片根部节段。


10.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述第一叶片节段包括具有接收端的梁结构，所述接收端包括从其中延伸的至少一个展向延伸销，所述第二叶片节段包括接收所述第一叶片节段的所述梁结构的接收区段，所述接收区段包括弦向部件，所述弦向部件具有穿过其中限定的销接头槽，所述销接头槽在所述梁结构的所述接收端处接收所述展向延伸销，以便将所述第一叶片节段和第二叶片节段固定在一起。


11.一种最大化转子叶片的总体叶片预弯曲的方法，所述方法包括：
提供第一叶片节段，所述第一叶片节段在...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·J·哈斯，A·M·罗德维尔，T·默茨霍伊泽，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US