[发明专利]改进的风轮机多片式叶片

说明书

技术领域

本发明总体上涉及风轮机叶片，尤其是便于其制造和运输的多片式叶片。

背景技术

风轮机包括一转子，该转子支撑多个从转子向外呈放射状延伸的叶片，以便获取风力动能并促使与发电机耦合的驱动机构转动，以产生电能。

由风轮机产生的能量多少决定于承载风力作用的转子叶片扫动表面(sweeping surface)，因此，增加叶片的长度通常可以增加风轮机的功率输出。

然而，用于陆基风力农场的叶片的尺寸目前在某种程度上受到运输和基础设施要求的限制。特别是桥梁和隧道的尺寸限制了叶片的最大翼弦尺寸。

为了解决由于超长叶片特别造成的运输问题，现有技术教示将叶片分成设置有连接装置的两段或更多的纵向部分，以便每个部分可以分别制造且所有的部分可以在风轮机地点组装。该现有技术的实例如下所述。

DE3109566公开了一种风轮机叶片，风轮机叶片分成至少两段纵向部分，该至少两段纵向部分通过膨胀螺栓保持一起。

US4,389,182公开了一种风轮机叶片，该风轮机叶片分成若干段纵向部分，这些纵向部分通过例如延伸穿过各叶片部分的钢丝绳的张紧元件相互连接起来。

EP1244873A1公开了一种风轮机叶片，该风轮机叶片分成多个纵向部分，这些纵向部分通过对接接头连接起来，该对接接头包括多个沿着连接处排列的夹子和用于固定所述夹子的螺栓，所述夹子的端部分别固定在被连接的部分上。

其申请与本申请的申请人相同的WO2005/100781、WO2006/103307和WO2007/051879公开了分成具有改进连接工具的纵向部分的风轮机叶片。

在将叶片分成纵向部分之外或者独立于将叶片分成纵向部分，现有技术还教示将叶片分成若干横截部分，下面是这种现有的例子。

EP1184566A1公开了一种风轮机叶片，该风轮机叶片通过组装一个、两个或更多纵向部分而形成，每一个所述纵向部分包括一个芯体和一个盖体，所述芯体由一个纵向碳素纤维管形成，一系列碳素纤维或玻璃纤维横肋安装在所述纵向碳纤维管上，所述盖体由连接到所述横肋上的玻璃纤维或碳素纤维形成。

WO01/46582A2公开了一种风轮机叶片，该风轮机叶片具有多个分段的元件，这些分段的元件附着到负载传递箱桁上并由弹性接头分隔开，所述弹性接头使得各段能够相对于彼此移动，以使各段所在的叶片区域的张应力最小化。

其申请与本申请的申请人相同的EP1965074公开了一种风轮机叶片，该叶片由按盒状结构并肩布置的两个预制盖板和两个预制腹板构成，且分别形成相应叶片部分的前缘和后缘的至少两个壳体纵向部分靠近中心翼梁部分布置，叶片的空气动力学轮廓由所述盖板和所述壳体翼板限定。

当前风力工业采用大型转子叶片的趋势要求新的转子叶片设计适合于满足运输要求并且满足有关于叶片能达到100米的长度和最大弦长为8米的质量制造要求。

本发明旨在满足上述要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种风轮机叶片结构，其允许被分成两个组件的大型风轮机叶片的高效制造。

本发明的另一个目的是提供一种风轮机叶片结构，其允许被分成两个组件的大型风轮机叶片的最优化设计。

在一个方面，本发明的这些和其他目的通过提供一种风轮机叶片来实现，该风轮机叶片被横向地分成内侧组件和外侧组件，所述内侧组件和外侧组件在它们的端部部分具有连接装置并且分别包括内侧翼梁、内侧上部壳体)和内侧下部壳体；外侧翼梁、外侧上部壳体和外侧下部壳体；并且被布置成使得所述内侧和外侧组件的空气动力学轮廓由所述上部和下部壳体限定；其中，所述内侧翼梁由两个预制盖板和两个预制腹板构成，且所述外侧翼梁由结合了其盖板和腹板的第一和第二预制板构成。

在本发明的实施例中，内侧翼梁的所述两个预制盖板由主盖板部件和根部连接部件构成，该根部连接部件一直延伸到预制腹板的起点，且主盖板部件具有与根部连接部件的扇形部分(sector)相一致的初始部分，以使得两个部件可以在所述扇形部分连接。因此，在内侧组件中，在根部部分与翼梁的其余部分之间具有显著的几何学和结构差异的情况下，盖板以方便其生产但不损害其结构性能的方式被分成两个元件。

在本发明的实施例中，内侧翼梁由结合了上部盖板和腹板的第一预制板和作为第二预制板的下部盖板构成。因此，内侧组件的翼梁由两个板组装，以方便其生产。