[发明专利]用于风力涡轮机叶片的内覆层及用于安装该内覆层的方法

说明书

一种用于风力涡轮机叶片的内覆层以及用于安装该内覆层的方法，其中所述覆层由具有柔性壁的护套(5)组成，该护套基于复合材料层形成并且其形状和尺寸与叶片结构元件(3)的内部区域的形状和尺寸大致相同，所述护套安装在支撑件(16)上，护套与该支撑件被一起引入叶片内部。在支撑件和护套之间设置有可膨胀腔室(18)，该可膨胀腔室在被膨胀时使得护套压实并粘靠叶片结构元件的内表面。

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机叶片的内覆层，该内覆层尤其适用于由于经年运行所经受的疲劳而已经损坏的叶片，并且本发明旨在将叶片的使用寿命延长超过其设计使用寿命。本发明的另一个目的是一种用于将覆层安装至风力涡轮机叶片上的方法。

背景技术

风力涡轮机叶片通常设计为具有20年的使用寿命。该使用寿命由叶片的结构元件(使用纤维和树脂预浸渍方法所制造的叶片中的梁，或者在使用灌注方法所制造的叶片的情况下的加强壳体本身)的复合材料所经受的不同压缩和拉伸循环而决定。由于叶片在风力涡轮机运行期间弯曲而导致的那些拉伸和压缩循环导致所述复合材料中的疲劳，从而导致叶片在超过其所设计的循环时断裂。

目前，当叶片超过其所设计的循环，或换言之，超过其使用寿命时，该叶片由另一个新的或翻新的叶片所替换，该叶片的剩余使用寿命证明了更换的成本合理。

除了使用另一个新的叶片替换由于疲劳而已经达到其使用寿命终点的叶片的解决方案以外，没有其他已知的解决方案来解决上述问题。

存在用于加强由于存在设计/制造问题或由于事故导致的损伤而被弱化的特定区域的系统，例如专利文献ES2461390中所描述的系统，该专利文献定义了用于加强风力涡轮机的弱化区域的系统，该系统允许在将叶片安装在风力涡轮机上时加强风力涡轮机叶片的弱化区域。在试图延长叶片的使用寿命时，由于只有叶片的弱化区域得以借助该系统进行加强，所以叶片的其余部分不被加强，并因此具有存在新的弱化区域的风险。

另一方面，专利文献ES2461390的系统对象仅适用于具有梁-壳体结构的叶片而不适用于灌注类型的叶片。

根据专利文献ES2461390的系统，加强件必须在被施加至叶片的待加强区域上之前进行固化，这导致有关于在待加强表面上的适应性的问题，以及对机动定位设备的需求，该机动定位设备用于将加强件通过叶片引入和运输到该加强件必须施加的区域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于风力涡轮机叶片的内覆层，以及一种用于将该内覆层安装在风力涡轮机叶片的内部的方法，以消除上述问题并且使得该内覆层允许加强整个叶片，从而确保叶片使用寿命的延长。

根据本发明，该覆层由具有柔性壁的护套组成，该护套从根部至尖部的形状和尺寸与所述覆层打算用至的叶片的结构元件的内部形状和尺寸大致相同，并且该护套在其根部处开口。该护套由未固化或仅部分固化的基于玻璃或碳纤维和树脂的复合材料预切割织物层形成，该复合材料预切割织物层被施加、固定且固化在叶片的结构元件的内表面上。

护套可以单件或以两个纵向半部获得。根据本发明的另一个特征，护套的壁从开口根部延伸至颈状外周缘通道。

该方法由将在叶片内部形成所提及覆层的护套施加至该叶片的结构元件上组成，该结构元件的材料由于其接近其使用寿命的终点或者已经超过使用寿命而已经失去其机械特性。

将该护套添加至叶片的结构元件的内表面上，由此粘附于由于疲劳而已经损坏的表面上，从而提供具有类似于叶片所初始具有的机械性能的叶片组件，该叶片组件允许将叶片的使用寿命延长一段时间足以证明干预费用合理。

在利用预浸渍材料所制造的叶片的情况下，附加护套粘附至梁的支撑弯矩并执行结构元件的功能的内面(这些面也称为CAPS)。在附加护套粘附到CAPS之后，该附加护套将执行支撑功能以及将力传递到叶片的根部并从根部传递到风力涡轮机的毂的功能。