具有桁架连接区域的分段风力涡轮机叶片，以及相关系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了具有桁架连接区域的分段风力涡轮机叶片，和相关的系统和方法。按照一个特定实施例的风力涡轮机系统包括，具有沿纵向轴线第一位置并具有第一内部承重结构的第一分段的风力涡轮机，非桁架结构元件在所述第一分段，为所述第一内部承重结构承受了至少90%的剪切负载。所述叶片进一步包括，具有沿纵向轴线第二位置并具有第二内部承重结构的第二分段，非桁架结构元件在所述第一分段，为所述第二内部承重结构承受了至少90%的剪切负载。在所述第一和第二分段之间的连接区域包括一个连接所述第一内部承重结构和所述第二内部承重结构的内部承重桁架结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有桁架连接区域的分段风力涡轮机叶片，以及相关系统和方法对相关申请的交互引用本申请要求，2010年5月24日提出的申请案号为：61/347,724的待审的美国临时专利申请的优先权，这里通过引用将其公开内容结合于此。
本专利技术大致上涉及具有桁架连接区域的分段风力涡轮机叶片，以及相关的系统和方法。
技术介绍
由于化石燃料日益减少以及日益昂贵的提取和处理费用，能源生产商和用户的兴趣对其他形式的能量的兴趣大增。最近再现的这样的能量形式是风能。在具有稳定温和的风力的地理位置，放置大量的风力涡轮机通常能获取风能。现代风力涡轮机通常包括连接到一个或多个由风力驱动的涡轮机叶片的发电机，该发电机绕一垂直轴或水平轴旋转。一般来说，较大的（如更长的）风力涡轮叶片相比短的叶片能更高效地产生的能量。因此，在风力涡轮机叶片行业总是尽可能制造长的叶片。然而，长的叶片也有些问题。例如，长叶片沉重，因此具有很大的惯性，会减少叶片产生能量的效率，尤其在风力比较低的环境下。另外，长叶片难以制造，在许多情况下也很难运输。因此，需要大的、高效的、质量轻盈的风力涡轮机叶片，并需要用于运输和组装这些叶片适合的方法。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例配置的具有叶片的风力涡轮机系统的局部示意性立体图。图2是根据本专利技术的一个实施例配置的风力涡轮机叶片的局部示意性立体图。图3是图2中所示的风力涡轮机叶片的一个实施例图例，移除和/或透明化所述风力涡轮机叶片的外壳以利于说明。图4是图2中所示的风力涡轮机叶片的一个实施例的局部分解图。图5是根据本专利技术的一个实施例构造的风力涡轮机叶片外壳的一部分的局部示意性横截面图。图6A-6E是根据本专利技术的实施例配置的，位于沿风力涡轮机叶片跨距的代表点的肋板的图例。图7A和7B是根据本专利技术的一个实施例，在肋板和风力涡轮机叶片外壳之间代表性的连接的图例。图8A是根据本专利技术的一个实施例构造的第一风力涡轮机叶片连接区域的局部示意性的立体图。图8B实质上是沿图8A中8B-8B线的连接区域的一部分的局部示意性的横截面图。图8C实质上是沿图8A中8C-8C线的桁架部件的局部示意性的横截面图。图9A是根据本专利技术的一个实施例配置的第二风力涡轮机叶片连接区域的局部示意性立体图。图9B是图9A中所示的连接区域的一部分的局部示意性立体图。图9C是根据本专利技术的另一个实施例配置的连接区域的一部分的局部示意性立体图。图10A是根据本专利技术的一个实施例配置的桁架附件部件的局部示意性的立体图。图10B是图10A所示的桁架部件的局部示意性分解立体图例。图10C是根据本专利技术的另一个实施例配置的桁架部件的局部示意性立体图。图11A是根据本专利技术的一个实施例，用于连接的两个翼梁部分的图例。图11B是根据本专利技术一个实施例夹紧图11A中所示的两个翼梁部分的图例。图11C说明了图11B所示的翼梁部分的放大的侧视图。图11D说明了图11B所示的翼梁部分的典型的注射部位（injectionsites），排气部位(ventsites)和堤坝(dams)。图11E是图11B所示的翼梁部分相邻层之间的位置的局部示意性俯视图。图11F是根据本专利技术的另一个实施例，用于注入粘结剂以链接两个翼梁部分的布置的局部示意图。具体实施方式本专利技术大致上涉及高效的风力涡轮机叶片，包括联接桁架连接区域的分段风力涡轮机叶片，以及相关的制造，组合并使用的系统和方法。众所周知的以及风力涡轮机叶片经常相关的结构和/或过程的若干细节没有列在下述说明中，以避免不必要地模糊本专利技术的各种实施例的说明。此外，虽然下述说明陈述了几个有代表性的实施例，但其他实施例相比于本节所描述的实施例，可以具有不同的结构或不同的组件。特别是，其他实施例可能有额外的元件和/或缺少一个或多个元件，参照下述图1-图11E中描述的元件。在图1-图11E中，很多元件不是按比例绘制以达到清晰度和/或说明的目的。在一些情况下，个别地用参考号码和字母标记的元件（例如，117a，117b，117c）统称为集合的和/或通用的由参考数字没有字母（例如，117）。图1是一个整体系统100，其包括根据本专利技术一个实施例配置的具有叶片110的风力涡轮机103的局部示意性的立体图。风力涡轮机103包括塔架101（在图1中显示了其中的一部分），位于塔架101顶部的壳体或舱体102，以及定位在壳体102内的发电机104。发电机104被连接到设计在壳体102外面的具有轮毂105的轴或主轴。每个叶片110包括使得叶片110连接到轮毂105的轮毂安装部分112，以及从轮毂105沿径向或纵向向外定位的前端111。在图1中所示的实施例中，风力涡轮机103包括连接到水平方向轴的三个叶片。因此，每个叶片110在12点，3点，6点和9点方向之间旋转进行周期性变化负载，因为在每个位置重力影响是不同的。在其他实施例中，风力涡轮机103可以包括连接到一个水平方向轴的其它数量的叶片，或风力涡轮机103可以有一个垂直或其它方向的轴。在这些实施例中的任何实施例中，叶片具有参照图2-图11E的下述具体说明的安排配置的结构。图2是如上述图1所示的典型的一个叶片110的局部示意性的立体图。叶片110包括多个分段113，例如，第一分段113a，第二分段113b，以及第三分段113c。分段沿翼展向或轴向的轴从轮毂附件部分112延伸到前端部分111。翼展方向轴线如图2所示是轮毂方向H和前端方向T的延伸。叶片110也沿着压力角方向P和吸入方向S的厚度轴（thicknessaxis）延伸，进一步沿着正向F和反向A的弦向轴方向延伸。叶片110的外表层由包括几个层部分的表层150组成。这些部分包括吸入侧表层151（asuctionsideskin），压力侧表层152，前缘侧表层153，以及机翼后缘表层154。叶片110的内部结构，内部结构和表层150之间的连接和相邻分段113之间的连接，参照如下图3-11E的具体描述。图3出于说明的目的展示了叶片110移除或透明化表层部分以后的视图。在本实施例中，叶片110包括位于113a，113b和113c每个分段的大量肋板160。肋板160连接三个沿着叶片110长度延伸的翼梁116（如图所示第一翼梁116a，第二翼梁116b以及第三翼梁116c）。因此，每个翼梁116包括在第一分段113a的第一翼梁部分，在第二分段113b的第二翼梁部分，以及在第三分段113c的第三翼梁部分。每个分段113也包括相应抗剪腹板117，如图所示第一抗剪腹板117a，第二抗剪腹板117b和第三抗剪腹板117c。在几个相邻部分113的翼梁部分118由两个连接区域114a和114b从一个分段113传输负载到下一个。抗剪腹板117在连接区域114并不连续。相反，在每个连接区域114处的桁架结构140（如图所示第一结构140a和第二桁架结构140b）连接几个相邻分段113，从一个分段113传输抗剪负载到下一个。图4是图3中所示的叶片110的局部分解图。如图4所示，每个叶片分段113a，113b，113c包括一组相应表层分段。特别是，第一叶片分段113a包括第一吸入侧表层151a，第一压力侧表层152a，第一前缘表层153a以及机翼后缘表层154。机翼后缘表层154仅在特定实施例中延伸超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.24 US 61/347,7241.一种风力涡轮机系统，包括：沿纵向轴线延伸的风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片包括：具有沿所述纵向轴线的第一位置，并具有第一内部承重结构的第一分段，非桁架结构元件承载至少90％的位于第一分段的剪切负荷；具有沿所述纵向轴线的第二位置，并具有第二内部承重结构的第二分段，非桁架结构元件承载至少90％的位于第二分段的剪切负荷；以及在所述第一和第二分段之间的连接区域，所述连接区域包括连接于所述第一内部承重结构和所述第二内部承重结构之间的一个内部承重桁架结构。2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一内部承重结构不包括承重桁架结构，其中所述第二内部承重结构不包括承重桁架结构。3.如权利要求1所述的系统，其中所述第一内部承重结构包括：多个沿纵向轴线间隔位置的肋板，具有横跨于纵向轴线延伸的个别的肋板；以及沿纵向轴线延伸并连接到所述肋板的抗剪腹板。4.如权利要求1所述的系统，其中所述第一分段包括沿纵向轴线延伸的第一翼梁部分，所述第二分段包括沿纵向轴线延伸的第二翼梁部分，并且其中所述第一和第二翼梁部分在连接区域直接相连。5.如权利要求4所述的系统，其中所述第一和第二翼梁部分由指形接合连接，该指形接合包括在所述第二翼梁部分的凹槽接收从所述第一翼梁部分的凸起。6.如权利要求1所述的系统，其中所述内部承重桁架结构，包括至少一个肋板和多个连接在至少一个肋板和所述第一和第二分段之间的桁架构件，其中所述桁架构件有一个C形的横截面。7.如权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二分段中的至少一个分段包括多个纵向延伸的翼梁和多个纵向间隔的肋板，所述多个纵向间隔的肋板具有连接到纵向延伸的翼梁的个别肋板，其中所述内部承重桁架结构包括：多个桁架连接构件，具有未使用各自翼梁，肋板，或翼梁和肋板上的小孔而连接到翼梁，肋板，或肋板和翼梁的个别桁架连接构件，其中个别桁架连接构件包括至少三个面对面连接到翼梁的可组装元件；以及多个桁架构件，具有连接相应多个桁架连接构件的个别桁架构件。8.如权利要求1所述的系统，其中所述第一内部承重结构包括一个第一纵向延伸的抗剪腹板，所述第二内部承重结构包括一第二纵向延伸的抗剪腹板，并且所述第一和第二纵向延伸的抗剪腹板在所述连接区域相对于彼此不连续。9.如权利要求8所述的系统，其中所述第一和第二抗剪腹板沿纵向轴线相对于彼此是不连续的，并且在厚度方向上横跨于纵向轴线且在弦向方向上横跨于纵向轴线的方向上大致上地彼此对齐。10.如权利要求8所述的系统，进一步包括一个位于所述第一和第二纵向延伸的抗剪腹板之间的第三纵向延伸的抗剪腹板，且该第三纵向延伸的抗剪腹板与所述第一和第二纵向延伸的抗剪腹板是不连续的。11.一种风力涡轮机系统，包括：沿纵向轴线延伸的风力涡轮机叶片，所述风力涡...

【专利技术属性】
技术研发人员：科瑞·P·爱伦特，迈尔斯·L·贝克，
申请(专利权)人：模组风能公司，
类型：
国别省市：