[发明专利]包括隔板的风力涡轮机叶片

说明书

本发明涉及制造隔板单元的方法、安装隔板单元的方法、隔板、隔板单元和风力涡轮机叶片。隔板通过真空成型或旋转模制制造，并具有在制造期间形成的一组预定开口。在安装隔板单元之前，将各种附加元件预固定或预集成到隔板中。然后，这个预组装单元能定位在叶片根部段内并连接到叶片段。

技术领域

本发明涉及一种制造用于风力涡轮机叶片的隔板（bulkhead）单元的方法，包括提供具有至少第一侧、第二侧和外圆周的隔板的步骤，第一侧和第二侧面向相对的轴向方向，并且外圆周布置在径向平面中，其中，隔板的外部尺寸基本上对应于风力涡轮机叶片的叶片根部段的内部尺寸。

本发明进一步涉及一种将隔板单元安装在风力涡轮机的风力涡轮机叶片中的方法，风力涡轮机叶片从叶片根部到尖端沿纵向方向延伸，并从前缘到后缘沿弦向方向延伸，其中，风力涡轮机叶片包括限定压力侧和吸力侧的叶片壳体，风力涡轮机叶片进一步包括叶片根部段，所述叶片根部段包括叶片根部。

本发明还涉及一种隔板、一种隔板单元和一种风力涡轮机叶片。

背景技术

已知将隔板放置在现代风力涡轮机的风力涡轮机叶片的叶片根部段中，典型地在沿纵向方向距叶片根部最多为0.2的相对长度内。风力涡轮机叶片具有在叶片根部与尖端之间测量的为1的总相对长度。隔板用于封堵（close off）风力涡轮机叶片的内部，以便防止碎片（例如，过多的胶块）和流体（例如，水或油）在旋转期间进入毂部。隔板还防止松动的物品从毂部或其他风力涡轮机叶片进入该风力涡轮机叶片。隔板还可在风力涡轮机叶片或毂部内的维护或维修任务期间为工作人员提供工作平台。

叶片根部段中的已知问题是由于运行期间作用在风力涡轮机叶片上的空气动力导致的椭圆化。叶片根部的椭圆化增加了叶片根部与毂部或变桨轴承单元之间的螺栓连接失效的风险。通过对那个叶片段中的夹层叠层（sandwich laminate）增加额外的层或芯材料能解决这个问题，但是，这增加了风力涡轮机叶片的总重量和成本。

这种椭圆运动还增加了沿着隔板的圆周的胶缝中的应力，其可导致胶缝中的裂缝或缺陷，使得隔板变得松动。其次，在制造期间难以实现叶片根部段的完美圆柱形内表面，因此沿着隔板的圆周可出现间隙或空隙。填充材料或密封材料能用于填充这些间隙或空隙，以密封风力涡轮机叶片的内部。

另一个解决方案是如WO 2012/119934 A1中公开的，沿着隔板的圆周布置连续的柔性附接部件或多个附接部件。隔板具有夹层结构，所述夹层结构包括中心芯元件和位于芯元件两侧上的纤维增强层。每个附接部件包括弹性材料，所述弹性材料能够根据叶片根部段的内表面的轮廓变形以密封内部空间。在将隔板定位在安装位置中之后，已附接的一个部件或多个部件被固定或胶合到叶片根部段上。这个解决方案对隔板的制造和安装过程增加了额外步骤。

又另一个解决方案是如WO 2015/121408 A1中公开的，沿着隔板的圆周布置可调节的固定套环（collar）。隔板是由透明的织物材料制成。固定套环包括沿着大部分圆周延伸的弹性材料，其中，可调节的弹簧元件附接到这个固定套环的端部。弹簧元件被压缩，以允许隔板的容易定位。一旦放置在安装位置中，弹簧元件就被释放，以使固定套环与叶片根部段接触。集成到叶片段中的多个支架元件被使用，以将隔板固装在其位置中。这个解决方案对安装过程增加了额外步骤，并增加了安装时间。

WO 2009/085041 A1公开了一种柔性凸缘，其在椭圆化期间允许根部端段与盘形隔板之间的相对运动。柔性凸缘附接到隔板的侧表面，并且进一步附接到根部端段的内表面。这个申请未谈及隔板是如何制成的。

WO 2013/041190 A1公开了一种基本上U形的隔板，其具有外周圆柱形部分，所述外周圆柱形部分附接到根部端段，并改变成较小的中间圆柱形部分。中间圆柱形部分进一步改变成中心盘形部分。隔板具有由许多用树脂注入的纤维层制成的叠层结构。中心部分夹在面向转子毂部的防滑涂层与面向叶片尖部的冲击保护垫或板之间。

因此，需要一种改进的隔板单元，其允许强有力的连接和廉价的生产。