專利名稱：用于風力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的翼梁組件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總體涉及風力渦輪機，并且更具體地，涉及用于風力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的翼梁組件。
背景技術(shù)：
風能被認為是目前可獲得的最清潔、最具環(huán)境友善性的能源之一，并且風力渦輪機在這方面已不斷獲得關注?，F(xiàn)代的風力渦輪機典型地包括塔架、發(fā)電機、齒輪箱、機艙以及一個或多個轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片利用已知的翼型原理捕獲風的動能并且對旋轉(zhuǎn)能量形式的動能進行傳遞以使軸轉(zhuǎn)動，該軸將轉(zhuǎn)子葉片聯(lián)接至齒輪箱，或者如果未使用齒輪箱，則將轉(zhuǎn)子葉片直接聯(lián)接至發(fā)電機。發(fā)電機接著將機械能轉(zhuǎn)化為可以配置于公用電網(wǎng)的電能。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子葉片典型地包括由兩個半部殼體形成的殼體，兩個半部殼體沿轉(zhuǎn)子葉片的相應邊緣聯(lián)接在一起。半部殼體是(并且因此殼體是)重量相對較輕的且不具有充足的結(jié)構(gòu)特性(例如剛度和強度)以承受在運行過程中施加在轉(zhuǎn)子葉片上的彎曲力矩和其它負載。因此，典型地使用翼梁組件對殼體進行加強，翼梁組件包括一對相對的翼梁緣條(spar cap)和在相對的翼梁緣條之間垂直地延伸的抗剪腹板。這種傳統(tǒng)的翼梁構(gòu)造總體為轉(zhuǎn)子葉片提供了相對較高的、恒定的剛度。為了保證風能始終是可行的能源，通過對風力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的尺寸、形狀和構(gòu)造進行改型在改進風力渦輪機的整體性能方面作出了努力。一種這樣的改型是對轉(zhuǎn)子葉片進行氣動彈性調(diào)整，從而利用風力渦輪機運行過程中在轉(zhuǎn)子葉片上出現(xiàn)的彎折和/或扭曲。但是，為了完全利用這些優(yōu)點，經(jīng)過氣動彈性調(diào)整的轉(zhuǎn)子葉片總體需要這樣的支承結(jié)構(gòu)該支承結(jié)構(gòu)能夠消除作用在葉片上的氣動負載。不幸的是，傳統(tǒng)的翼梁組件在提供適應這些負載所需的適當?shù)呢撦d緩解方面是較差的。因此，需要這樣一種翼梁組件該翼梁組件能夠提供對轉(zhuǎn)子葉片進行氣動彈性調(diào)整所需的更大的負載緩解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面以及優(yōu)點將會在下文的說明書中進行部分闡述，或者是通過說明書可以顯而易見的，或者是可以通過實施本發(fā)明而學到。在一個方面中，本發(fā)明公開一種用于風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片的翼梁組件。該翼梁組件可以總體包括第一翼梁緣條和第二翼梁緣條，第二翼梁緣條與第一翼梁緣條間隔開，使得橫截面積直接限定在第一翼梁緣條與第二翼梁緣條之間。此外，該翼梁組件可以包括腹板，該腹板具有設置成鄰近第一翼梁緣條的第一端和設置成鄰近第二翼梁緣條的第二端。該腹板可以構(gòu)造成使得腹板的內(nèi)表面的至少一部分設置在橫截面積的外側(cè)。在另一個方面中，本發(fā)明公開一種用于風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片的翼梁組件。該翼梁組件可以總體包括第一翼梁緣條和第二翼梁緣條，第二翼梁緣條與第一翼梁緣條間隔開。此外，該翼梁組件可以包括鉸接的腹板，該鉸接的腹板具有設置成鄰近所述第一翼梁緣條的第一端和設置成鄰近所述第二翼梁緣條的第二端。在又一個實施例中，本發(fā)明公開一種用于風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片。該轉(zhuǎn)子葉片通常包括殼體，該殼體包括第一內(nèi)部表面和設置成與第一內(nèi)部表面相對的第二內(nèi)部表面。該轉(zhuǎn)子葉片還可以包括翼梁組件，該翼梁組件具有第一翼梁緣條和第二翼梁緣條，第二翼梁緣條與第一翼梁緣條間隔開，使得橫截面積直接限定在第一翼梁緣條與第二翼梁緣條之間。此外，該翼梁組件可以包括腹板，該腹板具有設置成鄰近第一翼梁緣條的第一端和設置成鄰近第二翼梁緣條的第二端。該腹板可以構(gòu)造成使得腹板的內(nèi)表面的至少一部分設置在橫截面積的外側(cè)。所述腹板包括構(gòu)造成沿所述轉(zhuǎn)子葉片的前緣的方向向外延伸的第一腹板和構(gòu)造成沿所述轉(zhuǎn)子葉片的后緣的方向向外延伸的第二腹板，所述第一腹板和所述第二腹板中的每一個的內(nèi)表面都設置在所述橫截面積的外側(cè)。所述第一腹板和所述第二腹板各自包括至少一個附屬翼梁緣條。所述至少一個附屬翼梁緣條基本垂直于所述第一翼梁緣條和所述第二翼梁緣條進行定向。所述第一腹板和所述第二腹板各自包括在所述第一端與所述至少一個附屬翼梁緣條之間延伸的第一弧形段和在所述至少一個附屬翼梁緣條與所述第二端之間延伸的第二弧形段。所述第一腹板和所述第二腹板自所述第一翼梁緣條和所述第二翼梁緣條延伸，使得所述翼梁組件限定了大致橢圓形的橫截面形狀。所述翼梁組件沿所述轉(zhuǎn)子葉片的翼展在過渡點由所述大致橢圓形的橫截面形狀過渡成大致半橢圓形的橫截面形狀。參照下文的說明書以及所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面以及優(yōu)點將得到更好地理解。結(jié)合在本說明書中并且構(gòu)成本說明書一部分的附圖顯示了本發(fā)明的實施例并且與說明書一起用于對本發(fā)明的原理進行解釋。


參照附圖，說明書中闡述了面向本領域普通技術(shù)人員的本發(fā)明的完整公開，這種公開使得本領域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明，并包括本發(fā)明的最佳模式，在附圖中圖1示出了傳統(tǒng)構(gòu)造的風力渦輪機的透視圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面的轉(zhuǎn)子葉片的一個實施例的透視圖，該轉(zhuǎn)子葉片具有設置在其中的翼梁組件；圖3示出了圖2所示的轉(zhuǎn)子葉片和翼梁組件的橫截面圖；圖4示出了圖3所示的翼梁組件的一部分的橫截面圖；圖5示出了接頭構(gòu)造的橫截面圖，該接頭構(gòu)造可以與根據(jù)本發(fā)明的各個方面公開的翼梁組件一起使用；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面的轉(zhuǎn)子葉片的另一個實施例的橫截面圖，該轉(zhuǎn)子葉片具有設置在其中的翼梁組件；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面的轉(zhuǎn)子葉片的又一個實施例的橫截面圖，該轉(zhuǎn)子葉片具有設置在其中的翼梁組件；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面的轉(zhuǎn)子葉片的一個實施例的橫截面圖，該轉(zhuǎn)子葉片具有設置在其中的主要翼梁組件和輔助翼梁組件；以及，
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面的轉(zhuǎn)子葉片的另一個實施例的透視圖，該轉(zhuǎn)子葉片具有設置在其中的翼梁組件。附圖標記列表
權(quán)利要求
1.一種用于風力渦輪機(10)的轉(zhuǎn)子葉片(100)的翼梁組件(102)，所述翼梁組件(102)包括第一翼梁緣條(124)；第二翼梁緣條(1 )，所述第二翼梁緣條(126)與所述第一翼梁緣條(124)間隔設置，使得橫截面積(136)直接限定在所述第一翼梁緣條(124)與所述第二翼梁緣條(126)之間；以及，腹板(1 )，所述腹板(128)具有設置成鄰近所述第一翼梁緣條(124)的第一端(146)和設置成鄰近所述第二翼梁緣條(126)的第二端(148)，其中，所述腹板(1 )的內(nèi)表面(158)的至少一部分設置在所述橫截面積(136)的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼梁組件(102)，其特征在于，所述腹板(1 )限定了大致半橢圓形的橫截面形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼梁組件(102)，其特征在于，所述腹板(128)進一步包括設置在所述第一端(146)與所述第二端(148)之間的至少一個附屬翼梁緣條(152)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的翼梁組件(102)，其特征在于，所述至少一個附屬翼梁緣條(152)基本垂直于所述第一翼梁緣條(124)和所述第二翼梁緣條(126)進行定向。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的翼梁組件(102)，其特征在于，所述腹板(128)進一步包括在所述第一端(146)與所述至少一個附屬翼梁緣條(152)之間延伸的第一弧形段(154)和在所述至少一個附屬翼梁緣條(152)與所述第二端(148)之間延伸的第二弧形段(156)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的翼梁組件(102)，其特征在于，所述第一弧形段(154)和所述第二弧形段(156)由芯材形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼梁組件(102)，其特征在于，所述翼梁組件(102)進一步包括限定了所述翼梁組件(102)的內(nèi)表面的內(nèi)殼板(162)和限定了所述翼梁組件(102)的外表面的外殼板(164)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼梁組件(102)，其特征在于，所述腹板(128)包括構(gòu)造成沿所述轉(zhuǎn)子葉片(100)的前緣(114)的方向向外延伸的第一腹板(128)和構(gòu)造成沿所述轉(zhuǎn)子葉片(100)的后緣(116)的方向向外延伸的第二腹板(130)，所述第一腹板(128)和所述第二腹板(130)中的每一個的內(nèi)表面(158)都設置在所述橫截面積(136)的外側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的翼梁組件(102)，其特征在于，所述第一腹板(128)和所述第二腹板(130)各自包括至少一個附屬翼梁緣條(152)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的翼梁組件(102)，其特征在于，所述第一腹板(128)和所述第二腹板(130)自所述第一翼梁緣條(124)和所述第二翼梁緣條(126)延伸，使得所述翼梁組件(10 限定了大致橢圓形的橫截面形狀。
11.一種用于風力渦輪機(10)的轉(zhuǎn)子葉片(100)的翼梁組件078)，所述翼梁組件(478)包括第一翼梁緣條G79)；第二翼梁緣條080)，所述第二翼梁緣條(480)與所述第一翼梁緣條079)間隔設置；以及，鉸接的腹板G81)，所述鉸接的腹板(481)具有設置成鄰近所述第一翼梁緣條(479)的2第一端(48 和設置成鄰近所述第二翼梁緣條G80)的第二端(483)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的翼梁組件078)，其特征在于，穿過所述鉸接的腹板(481)限定了開口 (488)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的翼梁組件078)，其特征在于，所述鉸接的腹板081)以弦向角度G84)自所述第一翼梁緣條(479)和所述第二翼梁緣條(480)延伸。
14.一種用于風力渦輪機(10)的轉(zhuǎn)子葉片(100)，所述轉(zhuǎn)子葉片(100)包括殼體(108)，所述殼體(108)包括第一內(nèi)部表面(13 和設置成與所述第一內(nèi)部表面(132)相對的第二內(nèi)部表面(134)；以及，翼梁組件(102)，所述翼梁組件包括第一翼梁緣條(口4)，所述第一翼梁緣條(124)設置于鄰近所述第一內(nèi)部表面(132)；第二翼梁緣條(1 )，所述第二翼梁緣條(126)設置于鄰近所述第二內(nèi)部表面(134)，所述第二翼梁緣條(126)與所述第一翼梁緣條(124)設置，使得橫截面積(136)直接限定在所述第一翼梁緣條(124)與所述第二翼梁緣條(126)之間；以及，腹板(1 )，所述腹板(128)具有設置于鄰近所述第一翼梁緣條(124)的第一端(146)和設置于鄰近所述第二翼梁緣條(126)的第二端(148)，其中，所述腹板(1 )的內(nèi)表面(158)的至少一部分設置在所述橫截面積(136)的外側(cè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)子葉片(100)，其特征在于，所述腹板(128)包括構(gòu)造成沿所述轉(zhuǎn)子葉片(100)的前緣(114)的方向向外延伸的第一腹板(128)和構(gòu)造成沿所述轉(zhuǎn)子葉片(100)的后緣(116)的方向向外延伸的第二腹板(130)，所述第一腹板(128)和所述第二腹板(130)中的每一個的內(nèi)表面(158)都設置在所述橫截面積(136)的外側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種用于風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片的翼梁組件。所述翼梁組件可以總體包括第一翼梁緣條和第二翼梁緣條，所述第二翼梁緣條與所述第一翼梁緣條間隔開，使得橫截面積直接限定在所述第一翼梁緣條與所述第二翼梁緣條之間。此外，所述翼梁組件可以包括腹板，所述腹板具有設置成鄰近所述第一翼梁緣條的第一端和設置成鄰近所述第二翼梁緣條的第二端。所述腹板可以構(gòu)造成使得所述腹板的內(nèi)表面的至少一部分設置在所述橫截面積的外側(cè)。
文檔編號F03D1/06GK102562435SQ20111043438
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者B·S·蓋伯, E·L·貝爾, J·利文斯頓, M·G·根 申請人:通用電氣公司