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风力涡轮转子叶片构件及其制造方法


技术摘要:
一种风力涡轮的转子叶片节段包括无缝前缘表面。一种制造风力涡轮的转子叶片节段的方法包括形成转子叶片节段的外蒙皮,转子叶片节段具有无缝前缘表面。外蒙皮限定连续外表面。连续外表面包括:压力侧表面,其在压力侧后边缘与压力侧前边缘之间延伸;吸力侧表面,其在吸  全部
背景技术:
风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最友好的能源之一,并且,在这点上,风 力涡轮已得到越来越多的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、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件原理来捕获风的动能。转子叶片将动 能以旋转能的形式传送,以便使将转子叶片联接到齿轮箱或在未使用齿轮箱的情况下将转 子叶片直接地联接到发电机的轴转动。然后,发电机使机械能转换成可部署到公用电网的 电能。 转子叶片大体上包括典型地使用模制过程来形成的吸力侧壳和压力侧壳,吸力侧 壳和压力侧壳在沿着叶片的前缘和后缘的结合线处结合在一起。此外,压力壳和吸力壳是 相对轻质的,并且具有并非构造成承受在操作期间施加于转子叶片上的弯曲力矩和其它负 荷的结构性质(例如,刚度、抗屈曲性以及强度)。因而,为了提高转子叶片的刚度、抗屈曲性 以及强度,典型地使用接合壳半部的内压力侧表面和内吸力侧表面的一个或多个结构构件 (例如,相对的翼梁帽,在其之间构造有抗剪腹板)来增强主体壳。翼梁帽典型地由包括但不 限于玻璃纤维层压复合物和/或碳纤维层压复合物的多种材料构成。通过使纤维织物层堆 叠于壳模具中而大体上围绕叶片的翼梁帽构建转子叶片的壳。然后,典型地,例如利用热固 性树脂来将层一起灌注。 大型转子叶片的常规叶片制造涉及高劳动力成本、慢生产率以及昂贵的模具工具 的低利用率。此外,定制叶片模具可能是昂贵的。 因而,用于制造转子叶片的方法可包括成节段地形成转子叶片。然后,叶片节段可 被组装,以形成转子叶片。例如,一些现代的转子叶片具有模块化面板构造。因而,模块化叶 片的多种叶片构件可基于叶片构件的功能和/或位置而由变化的材料构成。 因而,本领域不断寻求制造风力涡轮转子叶片及其构件的方法。
技术实现要素:
本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述,或可根据描述而为显然的, 或可通过实践本发明而了解。 在一个方面,本公开涉及一种制造风力涡轮的转子叶片节段的方法。转子叶片节 段具有无缝前缘表面。该方法包括提供大体上平坦的纤维增强的外蒙皮。大体上平坦的纤 维增强的外蒙皮限定连续外表面。连续外表面包括:压力侧表面,其在压力侧后边缘与压力 侧前边缘之间延伸;吸力侧表面,其在吸力侧前边缘与吸力侧后边缘之间延伸;以及无缝前 缘表面,其在压力侧前边缘与吸力侧前边缘之间延伸。该方法还包括将纤维增强的外蒙皮 形成为与转子叶片的外表面的轮廓对应的期望的形状。此外,该方法包括将纤维增强的外 5 CN 111601701 A 说 明 书 2/8 页 蒙皮围绕无缝前缘表面折叠。在将纤维增强的外蒙皮折叠之后,压力侧表面定位成与吸力 侧表面相反,并且,压力侧后边缘靠近吸力侧后边缘。 在另一方面,本公开涉及一种制造风力涡轮的转子叶片节段的方法。转子叶片节 段具有无缝前缘表面。该方法包括形成转子叶片节段的外蒙皮。外蒙皮限定连续外表面。连 续外表面包括:压力侧表面,其在压力侧后边缘与压力侧前边缘之间延伸;吸力侧表面,其 在吸力侧前边缘与吸力侧后边缘之间延伸;以及无缝前缘表面,其在压力侧前边缘与吸力 侧前边缘之间延伸。该方法还包括:在外蒙皮的内表面上形成至少一个三维增强结构;以及 将外蒙皮围绕至少一个三维增强结构折叠。在将外蒙皮折叠之后,压力侧表面定位成与吸 力侧表面相反,并且,压力侧后边缘靠近吸力侧后边缘。 在另一方面,本公开涉及一种风力涡轮的转子叶片。转子叶片包括主叶片结构,主 叶片结构在根部区段与末梢区段之间延伸。根部区段构造成安装到风力涡轮的转子毂。转 子叶片还包括至少一个转子叶片节段,至少一个转子叶片节段在根部区段与末梢区段之间 安装于主叶片结构上。至少一个转子叶片节段包括外蒙皮。外蒙皮限定转子叶片节段的连 续外表面。连续外表面包括:压力侧表面,其在压力侧后边缘与压力侧前边缘之间延伸;吸 力侧表面,其在吸力侧前边缘与吸力侧后边缘之间延伸;以及无缝前缘表面,其在压力侧前 边缘与吸力侧前边缘之间延伸。 参考以下描述和所附权利要求书,本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得 更好理解。并入本说明书中并构成其部分的附图图示了本发明的实施例,并与描述一起用 来解释本发明的原理。 附图说明 在参考附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术 人员的完整且能够实现的公开,在附图中: 图1图示了根据本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图; 图2图示了根据本公开的风力涡轮的转子叶片的一个实施例的透视图; 图3图示了根据本公开的转子叶片节段和模具的一个实施例的横截面视图; 图4图示了根据本公开的转子叶片节段和被加热的心轴的一个实施例的横截面视图; 图5图示了根据本公开的转子叶片节段和外部热源的一个实施例的横截面视图; 图6图示了根据本公开的转子叶片节段的一个实施例的横截面视图;以及 图7图示了根据本公开的转子叶片节段的一个实施例的横截面视图。
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