[发明专利]具有抗屈曲翼梁帽的风力涡轮机叶片

说明书

一种风力涡轮机叶片，包括壳体、碳纤维增强吸力侧翼梁帽、碳纤维增强压力侧翼梁帽、连接到翼梁帽的至少第一抗剪腹板、一个或多个吸力侧屈曲增强件元件和一个或多个压力侧屈曲增强件元件，该一个或多个吸力侧屈曲增强件元件各自由不同于吸力侧翼梁帽的材料形成并且定位在吸力侧翼梁帽的内部表面上并且定位在距第一抗剪腹板的吸力侧端部一距离处，该一个或多个压力侧屈曲增强件元件各自由不同于压力侧翼梁帽的材料形成并且定位在压力侧翼梁帽的内部表面上并且定位在距第一抗剪腹板的压力侧端部一距离处。

技术领域

本公开涉及风力涡轮机叶片和制造这种风力涡轮机叶片的方法。

背景技术

风动力提供清洁和环境友好的能量源。风力涡轮机通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个风力涡轮机叶片。风力涡轮机叶片使用已知的翼型原理捕获风动能。

风力涡轮机叶片通常通过由嵌入固化的树脂中的编织织物或纤维的层形成两个壳体部分或壳体半部来制造。翼梁帽或主层压体形成主负荷承载构件并且放置或集成在壳体半部中并且可以与抗剪腹板或翼梁桁杆组合以形成结构支撑构件。翼梁帽或主层压体可以接合到壳体的吸力半部和压力半部的内部或集成在壳体的吸力半部和压力半部的内部内。

常规地用玻璃纤维来增强翼梁帽。然而，随着叶片已经在长度方面增加，这种常规翼梁帽的重量显著地增加。为了减小主负荷承载构件的重量，增加地使用碳纤维，尤其是在翼梁帽中。碳纤维典型地比其他纤维材料更强并且因此翼梁帽能够被制造得较薄和较轻。虽然这具有数个优点，但缺点是翼梁帽中的纤维(尤其是远离抗剪腹板)更易于屈曲。

虽然在本领域中已经尝试解决该问题，但这些尝试典型地受到复杂的翼梁帽设计和/或复杂的制造的影响。

发明内容

在该背景下，可以将在确保叶片相对简单并且成本有效的同时提供具有较不易于屈曲的碳纤维翼梁帽的风力涡轮机叶片看作本公开的目标。

本公开的另一目标是提供制造这种风力涡轮机叶片的成本有效并且简单的方法。

这些目标中的一个或多个可以通过如在下面描述的本公开的方面来满足。

本公开的第一方面涉及一种风力涡轮机叶片，其沿着纵向轴线从根部延伸到末梢，风力涡轮机叶片包括根部区域和具有末梢的翼型区域，风力涡轮机叶片包括在前边缘和后边缘之间延伸的弦线，风力涡轮机叶片包括：

-壳体，其提供风力涡轮机叶片的空气动力学翼型形状并且包括压力侧和吸力侧；以及-多个翼梁构件，其沿着纵向轴线延伸并且提供风力涡轮机叶片的主弯曲刚度，并且包括：

o碳纤维增强吸力侧翼梁帽，其邻近于壳体的吸力侧布置并且具有面向壳体的内部的内部表面；

o碳纤维增强压力侧翼梁帽，其邻近于壳体的压力侧布置并且具有面向壳体的内部的内部表面；

o至少第一抗剪腹板，其具有连接到吸力侧翼梁帽的内部表面的吸力侧端部和连接到压力侧翼梁帽的内部表面的压力侧端部；

其中多个翼梁构件进一步包括：

-一个或多个吸力侧屈曲增强件元件，其各自由不同于吸力侧翼梁帽的材料形成并且定位在吸力侧翼梁帽的内部表面上并且定位在距第一抗剪腹板的吸力侧端部一距离处，以及-一个或多个压力侧屈曲增强件元件，其各自由不同于压力侧翼梁帽的材料形成并且定位在压力侧翼梁帽的内部表面上并且定位在距第一抗剪腹板的压力侧端部一距离处。

这可以提供在确保简单且成本有效的翼梁帽布置方式的同时减小吸力侧翼梁帽和压力侧翼梁帽中的纤维屈曲的风险的优点。

另外或可替代地，每个屈曲增强件元件可以包括沿着纵向轴线延伸的纵向边缘，纵向边缘可以是渐缩的。

另外或可替代地，每个屈曲增强件元件可以包括沿着风力涡轮机叶片的弦延伸的弦向边缘，弦向边缘可以是渐缩的。