[发明专利]具有沿着其翼展的用于销加强的变化材料组合的接合式风力涡轮转子叶片

说明书

一种接合式转子叶片包括从弦向接合部沿相反方向延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。叶片节段中的各个具有内部支承结构和限定翼型件表面的至少一个壳部件。第一叶片节段的内部支承结构包括在结构上经由接纳区段与第二叶片节段的内部支承结构连接的纵长地延伸的梁结构。转子叶片进一步包括定位于第一叶片节段或第二叶片节段的内部支承结构中的至少一个上的一个或多个销接合部。因而，第一叶片节段或第二叶片节段的内部支承结构中的至少一个包括在一个或多个销接合部的位置处沿着转子叶片的翼展的变化材料组合，以便加强一个或多个销接合部。

技术领域

本公开总体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及具有沿着其翼展的用于销加强的变化材料组合的用于风力涡轮的接合式转子叶片。

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，并且在这方面，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。此外，压力壳和吸力壳是相对轻量的，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曲力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，在其之间构造有抗剪腹板)来加强主体壳。翼梁帽和/或抗剪腹板可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多种材料构成。

近年来，用于风力发电的风力涡轮已在尺寸上增大，以实现在发电效率上的改进并且增大发电量。连同用于风力发电的风力涡轮的尺寸上的增大一起，风力涡轮转子叶片也已在尺寸上增大。照此，可在风力涡轮转子叶片中出现诸如一体制造方面的困难和运输困难的多种困难。

一种用于降低与对具有增大的尺寸的转子叶片的风力涡轮进行预成型、运输和架设相关联的复杂性和成本的已知策略是以叶片节段制造转子叶片。然后，在例如将单独的叶片节段运输到现场之后，叶片节段可被组装以形成转子叶片。然而，用于使叶片节段连接在一起的已知的接合部设计并非不存在问题。

因而，本领域持续寻求新型并且改进的用于风力涡轮的接合式转子叶片。因此，本公开针对一种用于风力涡轮的接合式转子叶片，该接合式转子叶片具有沿着其翼展的用于销加强的变化或不相似的材料组合。

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，或可根据描述而为显然的，或可通过实践本发明而了解。

在一个方面，本公开针对一种用于风力涡轮的转子叶片。转子叶片包括从弦向接合部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具有内部支承结构和限定翼型件表面的至少一个壳部件。第一叶片节段的内部支承结构包括纵长地延伸的梁结构，梁结构在结构上经由接纳区段与第二叶片节段的内部支承结构连接。转子叶片进一步包括定位于第一叶片节段或第二叶片节段的内部支承结构中的至少一个上的一个或多个销接合部。因而，第一叶片节段或第二叶片节段的内部支承结构中的至少一个包括在一个或多个销接合部的位置处沿着转子叶片的翼展的变化材料组合，以便加强一个或多个销接合部。

在一个实施例中，第一叶片节段和第二叶片节段的内部支承结构中的至少一个可包括与吸力侧翼梁帽和压力侧翼梁帽连接的至少一个抗剪腹板。在这样的实施例中，抗剪腹板可包括在一个或多个销接合部的位置处沿着转子叶片的翼展的变化材料组合。