[发明专利]具有噪声减少带的连结风力涡轮叶片

说明书

一种连结风力涡轮转子叶片(28)，其包括从弦向接头线(34)在相反的方向上延伸的第一叶片节段(30)和第二叶片节段(32)。叶片节段(30,32)中的每个包括压力侧壳部件(31)和吸入侧壳部件(33)。密封带(100)施加在壳部件(31,33)之上，以便横跨弦向接头线(34)桥接。密封带(100)包括侧边缘(102)，在连结风力涡轮叶片(28)上的限定的负载和操作条件处，该侧边缘(102)对准成在弦向接头线(34)处与壳部件(31,33)之上的气流(104)平行。

相关申请

本申请要求于2018年9月24日提交的美国序列No.:16/139,197的优先权，美国序列No.:16/139,197通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本主题大体上涉及风力涡轮转子叶片，并且更具体而言，涉及在连结叶片的节段之间的密封带构造，其设计成减少在接头轮廓处生成的噪声和振动。

背景技术

风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，并且风力涡轮在这方面获得增加的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发生器、齿轮箱、机舱，以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型原理从风中捕获动能，并且通过旋转能传递动能，以使轴转动，该轴将转子叶片联接于齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则直接地联接于发生器。发生器接着将机械能转换为可部署至公用电网的电能。

风力涡轮转子叶片大体上包括由复合层压材料的两个壳半部形成的本体壳。壳半部大体上使用模制过程来制造，并且接着沿着转子叶片的对应端部联接在一起。大体上，本体壳为相对轻质的，并且具有结构性质(例如，刚度、抗弯性以及强度)，该结构性质不构造成在操作期间耐受弯矩和施加在转子叶片上的其它负载。

近些年来，用于风力发电的风力涡轮在尺寸方面增加，以实现发电效率的提高并且增加发电的量。连同用于风力发电的风力涡轮的尺寸的增加，风力涡轮转子叶片在尺寸方面也显著增加(例如，在长度方面高达55米)，导致集成制造以及叶片至现场的输送和运输方面的困难。

在这点上，行业正发展分段式风力涡轮转子叶片，其中单独的叶片节段被制造并运输至现场，用于组装成完整的叶片(“连结”叶片)。在某些构造中，叶片节段由梁结构连结在一起，该梁结构从一个叶片节段沿翼展方向延伸到另一个叶片节段的接收区段中。例如，参照美国专利公开No.2015/0369211，其描述具有纵向地延伸的梁结构的第一叶片节段，该梁结构在接收区段处与第二叶片节段在结构上连接。梁结构形成用于叶片的内部支承结构的部分，并且包括与吸入侧翼梁帽和压力侧翼梁帽连接的抗剪腹板。多个螺栓接头用于将梁结构与第二叶片节段中的接收区段连接，包括在梁的端面上的翼展方向螺栓和穿过梁结构的至少一个弦向螺栓，它们与叶片节段之间的接头线间隔。

类似地，美国专利公开No.2011/0091326描述一种连结叶片，其中第一叶片部分和第二叶片部分从接头沿相反的方向延伸。每个叶片部分包括形成叶片的结构部件并且纵向地延长的翼梁区段，其中第一叶片部分和第二叶片部分由连结翼梁区段的翼梁桥在结构上连接。翼梁桥可为翼梁区段中的一个的延伸部，其接收在另一个叶片部分的接收翼梁区段中。该构造还使用从翼梁的端面延伸的带螺纹螺栓，以在接收翼梁区段中连接并张紧翼梁。

然而，发现，连结叶片构造易受由接头导致的增加的振动和噪声生成。根部端部叶片节段与末端端部叶片节段之间的相关偏斜导致在接头线处在壳部件之间的拍动方向偏移。该情形特别地存在于连结叶片设计中，该连结叶片设计采用与接头线间隔(翼展方向)的弦向螺栓或销，以将负载从弦向螺栓传递到叶片壳中。该翼展方向间隔(与叶片节段和连结内部支承结构之间的刚度和方位的差异组合)导致壳部件之间的拍动方向偏移。

除了引起的拍动方向偏移之外，扭力还生成在连结结构处，这在壳部件之间，特别是在叶片的后缘处生成扭转偏移。

在空气在风力涡轮的加载条件之下在壳表面之上流动时，接头线处的拍动方向偏移和/或扭转方向偏移导致湍流涡流的生成，这可显著地增加在接头线处生成的振动和噪声。