用于模块化叶片的整流罩制造技术

一种用于风力涡轮发电机的模块化叶片的整流罩，所述模块化叶片包括设置在模块化叶片(100)的两个相接续的模块(2、3)之间的连结区(1)。整流罩(200)由不同的部件组成；吸力侧整流罩(12)、压力侧整流罩(13)和辅助部件，诸如便于各部件连结的突片(15、16)。前缘整流罩(19)和后缘整流罩(20)由优选为硅树脂的弹性体材料构成，被支承在刚性玻璃纤维框架(21)中，以便吸收叶片在其操作运转期间所经历的翘曲。用于将各整流罩连结在一起并连结到叶片壳体(100)的缩进部(11、11

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于模块化叶片的整流罩


[0001]本专利技术涉及风力涡轮发电机的模块化叶片，更具体而言，本专利技术涉及由两个或更多个模块组成的叶片，这些模块在原位组装，并且用整流罩包裹，以便以符合空气动力学的方式覆盖由于连结部而存在的间隙。

技术介绍

[0002]叶片通常由复合材料(诸如碳纤维)制成，并且在其操作运转期间遭受翘曲，在极端条件的情况下遭受严重翘曲。末端由于风的推力而挠曲，并且叶片扭曲，使其轮廓翘曲。这尤其对于覆盖着在模块化叶片中产生的间隙的整流罩造成损害。
[0003]通过研究在寻求叶片的更大空气动力学性能方面的现有技术，得出结论，轮廓的修改是避免操作运转中过载的最常用的解决方案之一。这主要是通过使构成叶片轮廓的元件更加柔性来实现的。专利申请WO2018100401A1就是这种情况，其使用由内部支承结构补充的外部柔性蒙皮。柔性外蒙皮在后缘上滑动，而不会形成褶皱或不连续。内部支承结构附接到叶片梁和旋转轴，旋转轴基于载荷传感器和旋转控制器而改变叶片的几何形状。专利申请DE102010047918A1使后缘更加柔性，其中气动致动器附接到翼的固定部分和附接到柔性后缘，最大限度地简化了致动器和机械部件。专利申请DE10233102A1描述了一种连接到诸如压缩空气的压力介质的柔性后缘。后缘由含氟聚合物制成，可以在其最宽端部处焊接到叶片上，元件的其余部分是稳定但柔性的支承件。并且最后，专利US 2008107540示出了阻尼元件如何用粘合剂胶合在叶片的前缘上、后缘上和甚至内部腹板上。这些元件包括由粘弹性层和粘附到粘弹性层的刚性层制成的层压材料。它们布置在外部或内部，并且实际上覆盖整个叶片。
[0004]所有这些解决方案都旨在是针对长叶片长度，而不是用于覆盖预先建立的间隙的整流罩。整流罩的要求不需要上文所提到的各个专利的复杂补充元件。这些复杂的补充元件被添加到叶片的后缘，增加它的空气动力学响应并使噪音最小化。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是用整流罩覆盖在模块化叶片的连结部处存在的间隙。孔具有特定的形状和尺寸，使得在现场进行组装期间，它可以允许操作者或他的工具进入。整流罩由不同的部件组成，并且这些部件中的每个部件都有自己的尺寸、形状和辅助附件，诸如突片，以便于各部件之间以及与叶片壳体的联合。所有这些确保了轮廓的空气动力学连续性和通过铆钉或类似元件的气密闭合。
[0006]本专利技术的另一个目的是替换用于覆盖模块化叶片的连结区域的整流罩中的一些整流罩，使新的整流罩具有能够吸收叶片在其操作运转期间所经历的翘曲的特质。为此，后缘整流罩和前缘整流罩由弹性体类型的柔性材料制成，其在更大程度上吸收在翼弦方向上经历的上述翘曲。弹性体材料是一种化合物，其组成中包括非金属，并示出弹性行为。作为衍生自聚硅氧烷的无机聚合物的硅树脂是优选的材料。
[0007]本专利技术的另一个目的是设有必要的金属元件，使得整个整流罩被等电位结合以链接到避雷引下线(lighting down
‑
drop)。将各导电元件隔离的问题是，当雷电穿过防雷系统时，由于雷电引起的感应现象而在它们之间产生高电位差。
[0008]本专利技术的整流罩标的必须完全地整合，也就是说，在翼弦方向和翼展方向上都与壳体对齐，为叶片提供空气动力学连续性，并且相对于模块化叶片的总长度而言封闭的间隙非常小。
附图说明
[0009]下面将给出一系列附图的简要描述，这些附图有助于更好地理解本专利技术，并且明确地涉及作为本专利技术的非限制性示例呈现的所述专利技术的实施例。
[0010]图1示出了模块化叶片的立体图。
[0011]图2表示了叶片在其操作运转期间遭受的翘曲。
[0012]图3a示出了在没有整流罩的情况下叶片的两个模块的联合。
[0013]图3b示出了模块化叶片的整流罩的分解图。
[0014]图3c是连结部的立体图，仅示出前缘的整流罩和后缘的整流罩。
[0015]图3d示出了完全组装在图1的模块化叶片的连结部上的整流罩。
[0016]图4a、图4b、图4c和图4d示出了以后缘整流罩为中心的本专利技术的若干不同实施例。
[0017]图5示出了整流罩的立体图以及后缘整流罩的构造细节。
[0018]图6是沿着图5的CD轴线的截面上的整流罩后缘的连结部的细节。
具体实施方式
[0019]如图1所示，模块化叶片(100)包括连结区(1)，该连结区(1)将叶片(100)分成两部分：叶片末端(2)和叶片根部(3)。叶片的模块化应用于大尺寸叶片的情况，在所述大尺寸叶片的情况下，一体式叶片的运输变得非常复杂或者实际上不可能。相反，连结区(1)非常小，从而不会对模块化叶片(100)增添不必要的重量负担。所有这些使得连结区(1)与叶片(100)的总长度相比是非常小的。模块化叶片(100)的连结区(1)被整流罩(200)包裹，该整流罩(200)以符合空气动力学的方式覆盖在连结区(1)中存在的间隙。对于大约70m的叶片，本专利技术的整流罩(200)占模块化叶片(100)长度的0.5％至1％。
[0020]图2示出了叶片的轮廓以及叶片操作运转期间前缘(4)和后缘(5)所遭受的翘曲。横坐标轴和纵坐标轴示出了以mm为单位的翘曲。较浅的点画线轮廓(A)表示没有翘曲的叶片轮廓，而较深的点画线轮廓(B)表示由于叶片在其操作运转期间所经受的载荷而翘曲的叶片轮廓。为了吸收所述翘曲，本专利技术的整流罩(200)包括由弹性材料制成的前缘整流罩(19)和由弹性材料制成的后缘整流罩(20)，如下文所讨论。
[0021]图3a通过清楚地指示叶片轮廓的不同点而详细描绘了模块化叶片(100)的连结：前缘(4)、后缘(5)、吸力侧(6)和压力侧(7)。金属连结部在吸力侧(6)和压力侧(7)的表面的很大一部分上延伸。所述金属连结部由插入件内的一系列带螺纹的螺栓形成，插入件覆盖有元件(8)，所述元件(8)称为Xpacer(注册商标)元件并且负责对上述螺栓预加应力。前缘(4)中呈现的孔(9)和后缘(5)中呈现的孔(10)大于容纳Xpacer元件(8)的孔，以便于接近以放置和拧紧构成连结部的所述金属元件。所有孔(9、10)相对于叶片壳体的表面具有台阶或
缩进部(11、11
′
)，以配合构成整流罩(200)的不同部件。
[0022]在金属结合完成后，必须覆盖所有间隙。为此，它覆盖有整流罩，该整流罩包括不同的部分：前缘整流罩(19)、吸力侧整流罩(12)、压力侧整流罩(13)和后缘整流罩(20)。后缘的此最后一个整流罩(20)由通过其侧部之一连结的两个部件(20
’
、20”)组成，如将在下文中解释的那样。前缘整流罩和后缘整流罩(19、20)具有刚性周围框架(21)形式的支承件。吸力侧上的整流罩(12)和压力侧上的整流罩(13)仅具有通孔以接纳固定元件并在其端部处连结叶片壳体。这避免了Xpacer元件(8)和它们对应的带螺纹的螺栓位于插入件内部的位置。前缘整流罩(19)和后缘整流罩(20)围绕其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于风力涡轮发电机的模块化叶片的整流罩，所述模块化叶片包括设置在所述模块化叶片(100)的两个相接续的模块(2、3)之间的连结区(1)，其特征在于，所述整流罩(200)包括：
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刚性吸力侧整流罩(12)和刚性压力侧整流罩(13)，所述刚性吸力侧整流罩适于布置在所述模块化叶片(100)的吸力侧(6)上，所述刚性压力侧整流罩适于布置在所述模块化叶片(100)的压力侧(7)上，所述刚性吸力侧整流罩所述和刚性压力侧整流罩包括位于它们的层之间的金属网以及分布在它们的端部处的多个孔，所述金属网在所述整流罩(200)与避雷电缆的连接中对所述整流罩进行等电位结合，所述多个孔容纳固定元件，所述固定元件优选是铆钉，所述固定元件允许附接到所述模块化叶片(100)的壳体，
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前缘整流罩(19)和后缘整流罩(20)，所述前缘整流罩与所述吸力侧整流罩(12)的一个端部合作并且与所述压力侧整流罩(13)的一个端部合作，所述后缘整流罩与所述吸力侧整流罩(12)的相对端部合作并且与所述压力侧整流罩(13)的相对端部合作，包括前缘整流罩(19)和后缘整流罩(20)的弹性体材料元件、以及支承所述弹性体材料元件的玻璃纤维的刚性框架(21)，每个刚性框架(21)包括周边孔，所述周边孔包括金属插入件或衬套，所述金属插入件或衬套由固定元件穿过，所述固定元件优选是铆钉，所述固定元件允许所述整流罩(200)连结到所述模块化叶片(100)的所述壳体，所述金属插入件或衬套适于在所述整流罩(200)与避雷电缆的连接中等电位结合所述整流罩(200)，并且
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所述整流罩(200)的宽度适于覆盖占所述模块化叶片(100)的长度的0.5％至1％的所述模块化叶片(100)的连结区(1)。2.根据权利要求1所述的用于模块化叶片的整流罩，其中，所述前缘整流罩(19)通过相应的突片(15)连结到所述吸力侧整流罩(12)的对应端部和所述压力侧整流罩(13)的对应端部，并且所述后缘整流罩(20)通过相应的突片(16)连结到所述吸力侧整流罩(12)的对应的相对端部和所述压力侧整流罩(13)的对应的相对端部。3.根据前述权利要求中任一项所述的用于模块化叶片的整流罩，其中，所述后缘(20)的每个整流罩的弹性体材料元件(20a、20d)的宽度小于所述吸力侧整流罩(12)或所述压力侧整流罩(13)的宽度。4.根据权利要求3所述的用于模块化叶片的整流罩，其中，所述后缘整流罩(20)的刚性框架(21)包围弹性体材料元件(20a)的至少两个侧部，或者布置在所述弹性体材料元件(20d)下方，所述刚性框架(21)适于覆盖所述模块化叶片(100)...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：纳布拉温德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：