[发明专利]用于风力涡轮转子叶片构件的连结接口

说明书

一种用于风力涡轮的转子叶片构件包括由多个堆叠的拉挤部件形成的第一结构构件(诸如翼梁帽)。第二结构构件(诸如抗剪腹板)在连结接口处固定到第一结构构件。一个或多个腹板形成连结接口，其中腹板中的每个具有在第一结构构件中结合在拉挤部件中的至少两个之间的第一区段和横跨连结接口延伸并结合到第二结构构件上或第二结构构件中的第二区段。

相关申请

本申请要求于2018年9月25日提交的序列号为16/140900的美国申请的优先权，该美国申请通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本主题大体上涉及风力涡轮转子叶片，并且更特别地涉及风力涡轮转子叶片的构件之间的连结结构。

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。现代风力涡轮典型地包括塔架、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件原理从风中捕获动能，并且通过旋转能传递动能，以转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则直接地联接到发电机。发电机然后将机械能转换为可部署到公用电网的电能。

风力涡轮转子叶片大体上包括由复合层压材料的两个壳体半部形成的主体壳体。壳体半部大体上使用模制过程制造，并且然后沿着转子叶片的对应端部联接在一起。大体上，主体壳体为相对轻质的，并且具有不构造成耐受在操作期间施加在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)。另外，风力涡轮叶片变得越来越长，以便产生更多的功率。因此，叶片必须更硬并且因此更重，以便减轻转子上的载荷。

为了增加转子叶片的刚度、抗屈曲性以及强度，主体壳体典型地使用一个或多个结构构件(例如，在其之间构造有抗剪腹板的相对的翼梁帽)来增强，该一个或多个结构构件接合壳体半部的内表面。翼梁帽可由多种材料构成，该多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。然而，这样的材料可由于干燥和预浸渍的织物的处理以及灌注大的层压结构的挑战而难以控制、容易有缺陷和/或劳动强度大。

照此，翼梁帽还可由预制的、预固化的(即，拉挤的)复合物构成，该预制的、预固化的(即，拉挤的)复合物可在较厚的区段中产生，并且不那么易受缺陷影响。另外，拉挤件在翼梁帽中的使用可减小翼梁帽的重量，并且还可提高翼梁帽的强度。因此，拉挤的复合物可消除与单独使用干燥的织物相关联的多种问题和挑战。如本文中使用的，用语“拉挤复合物”、“拉挤件”、“拉挤部件”或类似用语大体上包含增强材料(例如，纤维或者交织或编织的股线)，该增强材料利用树脂浸渍并且被拉动通过固定模，使得树脂通过添加热或其它固化方法固化或经历聚合。照此，制造拉挤复合物的过程典型地以复合材料的连续过程为特征，该连续过程产生具有恒定横截面的复合零件。多个拉挤件可然后连结在一起，以形成翼梁帽和/或多种其它转子叶片构件。

已认识到在翼梁帽中使用拉挤板的益处，并且使用拉挤件形成的翼梁帽通常包括经由树脂材料结合在一起的拉挤形成的层。更具体地，翼梁帽大体上由在模具中结合在一起的多个堆叠的拉挤板形成。

对于箱形梁翼梁构造和I形梁翼梁构造两者而言，翼梁帽(拉挤或非拉挤的)与抗剪腹板之间的接口或连结部为关键的结构接口。在常规构造的情况下，该连结主要依靠沉积在构件的接口处的粘合剂或树脂的强度。即使具有拉挤翼梁帽的益处，翼梁帽与抗剪腹板之间的接口也可为叶片的限制性结构方面。

本领域不断地寻求制造具有增加的强度和减小的重量的转子叶片构件和结构元件的新的且改进的方法。其中拉挤翼梁帽还可集成到翼梁帽与抗剪腹板之间的改进的结构接口中的翼梁构造将在本领域中为有利的进步。

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。