具有振动阻尼的模块化风力涡轮机叶片制造技术

根据本发明专利技术的第一方面，提供了一种具有分体式叶片构造的风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片包括：限定翼型轮廓的第一叶片模块和限定翼型轮廓的第二叶片模块；位于第一叶片模块和第二叶片模块中间的阻尼模块；其中，阻尼模块包括用于接合到第一叶片模块的第一叶片接口和用于接合到第二叶片模块的第二叶片接口。阻尼模块包括振动阻尼单元。有益地，本发明专利技术提供了一种将运动阻尼功能集成到模块化风力涡轮机叶片中的有用方式。机叶片中的有用方式。机叶片中的有用方式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有振动阻尼的模块化风力涡轮机叶片


[0001]本专利技术大体上涉及一种模块化风力涡轮机叶片，更具体地，涉及一种能够更好地承受沿边振动(edgewise vibration)的模块化风力涡轮机叶片。

技术介绍

[0002]为了利用风能的规模经济，人们普遍希望使风力涡轮机更大，以降低总的能量成本。较大的风力涡轮机具有较长的风力涡轮机叶片，较大的风力涡轮机叶片提供较大的扫掠面积，使得风力涡轮机可以从风中捕获更多的能量。
[0003]与长风力涡轮机叶片相关联的一个问题是如何将它们高效地运输到安装现场的挑战。由于道路网络所施加的约束，长风力涡轮机叶片在陆地上的运输成为问题。
[0004]为了解决这些问题，已知将风力涡轮机叶片设计为模块化组件。因此，风力涡轮机叶片可以被分成两个或更多个模块，这些模块更易于运输，然后在现场例如通过将模块粘合或螺栓连接在一起进行组装。
[0005]尽管其模块化，但模块化风力涡轮机叶片往往是易受振动影响的细长制品。特别值得关注的是沿边振动模式，因为与挥舞方向(其中由叶片生成的升力倾向于使挥舞振荡衰减)相比，细长叶片在沿边方向上往往表现出较小的固有气动阻尼。
[0006]正是在这种背景下开发了本专利技术。

技术实现思路

[0007]根据本专利技术的第一方面，提供了一种具有分体式叶片构造的风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片包括：限定翼型轮廓的第一叶片模块和限定翼型轮廓的第二叶片模块；位于所述第一叶片模块和所述第二叶片模块中间的阻尼模块；其中，所述阻尼模块包括用于接合到所述第一叶片模块的第一叶片接口和用于接合到所述第二叶片模块的第二叶片接口。所述阻尼模块包括振动阻尼单元。
[0008]有益地，本专利技术提供了一种将运动阻尼功能集成到模块化风力涡轮机叶片中的有用方式。优选地，振动阻尼单元被构造为衰减风力涡轮机叶片的沿边振动。振动阻尼单元可以包括各种构造并且可以包括选定的一种或多种阻尼装置，所述阻尼装置包括粘性阻尼器、包括弹性安装质量块的弹簧装置、调谐质量阻尼器；流体填充体积等。优选地，振动阻尼单元被构造为作用于阻尼模块所在的叶片部段的剪切中心。
[0009]阻尼模块可以被成形为限定翼型轮廓。以这种方式，阻尼模块可以更高效地集成到叶片的整体形状中。在这种情况下，阻尼模块在第一叶片接口处的翼型轮廓可以对应于第一叶片模块的翼型轮廓。此外，阻尼模块在第一叶片接口处的翼型轮廓可以匹配第一叶片模块的邻接翼型轮廓。因此，阻尼模块可以在每个接口处具有与相关叶片模块的邻接部分相匹配的轮廓。相比之下，叶片模块的接口可以对应于叶片模块的相应邻接面，但可以是不同的尺寸，使得阻尼模块的翼型轮廓具有比第一叶片模块和/或第二叶片模块的横截面积大的横截面积。
[0010]振动阻尼单元可以被构造为进行作用以使其将力施加到阻尼模块，并因此也施加到第一叶片模块和第二叶片模块。该力被施加到振动阻尼单元所在的风力涡轮机叶片的部段的剪切中心。这使阻尼模块施加到风力涡轮机叶片的扭力最小化。
[0011]尽管振动阻尼单元可以被容纳在阻尼模块的主体内部，但在其他实施例中，振动阻尼单元可以被支撑在阻尼模块的主体外部。
[0012]第一接口和第二接口中的至少一个可以通过螺栓连接而连接到相应的第一叶片模块和第二叶片模块的连接面。在其他实施例中，相应连接面由嵌接接头(scarf joint)限定。该连接可以是粘合连接或螺栓连接。
[0013]该振动阻尼单元通常在弦向方向上进行作用。这意味着振动阻尼单元或振动阻尼单元的部分的任何移动在基本上弦向的方向上移动。
[0014]在本申请的范围内，明确的意图是：在前面的段落、权利要求和/或下面的描述和附图中阐述的各个方面、实施例、示例和替代方案，特别是其各个特征，可以独立地实施或以任何组合实施。也就是说，所有实施例和/或任何实施例的特征可以以任何方式和/或组合进行组合，除非这些特征不兼容。
附图说明
[0015]现在将参照附图仅通过示例的方式描述本专利技术的上述和其他方面，其中：
[0016]图1是具有可以结合本专利技术的实施例的风力涡轮机叶片的风力涡轮机的透视图；
[0017]图2是根据本专利技术的一个实施例的模块化风力涡轮机叶片的分解透视图，该风力涡轮机叶片包括阻尼模块；
[0018]图3是通过示例的方式穿过风力涡轮机叶片以图示结构部件的示例性横截面；
[0019]图4是根据本专利技术的实施例的如图2所示的阻尼模块的示意图；
[0020]图5是根据本专利技术的另一实施例的阻尼模块的示意图；
[0021]图6是根据本专利技术的另一个实施例的模块化风力涡轮机叶片的分解透视图；以及
[0022]图7a和图7b是用于根据本专利技术的实施例的阻尼模块的连接布置的视图。
[0023]在附图中，相同的附图标记用于表示附图中共有的特征。
具体实施方式
[0024]图1是现代公用事业规模风力涡轮机10的示意图，该风力涡轮机10包括支撑机舱14的塔架12。转子16安装到机舱14上。转子16包括多个径向延伸的风力涡轮机叶片18，风力涡轮机叶片18在它们各自的根端20处附接到中心轮毂22。在该示例中，转子16包括三个叶片18，但是转子16可以具有任意数量的叶片18。风力涡轮机叶片18是有时已知为“分体式”或“模块化”叶片设计的类型。因此，在该示例中，风力涡轮机叶片18包括第一叶片模块和第二叶片模块，尽管在其他实施例中每个叶片18可以使用多于两个模块。如通过
技术介绍
说明的那样，模块化叶片部件可以在风电场现场进行组装，以促进大型部件的更容易的运输。
[0025]参考图2，其显示了根据本专利技术的第一实施例的模块化风力涡轮机叶片18的示意性分解图。模块化风力涡轮机叶片18包括第一叶片模块24和第二叶片模块26。叶片模块24、26被构造为在接合区域28中端对端接合，以形成完整的风力涡轮机叶片18。
[0026]在图2中，轴线S和C分别表示风力涡轮机叶片18以及叶片18的每个模块的翼展方
向和弦向方向。第一叶片模块24和第二叶片模块26形成模块化风力涡轮机叶片18的翼展方向(S)部段。每个模块在前缘30和后缘32之间在弦向方向上延伸并限定翼型轮廓。
[0027]在所示的实施例中，第一叶片模块24包括叶片18的尖端34并且第二叶片模块26包括叶片的根端20，尽管在图2中出于比例的目的叶片的根端被描绘为虚线。在其他实施例中，第一模块24可以包括叶片的根部20，第二模块26可以包括叶片的尖端34。此外，在其他实施例中，模块化叶片18可以包括多于两个模块，例如附加模块可以连接在第一叶片模块24和/或第二叶片模块26的内侧或外侧，并且这些另外的模块可以包括叶片根部20和/或叶片尖端34。
[0028]叶片模块24、26的一般构造对于技术人员来说是已知的。图3显示了风力涡轮机叶片的典型构造的横截面图，以供参考。风力涡轮机叶片的特征将以单数形式提及，但将理解，这些特征将等同地适用于模块化叶片的各种模块，如将要描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有分体式叶片构造的风力涡轮机叶片，其包括：限定翼型轮廓的第一叶片模块和限定翼型轮廓的第二叶片模块；位于所述第一叶片模块和所述第二叶片模块中间的阻尼模块；其中，所述阻尼模块包括用于接合到所述第一叶片模块的第一叶片接口和用于接合到所述第二叶片模块的第二叶片接口；并且其中，所述阻尼模块包括振动阻尼单元。2.根据任一项前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中，所述阻尼模块被成形为限定翼型轮廓。3.根据权利要求2所述的风力涡轮机叶片，其中，所述阻尼模块在所述第一叶片接口处的翼型轮廓对应于所述第一叶片模块的翼型轮廓。4.根据权利要求3所述的风力涡轮机叶片，其中，所述阻尼模块在所述第一叶片接口处的翼型轮廓与所述第一叶片模块的邻接翼型轮廓相匹配。5.根据权利要求2至3中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述阻尼模块在所述第二叶片接口处的翼型轮廓对应于所述第二叶片模块的邻接翼型轮廓。6.根据权利要求5所述的风力涡轮机叶片，其中，所述阻尼模块在所述第二叶片接口处的翼型轮廓与所述第二叶片模块的邻接翼型轮廓相匹配。7.根据权利要求3或权利要求5所述的风力涡轮机叶片，其中，所述阻尼模块的翼型轮廓具有比所述第一叶片模块和/或所述第二叶片模块的横截面积大的横截面积。8.根据任一项前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中，所述振动阻尼单元包括弹簧装置、阻尼器装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：