[发明专利]带有改进的胶接接头的风力涡轮机叶片及相关方法

说明书

用于风力涡轮机叶片(10)的叶片壳部件(70)和风力涡轮机叶片(10)。叶片壳部件(70)由复合结构制成，复合结构包括嵌入聚合物基质中的增强材料，叶片壳部件(70)从末梢端延伸至根部端，其中，叶片壳部件(70)包括：叶片壳体(74)，叶片壳体(74)带有前缘(76)和后缘(56)，以及第一胶接凸缘(78)，第一胶接凸缘(78)从前缘(76)延伸且具有第一胶接凸缘边缘(80)和第一胶接表面(82)，第一胶接表面(82)带有第一宽度(WI)，其中，第一胶接凸缘(78)设有一个或多个间隔元件(84、84A、90、90A)。此外，描述了一种制造风力涡轮机叶片(10)的方法。

技术领域

本公开内容与制造风力涡轮机叶片及其部件(part)的领域有关。具体而言，本公开内容涉及一种叶片壳(shell)部件和一种风力涡轮机叶片。此外，本公开内容涉及一种制造风力涡轮机叶片的方法。

背景技术

纤维增强聚合物的风力涡轮机叶片且具体地风力涡轮机叶片的空气动力壳通常在模具(mould)中制造，其中叶片的压力侧和吸力侧通过将玻璃纤维垫和/或其他增强材料(例如，碳纤维)布置在两个模具部件中的各个中来单独地制造。然后，两个半部(half)常借助于内部凸缘部件来胶接(glued)在一起。在上叶片壳半部或第二叶片壳半部降低(lower)到下叶片壳半部或第一叶片壳半部之上之前，胶(glue)施加至下叶片壳半部或第一叶片壳半部的内面上。此外，一个或两个增强轮廓(profile)(抗剪腹板(shear web))常在胶接至上叶片半部之前胶接至下叶片半部的内部。已知的是，胶接接头(glue joint)(也称为粘合接头)代表了风力涡轮机叶片的结构完整性中的薄弱环节(weak link)。

US 2015/0137419涉及一种用于将组件部件结合(bond)在一起的结合方法和设备，部件具有在其端表面上的粘合(adhesive)表面，粘合表面将连结(join)在一起，诸如，用于将转子叶片半部壳结合在一起，以形成用于风力涡轮机的转子叶片。组件部件可由注射结合(injection-bonding)来结合在一起，粘合剂被注射入在组件部件的粘合表面之间的粘合接头中。

发明内容

因此，存在对于系统及方法的需求，上述方法和系统将改善风力涡轮机叶片的胶接接头强度。此外，本发明的一个目的在于提供用于叶片壳部件的连结的系统及方法，上述系统及方法解决了以上问题，具体而言，为风力涡轮机叶片提供降低的重量和粘合剂使用，同时改善在风力涡轮机叶片中的结合区域/胶接接头的性能。

因此，提供了一种用于风力涡轮机叶片的叶片壳部件(例如，第一叶片壳部件)，其中，叶片壳部件由复合结构制成，复合结构包括嵌入聚合物基质中的增强材料，叶片壳部件从末梢端延伸至根部端，其中，叶片壳部件包括叶片壳体(body)和第一胶接凸缘，叶片壳体带有前缘和后缘，第一胶接凸缘从前缘延伸且具有第一胶接凸缘边缘和第一胶接表面，第一胶接表面带有第一宽度。第一胶接凸缘(诸如，第一胶接凸缘的第一胶接表面)可设有一个或多个间隔(spacer)元件，例如多个间隔元件。

还提供了一种风力涡轮机叶片，包括第一叶片壳部件和第二叶片壳部件，其中，第一叶片壳部件是如本文中所描述的叶片壳部件，第二叶片壳部件包括带有前缘和后缘的叶片壳体，且具有在其内表面上的第二胶接表面。间隔元件中的至少一个可接触第二胶接表面，且胶布置在第一胶接表面与第二胶接表面之间。