CN102400844B - 具有通路窗的风力涡轮转子叶片组件和相关方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有通路窗的风力涡轮转子叶片组件和相关方法。具体而言，本发明公开了一种具有通路窗(310)的转子叶片组件(300)以及用于组装转子叶片的方法。转子叶片组件(300)可大体上包括第一壳体构件(316)和第二壳体构件区(318)。第一壳体构件(316)可被固定到第二壳体构件(318)上。另外，通路区(324)可被限定在第一壳体构件(316)和/或第二壳体构件(318)中。通路区(324)可大体上被配置成使得通路窗(310)被限定于转子叶片组件(300)中。通路窗(310)可被配置为用以提供通向转子叶片组件(300)的一部分的内部的通路。

Description

具有通路窗的风力涡轮转子叶片组件和相关方法
技术领域
本发明的主题大体而言涉及风力涡轮转子叶片，并且更特定而言，涉及具有通路窗的转子叶片组件，该通路窗提供通向转子叶片组件的内部的通路。
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，并且风力涡轮在此方面已受到越来越多的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个风力转子。转子叶片使用已知的翼型原理俘获动能。转子叶片传输形式为旋转能的动能以便使轴转动，该轴将转子叶片联接至齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，直接联接至发电机。发电机然后将机械能转换成可被部署到公用电网的电能。
现代转子叶片的构造通常包括表皮或壳构件以及一个或多个内部结构构件，例如翼梁帽和一个或多个剪切腹板。表皮/壳体通常由纤维复合物的层和/或轻质芯材的层制成，其形成转子叶片的外部空气动力学翼型形状。翼梁帽通过在转子叶片的两个内部侧上整合沿着转子叶片的长度伸展的一个或多个结构元件而提供增强的转子叶片强度。剪切腹板为结构梁式构件，其在顶部翼梁帽与底部翼梁帽之间基本垂直地伸展并且在外表皮之间跨过转子叶片的内部部分延伸。翼梁帽通常由玻璃纤维加强复合物构成，但某些较大的叶片可包括由碳纤维加强复合物构成的翼梁帽。
转子叶片的大小、形状和重量是通常有助于风力涡轮的能量效率的因素。举例而言，增加转子叶片大小可增加风力涡轮的能量生产。因此，为了确保风力保持可行的能量源，已经努力通过增加风力涡轮叶片的长度来增加能量输出。举例而言，较大的风力涡轮可具有70米的半径以及更大的半径。
为了允许制造和运输这种较大的转子叶片，常常需要使转子叶片形成为两个或更多部件，其然后必须在风力涡轮的位点被组装。举例而言，已知转子叶片组件可形成为两部分构造，其具有完整形成的顶端部件以及完整形成的根部部件。因此，为了组装顶端部件和根部部件，常规方法需要同时附连部件的表皮/壳体构件以及内部结构构件。因此，部件的内部结构构件常常盲目地连接，因为通向这些构件的物理和视觉通路被外壳体构件挡住了。对于这种盲目连接，常常难以和/或不能确保根部部件和顶端部件的内部结构构件被合适地连接。因此，转子叶片的结构完整性，特别是在顶端部件和根部部件的接合部处的结构完整性可受到影响。此外，由于内部结构构件的盲目连接，常常为下面这样的情况：过量联结材料(例如过量的粘合剂联结材料)被用来补偿对转子叶片的内部接头和/或连接的通路的缺失。
因此，需要一种转子叶片组件，其在转子叶片的组装期间提供通向转子叶片的内部的通路。
发明内容
本发明的方面和优点将在下文的描述中被部分阐述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而被教导。
在一方面，本主题公开了一种用于风力涡轮的转子叶片组件。该转子叶片组件可大体上包括根部区段和顶端区段。该根部区段可包括根部壳体和内部根部构件。该顶端区段可被固定至根部区段并且可包括顶端壳体和内部顶端构件。另外，通路区可被限定在根部壳体和/或顶端壳体中。该通路区可大体上被配置成使得通路窗被限定于转子叶片组件中。这样的通路窗大体上被配置为用以提供通向转子叶片组件的一部分的内部的通路。
在另一方面，本主题公开了用于组装具有根部区段和顶端区段的转子叶片的方法。该方法可大体上包括：对准根部区段与顶端区段，从而使得通路窗被限定于内部根部构件与内部顶端构件的接合部处；将内部顶端构件固定至内部根部构件；以及，将壳体区段固定于通路窗上。
在另外的方面，本主题公开了一种用于风力涡轮的转子叶片组件。该转子叶片组件可大体上包括第一壳体构件、第二壳体构件和壳体区段。第一壳体构件可被固定至第二壳体构件。另外，通路区可被限定在第一壳体构件和/或第二壳体构件中。该通路区可大体上被配置成使得通路窗被限定于转子叶片组件中。该通路窗可被配置为用以提供通向转子叶片组件的一部分的内部的通路。此外，壳体区段可被配置为用以覆盖通路窗。
参考下文的描述和所附权利要求，本发明的这些与其它特征、方面和优点将变得更好理解。附图被包括到说明书中并构成说明书的一部分，其示出本发明的实施例并与描述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
本发明的完全和充分的公开，包括其最佳实施方式，在说明书中被阐述，其对附图进行了参考，在附图中：
图1示出风力涡轮的一个实施例的透视图；
图2示出转子叶片的一个实施例的截面图；
图3示出根据本主题的方面的转子叶片组件的一个实施例的透视图；
图4示出可用于所公开的根据本主题的方面的转子叶片组件的顶端区段与根部区段的实施例的展开视图(flap view)；
图5示出图4中所示的顶端区段和根部区段的实施例的前缘视图，还示出了可用于所公开的根据本主题的方面的转子叶片组件的表皮区段；
图6示出图4中所示的顶端区段和根部区段的局部透视图(在这些区段已根据本主题的方面而组装之后)，特别地示出了限定于转子叶片组件中的通路窗；
图7示出本主题的转子叶片组件的一部分的一个实施例的截面图，特别地示出若干位置，通路区可在这些位置处形成于根据本主题的方面的转子叶片组件的顶端区段和/或根部区段中；以及，
图8示出根据本主题的方面的转子叶片组件的一个实施例的分解边视图。
项目清单
  参考标号   项目
  10   风力涡轮
  12   塔架
  14   支撑面
  16   机舱
  18   转子
  20   可旋转轮毂
  22   转子叶片
  24   叶片根部部分
  26   负载传递区
  28   方向
  30   未具体示出
  32   变桨调节系统
  34   变桨轴线
  36   涡轮控制器
  38   偏航轴线
  40   外壳体
  42   内部/内表面
  44   压力侧
  46   吸力侧
  48   前缘
  50   后缘
  52 芯
  54   内部表皮层
  56   外部表皮层
  58   剪切腹板
  60   顶部翼梁帽
  62   底部翼梁帽
  300   转子叶片组件
  302   根部区段
  304   顶端区段
  306   壳体区段
  308   根部部分
  309   叶片顶端
  310   通路窗
  312，314   内部结构构件
  316   根部壳体
  318   顶端壳体
  320   接合部
  322   内表面/接合部
  324   通路区
  326   长度
  328   直边缘
  330   长度
  332   (顶端壳体的)端部
  334   (根部壳体的)端部
  336   倒角边缘
  338   成角度倾斜或凹进的部分
  340   表皮/壳体构件
  342   表皮/壳体构件
  344   前缘构件
  346   后缘构件
  800   转子叶片组件
  802   壳体构件
  804   壳体构件
  806   壳体区段
  808   内部构件
  810   通路区
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例，在附图中示出其中一个或多个示例。每个示例通过对本发明进行说明而不是对本发明进行限制的方式提供。实际上，对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不偏离本发明的范围或精神的情况下可作出许多修改和变型。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到更进一步的实施例。因此，本发明意图覆盖落在所附权利要求和其等效物的范围内的这样的修改和变型。
本发明的主题大体而言针对一种转子叶片组件，其在转子叶片的组装期间提供通向转子叶片内部的通路。大体上，在一实施例中，转子叶片组件包括顶端区段、根部区段和壳体区段。转子叶片组件可被配置成使得，在根部区段与顶端区段的组装期间，限定通路窗，该通路窗提供通向顶端区段和根部区段的内部结构构件的接合部的通路。这种通路可包括通向内部结构构件的接合部的视觉通路。由通路窗提供的通路还可包括物理通路，从而使得检修工作人员可到达、屈身(bend)和/或攀爬到转子叶片组件的内部。因此，可确保转子叶片组件的不同内部构件彼此合适地固定。另外，由于通路窗的原因，可降低材料成本，因为检修工作人员无需通过向转子叶片组件的接头、接缝和/或其它内部连接施加过量的粘合剂或其它联结材料来过度补偿视觉通路的缺乏。
此外，应当理解，尽管所公开的转子叶片组件在本文中大体上被描述了组件以用于形成完整的转子叶片，但是，所公开的组件构件和方法还可用于维修情形。举例而言，在转子叶片的顶端由于损坏或任何其它原因而被替换的情况下，与下文所述的顶端区段类似的顶端区段可被用作替换顶端。因此，可向维修工作人员提供通路窗，从而可确保新叶片顶端被合适地固定至转子叶片的其余部分。此外，所公开的转子叶片组件还可在这样的情形下提供优点，在该情形中转子叶片由于运输目的必须由两个或更多部件形成，并且因此必须随后在风力涡轮位点处被组装。特别地，本文所述的组件构件可允许转子叶片在任何合适位置处的简单和高效的组装。
现在参看附图，图1示出风力涡轮10的透视图。如图所示，风力涡轮10是水平轴线式风力涡轮。但是，应当理解，风力涡轮10可为垂直轴线式风力涡轮。在所示的实施例中，风力涡轮10包括：塔架12，其从支撑面14延伸；机舱16，其安装于塔架12上；以及，转子18，其联接至机舱16。转子18包括可旋转轮毂20和至少一个转子叶片22，所述至少一个转子叶片22联接至轮毂20并从轮毂20向外延伸。如图所示，转子18包括三个转子叶片22。但是，在备选实施例中，转子18可包括多于三个或少于三个转子叶片22。另外，在所示的实施例中，塔架12由管状钢制成，从而在支撑面14与机舱16之间限定腔(未示出)。在备选实施例中，塔架12可为具有任何合适高度的任何合适类型的塔架。
转子叶片22通常可具有能使风力涡轮10如本文所述起作用的任何合适长度。举例而言，在一实施例中，转子叶片22可具有范围从大约15米(m)至大约90m的长度。但是，叶片长度的其它非限制性示例可以包括15m或更小，20m、37m或者大于90m的长度。另外，转子叶片22可绕轮毂20间隔开以有助于使转子18旋转，从而使自风转移的动能能成为可用的机械能，并且随后成为电能。具体而言，当风从方向28冲击转子叶片22时，转子18绕旋转轴线30旋转。轮毂20可被可旋转地联接至位于机舱16内的发电机(未示出)以允许产生电能。此外，可通过将叶片根部部分24在多个负载传递区26联接至轮毂20而使转子叶片22与轮毂20配合。因此，被引至转子叶片22的任何负载经由负载传递区26转移至轮毂20。
如所示的实施例中显示的那样，风力涡轮10还可包括集中在机舱16内的涡轮控制系统或涡轮控制器36。但是，应当理解，控制器36可布置于风力涡轮10中或风力涡轮10上的任何位置，在支撑面14上的任何位置或者大体上在任何其它位置。控制器36通常可被配置成控制风力涡轮10的不同操作模式(例如，起动序列或停止序列)，并且还可被配置成向风力涡轮10的不同构件发布控制命令。
现在参看图2，其示出了转子叶片22的一个实施例的截面图。如图所示，转子叶片22通常包括外壳体40，外壳体40用作转子叶片22的主体或外壳/覆盖物。外壳体40通常可包括内表面42和外表面，所述内表面42限定转子叶片22的内体积，所述外表面用作转子叶片22的外表皮并限定叶片22的压力侧和吸力侧44、46。另外，如图2中所示，外壳体40形成为单个壳体构件。但是，应当理解，外壳体40也可由多个壳体构件形成。举例而言，如图8中所示，外壳体40可由顶部壳体构件和底部壳体构件制成，顶部壳体构件大体上限定转子叶片22的压力侧44，底部壳体构件大体上限定转子叶片22的吸力侧46，其中这些壳体构件在转子叶片22的前缘和后缘48、50处彼此固定。
一般而言，转子叶片22的外壳体40可由本领域中已知的任何合适材料形成。举例而言，在一实施例中，壳体40可完全由复合层压材料(例如碳纤维加强的复合物或玻璃纤维加强的复合物)形成。另外，如所示的实施例中显示的那样，外壳体40的一部分可被构造为分层结构并且可包括由轻质材料(例如木材(诸如轻木)、泡沫或这些材料的组合)形成的芯52。举例而言，芯52可布置于外壳体40的内表皮层与外表皮层54、56之间，其中这些层54、56由任何合适的纤维加强复合物形成。
仍参看图2，转子叶片22还可包括一个或多个内部结构构件，例如位于顶部翼梁帽与底部翼梁帽60、62之间的至少一个剪切腹板58。剪切腹板58和翼梁帽60、62可大体上用作梁式构件以用于给转子叶片22提供结构刚度和增加的强度。一般而言，翼梁帽60、62可在转子叶片22内纵向地延伸并且可固定(例如通过粘合剂联结)至壳体40的内表面42。剪切腹板58可大体上被构造为纵向延伸的横梁，其可基本垂直地固定(例如通过粘合剂联结)于顶部翼梁帽与底部翼梁帽60、62之间。应当理解，翼梁帽60、62和剪切腹板58可由允许这些构件如本文所述起作用的任何合适材料形成。举例而言，在一实施例中，翼梁帽60、62可由复合材料(例如单向玻璃纤维加强复合物)形成，并且剪切腹板58可由利用纤维加强的复合物加强的泡沫、木材或类似的轻质材料形成。
现在参看图3，根据本主题的方面示出转子叶片组件300的一实施例的透视图。如图所示，转子叶片组件300大体上包括根部区段302、顶端区段304和壳体区段306。转子叶片组件300的区段302、304、306可大体上被配置成使得，当组装时，限定具有基本连续的空气动力学轮廓的完整的转子叶片。因此，根部区段302可包括根部部分308，根部部分308被配置为用以被安装到风力涡轮的轮毂20(图1)上。同样，顶端区段304可限定与根部部分308相对布置的叶片顶端309。另外，根部区段302和/或顶端区段304可被配置成使得在转子叶片组件300中限定通路窗310。这样的通路窗310可大体上被配置为用以提供通向转子叶片内部的通路，例如在转子叶片组件300的内部构件(例如内部结构构件312、314)的接合部322处。此外，壳体区段306可大体上被配置为用以覆盖通路窗310，从而实现完整的转子叶片组件。
一般而言，转子叶片组件300的根部区段302和顶端区段304可各自包括外壳体和至少一个内部结构构件。具体而言，如图3中所示，根部区段302可包括根部壳体316和内部结构构件312。同样，顶端区段304可包括顶端壳体318和内部结构构件314。每个壳体316、318可大体上类似于参看图2所述的外壳体40而配置。因此，根部壳体和顶端壳体316、318可大体上用作其相应区段302、304的主体或外壳，并且可由任何合适材料(例如一种或多种复合层压材料或复合材料与芯材的组合)形成。另外，如将在下文中参看图4至图6更详细地描述的那样，壳体316、318中的至少一个可限定通路区324，从而使得通路窗310限定于转子叶片组件300中以用于提供通向组件300的内部的通路。
此外，如图3中所示，壳体316、318可被配置为在壳体接缝或接合部320处彼此固定(例如通过粘合剂联结)，从而使得转子叶片组件大体上限定基本连续的空气动力学轮廓。另外，在一实施例中，壳体316、318可限定一个或多个附连特征(未示出)，例如相应的斜边缘或配合的锁合特征(例如舌榫特征)，以有助于根部壳体316附连至顶端壳体318。除了这样的附连特征之外或作为其备选，可在壳体接合部320处施加覆层(overlaminate)以确保根部壳体316与顶端壳体318之间的平滑的空气动力学过渡。举例而言，可使用湿敷工艺(wet lay-upprocess)施加覆层，其中，一个或多个铺层(包括诸如玻璃或碳纤维这样的加强材料)位于壳体接合部320处，并且树脂或其它合适的基质材料被辊涂或另外地施加在铺层的表面上，以便在接合部320处形成平滑的轮廓。
根部区段和顶端区段302、304的内部结构构件312、314可大体上被配置为用以提供增加的强度和/或刚度给转子叶片组件300。因此，应当理解，内部结构构件312、314可包括本领域已知的任何合适的结构部件和/或框架部件，其可被用来给区段302、304提供结构支承。举例而言，在一实施例中，根部区段和顶端区段302、304的内部结构构件312、314可包括一对翼梁帽60、62以及相应的剪切腹板58，其中每一项可大体上如上文参考图2所述的那样而配置。另外，如图3中所示，内部结构构件312、314可被配置成在转子叶片组件300的内接合部322处彼此固定。举例而言，这些构件312、314可联结在一起(例如通过粘合剂联结)或可使用任何其它合适的紧固手段固定在一起，例如通过使用螺钉、螺栓、舌榫配合、干涉配合、支架或使用任何其它合适的干式配合附连机制和/或方法。
仍参看图3，转子叶片组件300的壳体区段306可大体上被配置为用作覆盖部件以补缀限定于根部区段和顶端区段302、304的接合部处的通路窗310。因此，壳体区段306可大体上包括任何合适的预制表皮或壳体构件，其被形成为或另外地配置为用以覆盖通路窗310并且对应于根部区段302和顶端区段304的大体上空气动力学的形状和/或轮廓。因此，当壳体区段306被固定至根部壳体和/或顶端壳体316、318时(例如通过绕通路窗310的周边联结壳体区段306)，转子叶片组件300可大体上限定基本连续的空气动力学轮廓。此外，应当理解，类似于壳体接合部320，可绕壳体区段306的周边施加覆层，例如通过使用湿敷工艺，以确保壳体区段306以及根部壳体和顶端壳体316、318之间的平滑空气动力学过渡。
应当理解，壳体区段306可大体上由任何合适材料形成。但是，在若干实施例中，壳体区段可由与根部壳体和顶端壳体316、318相同或基本相似的材料(例如一种或多种复合层压材料或复合材料与芯材的组合)形成。
现在参看图4和图5，根据本主题的方面示出可用于所公开的转子叶片组件300的根部区段302和顶端区段304的实施例的边视图和展开视图。特别地，图4示出根部区段302和顶端区段304的压力侧44(图2)的一实施例的展开视图。图5示出图4中所描绘的根部区段302和顶端区段304的前缘视图，并且还示出可用于完成转子叶片组件300的壳体区段306的一实施例。
如上文所示，转子叶片组件300的根部区段302和顶端区段304可大体上包括外壳体316、318以及一个或多个内部结构构件，例如一对翼梁帽60、62(在顶端区段304上仅可看出其中一个)以及延伸于翼梁帽60、62之间的剪切腹板58。另外，如图4和图5中所示，顶端壳体318可在壳体318的某一区域中限定开口区或通路区324，该区域大体上邻近下面的位置：顶端区段304的内部结构构件58、60、62和/或顶端壳体318在该位置处配置为用以被固定至根部区段302的内部结构构件58、60、62和/或根部壳体316。因此，当根部区段302和顶端区段304被组装在一起时，通路窗312(图3)可限定于区段302、304之间。如本文所用的术语“通路区”可大体上指在顶端壳体318和/或根部壳体316中限定/形成和/或从其中移除的任何特征，其提供通向转子叶片组件300的内部的一部分的通路，例如在基本邻近根部区段和顶端区段302、304的壳体和/或内接合部位置320、322(图3)的区域中。因此，应当理解，尽管通路区324被显示为仅限定在顶端区段304的顶端壳体318中，通路区324还可仅限定在根部区段302的根部壳体316中，或者通路区324可限定在根部壳体316和顶端壳体318两者中。
如图4和图5所示，通路区324可大体上包括限定于和/或形成于顶端壳体318的表皮/壳体中的任何开口或移除区域，其可具有任何合适长度326。因此，当区段302、304被组装在一起时，通路窗310可限定在具有一定长度326的转子叶片组件中。另外，如图5中所示，通路区324大体上由基本直的边缘328限定，从而使得该区域324在顶端壳体318中包括弧形、矩形的开口。但是，应当理解，在备选实施例中，顶端壳体318(或者，在某些情况下根部壳体316或壳体316、壳体318的组合)可大体上被形成为使得，通路区324限定任何合适形状和/或具有允许通向转子叶片组件300的内部的任何合适配置。举例而言，顶端壳体318可形成为在通路区324的区域中具有弯曲的边缘，从而使得圆化或弯曲的开口限定在顶端壳体318中。此外，如在下文中参看图7更详细地描述的那样，通路区324无需如图4和图5中所示的那样形成于顶端壳体318和/或叶片壳体316的压力侧44(图2)上。举例而言，通路区324可形成于吸力侧46上、在前缘48处、在后缘50处，或者跨过转子叶片组件300的这些区域中的两个或更多区域。
仍参看图4和图5，在一实施例中，区段302、304的内部结构构件(例如翼梁帽60、62和相应的剪切腹板58)可被配置成使得，当组装时，内部结构构件58、60、62的内接合部322(图3)被布置在不同于壳体316、318的壳体接合部320(图3)的纵向位置处。举例而言，如图4中所示，根部区段302可被配置成使得其内部结构构件58、60、62从根部壳体316的端部332向外延伸一定长度330，该长度330可对应于介于顶端壳体318的内部结构构件58、60、52的端部以及顶端壳体318的端部334之间的长度330。因此，转子叶片组件300的壳体接合部320(图3)可设置得距内接合部322一定长度330(图3)。应当理解，在备选实施例中，顶端区段304的内部结构构件58、60、62可与顶端壳体318的端部334基本对准，并且根部区段302的内部结构构件58、60、62可与根部壳体316的端部332基本对准，从而使得转子叶片组件300的内接合部322(图3)布置在与壳体接合部320(图3)基本相同的位置。但是，还应当理解，转子叶片组件300的接合部位置320、322可大体上布置在相对于通路窗310的任何合适位置处，从而使得可提供通向这些位置的通路。此外，应当理解，当通路区324仅限定于根部壳体316中或限定于根部壳体316和顶端壳体318中而不是仅限定于顶端壳体318中时，可利用与上文所述的那些相似的构造。
根部区段和顶端区段302、304的内部结构构件58、60、62还可包括有助于使这些构件彼此附连或组装的一个或多个附连特征。举例而言，如图4和图5中所示，用于每个区段302、304的翼梁帽60、62可限定相应的斜边缘336，从而使得根部区段302的翼梁帽60、62的一部分可被容纳在用于顶端区段304的翼梁帽60、62的一部分内，或者反之亦然。可被包括于内部结构构件58、60、62上的其它合适附连特征对于本领域普通技术人员而言应当是显而易见的。举例而言，在另一实施例中，内部结构构件68、60、62可包括相应的舌榫构造或类似的锁合构造。
特别地参看图5，如上文所示，壳体区段306可大体上被配置为用以适配于或另外地覆盖于在根部区段与顶端区段302、304的组装期间形成的通路窗310(图3)。因此，应当理解，壳体区段306可大体上限定任何形状和/或轮廓，其在壳体区段306被固定于通路窗310(图3)上的位置处对应于转子叶片组件300(尤其是根部壳体和顶端壳体316、318)的空气动力学形状和/或轮廓。因此，当壳体区段306被固定于通路窗310上时，可实现基本连续的空气动力学形状和/或轮廓。应当理解，壳体区段306可大体上使用任何合适手段固定至根部区段和/或顶端区段302、304。举例而言，在一实施例中，壳体区段306可被联结至根部壳体和/或顶端壳体316、318，例如通过使用任何合适的粘合剂联结材料。或者，可使用任何其它合适的紧固手段将壳体区段306附连至根部壳体和/或顶端壳体316、318，例如通过使用螺钉、螺栓、舌榫配合、干涉配合、支架或使用任何其它合适的干式配合附连机制和/或方法。另外，在一实施例中，壳体区段306可被可移除地固定或附连至根部壳体和/或顶端壳体316、318，从而使得可在任何时间将壳体区段306从叶片组件300移除，以便进行维修，检查组件300的内连接，和/或执行任何其它合适动作。
此外，壳体区段306可包括任何合适的附连特征(未示出)，例如斜边缘或锐边缘，以有助于使壳体区段306附连至根部区段302和顶端区段304。另外，顶端壳体和/或根部壳体316、318还可限定一个或多个附连特征。举例而言，如图5中所示，顶端壳体和根部壳体316、318可限定成角度倾斜或凹进的部分338，其被配置为用以容纳壳体区段306的相应的成角度倾斜或凹进的部分(未示出)。本领域普通技术人员应当理解，各种其它合适的附连特征，例如锁合附连特征(例如舌榫连接)，也可被包括于壳体区段306和/或顶端壳体和根部壳体316、318上，以有助于这些构件之间的附连。
现在参看图6，其示出了图4和图5中所示的根部区段和顶端区段302、304的局部透视图，特别地示出组装的这样的区段302、304。如图所示，在组装顶端区段和根部区段302、304时，由于形成于顶端壳体318和/或根部壳体316中的通路区324(图4和图5)，通路窗310可限定于转子叶片组件300中。如上文所述，该通路窗310可大体上被配置为用以提供通向转子叶片组件300的内部的通路。举例而言，在一实施例中，通路窗310可被配置为用以提供通向组件300的内部的视觉通路，从而使得能可视地估计壳体316、318的壳体和/或内接合部320、322和/或顶端区段和根部区段302、304的内部结构构件58、60、62，以确保这些构件彼此合适地固定。除了视觉通路之外，该通路窗310还可被配置为用以提供到转子叶片组件300的内部的物理通路。因此，取决于通路窗310的大小(例如部分地取决于长度326(图4和图5))，可允许检修工作人员通过通路窗310到达、屈身和/或攀爬到转子叶片组件300的内部，以确保顶端区段302合适地附连至根部区段304。举例而言，通路窗310可使检修工作人员能在内部结构构件之间(例如在翼梁帽60、62与剪切腹板58的接合部322处)和/或壳体316、318的接合部320处施加足够量的粘合剂，从而确保构件之间的合适联结，并且还通过避免使用过量粘合剂联结材料而潜在地降低材料成本。或者，通路窗310可使得能使用任何其它合适手段使这些构件快速和容易地彼此紧固，例如通过使用螺钉、螺栓、支架或本领域中已知的任何其它合适的干式配合附连机制。一旦区段302、304的这些构件合适地固定，壳体区段306然后可固定于通路窗310上以完成该组装，并从而限定完整的转子叶片。
现在参看图7，其示出了所公开的转子叶片组件300的一部分或一个区段(即，根部区段302或顶端区段304)的实施例的截面图，特别地示出可在区段302、304中形成通路区324之处的不同位置。举例而言，类似于上文参考图3至图6所述的实施例，通路区324可形成于根部区段和/或顶端区段316、318的压力侧44上，从而使得所公开的转子叶片组件300的壳体区段306包括压力侧表皮/壳体构件340。或者，通路区324可形成于根部壳体和/或顶端壳体316、318的吸力侧46上，从而使得壳体区段306包括吸力侧表皮/壳体构件342。在其它实施例中，通路区324可形成于根部壳体和/或顶端壳体316、318的前缘48或后缘50的区域中，从而使得壳体区段306分别包括前缘构件344或后缘构件346。在更进一步的实施例中，通路区324可跨过根部壳体和/或顶端壳体316、318的若干区域形成。举例而言，在一实施例中，通路区可从壳体316、318的压力侧44跨过前缘或后缘48、50延伸至吸力侧46。在这样的实施例中，壳体区段306可限定相应的形状和/或轮廓，从而使得壳体区段306可从压力侧44延伸到吸力侧46，并因而覆盖由通路区324形成的通路窗310。同样，在还有另一实施例中，通路区324可绕壳体316、318的整个周边延伸，从而使得壳体区段306被配置成限定转子叶片组件300的整个截面形状和/或轮廓。应当理解，在若干实施例中(尤其是其中通路区324跨过根部壳体和/或顶端壳体316、318的若干部分而形成的那些实施例)，壳体区段306可被制成两个或更多构件，它们被配置成彼此固定以便覆盖由通路区324形成的通路窗310。
本领域普通技术人员应当容易理解，在本主题的若干实施例中，所公开的根部区段和顶端区段302、304可各由两个或更多子区段形成。举例而言，根部区段302本身可为多部件组件，包括两个或更多纵向延伸的叶片子区段，它们彼此固定从而形成根部区段302。在这样的实施例中，应当容易理解，根部区段302的子区段可类似于上文所述的根部区段和顶端区段302、304而配置。举例而言，子区段在组装时可限定通路窗310，从而提供通向子区段的内接合部的通路。此外，还应当理解，通路窗310以及根部区段和顶端区段302、304的内接合部可大体上布置在沿转子叶片组件300的长度的任何位置处。举例而言，在一实施例中，通路窗/接合部可基本邻近转子叶片组件300的顶端309布置。或者，通路窗/接合部可基本邻近组件300的根部部分308布置或在顶端309与根部部分308之间的任何合适位置处布置。
现在参看图8，根据本主题的方面示出转子叶片组件800的另一实施例的分解边视图。转子叶片组件802大体上包括压力侧壳体构件802、吸力侧壳体构件804和壳体区段806。每个壳体构件802、804可大体上类似于上文参看图2所述的外壳体40而配置。因此，压力侧壳体构件和吸力侧壳体构件802、804可大体上用作转子叶片组件800的主体或外壳体，并且可由任何合适材料(例如一种或多种复合层压材料或复合材料与芯材的组合)形成。另外，如图所示，壳体构件802、804可被配置成包围转子叶片组件800的一个或多个内部构件808(例如一对翼梁帽以及相关联的剪切腹板)。此外，壳体构件802、804还可被配置成沿着转子叶片组件800的整个长度延伸，例如从根部部分308延伸到顶端309。因此，当压力侧壳体构件802被固定至吸力侧壳体构件802时，转子叶片组件800可大体上限定转子叶片的形状和/或轮廓。
此外，如图8中所示，壳体构件802、804中的每一个可被配置成使得限定开口区或通路区810。因此，当壳体构件802、804被固定或另外地被组装在一起时，通路窗(类似于在上文中参看图3和图6所述的通路窗310)可在壳体构件802、804之间限定于转子叶片组件800中。该通路窗可大体上配置为用以提供通向转子叶片组件800的内部体积的视觉通路和/或物理通路。因此，可允许检修工作人员观察、到达、屈身和/或攀爬到转子叶片组件800的内部，以确保壳体构件802、804彼此合适地附连。举例而言，通路窗可允许检修工作人员在壳体构件802、804的接合部处和/或在内部构件808与其中一个或多个壳体构件802、804的接合部处精确地施加足够量的粘合剂，从而确保构件之间的合适联结，并且还通过避免使用过量粘合剂联结材料而潜在地降低材料成本。一旦壳体构件802、804彼此合适地固定，然后可将壳体区段806固定于通路窗上以完成组件800，并因而限定具有基本上空气动力学轮廓的完整的转子叶片。
应当理解，尽管形成通路窗的通路区810在图8中被显示为被限定跨过压力侧壳体构件和吸力侧壳体构件802、804，但是，通路区810还可被完全限定于壳体构件802、804的其中一个中。还应当理解，通路区810可限定于沿着转子叶片组件800的长度和/或周边的任何合适位置处，从而提供到组件800的内部的通路窗。此外，在备选实施例中，多个通路区810可限定于压力侧壳体构件和/或吸力侧壳体构件802、804中，从而使得多个通路窗沿着转子叶片组件800的长度和/或周边形成。在这样的实施例中，应当理解，还可提供多个壳体区段806来覆盖该多个通路窗。
该书面描述用示例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使本领域技术人员能实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包括在内的方法。本发明的可专利范围由所附权利要求所限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这种其它示例具有与所附权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与所附权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这种其它示例意图在所附权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种用于风力涡轮(10)的转子叶片组件(300)，所述转子叶片组件(300)包括：
根部区段(302)，所述根部区段(302)包括根部壳体(316)和内部根部构件(312)；
顶端区段(304)，所述顶端区段(304)被固定至所述根部区段(302)，所述顶端区段(304)包括顶端壳体(318)和内部顶端构件(314)；以及，
通路区(324)，所述通路区(324)被限定于所述根部壳体(316)与所述顶端壳体(318)的其中至少一个中，所述通路区(324)被配置成使得通路窗(310)被限定于所述根部壳体和所述顶端壳体之间的接合部处；
其中，所述通路窗(310)被配置为用以提供通向所述转子叶片组件(300)的一部分的内部的通路。
2.根据权利要求1所述的转子叶片组件(300)，其特征在于，还包括壳体区段(306)，所述壳体区段(306)被配置为用以覆盖所述通路窗(310)。
3.根据权利要求2所述的转子叶片组件(300)，其特征在于，所述通路区(324)形成于所述根部壳体(316)和所述顶端壳体(318)的其中至少一个的压力侧(44)上，从而使得所述壳体区段(306)被配置为压力侧表皮构件(340)。
4.根据权利要求2所述的转子叶片组件(300)，其特征在于，所述通路区(324)形成于所述根部壳体(316)和所述顶端壳体(318)的其中至少一个的吸力侧(46)上，从而使得所述壳体区段(306)被配置为吸力侧表皮构件(342)。
5.根据权利要求2所述的转子叶片组件(300)，其特征在于，所述通路区(324)形成于所述根部壳体(316)和所述顶端壳体(318)的其中至少一个的前缘(48)处，从而使得所述壳体区段(306)被配置为前缘构件(344)。
6.根据权利要求2所述的转子叶片组件(300)，其特征在于，所述通路区(324)形成于所述根部壳体(316)和所述顶端壳体(318)的其中至少一个的后缘(50)处，从而使得所述壳体区段(306)被配置为后缘构件(346)。
7.根据权利要求2所述的转子叶片组件(300)，其特征在于，所述壳体区段(306)被固定到所述根部壳体(316)和所述顶端壳体(318)上，从而使得通过所述转子叶片组件(300)限定基本连续的空气动力学轮廓。
8.根据权利要求1所述的转子叶片组件(300)，其特征在于，所述内部根部构件(312)和所述内部顶端构件(314)各自包括一对翼梁帽(60, 62)以及延伸于所述翼梁帽(60, 62)之间的至少一个剪切腹板(58)。
9.根据权利要求1所述的转子叶片组件(300)，其特征在于，所述通路窗(310)被配置为用以提供通向所述内部根部构件(312)和所述内部顶端构件(314)的接合部的物理通路。
10.一种用于组装转子叶片的方法，所述转子叶片具有根部区段(302)和顶端区段(304)，所述根部区段(302)包括根部壳体(316)和内部根部构件(312)，所述顶端区段(304)包括顶端壳体(318)和内部顶端构件(314)，所述方法包括：
使所述根部区段(302)与所述顶端区段(304)对准，从而使得通路窗(310)被限定于所述根部壳体和所述顶端壳体之间的接合部处；
将所述内部顶端构件(314)固定至所述内部根部构件(312)；以及，
将壳体区段(306)固定于所述通路窗(310)上。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将所述顶端壳体(318)固定至所述根部壳体(316)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括在所述顶端壳体(318)和所述根部壳体(316)的接合部(320)处施加覆层。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括绕所述壳体区段(306)的周边施加覆层。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述内部根部构件(312)和所述内部顶端构件(314)各自包括一对翼梁帽(60, 62)以及延伸于所述翼梁帽(60, 62)之间的至少一个剪切腹板(58)。
15.一种用于风力涡轮(10)的转子叶片组件(300, 800)，所述转子叶片组件(300, 800)包括：
第一壳体构件(316, 802)；
第二壳体构件(318, 804)，所述第二壳体构件(318, 804)被固定到所述第一壳体构件(316, 802)上；
通路区(324, 810)，所述通路区(324, 810)被限定于所述第一壳体构件(316, 802)与所述第二壳体构件(318, 804)的其中至少一个中，所述通路区(324, 810)被配置成使得通路窗(310)被限定于所述第一壳体构件和所述第二壳体构件之间的接合部处；以及，
壳体区段(306, 806)，所述壳体区段(306, 806)被配置为用以覆盖所述通路窗(310)，
其中，所述通路窗(310)被配置为用以提供通向所述转子叶片组件(300, 800)的一部分的内部的通路。
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