[发明专利]用于转子叶片段的螺栓接合

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机的转子叶片，其包括第一转子叶片段和第二转子叶片段，其中，这两段借助于至少一个螺栓接合装置（bolted joint）来彼此连接。此外，本发明还涉及一种包括至少一个这样的转子叶片的风力涡轮机。

背景技术

随着风力涡轮机叶片的尺寸不断增加，风力涡轮机叶片的制造、运输和安装变得越来越具有挑战性。因此，存在关于风力涡轮机的分段式转子叶片的深入的研究和开发活动。分段式转子叶片的特征在于，它包括至少两个转子叶片段，这些转子叶片段在风力涡轮机操作之前通过接合装置来彼此连接。

这样的分段式转子叶片的一个示例在国际专利申请WO 2006/056584 A1中给出。其中，公开了一种具有用于连接两个转子叶片段的连接件的分段式转子叶片。两个转子叶片段通过螺栓接合装置与连接件连接。

在国际专利申请WO 2007/131937 A1中给出了分段式转子叶片的另一个示例。其中，两个转子叶片段也通过多个螺栓接合装置彼此直接连接。

在国际专利申请WO 2013/083451 A1中给出了分段式转子叶片的第三个示例。这里同样，两个转子叶片段借助于多个螺栓接合装置彼此直接连接。

此外，还提到了还存在粘结连接两个转子叶片段的方法。换言之，在该方法中，螺栓连接被粘结连接替代。

两个转子叶片段之间的粘结接合存在若干缺点，但是，这不应在本专利申请中论述。

在现有技术中螺栓接合还存在一些缺点。一个重要的缺点是需要在螺栓接合装置周围的区域中增厚叶片壳体。这意味着增厚叶片壳体的层压材料，以便容纳螺栓的至少一部分。此外，在T形螺栓的情况下，需要打开层压件，这意味着使这些区域处的层压件变弱。因此，用于连接风力涡轮机的两段转子叶片的T形螺栓解决方案意味着在相当大的延伸部上进一步增厚叶片壳体。这是昂贵的，并且增加了转子叶片的重量。

因此，将期望有一种关于如何提供如下螺栓接合的构思，即：该螺栓接合将两个转子叶片段彼此连接，并且克服了现有螺栓接合的上述缺点。

发明内容

这样的构思通过独立权利要求的主题来提供。有利的修改和实施例在从属权利要求中描述。

根据本发明，提供了一种风力涡轮机的转子叶片，其包括第一转子叶片段和第二转子叶片段。第一转子叶片段借助于至少一个螺栓接合装置与第二转子叶片段连接。该螺栓接合装置包括附接到第一转子叶片段的第一附接单元和附接到第二转子叶片段的第二附接单元。该螺栓接合装置包括将第一附接单元与第二附接单元连接的螺纹紧固件。

因此，本发明的一个关键方面在于转子叶片由至少四个单独的部件组成，即：第一转子叶片段、第一附接单元、第二转子叶片段以及第二附接单元。附接单元被附接到转子叶片段并且与之连接。然而，转子叶片段及其相关联的附接单元不制造为一个单件，而是制造成多个单独的部件。与利用螺栓接合的分段式转子叶片的现有技术的构思不同，所述转子叶片段可以被制造和构造成与由一个单件制成的标准转子叶片相比没有显著的差异。这意味着叶片壳体不需要在与转子叶片段的接合处相邻的区域中增厚。这具有如下优点，即：不再需要在与接合处相邻的区域中增厚层压件的特定工作以及在该区域中的转子叶片的附加重量。因此，简化了制造过程，并且降低了转子叶片的成本和重量。

如本专利申请中所公开的将两个转子叶片段联接在一起的方式的另一个优点在于螺栓的尺寸与转子叶片壳体的层压件的厚度解耦：在其中螺栓被至少部分地没入到转子叶片壳体的层压件中的现有技术的构思中，螺栓的直径受层压件的厚度限制。由于在本发明的构思中，螺栓被没入附接单元中而不是层压件中，因此螺栓的最大可能直径取决于附接单元而非层压件的尺寸。因此，可以仅通过增加附接单元的尺寸并且保持转子叶片壳体的层压件不变来相对容易地使用较大的螺栓。

在第一替代方案中，在完成转子叶片段的制造之后，附接单元被附接到相应的转子叶片段。这样的附接可以借助于粘结结合来实现。

在第二替代方案中，附接单元与叶片壳体一起被放置到在其中模制叶片壳体的模具中。换言之，在铸造转子叶片壳体的相同铸造过程期间，附接单元被铸造到转子叶片壳体。这意味着，使附接单元在制造期间、特别是在完成转子叶片之前与转子叶片段连接。这具有如下优点，即：可以确保附接单元和转子叶片段之间的特别牢固和可靠的连接。

所述附接单元可由层压材料制成，例如，类似于构成转子叶片段的壳体的材料。

替代地，与转子叶片段的壳体相比，附接单元可通过不同的材料制成。作为示例，壳体的材料可由层压件构成，并且附接单元可由金属制成。