CN109477466A - 将缆线固定到风轮机叶片的方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种将缆线(22)固定到风轮机叶片的方法。该方法涉及提供预组装的缆线组件(34),其包括缆线(22)和多个支座(40a‑40e),这些支座(40a‑40e)沿所述缆线(22)的长度以一定间隔预附接到所述缆线(22)。所述多个支座(40a‑40e)附接到风轮机叶片的表面(20),使得所述支座(40a‑40e)沿着所述叶片的表面(20)间隔开。当所述支座(40a‑40e)附接到所述叶片时相邻支座(40a‑40e)之间的间隔小于缆线(22)在所述相邻支座(40a‑40e)之间的长度,使得在所述相邻支座(40a‑40e)之间的缆线(22)中提供预定量的松弛。还描述了用于在该方法中使用的预组装的缆线组件以及组装缆线组件的方法。

Description

将缆线固定到风轮机叶片的方法
技术领域
本发明涉及一种将缆线固定到风轮机叶片的方法以及相关的缆线组件。
背景技术
现代风轮机叶片可在叶片内结合各种电气部件。这些部件包括例如:用于除冰或防冰系统的加热元件;照明元件;以及传感器。这些部件可以借助在叶片内延伸的缆线连接到风轮机的电气系统。缆线通常固定到叶片壳的内表面。
当将缆线固定到叶片时,希望在缆线中包括一些松弛,以防止缆线在使用中叶片挠曲期间拉伸或以其它方式张紧或损坏。在安装缆线时确保适量的松弛是很重要的:太少的松弛可能会使缆线容易损坏,而太松弛可能导致缆线在叶片内部晃动,这也可能导致损坏缆线或叶片内的其它部件。太松弛也不必要地增加了叶片内部的缆线长度,导致叶片的成本和重量增加。
在叶片制造过程中确保缆线的适量松弛可能是复杂且耗时的,并且依赖于缆线安装者在安装期间准确地测量缆线的长度。除了复杂之外,这还在安装过程中引入了人为错误的风险。
在此背景下,本发明的一个目的是提供一种用于在风轮机叶片中安装缆线的改进方法。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供一种将缆线固定到风轮机叶片的方法。该方法可以包括提供预组装的缆线组件,其包括缆线和多个支座,这些支座沿所述缆线的长度以一定间隔预附接到所述缆线。该方法还可以包括将所述多个支座附接到风轮机叶片的表面,使得所述支座沿着叶片的表面间隔开。当所述支座附接到所述叶片时相邻支座之间的间隔优选小于所述缆线在所述相邻支座之间的长度,使得在所述相邻支座之间的所述缆线中提供预定量的松弛。
本发明的这个方面提供了一种将缆线固定到风轮机叶片的特别快速并有利的方法。通过预组装缆线组件,可以将正确量的松弛结合到未接线的缆线中。于是能够在叶片制造过程中快速有效地安装缆线组件。此外,减少了制造过程中人为错误的可能性。
所述预组装的缆线组件可以包括张力绳,该张力绳预附接到所述多个支座。张力绳优选地基本上不可伸长。在优选实施方式中,张力绳可以有利地由非金属材料制成。这确保了张力绳不会干涉电缆线或结合在叶片中的任何防雷系统。
所述张力绳在相邻支座之间的长度可以有利地限定相邻支座之间的所述间隔。因此,张力绳在相邻支座之间的长度优选小于所述缆线在所述相邻支座之间的长度。在某些实施方式中,所述张力绳可以包括分别连接在相邻支座之间的多个部分。每个部分的长度优选小于所述缆线在所述相邻支座之间的长度。
张力绳是缆线组件的有利附加物,因为它可以防止缆线在运输、安装和使用过程中被拉伸或张紧。因为张力绳优选地基本上不可伸长并且短于缆线在相邻支座之间的长度,所以在安装缆线组件期间可以拉紧张力绳而缆线上不会有任何张力。拉紧张力绳导致支座以支座之间适当的预定间隔布置在叶片表面上,同时确保支座之间的缆线中的预定量的松弛。
将缆线固定到风轮机叶片的方法可以首先包括将所述张力绳的端部固定到附接点。安置点可以是限定在叶片表面上、支撑叶片的叶片模具上或者另一固定位置处的点。该方法还可以包括在将所述支座附接到所述叶片的表面之前维持所述张力绳中的张力。
如果需要,该方法可以包括在将所述支座附接到所述叶片的表面之后,从所述支座拆卸所述张力绳和/或切断所述相邻支座之间的张力绳。一旦支座附接到叶片,就会释放支座上的任何张力。然而,在某些实施方式中,可能不需要拆卸或切断张力绳,并且在安装缆线组件之后张力绳可以保留在原位。
该方法可选地包括在所述叶片的表面上提供模板,所述模板指示分别用于所述多个支座的多个安置位置。该模板用作指示支座的安置位置的有用引导,并且可以有利于缆线安装过程。
在某些实施方式中,模板的提供可以避免对张力绳的需要。例如,如果省略了张力绳,则该方法可以包括将支座预附接到缆线,其中支座之间的间隔大于支座附接到叶片时的支座之间的预期间隔。此后,在安装缆线组件期间,该方法可以包括在叶片的表面上提供模板,该模板指示分别用于多个支座的多个预期安置位置,其中相邻安置位置之间的间隔小于缆线在所述相邻支座之间的长度。
该方法可以包括将模板投射到叶片的表面上。例如,模板可以激光投射到叶片的表面上。另选地,可以借助其它手段(例如使用永久性或非永久性标记装置)在叶片的表面上标记安置位置。这可以使用笔和墨水相对简单地实现,或者可以在叶片的表面上印刷安置位置。
预组装的缆线组件可以盘绕在缆线卷筒上。这提供了存储和运输缆线组件的便利手段。这还有利于安装过程,因此可能涉及横过叶片表面退绕缆线组件。
将支座附接到叶片表面的步骤可以包括将支座粘接到叶片表面。另选地,可以使用其它固定装置(例如使用螺钉或铆钉)来附接支座。粘合剂因其方便而是优选的。在某些实施方式中,双面胶带可以预施加到每个支座的基部。粘合剂可以是压敏的,因此附接支座的方法可以简单地涉及将支座按压成与叶片表面接触。
根据本发明的另一方面,提供了一种预组装的缆线组件,该缆线组件用在将缆线固定到风轮机叶片的方法中,该缆线组件包括缆线和多个支座,这些支座沿着缆线的长度以一定间隔预附接到缆线。
预组装的缆线组件可以包括附接到多个支座的张力绳。张力绳在相邻支座之间的长度优选地小于缆线在所述相邻支座之间的长度。如前所论述的,缆线组件可以方便地盘绕在缆线卷筒上。
根据本发明的另一方面,提供了一种风轮机叶片,其包括附接到叶片的表面的如上所述的缆线组件。
根据本发明的再一方面,提供了一种组装缆线组件的方法。该方法可以包括:提供缆线;沿着缆线的长度间隔地将多个支座附接到缆线;并且将张力绳附接到多个支座。张力绳在相邻支座之间的长度可以小于缆线在相邻支座之间的长度,使得在相邻支座之间的缆线中提供预定量的松弛。
在上面论述的任何方面中,和/或在稍后论述的任何实施例中,缆线组件可以包括多根缆线。
在本申请的范围内,明确说明的是在前面的段落中、权利要求中和/或以下描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、实施例和另选例(特别是其各个特征)可以独立或以任何组合方式实施。也就是说,所有实施方式和/或任何实施方式的特征可以以任何方式和/或组合进行组合,除非这些特征是不兼容的。纯粹出于简洁的原因,避免了重复上述描述中的可选特征。
附图说明
现在将仅以实施例的方式参考附图描述本发明的实施方式,其中:
图1是风轮机叶片壳体的示意性平面图,示出了在叶片内延伸并连接到叶片加热系统的缆线;
图2是图1的叶片的一部分的示意性侧剖视图,根据本发明的一个实施方式示出了经由多个缆线支座安置到叶片壳的内表面的缆线;
图3是图2中所示的其中一个缆线支座的示意性特写侧视图;以及
图4是风轮机叶片的示意性平面图,根据本发明的另选实施例示出了在安装缆线期间投射到叶片壳的内表面上的模板。
具体实施方式
图1示出了包含防冰系统12的风轮机叶片半体壳10。防冰系统12包括多个电热加热元件14,图1中示出了其中一者。每个加热元件14均构造成加热叶片的外表面(未示出)的区域,以防止在加热区域中形成冰。
电热加热元件14嵌入半体壳10的层压结构内。电连接器16、18连接到电热加热元件14并从嵌入的加热元件14延伸到半体壳10的内表面20。在叶片内部设置有一对缆线22、24,用于向加热元件14供电。每根缆线22、24的第一端26、28均连接到相应的电极16、18。
当风轮机叶片安装在风轮机轮毂上时,每根缆线22、24的第二端(未示出)连接到位于叶片根端的配电箱(未示出)。配电箱则连接到风轮机的辅助动力系统(未示出)。
在作为叶片制造过程的一部分的缆线22、24的安装期间,缆线22、24固定到叶片壳10的内表面20。现在将参考图2、图3和图4描述使用预组装的缆线组件固定缆线22、24的方法。
图2示出了从缆线卷筒36退绕的预组装缆线组件34。缆线组件34包括:缆线22、24;多个支座40a-40e;以及张力绳42。支座40a-40e用于将缆线22、24附接到叶片壳10的内表面20并且在该实施例中以规则的间隔连接到缆线22、24和张力绳42。
缆线组件34包括图1中所示的两根缆线22、24,这两根缆线形成缆线束。然而,为了便于说明,这对缆线22、24在图2中示出为单线。在其它实施例中,缆线组件34可以包括单根缆线或不止两根缆线。因此,本文中对缆线的引用应该被解释为包括对单根缆线和多根缆线的引用,例如缆线束。
如根据以下描述将理解的,缆线组件34使得能够在风轮机叶片中快速安装缆线22、24,同时确保在缆线22、24中提供适量的松弛。这通过将缆线组件34预组装成使每根缆线22、24在相邻支座40a-40e之间的长度比张力绳42在相邻支座40a-40e之间的长度长来实现。
当预组装缆线组件34时,预选择相邻支座40a-40e之间的间隔距离。确定所有在附接到叶片壳10时将在空间上相邻的所有对支座40a-40e的间隔距离。相邻支座40a-40e之间的间隔距离被定义为支座40a-40e附接到叶片壳10的情况下一对支座40a-40e之间的预期距离。通常,支座40a-40e之间的间隔距离将选择在0.1m至1m之间,但是更大或更短的间隔距离是可行的。在所示的实施例中,每对支座40a-40e之间的间隔距离相等,使得支座40a-40e将会均匀地间隔开,但是在其它实施例中,如果需要,可以选择支座40a-40e之间的不等间隔。
一旦选择了相邻支座40a-40e之间的间隔距离,就将支座40a-40e预附接到张力绳42,使得张力绳在任何两个相邻支座40a-40e之间的长度基本上等于预定的间隔距离。这确保了当在缆线22、24的安装期间拉紧张力绳42时,支座40a-40e将以相邻的支座40a-40e之间的预定间隔距离间隔开。
在延伸超过多个支座40a-40e的第一支座40a的张力绳42的第一端44处,并入诸如孔眼或紧固件之类的附接装置46以用于将张力绳42附接到限定在叶片壳10上的附接点48。在其它实施例中,附接点48可以设置在别处,例如,它可以限定在支撑叶片壳10的模具上,或者它可以位于叶片壳10和模具外部的另一位置处。
在该实施例中,张力绳42由尼龙织带制造成,但也可以由其它合适的材料制造成。合适的材料优选具有高拉伸强度并且基本上是不可伸长的,即该材料应优选在拉伸载荷下展现最小的伸长率。可能需要高拉伸强度以使绳42能够拉紧而不会断裂,而在载荷下的最小伸长率确保了预定间隔距离的最小偏差。如果张力绳要保持附接到成品叶片中的支座,则还需要一定程度的柔韧性以适应使用中的叶片弯曲。
如上所述,缆线组件34还包括一对附接到支座40a-40e的缆线22、24。当组装缆线组件34时,也预选择缆线22、24在每个支座40a-40e之间的长度,使得适量的松弛结合在相邻的支座40a-40e之间的缆线22、24中。缆线22、24预附接到支座40a-40e,使得每根缆线22、24在任何两个相邻支座40a-40e之间的长度等于相邻支座40a-40e之间的预定间隔加上缆线22、24的预定附加长度,以在支座40a-40e之间的每根缆线22、24中提供必要量的松弛。将松弛结合到缆线22、24中确保了在使用期间,缆线22、24不会因叶片的弯曲而不必要地张紧。
如图2中所示,缆线22、24的第一端部50延伸超过第一支座40a。缆线22、24的第一端部50具有足够的长度,以使缆线22、24的第一端26能够附接到相应的电连接器16、18(见图1),同时允许第一支座40a和相应的电连接器16、18之间的缆线22、24中的必需量的松弛。
参考图3,在该实施例中,缆线22、24借助缆线扎带54附接到支座40a,缆线扎带54穿过支座40a中的孔56并围绕缆线22、24。缆线扎带54紧紧地固定以防止缆线22、24相对于支座40a移动。缆线22、24布置成与支座40a的上表面58相邻。张力绳42穿过支座40a并固定在支座40a内的一点(未示出)处。
应当理解,在不脱离所要求保护的本发明的范围的情况下,缆线组件34的关于图3中所示的构造的另选构造是可行的。例如,缆线扎带54可以固定缆线22、24和张力绳42两者,或者缆线22、24和张力绳42可以直接穿过支座40a。虽然该实施例中示出了连续的张力绳42,但是在其它实施例中,张力绳42可以包括分别附接在相邻支座40a之间的多个单独部分。在这样的实施例中,支座40a可以包括在每侧上的诸如孔眼或钩之类的附接装置,用于固定到张力绳42的相应部分。
一旦缆线组件34已经预组装,它就绕缆线卷筒36(如图2中所示)缠绕,以便于在叶片制造过程中随后安装缆线组件34。
再参考图2,为了将缆线22、24安装在叶片中,具有预组装缆线组件34的缆线卷筒36被输送到叶片壳10并且布置在叶片壳10上限定的预定附接点48附近。将在张力绳42的第一端44处的固定装置46在附接点48处附接到叶片壳10,然后使缆线卷筒34沿着叶片壳10朝向叶片的根部30(参见图1)滚动直到缆线组件34退绕。
在紧固点48处将张力绳42附接到叶片壳10之后,拉紧张力绳42的在紧固点48和第一支座40a之间的第一部分44,并且将第一支座40a固定到叶片壳体10的内表面20。在该实施例中,支座40a借助粘合剂粘合到叶片壳10。特别地,并且还参考图3,将泡沫垫60预粘合到支座40a的下表面62,该泡沫垫在两侧包括压敏粘合剂层(未示出)。在垫60上设置保护带(未示出),恰在支座40a粘合到位之前移除该保护带。另选地,环氧粘合剂或聚氨酯粘合剂可以作为另选粘合剂施加到支座的下表面。
第一支座40a之后的每个后续支座40b至40e依次固定到表面20,同时在张力绳42中维持张力。通过维持绳42中的张力,每个支座40a-40e均能够以距其相邻支座40a-40e预定间隔距离布置并且固定到叶片壳10。由于每根缆线22、24在每对相邻支座40a-40e之间的长度比张力绳42在相邻支座40a-40e之间的长度长,所以拉紧张力绳42不会拉伸或以其它方式张紧缆线22、24。而且,因为缆线22、24牢固地固定到支座40a-40e,所以确保当拉紧张力绳42并且将支座40a-40e固定到叶片壳10时缆线22、24在相邻支座40a-40e之间的预定的必要量的松弛。
在将所有支座40a-40e固定到叶片壳10的内表面20之后,可以可选地从组件34移除张力绳42。例如,可以从支座40a-40e拆卸绳42。另选地,可以在支座40a-40e之间切断张力绳42,使得张力绳42的任何部分都不会留有张力。作为另一种另选,张力绳42可以保留在原位。在这种情况下,有利的是张力绳42具有一定程度的柔韧性以充分适应使用中叶片的挠曲,以避免支座40a-40e上的应力。
一旦缆线22、24已经附接到叶片壳10,缆线22、24的第一端26、28就可以附接到电极16、18(图1中所示)。在该实施例中,以及在多个缆线结合到缆线组件34中的其它实施例中,缆线22、24可以沿着缆线组件34的长度分支并且连接到相应的电极16、18。
在另一个实施例中,可以省略张力绳。例如,缆线组件可以包括至少一根缆线和多个支座。在这种情况下,支座以相邻支座之间的预定间隔附接到缆线,该预定间隔大于当支座附接到叶片壳时支座之间的预期间隔。这确保了一旦支座以支座之间的预期间隔附接到叶片壳,在相邻支座之间的缆线中提供预定量的松弛。
在这样的实施例中,附接缆线的方法可以包括在叶片壳的内表面上提供模板。例如,参考图4,这示出了使用激光投影投射到叶片体10的内表面20上的模板64。激光投射模板64指示了缆线组件的支座应该附接到叶片壳10的位置66。这些位置66之间的间隔略小于缆线在相邻支座之间的长度,从而当支座附接到叶片壳时,相邻支座之间的缆线中结合有一些松弛。在其它实施例中,可以借助除投影之外的方式提供模板64,例如,可以在叶片壳的内表面上标记(例如使用墨水)安置位置66。
模板64可以同样地与前一实施例结合使用,以方便地指示相应支座40a-40e的安置位置。
应当注意,在上述实施例中,缆线组件34的第一支座40a在电连接器16、18处或附近安装在叶片壳10上,而随后的支座40b至40e依次朝向壳10的根端30安装。然而,在其它实施例中,第一支座40a可以安装在叶片的根端30处或附近,并且随后的支座40b-40e依次朝向电连接器16、18安装。因此,该方法可以包括将缆线朝向叶片的根部或朝向叶片的梢端退绕。
提供上述实施例作为本发明的非限制性实施例,并且应当理解,在不脱离所附权利要求限定的本发明范围的情况下,可以对这些实施例进行许多变型。

Claims (16)

1.一种将缆线(22)固定到风轮机叶片的方法,该方法包括:
提供预组装的缆线组件(34),该缆线组件包括缆线(22)和多个支座(40a-40e),这些支座(40a-40e)沿所述缆线(22)的长度以一定间隔预附接到所述缆线(22);并且
将所述多个支座(40a-40e)附接到风轮机叶片的表面(20),使得所述支座(40a-40e)沿着所述风轮机叶片的所述表面间隔开,
其中,当所述支座(40a-40e)附接到所述风轮机叶片时相邻支座(40a-40e)之间的间隔小于所述缆线(22)在所述相邻支座(40a-40e)之间的长度,使得在所述相邻支座(40a-40e)之间的所述缆线(22)中提供预定量的松弛。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,预组装的所述缆线组件(34)还包括张力绳(42),该张力绳预附接到所述多个支座(40a-40e),并且所述张力绳(42)在相邻支座(40a-40e)之间的长度限定相邻支座(40a-40e)之间的所述间隔,并且小于所述缆线(22)在所述相邻支座(40a-40e)之间的长度。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述张力绳(42)包括分别连接在相邻支座(40a-40e)之间的多个部分,并且其中,每个部分的长度小于所述缆线(22)在所述相邻支座(40a-40e)之间的长度。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其中,所述张力绳(42)基本上是不可伸长的。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法,该方法还包括将所述张力绳(42)的端部(46)固定到一附接点(48)并在将所述支座(40a-40e)附接到所述风轮机叶片的所述表面(20)之前维持所述张力绳(42)中的张力。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法,该方法还包括在将所述支座(40a-40e)附接到所述风轮机叶片的所述表面(20)之后,从所述支座(40a-40e)拆卸所述张力绳(42)和/或切断相邻支座(40a-40e)之间的所述张力绳(42)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,该方法还包括在所述风轮机叶片的所述表面(20)上提供模板(64),所述模板指示分别用于所述多个支座(40a-40e)的多个安置位置(66),其中,相邻支座(40a-40e)的相邻安置位置(66)之间的间隔小于缆线(22)在所述相邻支座(40a-40e)之间的长度。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述方法包括将所述模板(64)投射到所述风轮机叶片的所述表面(20)上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,预组装的所述缆线组件(34)盘绕在缆线卷筒(36)上,并且所述方法包括横过所述风轮机叶片的所述表面(20)退绕所述缆线组件(34)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,将所述支座(40a-40e)附接到所述风轮机叶片的所述表面(20)的步骤包括将所述支座(40a-40e)粘接到所述风轮机叶片的所述表面(20)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述缆线组件包括多根缆线(22、24)。
12.一种用于在前述任一权利要求的方法中使用的预组装的缆线组件(34),所述缆线组件(34)包括缆线(22)和多个支座(40a-40e),这些支座沿所述缆线(22)的长度以一定间隔预附接到所述缆线(22)。
13.根据权利要求11所述的预组装的缆线组件(34),该缆线组件还包括附接到所述多个支座(40a-40e)的张力绳(42),其中所述张力绳(42)在相邻支座(40a-40e)之间的长度小于所述缆线(22)在所述相邻支座(40a-40e)之间的长度。
14.根据权利要求12或13所述的预组装的缆线组件(34),其中,所述缆线组件(34)盘绕在缆线卷筒(36)上。
15.一种风轮机叶片,该风轮机叶片包括权利要求12至14中任一项所述的缆线组件(34)或根据权利要求1至11中任一项所述的方法附接至所述风轮机叶片的表面(20)的缆线组件(34)。
16.一种组装权利要求13的缆线组件(34)的方法,该方法包括:
提供缆线(22);
沿着所述缆线(22)的长度间隔地将多个支座(40a-40e)附接到(22);并且
将张力绳(42)附接到所述多个支座(40a-40e);
其中,所述张力绳(42)在相邻支座(40a-40e)之间的长度小于所述缆线(22)在相邻支座(40a-40e)之间的长度,使得在相邻支座(40a-40e)之间的所述缆线(22)中提供预定量的松弛。
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