[发明专利]用于风力涡轮机的转子的风力涡轮机叶片

说明书

技术领域

本发明涉及用于具有基本水平的转子轴的风力涡轮机的转子的风力涡轮机叶片，转子包括毂，当叶片安装至毂时，叶片从毂基本沿径向方向延伸，其中叶片包括：

成形轮廓，成形轮廓包括压力侧和吸入侧，

前边缘和后边缘，其中在前边缘与后边缘之间延伸翼弦，

成形轮廓当被入射气流冲击时生成升力，其中所述成形轮廓由中空壳体形成，其中中空壳体至少由第一壳体部分和第二壳体部分形成，第一壳体部分与第二壳体部分至少在后边缘和前边缘处相互连接。

本发明还涉及制造设有长形（elongated）的沿纵向延伸的且预制的边缘加强件的风力涡轮机叶片的方法，其中方法包括以下步骤

i)在风力涡轮机叶片的中空壳体边缘的第一部分处布置边缘加强件，

ii)给所述边缘提供粘合剂(例如，胶水)，以及

iii)在粘合剂固化期间施加力至边缘加强件，且朝边缘的第一部分和中空壳体的内壁侧按压边缘加强件。

背景技术

翼型类型的风力涡轮机叶片的形状像典型的飞机翼片，其中叶片的翼弦平面宽度随离毂的距离减小而不断增大。这在将叶片安装至毂时可能引发问题，且此外，这在叶片的操作期间由于叶片的大表面面积而引起大的负载。这些年来，叶片的结构已朝一种形状发展，其中叶片包括接近于毂的根部区、包括最远离毂的升力生成轮廓的翼型区、以及在根部区与翼型区之间的过渡区。过渡区具有从根部区的圆形形状逐渐地变化至翼型区的翼型轮廓的形状。通常，过渡区中的叶片宽度随离毂的距离增大而基本线性地增大。

在风力涡轮机的操作期间，当叶片旋转时，由于施加至叶片的力，且特别是在边缘粘结在一起的区中，存在叶片将屈曲的风险。尤其是在前边缘和后边缘胶合的区中，存在应力集中的风险且断裂的风险相当高。此外，当叶片的尺寸增加时，断裂的风险增加。对于标准尺寸的风力涡轮机叶片，通过为了加强叶片在壳中放置若干层轻木来代表性的解决该问题。当轻木或泡沫的层数增加时，叶片的重量和成本将相应地增加。此外，轻木或泡沫还将吸收树脂，这将对于叶片的重量，且也对于生产成本有显著贡献。对于大尺寸的叶片，甚至可结合从壳的内侧伸展的额外的腹板（web）/梁增强件，所述腹板/梁显著地增加生产复杂性，使得其更昂贵且也促成叶片重量增加。

EP 1310351提供了一种用于以没有任何胶合点的一件形式来制造风力涡轮机叶片的方法。当使用胶合点时现有技术中所公开的问题除了其他问题外，尤其是胶合点尺寸公差问题和随后的胶合点的质量检查的困难。然而，当通过至少两个壳部分且在后边缘和前边缘处连接至彼此来制造叶片时，胶合点或类似的粘结可能性为必须的步骤，其中边缘中的至少一个边缘上，或边缘中的一个边缘的至少一部分被在壳部分中的一个壳部分上施加粘合剂或类似的粘附材料。

US2009/0068017A1公开了一种包括连接至根部子组件的翼梁（spar）的风力涡轮机叶片。翼梁支承纤维增强塑料的框架部件且定形为大部分对应于叶片的横截面轮廓。将纤维增强塑料的表层面板安装在框架部件上以形成叶片的外表面。框架部件具有小于横向范围的纵向范围且布置有相当大的间隔。

WO2008/003330A1公开了一种通过在叶片的后边缘附近将叶片的上和下部分胶合在一起来组装的风力涡轮机叶片。上部分和下部分在后边缘处附接至U形或C形的组装元件。可变形的后边缘区段连接至组装元件。

EP 2119909A1公开了一种由两个沿纵向延伸且相互连结的叶片区段形成的风力涡轮机叶片。借助于中心插入件和借助于在前边缘与后边缘处的插入件来连结叶片区段。

DE 4225599公开了一种包括在叶片的后边缘处通过成形部件相互连接的吸入侧板和压力侧板的风力涡轮机叶片。

NL 9100816公开了一种用于组装和增强由半壳形成的中空结构（如由两个半壳形成的风力涡轮机叶片）的方法，且其中用包绕布置在它们之间的气囊的聚合物浸渍纤维层将这些半壳组装在一起，然后通过使袋子膨胀来将纤维层压于这些半壳的内表面。保持压力，直到聚合物已经硬化且因此组装好这些半壳为止。在处于压力下时，可用泡沫材料来填充袋子。

发明内容

本发明的目的在于获得一种新的叶片构造，该叶片构造克服现有技术的缺点中的至少一个，或至少提供有用的备选方案。