[发明专利]借助于结构元件组装风力转子叶片节段的方法

说明书

一种用于接合转子叶片的转子叶片节段的方法包括形成具有带有腔的接纳部分和结构部分的母结构部件。此外，该方法包括将母结构部件固定在第一叶片节段内。该方法还包括形成具有突出部分和结构部分的公结构部件。而且，该方法包括将公结构部件的结构部分固定在第二叶片节段内。此外，该方法包括将突出部分插入到腔中。因而，当插入时，突出部分和腔的对接部形成一个或多个内部通道。因此，该方法进一步包括将粘合剂注入到一个或多个内部通道中，使得将第一叶片节段和第二叶片节段固定在一起。

相关申请

本申请请求享有于2018年8月3日提交的申请序列号为16/054,355的美国专利申请的优先权，该美国专利申请通过引用以其全部包括在本文中。

技术领域

本主题大体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及用于风力涡轮的分节段的转子叶片以及接合其的方法。

背景技术

风力被认为是目前可用的最清洁、最环境友好的能源中的一种，并且风力涡轮已经在此方面得到了增加的关注。现代风力涡轮典型地包括塔筒、发电机、齿轮箱、机舱，以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型原理来捕获风的动能，并且传递呈旋转能形式的动能，使得转动将转子叶片联接到齿轮箱的轴，或者如果没有使用齿轮箱的话，转动将转子叶片直接联接到发电机的轴。然后，发电机将机械能转变成可被部署到公用电网的电能。

现代转子叶片的构造大体上包括表皮构件或壳构件、相对的梁帽，以及在相对的梁帽之间延伸的一个或多个抗剪腹板。表皮典型地由纤维复合材料和轻量核心材料的层制造，并且形成转子叶片的外部空气动力学翼型形状。此外，通过在转子叶片的内侧上均沿转子叶片的翼展提供结构元件，梁帽提供增加的转子叶片强度。而且，梁帽典型地由玻璃纤维加强的复合材料构造，尽管对于一些较大的叶片而言梁帽可由碳纤维加强的复合材料构造。抗剪腹板大体上包括结构杆状构件，该结构杆状构件在相对的梁帽之间基本上垂直地延伸，并且延伸跨过外表皮之间的转子叶片的内部部分。

转子叶片的尺寸、形状和/或重量是有助于风力涡轮的能量效率的因素。转子叶片尺寸的增加提高了风力涡轮的能量生产，而重量的减少也促进了风力涡轮的效率。此外，在风力涡轮的尺寸(特别是转子叶片的尺寸)增加时，风力涡轮的制造、运输和组装的相应成本也增加。增加的风力涡轮尺寸的经济益处必须相对于这些因素进行权衡。

用于减少预形成、运输和安装具有增加的尺寸的转子叶片的风力涡轮的成本的一种已知策略是以叶片节段来制造转子叶片。因而，例如在独立的叶片节段运输到安装位置后，可组装叶片节段以形成转子叶片。例如，一些转子叶片包括联结接合或螺栓接合。

然而，某些粘合联结提供了附加的挑战。例如，所需要的用以获得有效联结的内部固结压力可能难以实现且难以在联结过程期间保持。特别关注的是在涡轮叶片的不易接近的区域中的内部固结压力。例如，转子叶片在末梢处的部分通常较小并且使用常规的方法不能容易地到达。在这些不易接近的区域处的必要内部固结压力大体上被称为盲压(blindpressure)。另外，湿粘合剂可能难以在没有气泡的情况下应用，和/或湿粘合剂可提供带有滑入式组件的不均匀的覆盖。另外，粘合剂的挤出可导致寄生重量、不期望的溢出、低于标准的联结和/或不期望的清理。此外，由于在粘合剂中引入空气和/或气穴的风险，重新定位表面的能力可受到限制。

因而，该领域一直在持续地探索新的且改进的接合技术以用于接合转子叶片的叶片节段。因此，本公开针对通过干燥-组装互锁件和就地注入粘合剂的能力来引导/自我对准、控制精确度并且简化两个叶片节段之间的结构联结的转子叶片组件。

发明内容

将在下列描述中部分地提出本发明的方面和优点，或其可从描述中显而易见，或其可通过实施本发明认识到。