[发明专利]用于风力涡轮的转子叶片

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮的转子叶片，尤其涉及这种转子叶片 的根部结构。进一步地，本发明还涉及具有这种转子叶片的风力涡轮。

背景技术

除了风力涡轮转子叶片的空气动力学设计之外，转子叶片的质量和 重量主要取决于叶片与转子轮毂连接的设计，例如，叶片根部。负荷从 转子叶片的纤维复合结构传递到转子轮毂的金属结构，使得叶片与转子 轮毂之间的连接设计成为一项困难的任务。负荷传递的困难原理上归因 于相关材料的不同性质。一种公知的将转子叶片装配到毂上的技术是在 叶片根部和轮毂之间形成T形螺拴连接或交叉螺拴连接。

然而这样，转子负荷便集中在叶片根部和转子轮毂。另外，转子负 荷呈现出高动态的负荷频谱。从而，叶片/轮毂连接中的根部薄板和螺栓 必须符合特定的设计余度。特别是，叶片螺栓的设计余度可能会过余以 至于一个给定的负荷谱将需要大量的螺栓。然而，螺栓数量的增加使得 相邻T形连接之间的根部薄层量相应地减少。结果，叶片根部的连接将 经受不起过度的载荷，致使叶片根部连接受损甚至折断。对于计划改装 较大转子叶片的现有涡轮，以上的考虑尤为关键。

发明内容

基于上述内容，本发明提供了一种用于风力涡轮的转子叶片，其包 括位于叶片根部壁上的径向孔，此径向孔在转子叶片的纵向上交错开。 进一步地，此转子叶片还包括位于叶片根部壁上的纵向孔，每个纵向孔 从叶片边缘延伸至相应的径向孔。

由于叶片根部的以上结构，径向孔沿转子叶片的翼展方向相互间隔 开。因此，对于一个给定的叶片根部直径，螺栓的数量增加的同时在相 邻的径向孔之间仍然有足够的根部薄层，这样交叉螺栓连接就就能够承 受过度的负荷。因此，由于这样的交错排列布局，转子负荷在更多的螺 栓间分布，同时确保了足够的根部薄层余度。特别是，较大的转子叶片 就能安装在现有的风力涡轮上，而不需要对轮毂、承压螺距和叶片根部 进行大规模的重新设计。因此，通过相对较小的努力便使得现有涡轮的 转子直径和风力级别得到了提高。

独立权利要求、说明书及其附图显现了本发明的进一步的方面、优 势和特征。

本发明一方面提供了一种风力涡轮转子叶片，其包括位于叶片根部 的多个径向孔和多个纵向孔，其中每个纵向孔连接着转子叶片的轮毂端 和一个径向孔，此多个纵向孔由第一组短孔和第二组孔组成，从而使得 连接第一组的径向孔和连接第二组的径向孔在转子叶片的纵向上相互间 隔开。

依照本发明的一个实施例，相邻径向孔的纵向距离为径向孔直径的 0.5-10倍。这样，相邻径向孔之间的距离将适于提供足够的结构强度以 承受极限负荷。

依照本发明的另一个实施例，靠近转子叶片轮毂端的径向孔直径比 远离转子叶片轮毂端的径向孔直径小。这样，比起所有孔径为相同尺寸 的方式来说，这种方式能够增加在靠近轮毂端的径向孔和相邻的延伸入 远离毂端径向孔的纵向孔之间的根部薄层量。从而，根/毂连接得到进一 步加强并且能承受更高的负荷。

本发明另一个方面还提供了一种具有至少一个转子叶片的风力涡 轮。转子叶片通过T形螺栓连接方式装到毂上，其中T形螺栓连接包括 插入位于转子叶片根部的纵向螺栓孔中的紧固螺栓，和紧固螺栓固定于 插入位于转子叶片根部的径向螺栓孔中的横向螺栓。在此T形螺栓连接 中，提供了短纵向螺栓孔和相应的短紧固螺栓以及长纵向螺栓孔和相应 的长紧固螺栓。从而提供了一个带有改进的叶片/轮毂连接的风力涡轮。 特别地，这种根部和轮毂之间的改进连接使得风力涡轮能够以之前安装 小叶片的同样的根部直径安装上更大的叶片。

附图说明

下面将针对本发明向本领域普通术人员进行一个完整的介绍，尤其 是通过后面的说明书，并参考其中的附图：

图1是风力涡轮的示意图。

图2是风力涡轮转子叶片的正视图。

图3是风力涡轮转子叶片凸缘部分的示图。

图4是本发明一个实施例中叶片根部的侧视图。

图5是本发明一个实施例中凸缘部分T形螺栓连接的剖面图。

图6是本发明一个实施例中叶片根部和转子轮毂的凸缘部分之间T 形螺栓连接的剖面图。

图7示出了本发明一个实施例中的紧固螺栓。

图8是本发明一个实施例中叶片根部和转子轮毂的凸缘部分之间T 形螺栓连接的侧视图。