转子叶片部段和用于组装风力涡轮机的转子叶片的方法技术

本发明专利技术涉及并公开一种转子叶片部段和用于组装风力涡轮机的转子叶片的方法。所述转子叶片部段包括多个肋，每个肋在大体弦向方向上延伸。所述多个肋的每一个包括外表面。所述外表面具有大体空气动力学轮廓。所述转子叶片部段还包括在所述多个肋的相邻肋之间延伸的至少一个横向元件，以及安装到所述多个肋的外主体。所述外主体具有大体上与所述多个肋的所述空气动力学轮廓相对应的空气动力学轮廓。

【技术实现步骤摘要】
转子叶片部段和用于组装风力涡轮机的转子叶片的方法
本专利技术总体上涉及用于风力涡轮机的转子叶片，并且更特别地涉及转子叶片部段和用于组装风力涡轮机的转子叶片的方法。
技术介绍
风力被认为是目前可用的最清洁、最环境友好的能源之一，并且风力涡轮机在这方面获得的关注增加。现代风力涡轮机典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型原理捕获风的动能。转子叶片传递呈旋转能量的形式的动能，从而转动将转子叶片联接到齿轮箱或直接联接到发电机(如果不使用齿轮箱的话)的轴。发电机然后将机械能转换为可以调度到公用电网的电能。现代转子叶片的构造大体上包括表皮或壳体部件、展向延伸翼梁帽以及一个或多个抗剪腹板。典型地由多层纤维复合材料和轻质芯材制造的表皮形成转子叶片的外部空气动力学翼型形状。翼梁帽通过整合沿着转子叶片的翼展在转子叶片的两个内侧上延伸的一个或多个结构元件而提供增加的转子叶片强度。抗剪腹板是结构梁状部件，在顶部翼梁帽和底部翼梁帽之间大致垂直地延伸并且延伸越过外表皮之间的转子叶片的内部部分。转子叶片的尺寸、形状和重量是对风力涡轮机的能量效率起作用的因素。转子叶片尺寸的增加使风力涡轮机的能量生产增加，而重量的减小增进风力涡轮机的效率。此外，当转子叶片尺寸增长时，需要格外注意转子叶片的结构完整性。目前，已有的和开发中的大型商业风力涡轮机能够生成大约1.5至大约12.5兆瓦的电力。这些较大的风力涡轮机可能具有直径大于90米的转子叶片组件。另外，转子叶片形状的进步促进了具有从叶片的基部至尖端的大体弓形轮廓的前掠形转子叶片的制造，提供了改善的空气动力学。因此，努力增加转子叶片尺寸、减小转子叶片重量、增加转子叶片强度并且同时也改善转子叶片空气动力学有助于风力涡轮机技术的继续发展和采用风能作为替代能源。当风力涡轮机的尺寸、特别是转子叶片的尺寸增加时，风力涡轮机的制造、运输和组装的相应成本也增加。增加的风力涡轮机尺寸的经济效益必须与这些因素进行权衡。例如，预成形、运输和架设具有在90米的范围内的转子叶片的风力涡轮机的成本可以显著地影响较大的风力涡轮机的经济优势。用于减小预成形、运输和架设具有增加尺寸的转子叶片的风力涡轮机的成本的一种已知策略是以叶片部段制造转子叶片。每个叶片部段可以包括展向延伸翼梁帽和抗剪腹板的一部分，或者每个叶片部段可以组装到在转子叶片的整个翼展上延伸的大翼梁帽上。在单独的叶片部段运输到架设目的地之后，组装叶片部段。然而，当前的叶片部段的制造是困难的。例如，当前的制造和组装技术在粘结线控制、边缘轮廓控制、各种叶片部段的可修复性、重量减轻和较大部件(例如展向延伸翼梁帽)的操作方面遇到了问题。
技术实现思路
因此，本领域期望提供一种用于组装风力涡轮机的转子叶片的改进的转子叶片部段和方法。例如，一种通过提供每个转子叶片部段的各种独立的、可管理的部件而便于控制转子叶片的各种设计特性的转子叶片部段和方法将是有利的。此外，期望提供一种便于更容易地运输和组装转子叶片部段和转子叶片的转子叶片部段和方法。本专利技术的方面和优点将部分地在以下描述中进行阐述，或者可以从该描述变得明显，或者可以通过本专利技术的实施而获悉。在一个实施例中，公开了一种用于风力涡轮机的转子叶片的转子叶片部段。该转子叶片部段包括多个肋，每个肋在大体弦向方向上延伸。多个肋的每一个包括外表面。该外表面具有大体空气动力学轮廓。该转子叶片部段还包括在多个肋的相邻肋之间延伸的至少一个横向元件，以及安装到多个肋的外主体。外主体具有大体上与多个肋的空气动力学轮廓相对应的空气动力学轮廓。在一个实施例中，公开了一种用于风力涡轮机的转子叶片，所述转子叶片包括：在大体展向方向上对准的多个转子叶片部段，所述多个转子叶片部段中的至少一个包括：在大体弦向方向上延伸的多个肋，所述多个肋的每一个包括外表面，所述外表面具有大体空气动力学轮廓；在所述多个肋的相邻肋之间延伸的至少一个横向元件；以及安装到所述多个肋的外主体，所述外主体具有与所述多个肋的所述空气动力学轮廓相对应的空气动力学轮廓。进一步地，所述多个转子叶片部段中的一个的第二端肋是所述多个转子叶片部段中的相邻一个的第一端肋。进一步地，所述多个肋的每一个具有大体I形横截面轮廓。进一步地，所述相邻肋均限定通过其中的通道以用于接收所述至少一个横向元件，并且还包括将所述至少一个横向元件安装到所述相邻肋的每一个的多个螺母。进一步地，所述外主体包括前缘帽、后缘帽、压力侧壳体和吸力侧壳体。在另一个实施例中，公开了一种用于组装风力涡轮机的转子叶片的方法。该方法包括将多个肋、至少一个横向元件和外主体组装到至少一个转子叶片部段中。该至少一个转子叶片部段被设置成用于组装到转子叶片中。在另一个实施例中，公开了一种用于组装风力涡轮机的转子叶片的方法。该方法包括将多个独立的转子叶片部段运输到风力涡轮机目的地。转子叶片部段中的至少一个包括：多个肋，每个肋在大体弦向方向上延伸，多个肋的每一个包括外表面，该外表面具有大体空气动力学轮廓；在多个肋的相邻肋之间延伸的至少一个横向元件；以及安装到多个肋的外主体，该外主体具有大体上与多个肋的空气动力学轮廓相对应的空气动力学轮廓。该方法还包括将多个转子叶片部段组装到转子叶片中。参考以下描述和附带的权利要求，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。包含在该说明书中并且构成该说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。附图说明在参考附图的说明书中阐述了包括对于本领域的普通技术人员来说是本专利技术的最佳模式的本专利技术的完整和允许公开，其中：图1是一个常规构造的风力涡轮机的侧视图；图2是根据本专利技术的一个实施例的转子叶片的透视图；图3是根据本专利技术的一个实施例的转子叶片部段的透视分解图；图4是根据本专利技术的一个实施例的转子叶片部段的透视组装图；图5是根据本专利技术的一个实施例的沿着图2的线5--5的转子叶片部段的各种部件的横截面图；图6是根据本专利技术的一个实施例的沿着图2的线6--6的转子叶片部段的各种部件的横截面图；图7是根据本专利技术的一个实施例的沿着图2的线7--7的相邻转子叶片部段的各种部件的横截面图；图8是根据本专利技术的一个实施例的沿着图2的线8--8的转子叶片部段的各种部件的横截面图；以及，图9是流程图，示出了根据本专利技术的一个实施例的用于组装风力涡轮机的转子叶片的方法。附图标记列表：10风力涡轮机58长度(转子叶片部段)12塔架60横向元件14机舱62通道16转子叶片64螺母18转子毂66护套22压力侧68通道24吸力侧70外主体26前缘72前缘帽28后缘74后缘帽32叶片尖端76压力侧壳体34叶片根部78吸力侧壳体40转子叶片部段80搭接边缘42翼弦82阴元件44翼展100将多个独立的转子叶片段50肋运输到风力涡轮机目的地52外表面54第一端肋102将多个转子叶片部段组装到转子叶片中56第二端肋具体实施方式现在将详细地参考本专利技术的实施例，所述实施例的一个或多个例子在附图中示出。每个例子作为本专利技术的解释而不是作为本专利技术的限制而被提供。实际上，本领域的技术人员将显而易见，可以在本专利技术中进行各种修改和变化而不脱离本专利技术的范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于风力涡轮机(10)的转子叶片(16)的转子叶片部段(40)，所述转子叶片部段(40)包括：在大体弦向方向上延伸的多个肋(50)，所述多个肋(50)的每一个包括外表面(52)，所述外表面(52)具有大体空气动力学轮廓；在所述多个肋(50)的相邻肋(50)之间延伸的至少一个横向元件(60)；以及，安装到所述多个肋(50)的外主体(70)，所述外主体(70)具有大体上与所述多个肋(50)的所述空气动力学轮廓相对应的空气动力学轮廓。

【技术特征摘要】
2011.05.25 US 13/1156041.一种用于风力涡轮机(10)的转子叶片(16)的转子叶片部段(40)，所述转子叶片部段(40)包括：在大体弦向方向上延伸的多个肋(50)，所述多个肋(50)的每一个包括外表面(52)，所述外表面(52)具有大体空气动力学轮廓；在所述多个肋(50)的相邻肋(50)之间延伸的至少一个横向元件(60)，所述至少一个横向元件与所述肋的外表面隔开；以及，安装到所述多个肋(50)以及所述至少一个横向元件的外主体(70)，所述外主体(70)具有大体上与所述多个肋(50)的所述空气动力学轮廓相对应的空气动力学轮廓。2.根据权利要求1所述的转子叶片部段(40)，其特征在于，所述多个肋(50)包括第一端肋(54)和第二端肋(56)，所述第二端肋(56)与所述第一端肋(54)间隔开，所述第一端肋(54)和所述第二端肋(56)限定所述转子叶片部段(40)的长度(58)。3.根据权利要求1-2之一所述的转子叶片部段(40)，其特征在于，包括多个横向元件(60)。4.根据权利要求1所述的转子叶片部段(40)，其特征在于，所述多个肋(50)的每一个具有大体I形横截面轮廓。5.根据权利要求1所述的转子叶片部段(40)，其特征在于，所述相邻肋(50)均设有通过其中的通道(62)以用于接收所述至少一个横向元件(60)，并且还包括将所述至少一个横向元件(60)安装到所述相邻肋(50)的每一个的多个螺母(64)。6.根据权利要求1所述的转子叶片部段(40)，其特征在于，所述外主体(70)包括前缘帽(72)、后缘帽(74)、压力侧壳体(76)和吸力侧壳体(78)。7.根据权利要求6所述的转子叶片部段(40)，其特征在于，包括多个横向元件(60)，并且其中所述前缘帽(72)或所述后缘帽(74)中的至少一个安装到所述多个横向元件(60)中的至少一个。8.根据权利要求6所述的转子叶片部段(40)，其特征在于，包括多个横向元件(60)和至少一个弹性阴元件(82)，所述至少一个弹性阴元件(82)连接到所述前缘帽(72)或所述后缘帽(74)中的所述至少一个并且被设置成用于将所述前缘帽(72)或所述后缘帽(74)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·P·阿马多马丁内斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：