风力涡轮机叶片制造技术

在本发明专利技术的第一方面中，提供了一种风力涡轮机叶片，其包括叶片壳，该叶片壳在翼展方向上从根端延伸到梢端，并且在翼弦方向上从前缘延伸到后缘。叶片壳包括由多个基本平面的增强材料条形成的翼梁帽，所述条以多个堆叠布置，所述多个堆叠在翼展方向上纵向延伸并且在翼弦方向上并排布置。在每个堆叠中，最上条限定堆叠的上表面，最下条限定堆叠的下表面，并且被堆叠的条的纵向边缘限定堆叠的侧表面。叶片还包括保持夹，该保持夹包括多个并排的基本U形区段。U形区段均包括一对相互间隔开的侧部，在所述侧部之间限定堆叠接收区域，并且侧部通过桥接部接合。堆叠中的至少一些位于保持夹的堆叠接收区域中，使得U形区段的侧部邻接堆叠的侧表面。保持夹的每个U形区段相对于该U形区段的相邻U形区段倒置，使得相应U形区段的桥接部在翼弦方向上横跨堆叠的上表面和下表面交替地延伸。替地延伸。替地延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风力涡轮机叶片


[0001]本专利技术总体上涉及风力涡轮机，并且更具体地涉及风力涡轮机叶片和用于制造风力涡轮机叶片的方法。

技术介绍

[0002]现代风力涡轮机叶片通常包括限定叶片的空气动力学轮廓的壳和用作叶片的主承载结构的一个或多个纵向延伸的翼梁。翼梁通常包括连接在相对的翼梁帽之间的抗剪腹板，该翼梁帽分别设置在叶片的迎风侧和背风侧。翼梁帽被构造成吸收由使用中的叶片所经历的弯曲载荷，并且因此通常包括具有高拉伸强度的材料，诸如碳纤维增强塑料(CFRP)。在一些风力涡轮机叶片中，翼梁帽由布置成多个并排堆叠的多个增强材料条形成，以允许翼梁帽符合叶片的翼弦曲率。
[0003]现代风力涡轮机叶片的空气动力学轮廓通常沿着叶片的长度扭转以最有效地从风捕获能量。因此，被构造成形成叶片壳的模具通常包括具有沿其长度变化的倾斜度的模具表面。然而，当制造具有由堆叠的条形成的翼梁帽的叶片时，模具表面的变化倾斜度引入挑战。具体地，堆叠的条具有由于重力而在模具的陡峭倾斜区段上移动或滑动的趋势，并且将条维持在其预期位置可能是困难的。
[0004]正是针对该背景开发了本专利技术。

技术实现思路

[0005]在本专利技术的第一方面中，提供了一种风力涡轮机叶片，其包括叶片壳，该叶片壳在翼展方向上从根端延伸到梢端，并且在翼弦方向上从前缘延伸到后缘。叶片壳包括由多个基本平面的增强材料条形成的翼梁帽，该条以多个堆叠布置，该多个堆叠在翼展方向上纵向延伸并且在翼弦方向上并排布置。在每个堆叠中，最上条限定堆叠的上表面，最下条限定堆叠的下表面，并且堆叠的条的纵向边缘限定堆叠的侧表面。叶片还包括保持夹，该保持夹包括多个并排的基本U形区段。U形区段均包括一对相互间隔开的侧部，在该侧部之间限定堆叠接收区域，并且侧部通过桥接部接合。堆叠中的至少一些位于保持夹的堆叠接收区域中，使得U形区段的侧部邻接堆叠的侧表面。保持夹的每个U形区段相对于其相邻的U形区段倒置，使得相应U形区段的桥接部在翼弦方向上横跨堆叠的上表面和下表面交替地延伸。
[0006]在叶片的制造期间，保持夹维持条在其相应的堆叠中的位置并且防止条相对于彼此滑动或以其它方式移动。
[0007]相邻的U形区段的倒置布置是指保持夹的具有横跨堆叠的上表面延伸的桥接部的U形区段将紧邻具有横跨堆叠的下表面延伸的桥接部的至少一个U形区段。类似地，具有横跨堆叠的下表面延伸的桥接部的U形区段将紧邻具有横跨堆叠的上表面延伸的桥接部的至少一个U形区段。保持夹可类似于方形波形。
[0008]堆叠的“最上”和“最下”的条是指在保持夹的翼展位置处的最上条和最下条。应当理解，堆叠中条的数量可以在叶片的不同翼展位置变化，例如，条的数量可以朝向堆叠的端
部减少，使得翼梁帽的高度朝向其端部逐渐变小。
[0009]保持夹可具有在第一端部处的第一U形区段和在第二端部处的第二U形区段。这些U形区段也被称为“最末端”U形区段。保持夹可具有在最末端区段之间的任何数量的中间U形区段。U形区段的数量总共优选地对应于并排堆叠的数量。在这种情况下，保持夹的每个U形区段可以容纳单个堆叠。在其它示例中，每个U形区段可以容纳多个堆叠。
[0010]保持夹的至少一个U形区段、优选最末端区段可包括从U形区段的侧部延伸的返回凸缘。返回凸缘可以基本上平行于该U形区段的桥接部并且与该桥接部间隔开地延伸。堆叠可以位于桥接部和返回凸缘之间，使得桥接部横跨堆叠的上表面或下表面中的一者延伸，并且返回凸缘至少部分地横跨堆叠的上表面或下表面中的另一者延伸。在叶片的制造期间，堆叠可以被夹持在返回凸缘和桥接部之间。
[0011]保持夹的端部可包括定位凸缘。定位凸缘可以在翼弦方向上在定位成临近翼梁帽的叶片壳部件下方延伸。叶片壳部件优选为芯材料的面板。例如，芯材料可以包括诸如结构泡沫、聚苯乙烯或轻木的材料。
[0012]定位凸缘可以从最末端的U形区段的侧部延伸。定位凸缘可与返回凸缘基本上共面。两个凸缘可以从最末端的U形区段的侧部在相反的方向上沿翼弦延伸。
[0013]并排的堆叠可通过保持夹的U形区段的侧部在翼弦方向上略微间隔开。
[0014]风力涡轮机叶片可包括在翼展方向上并排布置的一对或多对保持夹。每对中的一个保持夹的U形区段可以相对于该对中的另一个保持夹的U形区段倒置。
[0015]优选地，每个堆叠位于该对中的一个保持夹的U形区段中和该对中的另一个保持夹的对应U形区段中。因此，该对中的一个保持夹的U形区段的桥接部可以横跨堆叠的上表面或下表面中的一者延伸，而该对中的另一个保持夹的U形区段的桥接部可以横跨堆叠的上表面和下表面中的另一者延伸。
[0016]风力涡轮机叶片可包括多个保持夹或多对保持夹。多个保持夹或多对保持夹可在翼展方向上相互间隔开。
[0017]堆叠中的一个或多个堆叠可以包括锥形端部区域。所述保持夹或每个保持夹可定位在锥形端部区域的外部。
[0018]保持夹的堆叠接收区域的翼弦截面轮廓的形状优选地基本上对应于堆叠的翼弦截面轮廓。优选地，保持夹的堆叠和堆叠接收区域的翼弦截面是基本上矩形的。
[0019]U形区段的侧部可具有基本上对应于堆叠的高度的高度。堆叠包括布置成多个层的多个平面的增强材料条。堆叠还可以包括在平面条之间交错的材料层(诸如玻璃或碳织物)。堆叠的高度是堆叠的最上层与堆叠的最下层之间的距离。
[0020]U形区段的桥接部可具有基本上对应于堆叠的翼弦宽度的长度。
[0021]所述保持夹或每个保持夹可以由纤维增强聚合物材料形成。所述保持夹或每个保持夹可以是预固化部件。因此，保持夹可包括在条相对于堆叠定位之前已经固化的树脂。保持夹也可以由高强度塑料模制形成。
[0022]在本专利技术的第二方面中，提供了一种制造风力涡轮机叶片的方法。该方法包括设置叶片壳模具，该叶片壳模具在翼展方向上从根端延伸到梢端，并且在翼弦方向上从前缘延伸到后缘，以及设置多个基本平面的增强材料条。该方法还包括将条以多个堆叠布置在模具中，以形成翼梁帽的至少一部分，该堆叠在翼展方向上延伸并且在翼弦方向上并排布
置。在每个堆叠中，最上条限定堆叠的上表面，最下条限定堆叠的下表面，并且堆叠的条的纵向边缘限定堆叠的侧表面。该方法还包括设置包括多个并排的基本U形区段的保持夹。每个U形区段包括一对相互间隔开的侧部，在该侧部之间限定堆叠接收区域，侧部通过桥接部接合。该方法还包括将堆叠中的至少一些布置在保持夹的堆叠接收区域中，使得U形区段的侧部邻接堆叠的侧表面。保持夹的每个U形区段相对于其相邻的U形区段倒置，使得相应U形区段的桥接部在翼弦方向上横跨堆叠的上表面和下表面交替地延伸。
[0023]在本专利技术的另一方面中，提供了一种用于风力涡轮机叶片翼梁帽的保持夹，该保持夹被构造成将增强材料条保持成堆叠构造，并且限制条的多个堆叠相对于彼此的移动。该夹包括一系列基本U形区段，该U形区段均具有通过桥接部接合的一对相互间隔开的侧部。每个U形区段相对于其相邻的U形区段倒置。
[0024]关于本专利技术的第一方面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】1.一种风力涡轮机叶片(10)，所述风力涡轮机叶片(10)包括：叶片壳(12)，所述叶片壳(12)在翼展方向上从根端(14)延伸到梢端(16)，并且在翼弦方向上从前缘(18)延伸到后缘(20)，所述叶片壳包括由多个基本平面的增强材料条(26)形成的翼梁帽(24)，所述条以多个堆叠(28)布置，所述多个堆叠(28)在所述翼展方向上纵向延伸并且在所述翼弦方向上并排布置，由此在每个堆叠中最上条(40)限定所述堆叠的上表面，最下条(42)限定所述堆叠的下表面，并且被堆叠的所述条的纵向边缘(36)限定所述堆叠的侧表面(38)；保持夹(48)，所述保持夹(48)包括多个并排的基本U形区段(50)，所述U形区段均包括一对相互间隔开的侧部(52)，在所述侧部(52)之间限定堆叠接收区域(60)，所述侧部通过桥接部(54)接合；其中，所述堆叠(28)中的至少一些位于所述保持夹(48)的所述堆叠接收区域(60)中，使得所述U形区段(50)的所述侧部邻接所述堆叠的所述侧表面(38)，并且所述保持夹的每个U形区段相对于该U形区段的相邻U形区段倒置，使得相应所述U形区段的所述桥接部(54)在所述翼弦方向上横跨所述堆叠的所述上表面和所述下表面交替地延伸。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述保持夹的至少一个U形区段、优选最末端的区段包括返回凸缘，所述返回凸缘从所述U形区段的所述侧部基本上平行于所述U形区段的所述桥接部并与所述U形区段的所述桥接部间隔开地延伸，其中，一堆叠位于所述桥接部和所述返回凸缘之间，使得所述桥接部横跨一堆叠的所述上表面或所述下表面中的一者延伸，并且所述返回凸缘至少部分地横跨该堆叠的所述上表面或所述下表面中的另一者延伸。3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片，其中，所述保持夹的端部包括定位凸缘，并且所述定位凸缘在所述翼弦方向上在被定位成邻近所述翼梁帽的叶片壳部件下方延伸。4.根据权利要求3所述的风力涡轮机叶片，其中，所述定位凸缘从最末端的U形区段的侧部延伸。5.根据权利要求4在从属于权利要求2时所述的风力涡轮机叶片，其中，所述定位凸缘与所述返回凸缘基本共面，并且两个凸缘从最末端的所述U形区段的所述侧部在相反的方向上沿翼弦延伸。6.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，并排的所述堆叠在所述翼弦方向上由所述保持夹的所述U形区段的所述侧部间隔开。7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片包括在所述翼展方向上并排布置的一对或多对保持夹，其中，每对中的一个所述保持夹的所述U形区段相对于所述对中的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
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：