[发明专利]风轮机叶片套筒系统

说明书

描述了一种用于布置在风轮机叶片的根部端中的风轮机叶片套筒系统。风轮机叶片套筒系统包括用于固持用于风轮机叶片的安装螺栓的螺纹元件，螺纹元件由第一材料形成；用于布置在风轮机的根部端处的锚定元件，其中锚定元件作用为将螺纹元件至少部分地固持在风轮机叶片中，锚定元件由第二材料形成。第一材料具有高于第二材料的强度和断裂韧性。

技术领域

本发明涉及风轮机叶片套筒系统、制造此套筒系统的方法，以及包括此套筒系统的风轮机叶片。

背景技术

风轮机叶片且因此还有其根部区域通常通过分别沿翼弦平面组装基本上对应于吸入侧和压力侧的两个叶片半部分制成。然而，叶片也可以其整体由所谓的中空(叶片)成型来模制。

根部区域包括形成外层和内层的纤维层，套筒形式的紧固部件置于外层与内层之间。套筒用于在风轮机的转子毂处通过使用安装螺栓来将风轮机叶片安装到叶片轴承或变桨轴承(pitch bearing)上。分开形成的插入件可置于各对相邻的套筒之间，由此套筒由插入件相互分离。已知的插入件由嵌入适合的树脂中的玻璃纤维制成。

当前的套筒经由从相对较大的钢坯料开始的多个铣削或车削操作制造。与标准的高强度螺栓组合而产生的套筒提供风轮机的叶片与叶片轴承或变桨轴承之间的较强连接。然而，套筒的成本相对较高，因为铣削和车削操作是具有较高量的废产物的昂贵操作。此外，由于套筒由单个坯料制成，故整个套筒必须由具有能够承接(pick up)螺栓的力的钢等级的材料制成。这总体上使得套筒相对昂贵。由于现代风轮机叶片包括多个套筒，且通常在64到128个之间，故套筒是制造风轮机叶片的总体成本的较大部分的来源。

发明内容

因此，本发明的目的在于获得风轮机叶片套筒系统和制造此套筒系统的方法，其克服或减轻现有技术的至少一个缺点，或其提供有用的备选方案。

在第一方面中，本发明提供了一种用于布置在风轮机叶片的根部端中的风轮机叶片套筒系统，风轮机叶片套筒系统包括：

用于固持用于风轮机叶片的安装螺栓的螺纹元件，以及

用于布置在风轮机的根部端处的锚定元件，其中锚定元件作用为将螺纹元件至少部分地固持在风轮机叶片中。

因此，可以看到的是，根据本发明的套筒系统由两个分开的部分制成，其可简化制造方法且降低成本，因为零件较高程度上可由标准构件制成，且后期加工的程度可最小化。有利地，螺纹元件连接到锚定元件上。

根据优选实施例，本发明提供了一种用于布置在风轮机叶片的根部端中的风轮机叶片套筒系统，风轮机叶片套筒系统包括：

用于固持用于风轮机叶片的安装螺栓的螺纹元件，螺纹元件由第一材料形成；以及

用于布置在风轮机的根部端处的锚定元件，其中锚定元件用作将螺纹元件至少部分地固持在风轮机叶片中，锚定元件由第二材料形成，

其中第一材料具有高于第二材料的强度和断裂韧性。

由于螺纹元件形成与安装螺栓的主要对接，故形成螺纹元件的较高品质/强度的材料的使用允许了套筒系统应付相对较高的根部端拉力传递至安装螺栓，而没有断裂或拉出的风险。相比之下，第二材料主要作用为将套筒系统锚定在叶片的根部端中。由于锚定效果主要取决于锚定元件与叶片本体之间的表面面积和与风轮机叶片根部的层压结构的连结，故低品质材料的使用允许了最小化套筒系统的总体成本，因为较高品质的相对高成本的材料可用于其最有效的套筒系统的区域中，而将套筒系统锚定在叶片中的不太关键的功能可通过使用大量相对低成本的材料来容易地满足。

将认识到套筒系统适于上紧螺栓。因此，套筒系统包括开孔，且螺纹元件总体上包括接合螺栓的外螺纹的内螺纹。