[发明专利]用于风力涡轮机的转子叶片

说明书

用于风力涡轮机（15）的转子叶片，所述转子叶片具有后缘（5），并且具有内部层压件和外部层压件（10），所述后缘（5）包括后缘芯（6），所述后缘芯（6）具有并排布置的多个芯元件（7），其中，一个芯元件（7a）被分成由缝隙（9）分开的两个元件部分（8a、8b），由此，沿从叶片根部（2）到叶片末梢（3）的方向观察，所述内部层压件（10a）延伸到所述缝隙（9）中并穿过所述缝隙（9），并且变成所述外部层压件（10b）。

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的转子叶片，该转子叶片具有后缘，并且具有内部层压件（laminate）和外部层压件，该后缘包括后缘芯（trailing edge core），该后缘芯具有并排布置的若干个芯元件。

背景技术

在风力涡轮机的操作期间，转子叶片直接与驱动风力涡轮机的风相互作用。转子叶片具有特定的叶片几何形状，其开始于根部处的圆柱形几何形状，并且朝向末梢从该圆柱形几何形状变成非常扁平的翼型几何形状，转子叶片利用该根部附接到轮毂。每个转子叶片都包括指向旋转方向的前缘以及处于相对侧处的后缘。尤其是后缘沿叶片长度经历重大的几何形状变化，其开始于根部处的圆形几何形状，朝向末梢变成平背（flatback）几何形状以及尖锐的后缘。因此，后缘的设计变化很大。

尤其是在于相应的模具中形成为中空的单件式叶片的整体式叶片中，后缘设计借助于后缘芯来实现，该后缘芯在于模具中制造叶片时被整合到该叶片中。该后缘芯包括若干个芯元件，沿叶片的纵向方向观察，这些芯元件并排布置，并且限定了特定的几何形状。在生产过程期间，使用如下层压件，即该层压件包括优选为复合纤维的垫以及优选地非常轻的叶片构造，并且该层压件与后缘元件一起被布置在模具中，然后这些部分被灌注以树脂，以便将所有部分牢固地固定在一起，并且提供转子叶片的相应稳定性。该层压件优选地是布置在中空叶片的内表面处的内部层压件。在于内叶片表面处具有较大的剖面和较大的半径的叶片部段中，这容易实现。但在更接近或接近末梢的部段中，叶片剖面在后缘的区域中很小，该后缘则变得非常平坦，以致于不再可能布置内部层压件。在这些区域中，纤维网层压件作为外部层压件布置在叶片的外部处。当后缘芯沿后缘延伸时，存在不连续的区域，在那里内部层压件终止，并且外部层压件开始。在该区域中，内部层压件斜降（ramp down），而外部层压件斜升（ramp up），同时在剖视图中观察，上述层压件可在一定长度上重叠。由于这种不连续，在内部层压件与外部层压件没有直接连接的情况下，叶片的机械稳定性变差。在给予这种机械不连续性的转移区域中，由于芯材料的强度，较高载荷的传递受到限制。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种改进的转子叶片。

为了实现该目的，本发明提出了一种如上面提到的用于风力涡轮机的转子叶片，转子叶片的特征在于，一个芯元件被分成由缝隙分开的两个元件部分，由此，沿从叶片根部到叶片末梢的方向观察，所述内部层压件延伸到所述缝隙中并穿过所述缝隙，并且变成所述外部层压件。

本发明提出了一种非常具体的后缘芯，其包括由两个元件部分制成的一个分离式芯元件，这两个元件部分由缝隙分开。该缝隙在过渡区域中容纳层压件。在从根部到过渡区的区域中，该层压件是附接到叶片的内侧的内部层压件。在过渡区域中，该内部层压件延伸到该缝隙中并穿过该缝隙，该缝隙开始于叶片、即相应的后缘芯或者说分离式芯元件的内侧处，并且终止于叶片、即相应的后缘芯或者说分离式芯元件的外侧处。当离开缝隙时，该层压件现在是外部层压件，其从现在开始附接到叶片的外侧。

由于本发明的分离式芯元件的整合，可将内部层压件连续地转移到外部层压件。这允许维持由纤维垫层压件提供的高机械稳定性，该纤维垫层压件是连续的机械结构，并且因此，也在过渡区中提供高机械稳定性。此外，过渡区域也非常小，如此分离式芯元件具有大约1-1.5m的长度。与针对中型叶片的4-5m的根据现有技术制造的叶片处的过渡区域相比，对于较大尺寸的叶片该过渡区域将会长得多，可借助于本发明实现的过渡区域要小得多，并且因此，由于从内部层压件到外部层压件的过渡而引起的任何机械影响都可忽略。