[发明专利]由具有几何形状确定的接合表面部分的元件制造用于风轮机的翼梁的方法及相关翼梁

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造用于风轮机的翼梁的方法及该翼梁本身。

背景技术

通常，翼梁用作风轮机叶片中的加强梁。翼梁位于两个外壳部分之间，一个外壳部分限定迎风侧外壳部分，另一个外壳部分限定背风侧外壳部分。翼梁位于这两个风轮机外壳部分之间的空腔内，并且基本上延伸贯穿该外壳空腔，以增加风轮机叶片的强度。

为了增加翼梁的强度和限制其重量，用于风轮机叶片中的翼梁通常使用复合材料，这是因为这样的叶片暴露于具有高峰值的变动载荷中。

通常，翼梁是使用阳模例如通过绕心轴或类似的芯部元件卷绕适当的材料而制造的管状元件。

当卷绕或通过其它手段将材料施加到心轴或芯部上时，最终管状元件的内部几何形状由心轴或芯部的几何形状限定，因而形成确定的内部几何形状。相反，最终管状元件的外部几何形状较不确定，这是因为即使心轴或芯部上的小变动和/或卷绕材料的最内层的小变动的影响也随着绕组数目而增大。

可替代地，翼梁有时由两个单独模制而成的元件制成，这两个元件随后被接合以限定出管状元件。为了实现尺寸正确的管状元件，可以采用高度调节元件，以确保最终翼梁配合在限定出风轮机叶片的两个外壳部分之间的空腔内。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种制造用于风轮机叶片的翼梁的改进的方法和提供一种改进的翼梁。

因而，第一方面，本发明提供了一种制造用于风轮机叶片的翼梁的方法，该方法包括以下步骤：

-提供至少两个盖板(cap)，每个盖板均形成介于两个端部之间的中间部分并且构造成附接至叶片外壳，使得盖板之一的中间部分面向叶片的迎风面或形成叶片的迎风面的一部分，并且盖板中的另一个面向叶片的背风面或形成叶片的背风面的一部分，其中各端部均形成沿着端部的纵向延伸的边缘的盖板接合表面部分，并且中间部分形成翼梁的外表面部分，

-提供至少两个连接板(web)，每个连接板均设有沿着相对的纵向延伸的边缘的连接板接合表面部分，以及

-将盖板的接合表面部分与连接板的接合表面部分连接以形成翼梁的管状构型，

其中盖板中的至少一个在模具中模制而成，并且所述盖板的接合表面部分中的至少一个通过与模具接触而成形。

所述至少四个翼梁件——盖板和连接板——连接以形成管状元件，所述管状元件可构成风轮机叶片的纵向强度的一部分、因而构成叶片的加强部的一部分。

应理解，管状元件就这一点而言是指具有细长形状的中空元件。该形状可以是不均匀的。外部几何形状可以是大致矩形、部分圆形、椭圆形或任何其它形状。内部几何形状可以与外部形状不同，因而限定出形式为具有任意形状的细长环的管状元件。

翼梁的横截面可以是例如具有圆角的大致矩形。横截面的面积可沿着翼梁的长度从根端至尖端减小，以形成与在尖端处的尺寸小于在根端处的尺寸的风轮机叶片相配合的翼梁。但是，翼梁的宽度可局部增加以局部增大翼梁的强度和刚度。在一个优选实施例中，翼梁因而可呈大致锥形，即，可具有大致圆形的基部，该基部转变成具有圆角和朝彼此逐渐变细的侧部的大致矩形形状。

例如，该翼梁可具有大约45米的长度、大约1.0米的最大宽度和大约0.8米的最大高度。与此相比，翼梁的最小宽度可为大约100毫米。应理解，这只是翼梁的一个示例。也可以根据要制造的风轮机叶片而使用其它更小和更大的翼梁。

所述至少两个翼梁盖板可形成呈大致矩形的翼梁的上部和下部，而连接板可在被连接在接合表面部分时形成翼梁的上部和下部之间的大致垂直的连接。由此提供了具有至少四个单独元件的翼梁，这四个单独元件可连接以形成具有确定的外部几何形状的翼梁，从而确保叶片外壳与翼梁之间的更好匹配。

盖板构造成用于附接至叶片外壳，使得盖板之一的中间部分面向叶片的迎风面或形成叶片的迎风面的一部分，并且盖板中的另一个面向叶片的背风面或形成叶片的背风面的一部分。因此，盖板成形为使得中间部分当面向叶片时可形成用于与叶片外壳装配的接触面，或者中间部分可形成叶片的空气动力学作用表面的一部分。

可通过向外表面部分添加粘合剂并随后将外壳件定位在翼梁周围使得各外壳件的内表面的一部分附接至各盖板的外表面部分而将翼梁附接至外壳件。

可替代地，外表面部分可适合于形成风轮机叶片的空气动力学作用表面的一部分。因而，翼梁可不被完全封装在外壳件内。

盖板中的至少一个在模具中模制而成。并且所述盖板的接合表面部分中的至少一个通过与该模具接触而成形。也就是说，盖板中的至少一个具有通过模具成形的接合表面部分，因而该接合表面部分具有确定的几何形状。