[发明专利]具有带有用于销增强的不同的纤维取向的内部支承结构的连结式转子叶片

说明书

一种用于风力涡轮的转子叶片，其包括从弦向连结部沿相反方向延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。叶片节段各自具有限定翼型表面的至少一个壳体部件和内部支承结构。第一叶片节段的内部支承结构包括梁结构，该梁结构经由接收区段与第二叶片节段的内部支承结构在结构上连接。转子叶片还包括一个或多个销连结部，该一个或多个销连结部定位在叶片节段的内部支承结构中的至少一个上。此外，内部支承结构中的至少一个至少部分地由树脂材料构成，该树脂材料具有在其中固化的多根纤维。纤维在(多个)销连结部的位置处沿着转子叶片的翼展利用不同的纤维取向布置。

技术领域

本公开大体上涉及风力涡轮，并且更具体而言，涉及用于风力涡轮的连结式转子叶片，该连结式转子叶片具有一个或多个内部支承结构(诸如翼梁帽)，该一个或多个内部支承结构具有用于销增强的不同的纤维取向。

背景技术

风力发电被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，并且风力涡轮在这方面获得越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及转子，该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原理捕获风的动能。转子叶片以旋转能的形式传递动能，以便转动轴，该轴将转子叶片联接于齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则直接地联接于发电机。发电机接着将机械能转换为可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形成的吸入侧壳体和压力侧壳体，该吸入侧壳体和压力侧壳体在沿着叶片的前缘和后缘的联结线处联结在一起。此外，压力壳体和吸入壳体为相对轻质的，并且具有结构特性(例如，刚度、抗屈曲性以及强度)，该结构特性(例如，刚度、抗屈曲性以及强度)不构造成耐受在操作期间施加在转子叶片上的弯矩和其它载荷。因此，为了增加转子叶片的刚度、抗屈曲性以及强度，本体壳体典型地使用一个或多个结构构件(例如，具有构造在其间的抗剪腹板的相对的翼梁帽)来增强，该一个或多个结构构件(例如，具有构造在其间的抗剪腹板的相对的翼梁帽)接合壳体半部的内部压力侧表面和内部吸入侧表面。翼梁帽和/或抗剪腹板可由各种材料构成，该各种材料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。

近年来，为了实现发电效率方面的提高并且为了增加发电量，用于风力发电的风力涡轮在大小方面已增加。随着在用于风力发电的风力涡轮的大小方面的增加，风力涡轮转子叶片在大小方面也已增加。就此而言，各种困难(诸如集成制造方面的困难和运输困难)可在风力涡轮转子叶片中出现。

用于降低复杂性和成本的一种已知策略是在叶片节段中制造转子叶片，该复杂性和成本与预成型、运输以及架设具有增加大小的转子叶片的风力涡轮相关联。在例如单个叶片节段运输至现场之后，可接着组装叶片节段，以形成转子叶片。更具体而言，一些叶片节段可经由一个或多个销连结在一起。然而，用于将叶片节段连接在一起的此类连结部设计并非没有问题。例如，在某些销连结式转子叶片中，其翼梁帽中的主纤维方向沿展向方向取向，以便优化叶片弯曲刚度。然而，仅仅在展向方向上的纤维取向未考虑由销的剪切载荷的位置引入。

因此，本领域不断地寻求解决上述问题的用于风力涡轮的新且改进的连结式转子叶片。因此，本公开针对用于风力涡轮的连结式转子叶片，该连结式转子叶片具有一个或多个内部支承结构，该一个或多个内部支承结构具有用于销增强的不同的纤维取向。

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，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。