[发明专利]风力涡轮机转子叶片接头

说明书

技术领域

本公开内容总体涉及风力涡轮机转子叶片，且更具体地涉及用于结合风力涡轮机转子叶片中的叶片节段的叶片接头。

背景技术

风力被认为是当前可获得的最清洁、最为环境友好的能源之一，并且风力涡轮机在这方面已日益引起注意。现代风力涡轮机典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或更多转子叶片。转子叶片利用公知的翼面原理(foil principle)捕获风的动能。转子叶片传输呈旋转能形式的动能以便转动将转子叶片联接到齿轮箱上或如果未使用齿轮箱则直接联接到发电机上的轴。发电机然后将机械能转换成可被调配给公用电网的电能。

转子叶片的尺寸、形状和重量是对风力涡轮机的能效有贡献的因素。转子叶片尺寸的增加增加了风力涡轮机的能量产出，而重量减轻也进一步提高了风力涡轮机的效率。此外，随着转子叶片尺寸增大，需要格外注意转子叶片的结构完整性。目前，现有和正在开发的大型商业风力涡轮机能够发出约1.5兆瓦到约12.5兆瓦的功率。这些更大型的风力涡轮机可具有直径大于90米的转子叶片组件。另外，转子叶片形状的改进促进了从叶片的叶根到叶梢具有大致弧形轮廓的正向扫掠形转子叶片的制造，从而提供了改善的空气动力学性能。因此，增加转子叶片尺寸、减轻转子叶片重量并提高转子叶片强度同时也改善转子叶片空气动力学性能的努力有助于风力涡轮机技术和采用风能作为备选能源的不断发展。

随着风力涡轮机的尺寸、特别是转子叶片的尺寸增加，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权衡这些因素。例如，预制、运输和架设具有在90米范围内的转子叶片的风力涡轮机的成本可能显著影响较大风力涡轮机的经济优势。

一种用于降低预制、运输和架设具有尺寸增加的转子叶片的风力涡轮机的的成本的已知策略是采用叶片节段来制造转子叶片。叶片节段可在例如单独的叶片节段被运输到架设地点之后进行组装以形成转子叶片。然而，用于将叶片节段连接在一起的已知装置和设备可能具有各种缺点。例如，许多已知的装置由于叶片节段在组装期间需要相对于彼此进行的较大的翼展方向移动而导致对准困难，并且在组装之后对相邻的叶片节段的检查可能比较困难。此外，可能难以将例如粘合材料涂敷到已知装置上。例如，已知装置可能导致难于观察和检查粘合材料在相邻的叶片节段之间的注入或灌注。另外，已知的连接装置一般不允许在转子叶片已形成之后拆卸，从而阻碍去除单独的叶片节段以便进行检查、维护、更换或升级。

因此，需要一种风力涡轮机转子叶片设计，其特别适合用于较大型的风力涡轮机，且其在不牺牲风力涡轮机的结构刚性和能量效率的情况下最小化风力涡轮机的相关运输和组装成本。更具体而言，需要一种用于风力涡轮机转子叶片节段的叶片接头，其简化了将叶片节段组装成转子叶片，允许将叶片节段更精确地组装成转子叶片，并允许在组装之后如需要或希望的那样拆卸单独的叶片节段。

发明内容

本发明的多个方面和优点将在以下说明中进行部分论述，或可从说明而变得显而易见，或可通过实施本发明来获知。

在一个实施例中，公开了一种用于由多个叶片节段形成的转子叶片的叶片节段，该叶片节段具有翼展和翼弦。该叶片节段包括具有在前缘与后缘之间延伸的压力侧和吸入侧的外壳节段，该外壳节段还具有梢端和根端。该叶片节段还包括在梢端或根端的其中一个处从外壳节段突出并限定大致沿翼展方向延伸的结合表面的至少一个接头部分。该接头部分允许使用相配合的接头部分将叶片节段联接到相邻的叶片节段上。

参考以下说明和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并连同说明一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在参照附图的说明书中针对本领域的普通技术人员阐述了本发明的完整和能够实现的公开内容，在附图中：

图1是示例性风力涡轮机的透视图；

图2是根据公开内容的多个方面的分段风力涡轮机转子叶片的透视图；

图3是转子叶片的一部分的透视图，示出了本公开内容的接头部分的一个实施例；

图4是图3的转子叶片的截面图，示出了两个结合的叶片节段；

图5是转子叶片的一部分的透视图，示出了本公开内容的接头部分的另一个实施例；

图6是图5的转子叶片的截面图，示出了两个结合的叶片节段；

图7是转子叶片的一部分的俯视图，示出了两个结合的叶片节段的一个实施例；以及，

图8是转子叶片的一部分的俯视图，示出了两个结合的叶片节段的另一个实施例。

零部件列表