CN102889169A - 风力发电机叶片抗剪腹板连接组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及并公开了一种风力发电机叶片，其具有上壳部件和下壳部件，所述上壳部件和所述下壳部件的内表面上分别配置有主梁帽。抗剪腹板在所述主梁帽之间沿所述叶片的纵向长度延伸。所述抗剪腹板的所述横向端部与所述主梁帽之间配置了连接组件。所述连接组件包括配置在所述主梁帽上的隔离部件。所述抗剪腹板的所述横向端部与所述隔离部件之间设有凸/凹配合接口，所述凸/凹配合接口包括一个轴向延伸长度，以适应不同长度的抗剪腹板。
Description
技术领域
本发明大体涉及风力发电机领域，具体而言，本发明涉及风力发电机叶片中的抗剪腹板配置。
背景技术
风力发电机叶片是风力发电机将风能转换成电能的基本元件。叶片拥有机翼的横截面轮廓，这样，在运转过程中，流经叶片的空气就会在其两侧之间产生压差。因此，从压力侧到吸入侧的升力会作用于叶片。升力会对主转子轴产转矩，其中所述主转子轴通过齿轮连接至可以发电的发电机。
风力发电机叶片通常包括吸入侧壳和压力侧壳，吸入侧壳和压力侧壳在沿叶片后缘和前缘方向的粘接线处粘接在一起。内部抗剪腹板在压力侧与吸力侧壳部件之间延伸，并与固定在壳部件内表面上的主梁帽粘接。抗剪腹板必须具有相对确切的长度，这样，抗剪腹板板才能跨过主梁帽，并在主梁帽与抗剪腹板之间形成具有足够宽度和厚度的粘接。要达到此类尺寸并实现充分粘接相当困难，接合主梁帽和抗剪腹板是一个耗时且枯燥的过程，通常需要大量的返工。
叶片的典型构造，要使用坚硬的法兰形成所需的粘接宽度，使粘接胶能够涂抹在主梁帽与抗剪腹板的横向端部之间。但是，这种配置无法适应抗剪腹板长度相对较长的情况(例如短缺)，通常会导致需要使用过多粘接胶来弥补长度偏差，形成粘接宽度。粘接胶过多会导致叶片增加不必要的重量，可能会折断叶片，并造成叶片在风力发电机运转过程中“嘎嘎作响”(在风力发电机所有人/操作人员中，这种抱怨并不少见)。另外，典型结构中的含气率和意外挤出的粘接胶会导致部分区域的粘接强度降低，在无法从叶片内部进行维修的叶片部分中，这种情况会引起特别严重的问题。
因此，如果有一种抗剪腹板与主梁帽之间的改良粘接配置可以解决某些传统配置的一个或多个缺陷，本行业将从中受益。
发明内容
以下说明将部分阐明本发明的各方面内容和优点，或者，这些方面和优点在说明中可能是显而易见的，或者通过实践本发明能够推导出。
根据本发明的各个方面，风力发电机叶片包括内表面上配置了主梁帽的上壳部件和内表面上配置了主梁帽的下壳部件。抗剪腹板在所述主梁帽之间沿所述叶片的纵向长度延伸。抗剪腹板的横向端部与主梁帽之间提供了一个连接组件。该连接组件包括配置在每个主梁帽上的隔离部件。抗剪腹板的横向端部与隔离部件之间提供了一个凸/凹配合接口。该凸/凹接口具有轴向延伸长度，可以适应不同的抗剪腹板长度。通过这种方式，抗剪腹板无需具有确切的容差，以便与主梁帽之间的空隙完全吻合。
在特定的实施例中，抗剪腹板的横向端部与隔离部件之间的凸/凹配合接口中提供了粘接胶。例如，凸/凹接口可能包括位于凹进口内的凸出部件，粘接胶沿槽内的凸出部件轴向延伸。在某些实施例中，插入凸出部件之前，凹口内可能至少已填充了部分粘接胶，这样凸出部件在凹进口内就会被粘接胶包围。
凸/凹接口可以不同方式配置。例如，在特定的实施例中，凸出部件设在隔离部件上，凸出部件的横截面形状为矩形等形状，凹进口设在抗剪腹板的横向端部中，其形状为凸出部件横截面的互补形状。在其它实施例中，凹进口设在隔离部件中，凸出部件设在抗剪腹板的横向端部中。凸出部件和凹进口的形状、数量和配置可能会有很大差别。除了矩形，还可以使用任意多面或弯曲配合轮廓。在特定实施例中，凸出部件为三角形或其它多尖端形，并与互补形状的凹口配合。人们可能需要这种配置，因为它可以使抗剪腹板具有相对于隔离部件/主梁帽的定心特征。
隔离部件与抗剪腹板之间的配合接口可能包括各种功能结构。例如，隔离部件在配合接口上的宽度可能大于抗剪腹板在配合接口上的宽度。通过这种方式，隔离部件就可以适应不同宽度的抗剪腹板。在其它一些实施例中，配合接口具有横向宽度配合部分，其通常位于凹进口内凸出部件之间的轴向配合接口的横向位置上。例如，该横向宽度配合部分可能会从轴向配合部分的相对侧延伸而出。
在某些实施例中，隔离部件是与主梁帽粘接的单独成型的组件。在其它实施例中，隔离部件与主梁帽一体成型，例如，通过将隔离部件与主梁帽一起模制或灌铸来一体成型。
参考以下具体说明和所附权利要求书可以更深入地了解本发明的这些以及其他特征、方面和优点。附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，展示了本发明的各实施例，并与具体实施方式一起解释本发明的原理。
附图说明
本说明书参考附图向所属领域一般技术人员公开了本发明，包括其最佳模式，进行了完整且可实现的详细披露，其中：
图1为传统风力发电机的透视图；
图2为传统风力发电机叶片的透视图；
图3为包括本发明各个方面的示例性风力发电机叶片的截面示意图；
图4为根据本发明一项实施例的抗剪腹板与主梁帽之间的连接组件的部件横截面放大示意图；
图5为处于组装状态的图4实施例的横截面放大示意图；
图6为连接组件的替代性实施例的部件横截面放大示意图；以及
图7为连接组件的另一项实施例的部件横截面放大示意图。
元件符号列表：
| 参考标号 | 部件 | 参考标号 | 部件 |
| 10 | 风力发电机 | 12 | 塔筒 |
| 14 | 机舱 | 16 | 叶片 |
| 18 | 转子轮毂 | 20 | 上壳部件 |
| 22 | 下壳部件 | 24 | 前缘 |
| 25 | 内腔 | 26 | 后缘 |
| 32 | 主梁帽 | 40 | 连接组件 |
| 42 | 抗剪腹板 | 44 | 侧 |
| 46 | 横向端部 | 48 | 弹簧式法兰部件 |
| 50 | 隔离部件 | 52 | 配合面 |
| 54 | 宽度 | 56 | 配合接口 |
| 58 | 凸出部件 | 60 | 凹进部件 |
| 62 | 轴向延伸长度 | 64 | 粘接胶 |
| 66 | 抗剪腹板配合宽度 | 68 | 轴向配合部分 |
| 70 | 横向宽度配合部分 | 72 | 抗剪腹板表面 |
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各实施例，附图中将展示本发明实施例的一个或多个实例。各个实例用以解释本发明而非限定本发明。事实上，在不脱离本发明的范围或精神的前提下，所属领域的技术人员可轻易对本发明做出各种修改和变化。例如，作为一项实施例的一部分说明的特性可用于其他实施例中，从而得到另一项实施例。因此，如果对本发明的修改和变化在所附权利要求书和其等效物的范围内，那么本发明应包括此类修改和变化。
图1所示为采用传统结构的风力发电机10。风力发电机10包括塔筒12，塔筒12上安装有机舱14。多片风力发电机叶片16安装到转子轮毂18，所述转子轮毂18又连接到使主转子轴转动的主法兰。风力发电机电力产生及控制部件容纳在机舱14中。图1的示意图仅为说明本发明的示例性使用这一目的而提供。应了解，本发明不局限于任何特定类型的风力发电机配置。
图2为风力发电机叶片16的更加详细的示意图。叶片16包括上壳部件20和下壳部件22。上壳部件20可以配置为叶片16的吸入侧表面，而下壳部件22可以配置成叶片的压力侧表面。叶片16包括前缘24和后缘26、根部分28和梢部分30。所属领域中众所周知，上壳部件20和下壳部件22在前缘24和后缘26处接合。叶片16包括内腔25(图3)，其中配置了主梁帽和一块或多块抗剪腹板等各种结构部件。
图3为包括本发明各个方面的风力发电机叶片16的截面示意图。叶片16包括一块或多块内部结构抗剪腹板42，该内部结构抗剪腹板42联接上壳部件20和下壳部件22。具体而言，抗剪腹板42联接固定在壳部件20、22内表面上的主梁帽32。根据本发明的各个方面，抗剪腹板42和主梁帽32的接口处会提供改良连接组件40，下文将进行更为详细的描述。
图4和图5描绘抗剪腹板42的横向端部46与主梁帽32之间的连接组件40的一个实施例。连接组件40包括一个配置在主梁帽32上的隔离部件50。抗剪腹板的横向端部46与隔离部件50的配合面52之间提供了一个凸/凹配合接口56。该凸/凹接口56具有轴向延伸长度62，可以适应不同长度的抗剪腹板42，并在抗剪腹板42与主梁帽32之间提供结构上可靠的连接，这样就无需大量的整理工作。
在特定实施例中，抗剪腹板42的横向端部46与隔离部件50的配合面52之间的凸/凹配合接口56处提供了粘接胶64。可以在部件之间涂抹任意量的粘接胶64使其形成连续或不连续的涂层，以达到所需的粘接胶厚度和宽度。
凸/凹配合接口56可以不同方式配置。例如，在图中表示的特定实施例中，配合接口56包括设在某一个部件上的凸出部件58，该凸出部件58位于凹进口60中，该凹进口60设在另一个对应部件中，粘接胶64沿凹口中的凸出部件58轴向延伸。这样，通过并入配合接口56的轴向延伸长度62就可以有效增加粘接的长度。在某些实施例中，插入凸出部件58之前，凹口60内可能至少已填充了部分粘接胶64，这样凸出部件58在凹进口60内就会被粘接胶64包围，如图4和图5中所示。
在图4和图5中，凸/凹配合接口56包括设在抗剪腹板42的横向端部46上的凸出部件58，该部件的横截面形状为矩形等形状。凹进口60设在隔离部件50的配合面52上，其横截面形状为互补矩形。应了解的是，在其它实施例中，凸出部件58可以设在隔离部件50中，凹进口60设在抗剪腹板42的横向端部46上，如图6中所示。
凸出部件58和凹进口60的形状、数量和配置可能会有很大差别。除了图4和图5中所示的矩形，还可以使用任意多面或弯曲配合轮廓。例如，在图6的实施例中，凸出部件58为三角形或其它多尖端形，并与互补形状的凹口60配合。人们可能需要这种配置，因为它可以使抗剪腹板42具有相对于隔离部件50和主梁帽32的定心特征。例如，在锯齿配置中，可以使用多个三角形凸出部件58。
隔离部件50与抗剪腹板42之间的配合接口56可能包括各种功能结构。例如，参考图4和图5，隔离部件50在配合接口56上的宽度54可能大于抗剪腹板42在配合接口66上的宽度。通过这种方式，隔离部件50就可以适应不同宽度的抗剪腹板42。配合接口56具有横向宽度配合部分70，其通常位于凹进口60内凸出部件58之间轴向配合接口68的横向位置上。例如，该横向宽度配合部分70可能会从轴向配合部分58的相对侧延伸而出，如图中所示；或者，该横向宽度配合部分70也可能配置在相对的轴向配合接口68之间。
在某些实施例中，如图4至图6所示，隔离部件50是通过任意合适的粘接材料64与主梁帽32粘接的单独成型的组件。在图7的实施例中，隔离部件50是主梁帽32的整体部件，例如，隔离部件50是主梁帽32的共同模制或共同灌铸部件。应了解，根据本发明的范围和精神，隔离部件50在主梁帽32上的配置可能会有所不同。例如，通过直接在不带有中间底板部分的主梁帽32的加厚部分中提供凸出部件58或凹进口60就可以形成隔离部件50。
虽然本发明已借助特定示例性实施例及其方法得到了详细说明，但应了解，所属领域的一般技术人员在获得对上述内容的了解后，可以轻松地制作出此类实施例的修改、变化和等效实施例。因此，本发明的范围是以示例的方式，而非限定的方式说明的，且本发明并不排除将所属领域的一般技术人员可以明了的对本发明的修改、变化和/或补充包括在内。
Claims (11)
1.一种风力发电机叶片(16)，其包括：
上壳部件(20)，所述上壳部件(20)的内表面上配置有主梁帽(32)；
下壳部件(22)，所述下壳部件(22)的内表面上配置有主梁帽(32)；
抗剪腹板(42)，所述抗剪腹板(42)在所述主梁帽之间沿所述叶片的纵向长度延伸；
连接组件(40)，所述连接组件(40)位于所述抗剪腹板的横向端部(46)与所述主梁帽之间，所述连接组件进一步包括：
隔离部件(50)，所述隔离部件(50)配置在所述主梁帽上；以及
配合接口(56)，所述配合接口(56)位于所述抗剪腹板的所述横向端部与所述隔离部件之间；
其中所述配合接口包括一个轴向延伸长度(62)，以适应不同长度的抗剪腹板。
2.根据权利要求1所述的风力发电机叶片(16)，其进一步包括所述配合接口(56)之间的粘接胶(64)，所述配合接口(56)位于所述抗剪腹板(42)的所述横向端部(46)与所述隔离部件(50)之间。
3.根据权利要求2所述的风力发电机叶片(16)，其中所述配合接口(56)包括凸出部件(58)，所述凸出部件(58)位于凹进口(60)中，所述粘接胶(64)沿所述凹口中的所述凸出部件轴向延伸。
4.根据权利要求3所述的风力发电机叶片(16)，其中，所述凸出部件(58)在所述凹进口(60)内被所述粘接胶(64)包围。
5.根据权利要求3所述的风力发电机叶片(16)，其中，所述凸出部件(58)设在所述隔离部件(50)中，且所述凹进口(60)设在所述抗剪腹板(42)的所述横向端部(46)中。
6.根据权利要求3所述的风力发电机叶片(16)，其中，所述凹进口(60)设在所述隔离部件(50)中，且所述凸出部件(58)设在所述抗剪腹板(42)的所述横向端部(46)中。
7.根据权利要求1所述的风力发电机叶片，其中，所述隔离部件(50)在所述配合接口(56)上的宽度大于所述抗剪腹板(42)在所述配合接口上的宽度。
8.根据权利要求1所述的风力发电机叶片(16)，其中，所述配合接口(56)包括轴向配合部分(68)，所述轴向配合部分(68)位于凹进口(60)内的凸出部件(58)与横向宽度配合部分(70)之间。
9.根据权利要求9所述的风力发电机叶片(16)，其中，所述横向宽度配合部分(70)从所述轴向配合部分(68)的相对侧延伸而出。
10.根据权利要求1所述的风力发电机叶片(16)，其中，所述隔离部件(50)单独成型，且与所述主梁帽(32)粘接。
11.根据权利要求1所述的风力发电机叶片(16)，其中，所述隔离部件(50)是所述主梁帽(32)的一体成型部件。
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