[发明专利]模块化风力涡轮机叶片

说明书

描述了一种模块化风力涡轮机叶片。该模块化叶片包括具有在翼展方向上纵向延伸的第一翼梁帽的第一叶片模块和具有在翼展方向上纵向延伸的第二翼梁帽的第二叶片模块。叶片模块被构造成经由它们相应的翼梁帽端对端地连接。第一翼梁帽包括并排布置的第一梁和第二梁，每个梁具有限定嵌接表面的渐缩端部。第一梁的渐缩端部延伸超过第二梁的渐缩端部。第二翼梁帽包括并排布置的第一梁和第二梁，每个梁具有限定嵌接表面的渐缩端部。第二梁的渐缩端部延伸超过第一梁的渐缩端部。叶片模块被构造成使得当模块连接在一起时，相应的第一梁的嵌接表面相配合而形成第一嵌接接头，并且相应的第二梁的嵌接表面相配合而形成第二嵌接接头。第一嵌接接头在翼展方向上与第二嵌接接头偏移。

技术领域

本发明总体上涉及模块化风力涡轮机叶片，并且更具体地涉及在叶片模块之间具有改进的接头的模块化风力涡轮机叶片。

背景技术

持续需要从诸如岸上和离岸风电场的风力发电设施产生增加的电力水平。实现这一点的一种方式是制造具有较大叶片的现代风力涡轮机。提供更大的叶片增加了转子的扫掠面积，从而允许风力涡轮机从风中捕获更多的能量。

大型部件，特别是长的转子叶片的运输可能是有问题的，因为风电场现场可能是遥远的并且难以接近。为了解决这个问题，转子叶片可设计成模块化组件。涡轮叶片可被分成两个或更多个模块，这些模块易于运输，然后通过将模块粘合地结合在一起而在现场组装。有利的是，两个或更多个叶片模块作为两个或更多个成品部件设置在风电场现场。以这种方式，现场组装过程被简化并且组装时间减少。

现代风力涡轮机叶片通常包括增强翼梁结构，该增强翼梁结构包括翼梁帽和剪切腹板，以根据叶片的设计规格提供结构支撑。翼梁帽可由复合材料的条带形成，复合材料通常为碳纤维增强塑料(CFRP)，其嵌入叶片模块壳体的层压结构内。翼梁帽以相互相对的关系布置在叶片模块的迎风侧和背风侧。剪切腹板通常结合在相对的翼梁帽之间。

在模块化风力涡轮机叶片中，增强翼梁结构可以分成多个纵向区段，每个纵向区段与相应的叶片模块相关联。翼梁区段通常在叶片模块之间的界面处结合在一起。由于翼梁是叶片的主要承载部件，因此重要的是确保相邻翼梁区段之间的接头尽可能地坚固。因此，本发明的目的在于提供一种相邻叶片模块之间的改进的接头方案。

发明内容

在本发明的第一方面中，提供了一种模块化风力涡轮机叶片，所述模块化风力涡轮机叶片包括第一叶片模块和第二叶片模块，第一叶片模块具有在翼展方向上纵向延伸的第一翼梁帽，第二叶片模块具有在翼展方向上纵向延伸的第二翼梁帽。叶片模块被构造成经由它们相应的翼梁帽端对端地连接。第一翼梁帽包括并排布置的第一梁和第二梁，每个梁具有限定嵌接表面的渐缩端部。第一梁的渐缩端部延伸超过第二梁的渐缩端部。第二翼梁帽包括并排布置的第一梁和第二梁，每个梁具有限定嵌接表面的渐缩端部。第二梁的渐缩端部延伸超过第一梁的渐缩端部。叶片模块被构造成使得当模块连接在一起时，相应的第一梁的嵌接表面相配合而形成第一嵌接接头，并且相应的第二梁的嵌接表面相配合而形成第二嵌接接头。第一嵌接接头在翼展方向上与第二嵌接接头偏移。

第一翼梁帽的第一梁和第二梁的渐缩端部可在彼此相反的方向上渐缩。第二翼梁帽的第一梁和第二梁的渐缩端部可在彼此相反的方向上渐缩。

第一翼梁帽的第一梁的嵌接表面和第二翼梁帽的第二梁的嵌接表面均可以面向叶片的内部或外部中的一者。第一翼梁帽的第二梁的嵌接表面和第二翼梁帽的第一梁的嵌接表面均可以面向叶片的内部或外部中的另一者。

第一叶片模块可包括限定第一叶片模块的内部的外部壳体。第二叶片模块可以包括限定第二叶片模块的内部的外部壳体。第一嵌接接头可以至少部分地位于第二叶片模块的外部壳体内。第二嵌接接头可以至少部分地位于第一叶片模块的外部壳体内。在一些实施方式中，一个或两个嵌接接头可以完全位于叶片模块中的一个或另一个内。在其它实施方式中，一个或另一个嵌接接头可以在一侧具有一个模块的迎风壳体，并且在另一侧具有另一模块的背风壳体。