在抗剪腹板与壳体之间具有改进的粘接接头的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，其包括壳体和连接在壳体的迎风内表面和壳体的背风内表面之间的抗剪腹板。抗剪腹板包括长形腹板面板和承载凸缘，该承载凸缘从腹板面板的第一侧横向延伸，以将抗剪腹板连接到壳体的迎风内表面或背风内表面。叶片还包括从腹板的第二侧横向延伸的至少一个非结构凸缘。非结构凸缘具有与壳体的迎风内表面或背风内表面以相对关系布置的基本上平面的粘合剂接收部分。承载凸缘和非结构凸缘由不同的材料形成。形成。形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在抗剪腹板与壳体之间具有改进的粘接接头的风力涡轮机叶片


[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。

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体以及用作叶片的主要承载结构的一个或多个纵向延伸的翼梁。翼梁典型地包括抗剪腹板，该抗剪腹板被构造成吸收风力涡轮机叶片在使用中经受的剪切载荷。抗剪腹板可以包括上凸缘和下凸缘，腹板经由上凸缘和下凸缘粘合地结合到壳体的内表面。凸缘可以从腹板面板延伸，使得抗剪腹板在横截面中基本上呈C形。
[0003]在制造之后，可以使用非破坏性测试(NDT)方法例行地从壳体的外部检查风力涡轮机叶片。这样的测试可以例如涉及发射超声波或其它高频信号通过叶片壳体，并且测量反射信号以建立壳体中和叶片内的材料布置的图像。超声信号在材料与较不致密材料(诸如空气)之间的边界处被反射。NDT方法可用于确定抗剪腹板在壳体内的位置，和/或评估抗剪腹板和壳体之间的接头。
[0004]然而，在一些情况下，使用NDT方法测量这些标准可能是具有挑战性的。例如，上凸缘和壳体之间的多余粘合剂可能落在下凸缘上或附近的壳体的下部内表面上，并且这种粘合剂可能干扰下壳体的NDT测试。此外，如果粘合剂从上凸缘和壳体之间被挤出，则这可能导致剩余的粘合剂不足以将腹板完全结合到壳体。这是C形抗剪腹板的特有问题，其中在腹板的跟部附近缺少粘合剂可能限制壳体和腹板面板之间的有效载荷传递。另外，如果在腹板的跟部附近缺少粘合剂，则NDT信号可能不像预期那样被反射以便于由NDT机器进行结论性读数。
[0005]针对该背景，已经开发了本专利技术。

技术实现思路

[0006]在本专利技术的第一方面中，提供了一种风力涡轮机叶片，其包括壳体和连接在壳体的迎风内表面和壳体的背风内表面之间的抗剪腹板。抗剪腹板包括长形腹板面板和承载凸缘，该承载凸缘从腹板面板的第一侧横向延伸，以将抗剪腹板连接到壳体的迎风内表面或背风内表面。叶片还包括从腹板面板的第二侧横向延伸的至少一个非结构凸缘。非结构凸缘具有与壳体的迎风内表面或背风内表面以相对关系布置的基本上平面的粘合剂接收部分。承载凸缘和非结构凸缘由不同的材料形成。
[0007]承载凸缘可包括增强纤维。优选地，承载凸缘由纤维增强聚合物材料形成。承载凸缘可以由玻璃纤维增强塑料(GFRP)形成。
[0008]非结构凸缘可以不包括增强纤维。非结构凸缘可以由非增强聚合物材料形成。优选地，所述非结构凸缘采用塑料挤压工艺形成。
[0009]非结构凸缘的粘合剂接收部分可以具有至少12.5mm的宽度。优选地，粘合剂接收
部分具有至少25mm的宽度。更优选地，粘合剂接收部分可具有至少30mm的宽度。
[0010]非结构凸缘的近端可以连接到腹板面板。非结构凸缘可包括厚度渐缩的远侧凸缘末端。非结构凸缘可包括相对于粘合剂接收部分倾斜的远侧凸缘末端。优选地，远侧凸缘末端朝向壳体的相对的迎风内表面或背风内表面倾斜。
[0011]承载凸缘可以与腹板面板成一体。非结构凸缘可以不与腹板面板成一体。
[0012]非结构凸缘可以是至少部分透明或半透明的。
[0013]非结构凸缘的粘合剂接收部分与壳体的迎风内表面或背风内表面间隔开的距离可以大于承载凸缘与壳体的同一迎风内表面或背风内表面之间的距离。
[0014]非结构凸缘的粘合剂接收部分可以与承载凸缘基本上共面。
[0015]非结构凸缘可以由基本上柔性的材料形成。优选地，非结构凸缘由弹性模量小于10GPa，更优选小于5GPa，并且最优选小于2.5GPa的材料形成。优选地，在叶片的制造期间，非结构凸缘的粘合剂接收部分可相对于腹板面板枢转。
[0016]非结构凸缘的横截面轮廓可以沿着抗剪腹板的长度变化。非结构凸缘的横截面轮廓可以沿着抗剪腹板的长度以逐步的方式变化。
[0017]非结构凸缘可以由沿着抗剪腹板的长度以端对端方式布置的多个纵向凸缘区段形成。每个非结构凸缘区段可包括沿其相应纵向轴线基本恒定的横截面轮廓。至少两个纵向相邻的凸缘区段可包括不同的横截面轮廓。
[0018]风力涡轮机叶片可包括第一非结构凸缘，该第一非结构凸缘具有与壳体的迎风内表面以相对关系布置的基本上平面的粘合剂接收部分，并且可进一步包括第二非结构凸缘，该第二非结构凸缘具有与壳体的背风内表面以相对关系布置的基本上平面的粘合剂接收部分。第一非结构凸缘和第二非结构凸缘的粘合剂接收部分可以从共用凸缘杆横向延伸。非结构凸缘可以经由共用凸缘杆连接到抗剪腹板。
附图说明
[0019]现在将参考附图仅通过非限制性示例来描述本专利技术的实施例，其中：
[0020]图1是包括壳体和布置在壳体内部的抗剪腹板的风力涡轮机叶片的示意性透视图；
[0021]图2a是风力涡轮机叶片的示意性剖视图，示出了连接到抗剪腹板的多个非结构凸缘；
[0022]图2b是抗剪腹板的上承载凸缘和非结构凸缘的放大图；
[0023]图3是示出具有倾斜远侧凸缘末端的非结构凸缘的示意性剖视图；
[0024]图4是示出非结构凸缘的示意性剖视图，该非结构凸缘的厚度朝向凸缘的远侧边缘逐渐减小；
[0025]图5a是在布置在叶片中之前连接到抗剪腹板的多个柔性非结构凸缘的示意性剖视图；
[0026]图5b是具有柔性非结构凸缘的叶片的示意性剖视图，该柔性非结构凸缘与壳体的内表面以相对关系布置；
[0027]图6a是抗剪腹板和由多个纵向凸缘区段形成的非结构凸缘的示意性透视图，所述多个纵向凸缘区段沿着腹板以端对端方式布置；
[0028]图6b是示出非结构凸缘并且以不同倾角指示多个粘合剂接收部分的示意性剖视图；以及
[0029]图7是抗剪腹板的示意性剖视图，第一和第二非结构凸缘经由共用凸缘杆连接到抗剪腹板。
具体实施方式
[0030]图1是风力涡轮机叶片10的示意性透视图。叶片10在根端12和末梢端14之间沿翼展方向(S)延伸，并且在前缘16和后缘18之间沿翼弦方向(C)延伸。叶片10包括壳体20，壳体20可由接合在一起的第一半壳22a和第二半壳22b形成。在图1所示的示例中，第一半壳22a限定叶片10的迎风侧24a，第二半壳22b限定叶片10的背风侧24b。
[0031]叶片10还包括抗剪腹板26，抗剪腹板26在壳体20内部沿翼展方向(S)纵向延伸并且形成加强翼梁结构的一部分。抗剪腹板26有助于吸收风力涡轮机叶片10在使用中所经受的结构载荷，特别是剪切载荷。叶片10可包括多个抗剪腹板26，例如主抗剪腹板26a和后缘抗剪腹板26b。抗剪腹板26在图2a的剖视图中更清楚地示出。
[0032]现在参考图2a，抗剪腹板26各自包括在承载凸缘30之间延伸的长形腹板面板28，用于将抗剪腹板26连接到壳体20的内表面32。例如，抗剪腹板26可以包括用于将腹板26连接到壳体20的迎风内表面32a的第一承载凸缘30a，以及用于将抗剪腹板26连接到壳体20的背风内表本文档来自技高网...

【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包括壳体(20)和抗剪腹板(26)，所述抗剪腹板连接在所述壳体的迎风内表面(32a)和所述壳体的背风内表面(32b)之间，所述抗剪腹板包括长形腹板面板(28)和承载凸缘(30)，所述承载凸缘(30)从所述腹板面板的第一侧横向延伸以将所述抗剪腹板连接到所述壳体的迎风内表面或背风内表面，所述叶片还包括从所述腹板面板(28)的第二侧横向延伸的至少一个非结构凸缘(42)，所述非结构凸缘具有与所述壳体的所述迎风内表面或背风内表面以相对关系布置的基本上平面的粘合剂接收部分(44)，其中所述承载凸缘(30)和所述非结构凸缘(42)由不同的材料形成。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述承载凸缘(30)包括增强纤维。3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片，其中，所述非结构凸缘(42)不包括增强纤维。4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述非结构凸缘的所述粘合剂接收部分(44)具有至少12.5mm的宽度，并且优选地具有至少25mm的宽度，并且更优选地具有至少30mm的宽度。5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述非结构凸缘(42)的近侧边缘(48)连接到所述腹板面板(28)。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，所述非结构凸缘(42)包括厚度渐缩的远侧凸缘末端(52)。7.根据前述权利要求中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
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：