[发明专利]用于分段式风力涡轮转子叶片的改进的接头构造

说明书

一种用于风力涡轮的转子叶片组件可包括具有第一接头端的第一叶片节段和具有第二接头端的第二叶片节段，其中叶片节段联接在一起，使得第一接头端与第二接头端位于在叶片节段之间的接头界面处或附近。叶片组件还可包括预加载梁，该预加载梁从第二叶片节段向外延伸横跨接头界面，使得预加载梁接纳于第一叶片节段内。预加载梁可在第一叶片节段的相反的内部结构构件之间受压缩，使得第一接合界面限定于预加载梁的第一侧与第一内部结构构件之间，且第二接合界面限定于预加载梁的相反的第二侧与第二内部结构构件之间。

技术领域

本主题大体上涉及用于风力涡轮的转子叶片，且更特别地涉及用于分段式风力涡轮转子叶片的改进的接头构造，其包括定位在限定于叶片节段的部分之间的接触或接合界面处的一个或多个预加载接头部件。

背景技术

风力被认为是一种目前可用的最清洁的最环境友好的能源，且就此而言，风力涡轮得到增加的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和转子，转子具有带一个或多个转子叶片的可旋转毂。转子叶片使用已知的翼型件原理获得风的动能。转子叶片传送旋转能形式的动能，以便转动将转子叶片联接到齿轮箱(或如果未使用齿轮箱，直接地联接到发电机)的轴。发电机然后将机械能转换成电能，电能可部署至公用电网。

风力涡轮的每个转子叶片典型地包括使用模制工艺形成的吸入侧壳和压力侧壳，吸入侧壳和压力侧壳随后在沿叶片的前缘和后缘的结合线处经由粘合剂结合在一起。压力壳和吸入壳相对轻量，且具有不构造成承受在操作期间施加在转子叶片上的弯矩和其它负载的结构特性(例如，刚度、抗弯性和强度)。因此，为了增加转子叶片的刚度、抗弯性和强度，典型地使用接合壳半部的压力侧内表面和吸入侧内表面的一个或多个结构构件(例如，在其间构造有抗剪腹板的相反的翼梁帽)来增强壳。翼梁帽典型地由各种材料构成，包括但不限于包括热固性树脂的纤维增强的层压复合材料。转子叶片的壳大体上通过将纤维织物层在壳模具中堆叠而围绕翼梁帽而构建。然后典型地例如用热固性树脂一起灌注这些层。

大体上，由于处理干织物和灌注大的层压结构的挑战，用于制造转子叶片和/或其结构构件的方法可难以控制、易有缺陷和/或高度劳动密集型的。而且，随着转子叶片尺寸的不断增加，常规的制造方法的复杂度继续增加，因为叶片半部典型地使用必须大到足以适应转子叶片的整个长度的相反模具半部来制造。因而，连结大叶片半部可为高度劳动密集型的且更容易出现缺陷。

一种用于减小与具有增大尺寸的转子叶片的风力涡轮的预成型、运输和架设相关联的复杂性和成本的已知策略是将转子叶片制造成叶片节段。然后可将叶片节段组装以形成转子叶片。然而，用于将叶片节段连接在一起的已知接头设计典型地具有各种缺点。例如，许多已知的接头设计使用机械紧固件，诸如螺栓和螺母和/或销，将叶片节段固定在一起。然而，在此类螺栓连接或销连接的接头设计中使用的紧固件典型地很重，从而显著增加转子叶片的总重量。而且，机械紧固件通常是金属构件，这会增加雷击的可能性。

因此，解决上文描述的问题中的一个或多个的用于连结分段式叶片的相邻叶片节段的改进接头构造将在技术方面受欢迎。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明来获悉。

在一方面，本主题涉及一种用于风力涡轮的转子叶片组件。转子叶片组件可包括具有第一接头端的第一叶片节段和第一对相反的内部结构构件。第一对相反的内部结构构件可包括第一内部结构构件和第二内部结构构件。转子叶片组件还可包括具有第二接头端的第二叶片节段。第二叶片节段可联接到第一叶片节段，使得第一接头端和第二接头端位于限定在第一叶片节段与第二叶片节段之间的接头界面处或附近。另外，转子叶片组件可包括预加载梁，该预加载梁从第二叶片节段的第二接头端向外延伸横跨接头界面，使得预加载梁接纳于第一叶片节段的内部内。预加载梁可在第一叶片节段的第一对相反的内部结构构件之间受压缩，使得第一接合界面限定在第一叶片节段的内部内在预加载梁的第一侧与第一内部结构构件之间，且第二接合界面限定在第一叶片节段的内部内在预加载梁的相反的第二侧与第二内部结构构件之间。