[发明专利]用于风力涡轮转子叶片的嵌接连接部

说明书

一种用于风力涡轮的转子叶片包括从弦向接头沿相反方向延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。第一叶片节段和第二叶片节段中的各个包括限定翼型件表面和内部支承结构的至少一个壳部件。第一叶片节段包括在结构上与第二叶片节段连接的纵长地延伸的梁结构。而且，梁结构形成第一叶片节段的内部支承结构的部分。此外，梁结构至少部分地用由第一复合材料构成的第一部分和由不同的第二复合材料构成的第二部分形成。而且，第一部分和第二部分经由嵌接接头来连接在一起。另外，嵌接接头包括布置于第一复合材料与第二复合材料之间的不同的第三复合材料。

技术领域

本公开大体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及用于风力涡轮的转子叶片的嵌接连接部。

背景技术

风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最友好的能源之一，并且，在这点上，风力涡轮已得到越来越多的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及具有带有一个或多个转子叶片的可旋转毂的转子。转子叶片使用已知的翼型件原理来捕获风的动能。转子叶片将动能以旋转能的形式传送，以便使将转子叶片联接到齿轮箱或在未使用齿轮箱的情况下将转子叶片直接地联接到发电机的轴转动。然后，发电机使机械能转换成可以部署到公用电网的电能。

转子叶片大体上包括典型地使用模制过程来形成的吸力侧壳和压力侧壳，吸力侧壳和压力侧壳在沿着叶片的前缘和后缘的结合线处结合在一起。而且，压力壳和吸力壳是相对轻质的，并且具有并非构造成承受在操作期间施加于转子叶片上的弯矩和其它载荷的结构性质(例如，刚度、抗屈曲性以及强度)。因而，为了提高转子叶片的刚度、抗屈曲性以及强度，典型地使用接合壳半部的内压力侧表面和内吸力侧表面的一个或多个结构构件(例如，相对的翼梁帽，在其间构造有抗剪腹板)来增强主体壳。翼梁帽和/或抗剪腹板可以由包括但不限于玻璃纤维层压复合物和/或碳纤维层压复合物的各种材料构成。

当设计转子叶片的内部结构构件时，关于强度、重量、弹性模量以及成本等等的最佳材料往往与转子叶片中的构件的剩余部分不同。例如，在翼梁帽中，由于低成本和有限的机械要求的原因，对于构件中的大部分的优选材料可以是玻璃纤维增强复合物。形成对照的是，由于较高的刚度和较低的重量的原因，对于构件的其它部分的优选材料可以是碳纤维增强复合物。然而，这样的材料的物理性质(例如，刚度和热膨胀)截然不同。因此，可能难以有效地联结这样的部分。

据此，本公开涉及一种改进的用于风力涡轮转子叶片的嵌接连接部。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可以由描述而为明显的，或可以通过实践本发明而了解。

在一个方面，本公开涉及一种用于风力涡轮的转子叶片。转子叶片包括从弦向接头沿相反方向延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。第一叶片节段和第二叶片节段中的各个包括限定翼型件表面的至少一个壳部件和内部支承结构。第一叶片节段包括在结构上与第二叶片节段连接的纵长地延伸的梁结构。而且，梁结构形成第一叶片节段的内部支承结构的部分。此外，梁结构至少部分地用由第一复合材料构成的第一部分和由不同的第二复合材料构成的第二部分形成。而且，第一部分和第二部分经由嵌接接头来连接在一起。另外，嵌接接头包括布置于第一复合材料与第二复合材料之间的不同的第三复合材料。

在一个实施例中，第一叶片节段可以至少部分地由多个拉挤成型式板构成，拉挤成型式板中的各个由第二复合材料形成。在另一实施例中，第三复合材料可以包括多个层。在这样的实施例中，多个层中的一个或多个可以在拉挤成型式板中的多个的一个之间延伸。

在若干实施例中，多个层中的一个或多个的端部可以相对于多个拉挤成型式板以某一角在第一复合材料与第二复合材料之间延伸。在这样的实施例中，该角可以在从大约90度至大约180度的范围内变动。另外，多个层中的一个或多个可以限定布置于第一复合材料与第二复合材料之间的至少一个弯曲部。