[发明专利]制作模块化风轮机叶片的方法和所用的模具组件

说明书

描述一种模块化风轮机叶片。此模块化风轮机叶片包括第一叶片模块与第二叶片模块，第一叶片模块与第二叶片模块具有嵌入在它们的外壳内的翼梁帽。翼梁帽的厚度逐渐减小，从而产生被限定在外壳中的锥形凹部。当模块端对端放置时位于第一叶片模块与第二叶片模块中的锥形凹部对准以形成连续的双锥形通道。具有双锥形结构的连接构件粘结在通道中以将模块连接在一起。本发明还提供一种用于制作叶片模块的模具，在此模具中，模具表面包括突出的细长结构，此突出的细长结构具有锥形部，此锥形部构造成形成外壳中的凹部。在外壳的铺叠以及模制过程中，翼梁帽被支撑在细长特征部的锥形部的顶部上。

技术领域

本发明总体涉及用于风轮机的模块化转子叶片。

背景技术

现代风轮机设计并制造成捕获越来越多的来自风的能量以产生电能。增大转子叶片的扫掠面积是增多风轮机的能量捕获的一种方式，增大转子叶片的扫掠面积意味着增大转子叶片的长度。

通常，大型风轮机由运输至现场的部件在现场组装。风轮机的典型部件包括多个转子叶片，并且包括转子轮毂、机舱以及塔架。所述现场可能偏远并难以抵近，这使得大型部件(特别是长转子叶片)的运输成问题。为了解决此问题，转子叶片可分成两个以上模块，这些模块易于运输并且在现场连接在一起。

关于模块化风轮机叶片的主要挑战之一是确保叶片在叶片模块之间的接头上足够结实。另一主要挑战是确保叶片模块精确对准，在模块待粘合在一起的部位尤其如此。当在野外组装叶片时，确保叶片模块之间的精确对准可能是困难的，并且如果模块没精确对准，就可能减小叶片在叶片模块之间的对接部处的强度。

目前组装模块化风轮机叶片的方法可能相当复杂并且耗时，并因此需要能在现场易于进行并有效的、更直截了当的组装过程。

以此为背景，本发明的目的是提供一种改进的模块化风轮机叶片，此模块化风轮机叶片既结实又易于组装。而且，本发明的目的是提供一种用于制造模块化风轮机叶片的叶片模块的相关过程。

发明内容

根据本发明，提供一种包括借助细长连接构件连接在一起的第一叶片模块与第二叶片模块的模块化风轮机叶片，各个叶片模块均包括：

具有层压结构的外壳，所述外壳限定所述叶片模块的外表面，并且所述外壳的连接区限定所述叶片模块的对接端；

嵌入所述外壳的所述层压结构中的纵向翼梁结构，所述翼梁结构具有位于所述外壳的所述连接区中的锥形部，所述锥形部的厚度朝所述叶片模块的所述对接端逐渐减小，使得在所述连接区中在所述叶片模块的所述外表面中限定锥形凹部，所述锥形凹部因此相对于所述叶片模块的所述外表面具有深度，所述深度朝所述叶片模块的所述对接端逐渐增大，

其中，所述第一叶片模块与所述第二叶片模块端对端布置，使得所述第一叶片模块与所述第二叶片模块各自的对接端抵接并且其各自的锥形凹部对准以限定连续的双锥形通道，该双锥形通道跨越所述第一叶片模块及所述第二叶片模块的所述连接区，

其中，所述细长连接构件具有包括第一锥形端与第二锥形端的双锥形结构，所述双锥形结构与所述双锥形通道形状互补，

并且其中，所述细长连接构件粘结在所述双锥形通道中并且桥接所述第一叶片模块与所述第二叶片模块的所述纵向翼梁结构，从而将所述叶片模块连接在一起。

连接构件的锥形端与各个叶片模块的锥形凹部(并因此与各个叶片模块的嵌入的翼梁结构的锥形部)形成嵌接接头。因此，连接构件与各个叶片模块之间形成双重嵌接接头。嵌接接头提供大粘结面积，从而致使在叶片模块之间形成非常结实的连接。

叶片模块优选包括风轮机叶片的翼展分段。叶片可具有借助根据本发明的细长连接构件连接在一起的两个或者多个叶片模块。在本发明的优选实施方式中，第一叶片模块包括风轮机叶片的内侧部，并且第二叶片模块包括风轮机叶片的外侧部。第二叶片模块可包括风轮机叶片的末梢，或者末梢可附接至第二叶片模块的端部。