[发明专利]具有预弯曲的接合式风力涡轮机叶片

说明书

公开了一种风力涡轮机叶片以及一种制造风力涡轮机叶片的方法。风力涡轮机叶片包括从弦向接头在相对的方向上延伸的尖部叶片段和根部叶片段，其中尖部叶片段和根部叶片段中的每个包括压力侧壳体构件和吸力侧壳体构件。另外，风力涡轮机叶片包括梁结构。梁结构包括第一区段和第二区段，其中第一区段接收在根部叶片段的接收区段处，第二区段设置在尖部叶片段中并相对于第一区段以一角度延伸，使得尖部叶片段的至少部分相对于叶片轴线向外设置。

技术领域

本说明书的实施例总体上涉及风力涡轮机叶片。特别地，本说明书公开了一种具有预弯曲的分离/接合式风力涡轮机叶片。

背景技术

如将意识到，在风力涡轮机的操作期间，风力涡轮机叶片倾向于朝向塔架偏转。这可能进而导致风力涡轮机叶片和塔架的损坏。为了避免风力涡轮机叶片向塔架的碰撞，期望具有可接受的塔架间隙。如本文中使用的术语‘塔架间隙’是指为风力涡轮机叶片在不撞击塔架的情况下旋转而提供的间隙。更具体地，术语‘塔架间隙’是指塔架与旋转的风力涡轮机叶片之间保持的距离，以防止旋转的风力涡轮机叶片撞击塔架。

在近期时间，风力涡轮机叶片的长度已经显著增加，并且风力涡轮机叶片的长度的这种增加促进了风力涡轮机叶片向塔架碰撞的场景增加。

已经提出了用于管理塔架间隙的不同传感和控制技术。这些技术利用设置在塔架和/或叶片上的传感器来确定旋转的叶片与塔架之间的距离。基于确定的距离，使用控制策略来改进塔架间隙。然而，这些策略仅在叶片位于塔架之前时提供间隙信息，并且因此可能有较少希望有效。

此外，已提出对风力涡轮机叶片进行不同的设计修改，以提供更好的塔架间隙。这将有助于在制造风力涡轮机叶片时在风力涡轮机叶片中内置特征。在一个示例中，风力涡轮机叶片制造有预弯曲，以具有更好的塔架间隙。在美国专利号4,533,297中描述的另一个示例中，一种风力涡轮机叶片被分成两个独立的部件，其中外叶片部件的锥角能够相对于内叶片部件变化。这种设计在实践中是不可行的，特别是对于非常长的叶片。然而，具有预弯曲的风力涡轮机叶片的制造和运输具有挑战性。此外，对于具有预弯曲的接合式叶片，具体是在弦向接头处存在巨大的应力。因此，需要通过使用更简单的技术在接合式风力涡轮机叶片中产生预弯曲来具有塔架间隙。

发明内容

根据本说明书的方面，公开了一种风力涡轮机叶片。风力涡轮机叶片包括从弦向接头在相对的方向上延伸的尖部叶片段和根部叶片段，其中尖部叶片段和根部叶片段中的每个包括压力侧壳体构件和吸力侧壳体构件。另外，风力涡轮机叶片包括梁结构。梁结构包括第一区段和第二区段，其中第一区段接收在根部叶片段的接收区段处，第二区段设置在尖部叶片段中并相对于第一区段以一角度延伸，使得尖部叶片段的至少部分相对于叶片轴线向外设置。

根据本说明书的另一方面，提供了一种制造风力涡轮机叶片的方法。所述方法包括从弦向接头在相对的方向上布置尖部叶片段和根部叶片段，其中尖部叶片段和根部叶片段中的每个包括压力侧壳体构件和吸力侧壳体构件。另外，所述方法包括将梁结构的第一区段插入根部叶片段的接收区段中，其中梁结构的第二区段设置在尖部叶片段的内部并相对于第一区段以一角度延伸，使得尖部叶片段的至少部分相对于叶片轴线向外设置。

应当理解，所述梁用于连接尖部叶片段和根部叶片段，使得组装的叶片包括所述两个叶片段和梁。

在优选实施例中，风力涡轮机叶片包括连续的壳体结构，使得风力涡轮机叶片看起来具有单个连续的空气动力学轮廓。壳体结构包括尖部叶片段的压力侧壳体构件和吸力侧壳体构件以及根部叶片段的压力侧壳体构件和吸力侧壳体构件。尖部叶片段的壳体构件可以或者直接或者经由一个或多个连接壳体构件直接连接到根部叶片段的对应壳体构件。因此，各种壳体构件可以在公共接口处彼此邻接。公共接口可以基本上在叶片的弦向方向上延伸。构件也可以经由例如过层压结构（overlamination）连接。通常，连续的壳体结构是光滑的，使得叶片看起来像单个组装的风力涡轮机叶片。