[发明专利]在平脊板附近具有外部粘合凸缘的风力涡轮机

说明书

本发明涉及一种风力涡轮机，包括塔架；置于塔架上的机舱；可转动地连接至机舱的轮毂；一片或多片具有尖端以及叶根的叶片，该叶根用于安装至轮毂，其中叶片进一步包括通过前缘和后缘彼此连接的压力侧和吸力侧，还包括均具有内、外表面的第一和第二壳体部件，第一壳体部件包括具有第一粘合表面的第一凸缘，第二壳体部件包括第二粘合表面，当两个部件置于彼此上时，两粘合表面利用胶合物粘合在一起。第一凸缘从后缘向外伸出，并背离第一外壳部件外表面。第二凸缘从第二外壳部件的后缘向外伸出，并背离其外表面。这允许粘结胶层移出外壳所确定的内部区域，从而更有效控制粘合工序，并实现快速简单的粘结胶层检查。还实现了挤压工序的更优控制。

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机，其包括：

-风力涡轮机塔架；

-机舱，其设置在风力涡轮机塔架上；

-转子轮毂，其可转动地连接至机舱；

-一片或多片风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片具有尖端以及叶根，其中该风力涡轮机叶片进一步包括通过前缘和后缘彼此连接的压力侧和吸力侧，其中该风力涡轮机叶片包括具有内表面和外表面的第一外壳部件，以及具有内表面和外表面的第二外壳部件，其中该第一外壳部件包括具有第一粘合表面的第一凸缘，并且该第二外壳部件包括朝向该第一粘合表面的第二粘合表面，其中当该两个部件置于彼此之上时，该两个粘合表面设置为利用胶合物粘合在一起。

背景技术

近年来，风力涡轮机的尺寸和功率随着其效率增大。同时，风力涡轮机叶片的尺寸和长度增大，并且改变了空气动力设计。风力涡轮机叶片具有翼型横截面剖面，其中翼型横截面剖面的尺寸为朝向风力涡轮机叶片尖端递减。风力涡轮机叶片另一端设置为连接至风力涡轮机转子轮毂，其中这一端通常具有圆形横截面剖面并具有加固结构。

风力涡轮机叶片包括具有两个外壳部件的夹层结构，这两个外壳部件沿两道粘结胶层粘合在一起，这两道粘结胶层通常位于前缘和后缘。英国专利GB 2481842A公开了这样一种结构。两个外壳部件的结构通常利用若干抗剪切腹板、箱形梁式的支撑元件或其他支撑元件来加固，这两个外壳部件可粘合至该支撑元件。抗剪切腹板可置于整合至外壳部件的翼梁帽上。支撑元件可沿风力涡轮机叶片的横截面剖面和/或沿其长度布置。这两个外壳部件通常在两个单独的模具中形成，然后支撑元件置于其中一个模具中。然后，另一模具置于该模具之上，此后利用粘合剂将两个外壳部件粘合在一起。这种结构的缺点在于，粘结胶层构成了结构中的弱点，由于动态载荷，例如扭转以及翼面向/沿边缘的弯曲，这些弱点会破裂或折断。这会造成两个外壳部件在运行期间分开甚至折断。

如GB 2481842 A所公开的，可以在将两个外壳部件夹层到一起之前，通过在粘结胶层中设置温度传感器来解决层离问题。传感器可以是光导纤维，沿粘结胶层的全长延伸，并用于控制固化工艺并检测粘结胶层中的任何脱胶。两个外壳部件在后缘相对于彼此构成锐角，由此在边缘处形成窄粘结区，其中胶合物涂覆于该粘结区。尽管固化工艺能够利用温度传感器来改进，粘结区域的外壳部件结构却维持原状。这意味着粘结胶层仍然构成弱点，这些弱点在运行期间很可能破裂或折断。

后缘可设置为形成虚拟后缘的平脊，而不是设置为锋利的后缘，其中粘结胶层位于平脊。通常各个外壳部件包括平脊板的一半，其中这两半部分利用连接在各自上并向内朝着支撑元件延伸的粘合凸缘粘合在一起。这种结构使得风力涡轮机叶片与现行的具有相同弦的后缘风力涡轮机叶片相比，横截面剖面更厚，结构强度增加并且升力性能更高。然而，粘结胶层仍然构成结构中的弱点，这些弱点会由于动态载荷而破裂或折断。这特别会发生在后缘从截头外形变化为薄的向外延伸外形的过渡区域，因为粘合表面改变横截面内侧的结构。在该过渡区域中，向内延伸的粘合凸缘必须朝外，以确保平滑过渡至外壳部件内表面上的粘合表面。