[发明专利]用于粘结风力涡轮机叶片的方法和系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及风力涡轮机领域，并且更特别地涉及用于粘结风力涡轮机叶片的部件的方法。

背景技术

涡轮机叶片是用于将风能转换为电能的风力涡轮机的主要元件。叶片具有翼型的横截面轮廓，使得在操作期间空气在叶片上流动，在其侧之间产生压力差。因此，从压力侧朝向吸力侧的升力作用于叶片上。升力在主转子轴上生成扭矩，所述主转子轴连接到用于产生电力的发电机。

涡轮机叶片典型地由上(吸力侧)壳体元件和下(压力侧)壳体元件组成，所述上壳体元件、下壳体元件在沿着叶片的后缘和前缘的粘结线(bond line)处粘结在一起。内部翼梁帽(spar cap)和抗剪腹板(shear web)也粘结到每一个壳体元件。在将模具靠拢在一起以联结壳体元件之前通过沿着粘结线将合适的粘结糊剂(bond paste)或化合物施加在壳体元件之间的最小设计粘结宽度处而大体上形成粘结线。然而，粘结糊剂往往(特别是沿着叶片的后缘)迁移超出设计粘结宽度并且进入内部叶片腔中。该过量粘结糊剂会显著地增加叶片的重量，并且因此不利地影响风力涡轮机的叶片动力学性质和其总体性能。过量粘结糊剂也会在风力涡轮机的运行期间使其运行中断并且损坏内部结构和部件，并且当叶片旋转时生成过度噪声。

因此，该行业将受益于减少现有方法的至少一些缺点的用于粘结风力涡轮机叶片的部件的改进方法和系统。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中进行阐述，这些方面和优点或者可以从该描述变得明显，或者可以通过本发明的实施而获悉。

根据本发明的多个方面，提供了一种用于沿着粘结线粘结风力涡轮机叶片的部件的方法。该方法例如可应用于沿着风力涡轮机叶片的前缘和后缘粘结上壳体元件和下壳体元件，或者用于在叶片的内腔内将抗剪腹板粘结到壳体元件。该方法包括沿着粘结线的长度将一个或多个屏障(barrier)置于叶片的内腔内的限定的粘结线宽度处。沿着粘结线限定多个间隔开的外部进入孔口，该外部进入孔口提供进入壳体元件的内腔的外部通路。将合适的粘结糊剂顺序地注入多个进入孔口中以填充粘结线。

在特定实施例中，该方法包括：沿着粘结线(例如，前缘或后缘粘结线、上壳体元件和下壳体元件之间形成粘结线)将屏障置于上壳体元件和下壳体元件之间的预定粘结宽度处；并且用置于上壳体元件和下壳体元件的边缘处的间隙之间的多个间隔开的软管限定外部进入孔口，或在备选实施例中贯穿壳体元件中的通孔或通道限定外部进入孔口。软管具有外端和在屏障限定的粘结尺寸中向内腔内部延伸的内端。可以在将壳体元件灌注到它们的相应模具中之前放置屏障和软管，这可能需要在灌注过程之前为软管的内端加盖。在注入步骤之前打开软管。

顺序注入步骤可以包括将粘结糊剂按顺序注入软管中，其中，当在相应的下一个后续软管处检测到粘结糊剂时，该注入步骤按顺序进行到下一个后续软管。该顺序操作可以开始于第一软管并且进行到最后软管，或者开始于中间软管并且沿着粘结线在任意一个或两个方向上进行。可以以各种方式检测软管处的粘结糊剂的存在，包括视觉检查。在特定实施例中，可以通过检测软管中的空气压力的变化来确定粘结糊剂的存在，该变化由于内腔内迁移到软管的粘结糊剂的存在而产生。这可以通过测量软管内的环境压力(当粘结糊剂迁移到软管中时该软管内的环境压力将增加)或通过将空气注入软管中并且检测贯穿软管的气流的限制而完成，该贯穿软管的气流的限制由于内腔内迁移到软管的粘结糊剂存在而产生。

其它方法也可以用于检测特定软管处的粘结糊剂的存在或不存在。例如，可以检测由于迁移到软管的粘结糊剂而引起的贯穿软管的光条件的变化。也可以使用各种其它合适的检测方法，包括电容传感器。传感器的类型和位置可以取决于粘结糊剂的粘性。应当领会本发明不限于任何特定类型的传感器或检测技术。

在注入步骤之后，可以修剪并且密封软管的外端，而将软管的剩余部分永久地留在壳体元件之间。

在用于粘结抗剪腹板粘结线的方法实施例中，可以沿着抗剪腹板粘结线并贯穿壳体元件而限定进入孔口。多个软管可以被插入到并贯穿限定在壳体元件中的通孔或孔口，以使得软管的内端延伸到由沿着抗剪腹板粘结线的屏障限定的粘结区域中。也可以沿着后缘和前缘中的任意一个或两个贯穿壳体元件中的间隙进入该抗剪腹板粘结线。