CN110249126B - 用于将风力涡轮机转子叶片连接到转子轮毂的接头和相关方法 - Google Patents

Abstract

一种风力涡轮机叶片包括细长主体，细长主体具有被配置为联接到风力涡轮机的转子轮毂的根端。转子叶片还包括根端处的用于将转子叶片连接到转子轮毂的连接接头。连接接头包括多个连接元件，这多个连接元件被集成在转子叶片的所述根端中并且包括孔眼，该孔眼限定穿过转子叶片的根端的孔。连接元件可由折叠的纤维粗纱形成，其中，折叠部形成孔眼。还公开了一种制成其中集成有连接元件的转子叶片的方法以及一种制成连接元件的方法。

Description

用于将风力涡轮机转子叶片连接到转子轮毂的接头和相关 方法

技术领域

本发明总体上涉及风力涡轮机，并且更具体地，涉及用于将风力涡轮机转子叶片连接到转子轮毂的改进接头以及形成具有用于将转子叶片连接到转子轮毂的改进接头的风力涡轮机转子叶片的方法。

背景技术

风力涡轮机用于使用可再生资源产生电能，而不用燃烧化石燃料。通常，风力涡轮机将来自风的动能转换成电能。水平轴风力涡轮机包括：塔架；机舱，其位于塔架的顶点处；以及转子，其具有中心轮毂和多个叶片，叶片联接到轮毂并且从轮毂向外延伸。转子被支撑在从机舱延伸的轴上，该轴要么直接要么间接地与被容纳在机舱内的发电机操作性地联接。因此，当风迫使叶片旋转时，发电机产生电能。

近年来，风能已成为一种更具吸引力的替代能源，并且风力涡轮机、风力发电场等的数量在陆地和海上都已显著增加。另外，风力涡轮机的尺寸也显著增加，现代风力涡轮机叶片的长度在50米至80米之间延伸，并且预计将来有进一步增加。风力涡轮机叶片中增加的长度为风力涡轮机设计者和制造商引入了多种令人关注的设计考虑因素。例如，随着叶片长度增加，风力涡轮机叶片与转子轮毂之间的接头可能承受增大的应力，这提出了具有挑战性的设计考虑，以便确保接头可以耐受在风力涡轮机操作寿命期间预计有的负载。

风力涡轮机转子叶片与转子轮毂之间的传统接头包括联接到风力涡轮机叶片的根端并从根部延伸的双头螺栓，双头螺栓进而联接到与转子轮毂关联的变桨轴承。风力涡轮机叶片通常由一种或更多种由纤维材料织物层和树脂层形成的复合材料制成。这些材料具有优异的强度和低重量的特性。但是，在根连接配件的背景下，它们的强度可减小，因为根连接通常需要在复合材料中制成孔。在叶根区域中制成孔通常还涉及切割或钻穿纤维增强材料，由此它在孔的壁处局部遭到损害。例如，洞或孔可在转子叶片的根端处攻丝到复合材料中，双头螺栓插入件可以在洞或孔中实现连接。这必然降低了材料的一些内在强度。包括增强材料的平面织物型叠层的复合材料在被穿孔时可能剪切强度不够大并且在材料叠层的平面中承受剪切力，以将负荷经由双头螺栓在叶片和轮毂之间传递。因此，可预计在界面处发生复合材料的劣化。

出于此原因，制造商试图设计出一种以不同方式分配出现在叶片的根端与转子轮毂之间的连接处的力的接头。例如，通常已知利用T形接头将叶片的根端连接到转子轮毂。在该设计中，沿叶片的端面中的圆周形成多个轴向孔。另外，诸如盲孔或穿通孔这样的多个径向孔形成在叶片的根端的侧壁中，以便与相应的轴向孔相交。然后，将带有螺纹孔的金属插入件设置在叶片的侧壁中的每个径向孔中。然后，将双头螺栓插入轴向孔中并且与金属插入件的螺纹孔螺纹接合，以形成T形接头，由此将双头螺栓保持在叶片的根端处。这种替代类型的叶片根连接也需要在复合材料中形成一些孔，由此也涉及嵌入纤维层的一些局部弱化部，穿过这些纤维层形成孔。

在另一种设计中，沿着风力涡轮机叶片的端面的圆周形成轴向孔。然后，内螺纹金属插入件定位在轴向孔内并且粘附性地结合在轴向孔中，以基本上将金属插入件嵌入转子叶片的复合材料内。然后，将双头螺栓与金属插入件螺纹接合。作用在转子叶片和转子轮毂之间的力通过双头螺栓起作用，因此经由金属插入件进行传递，金属插入件用于用较软的复合材料在界面区域上更均匀地分布力。

虽然当前的连接接头足以实现其支撑转子叶片和转子轮毂之间的负荷的预期目的，但是一个缺点是，随着风力涡轮机叶片的尺寸持续增加，连接接头的强度也必然将增加。一种可能的解决方案是简单地增加叶片根端和转子上对应部件的尺寸。然而，这种方法需要额外的材料和制造成本。可能还存在一些实际尺寸限制，这些限制致使这种方法不可取。另一种解决方案可以是简单地增加围绕叶片的根端的圆周的连接螺栓的数量。换句话说，可增加连接螺栓密度(即，每圆周长度的螺栓的数目)。然而，这种方法也具有局限性，因为叶根区域处的较高密度的洞或孔可能会加剧复合材料体中纤维增强材料的弱化。在这方面，轴向孔和径向孔(例如，用于T形接头)的形成从叶片的根端去除材料。随着连接螺栓密度的增加，叶片根端的空隙空间量对应地增加。若去除过多材料，则根端处的叶片的结构完整性可能会受到损害。因此，作为实际问题，可以被用于叶片根端处的给定圆周的连接螺栓的数目可能有限制。该限制的结果是连接界面必须更大，这导致以上提到的缺点。

出于以上概述的原因，制造商不断努力提供用于将风力涡轮机叶片的根端附接到转子轮毂的连接接头，该连接接头以有成本效益的方式适应叶片的增大负载，而没有牺牲叶片的根区域中的结构完整性。换句话说，期望具有相对小的连接界面尺寸的高强度连接(例如，高负荷能力)。

发明内容

为了这些和其他目的，一种风力涡轮机转子叶片包括细长主体，该细长主体具有根端和尖端，其中，转子叶片的所述根端被配置为联接到风力涡轮机的转子轮毂。根端包括端面和远离端面延伸的侧壁。转子叶片还包括连接接头，该连接接头位于根端处且用于将转子叶片连接到转子轮毂。连接接头包括多个连接元件，连接元件集成在转子叶片的根端中并且包括孔眼，孔眼限定穿过转子叶片的根端的侧壁并且与端面间隔开的孔。孔眼可在径向方向上穿过叶根侧壁形成。

在示例性实施方式中，多个连接元件中的每个包括折叠的纤维粗纱，其中，多个连接元件的孔眼至少部分由纤维粗纱的折叠部限定。更具体地，折叠的纤维粗纱限定径向穿通孔。在一些方面，插入件可设置在穿通孔中，使得穿通孔的一部分和插入件的一部分形成连接元件的孔眼的边界。在一个实施方式中，纤维粗纱可由堆叠的纤维材料层提供。纤维材料层的叠堆可主要包括单向纤维。纤维可包括玻璃纤维、碳纤维或其组合。在一方面，多个连接元件的孔眼的至少一部分由纤维粗纱的纵向侧壁形成，使得沿着由纤维粗纱形成的所述至少一部分在孔眼的边界处基本上没有纤维末梢。

连接元件可完全由非金属材料制成。例如，连接元件可完全由复合材料制成。另外，连接元件可在至少一个方向上是楔形的。更具体地，连接元件可在诸如高度方向和宽度方向这样的两个方向上是锥形的。连接元件的头端可由纤维粗纱的弧形布置(例如，半圆形布置)形成。在一个实施方式中，转子叶片的根端可以是成型的制品，并且多个连接元可在根端成型期间件集成在根端中。

连接接头还可包括多个插销，插销被配置为通过多个连接元件的形成根端的侧壁中的孔的相应孔眼接纳。当插销被接纳在孔眼中时，插销的暴露部分被配置为从转子叶片的根端的侧壁的至少一个表面延伸。在一个实施方式中，当插销被接纳在孔眼中时，插销的暴露部分被配置为远离所述侧壁的外表面和内表面延伸。插销可包括被配置为接纳紧固件的一个或多个凹槽。例如，在一个实施方式中，插销可包括一个凹槽，在另一个实施方式中，插销可包括两个凹槽。在另一个实施方式中，插销包括在相反方向延伸以提供T形插销的两个凸台。凸台中的每个包括用于接纳紧固件的穿通孔。在一个实施方式中，可提供多个保持头并且保持头包括用于接纳紧固件的穿通孔。每个保持头被配置为抵接两个相邻的插销并且与相邻的保持头重叠或互锁。在各种实施方式中，插销能滑动地插入多个连接元件的相应孔眼中，而不是以其他方式固定地固定到转子叶片的根端。

风力涡轮机转子叶片还包括用于将转子叶片的根端固定到转子轮毂的轮毂支撑件的多个紧固件。紧固件被配置为在插销通过多个连接元件的相应孔眼接纳时与插销的暴露部分接合。在各种实施方式和中，紧固件可包括U形螺栓，双头螺栓或I形螺栓。连接接头被配置为使得紧固件在转子叶片的根端的一侧或另一侧跨接头界面延伸。因此，没有一个紧固件穿入根端的端面中或者以其他方式刺穿形成根端的材料。

一种在风力涡轮机转子叶片的根端处制成用于连接接头的连接元件的方法包括：提供具有顶表面、底端和一对侧表面的心轴；在所述心轴的所述顶表面上布置有限长度的纤维粗纱以在所述粗纱中形成折叠部，并且使所述纤维粗纱的端部聚集在一起，以在所述纤维粗纱中限定穿通孔；将树脂注入所述纤维粗纱中；并且至少部分地固化所述纤维粗纱和所述树脂，以形成复合制品。可在将纤维粗纱布置在心轴上之前(例如，预浸渍)或之后(例如，干燥)将树脂注入纤维粗纱中。该方法还可包括将插入件联接到心轴的底端，使得纤维粗纱悬垂在插入件上并且插入件设置在纤维粗纱中的穿通孔中。穿通孔的一部分和插入件的一部分限定连接元件中的孔眼。在一个实施方式中，布置纤维粗纱的步骤包括在心轴上堆叠多个有限长度的纤维层。心轴的顶表面可以是大体弧形的，以在复合制品中提供具有弧形部分的穿通孔。该方法还可包括：从复合制品拆卸心轴；并且切割复合制品以形成多个连接元件。

一种制成具有根端的风力涡轮机转子叶片的方法包括：提供具有成型表面的成型设备；提供如上所述制成的多个连接元件；在所述成型设备中铺设纤维层的第一组件；将所述多个连接元件插入所述成型设备中；在所述成型设备中铺设纤维层的第二组件，其中，所述多个连接元件大体设置在纤维层的所述第一组件和所述第二组件之间；将树脂注入纤维层的所述第一组件和所述第二组件中；并且固化所述纤维层和所述树脂，以形成所述转子叶片的所述根端，其中，所述根端包括端面和从端面延伸的侧壁。连接元件布置成使得所述连接元件中的穿通孔的至少一部分限定穿过根端的侧壁并且与端面间隔开的孔。该方法还可包括在成型设备中提供多个锚固件，其中，锚固件联接到成型表面并且从成型表面延伸；并且将连接元件中的每个支撑在相应锚固件上，使得锚固件延伸穿过连接元件中的穿通孔。此外，该方法还可包括：从所述成型设备拆卸锚固件；并且将转子叶片的根端从成型设备中脱模。

在另一个实施方式中，一种风力涡轮机包括：塔架；机舱，该机舱设置在所述塔架的顶部；以及转子，该转子联接到所述机舱并且包括具有轮毂支撑件的转子轮毂和至少一个转子叶片，所述转子叶片包括根端，该根端具有端面和远离所述端面延伸的侧壁。转子叶片的根端通过连接接头联接到轮毂支撑件。连接接头包括多个连接元件，多个连接元件集成在转子叶片的根端中，其中，每个连接元件包括孔眼，孔眼限定穿过转子叶片的根端的侧壁并且与端面间隔开的孔。连接接头还包括多个插销，多个插销通过连接元件的形成根端的侧壁中的孔的相应孔眼被接纳。插销包括远离转子叶片的根端的侧壁的至少一个表面延伸的暴露部分。此外，连接接头包括多个紧固件，每个紧固件接合插销的暴露部分并且联接到轮毂支撑件，用于将转子叶片的根端固定到转子轮毂。在一个实施方式中，插销的暴露部分远离侧壁的外表面和内表面延伸，并且紧固件接合从侧壁的内表面和外表面二者延伸的暴露部分。多个紧固件中的每个跨转子叶片和转子轮毂之间的连接界面延伸到形成转子叶片的根端的材料的一侧。以这种方式，没有一个紧固件穿入形成根端的材料中。

附图说明

包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图例示了本发明的一个或更多个实施方式，并且与上面给出的对本发明的总体描述和下面给出的详细描述一起用于说明本发明。

图1是其中可以使用本发明的实施方式的风力涡轮机的立体图；

图2是风力涡轮机的根端的部分立体图；

图3是大体沿着线3-3截取的图2中示出的根端的剖视图；

图4是根据本发明的一个实施方式的连接元件的立体图；

图5是图4中示出的连接元件的俯视图；

图6是图4中示出的连接元件的侧视图；

图7A至图7D示意性例示了用于制成图4至图6中示出的连接元件的方法；

图8A和图8B示意性例示了用于制成其中集成有连接元件的根端的成型设备；

图9A和图9B示意性例示了用于制成其中集成有连接元件的根端的成型方法；

图10是按照本发明的一个实施方式的连接接头的外部视图；

图11是图10中示出的连接接头的剖视图；

图12例示了图10和图11中示出的连接接头的插销；

图13例示了图10和图11中示出的连接接头的紧固件；

图14是按照本发明的另一个实施方式的连接接头的外部视图；

图15是图14中示出的连接接头的剖视图；

图16例示了图14和图15中示出的连接接头的插销；

图17和图18例示了图14和图15中示出的连接接头的固定头；

图19A和图19B是按照本发明的另一个实施方式的连接接头的外部视图；

图20是按照本发明的另一个实施方式的连接接头的外部视图；

图21是图20中示出的连接接头的剖视图；

图21例示了图20中示出的连接接头的插销；以及

图22例示了图20中示出的连接接头的紧固件。

具体实施方式

参照图1，风力涡轮机10包括：塔架12；机舱14，其设置在塔架12的顶点处；以及转子16，其操作性地联接到容纳在机舱14内的发电机(未示出)。除了发电机之外，机舱14还容纳将风能转换成电能所必需的各种各样的部件以及操作、控制和优化风力涡轮机10的性能所需的各种部件。塔架12支撑风力涡轮机10的机舱14、转子16和容纳在机舱14内的其他部件所带来的负荷，并且还进行操作以根据不同情况将机舱14和转子16抬高至超过地平面或海平面的高度，在此高度通常会出现低湍流的较快移动空气流。

被表示为水平轴风力涡轮机的风力涡轮机10的转子16用作机电系统的原动机。超过最小水平的风将使转子16启动并且致使在与风力方向基本垂直的平面上旋转。风力涡轮机10的转子16包括中心轮毂18和至少一个转子叶片20，转子叶片20在围绕中心轮毂18周向分布的位置处从中心轮毂18向外伸出。在代表性实施方式中，转子16包括三个叶片20，但是数量可不同。叶片20被配置为与经过的气流相互作用，以产生致使中心轮毂18围绕中心纵轴自旋的升力。

风力涡轮机10可以被包括在属于风力发电场或风电场的类似风力涡轮机的集合当中，该风力发电场或风电场用作通过输电线路与诸如三相交流(AC)电网这样的电网连接的发电设备。电网通常包括发电站的网络、输送电路和通过输电线路的网络联接的变电站，输电线路将电力传输到终端用户和其他电力设施的其他顾客形式的负荷。在正常情况下，如本领域的普通技术人员所知的，电力被从发电机供应到电网。

如在特定风力涡轮机设计的行业中公知的，转子叶片20以允许叶片20围绕叶片20的纵轴旋转或俯仰的方式联接到转子轮毂18。这可以通过将叶片20的根端22联接到操作性地联接到转子轮毂18的变桨轴承(未示出)来实现。变桨轴承通常包括能相对于轮毂18(叶片20的根端22可以联接至轮毂18)旋转的轴承圈。变桨轴承通常是本领域中公知的，因此在本文中将不进一步详细描述。在图2中并且针对对风力涡轮机叶片20的根区域的参考，轴向方向可以是指大体沿叶片的纵向翼展方向延伸的方向，而径向方向可以是从叶根的中心轴朝向根处的根周缘或叶片侧壁延伸出或者延伸穿过根处的根周缘或叶片侧壁的方向。

按照本发明的一方面，并且如图2和图3中例示的，风力涡轮机10的转子叶片20与转子轮毂18之间的连接接头24包括多个连接元件26，所述多个连接元件26被集成在转子叶片20中并位于其根端22处。如这些图中例示的，连接元件26可在叶片20的根端22处围绕端面28周向间隔开并且被嵌入形成叶片20的材料内。下面，将更全面地描述用于将连接元件26集成在叶片20的材料内的方法。沿着叶片20的根端22的圆周的连接元件26的数量取决于叶片的尺寸(还有潜在的其他因素)，但是对于长度为50m-80m的叶片，可在任何地方有100至250个连接元件。然而，应该认识到，根据具体应用，可使用更多或更少的连接元件。如下面将更全面地说明的，本发明的一方面是允许紧密堆集连接元件而对叶片20的根片段22的结构完整性没有负面影响。

按照本发明的一方面，并且如图4至图6中例示的，连接元件26可由包含纤维(诸如玻璃纤维或碳纤维)和合适树脂材料(诸如环氧树脂)的复合材料形成。这与通常由诸如钢这样的金属形成的诸如上述连接元件这样的传统连接元件形成对照。在优选的实施方式中，连接元件可主要由非金属材料形成(如果没有由非金属材料完全形成的话)。举例来说，连接元件26可完全由复合材料形成。另选地，连接元件中的大部分(例如，大于50％且优选地大于80％)可由复合材料形成。完全或主要由复合材料形成连接元件26不仅使叶片20的根端22处的重量减轻，而且还降低了与连接元件关联的成本，因为复合连接元件26可由相对廉价的材料以成本有益的方式形成，如下面将更详细说明的。此外，由复合材料形成连接元件26还可允许连接元件26以使连接接头24的强度增加的方式集成在叶片的材料(通常也由复合材料形成)中。

在示例性实施方式中，连接元件26可被配置为细长楔形构件30，其具有头端32、尖端34、顶表面36、底表面38、第一侧表面40、第二侧表面42、头端表面44和尖端表面46。顶表面36和底表面38可以是大体平面的，或者包括大体平面部分，并且沿着连接元件26的至少一部分长度在朝向连接元件26的尖端34的方向上朝向彼此会聚。举例来说而非限制，顶表面36和底表面38可在连接元件26的整个长度上朝向彼此会聚。另选地，顶表面36和底表面38可在距离头端32的短距离(例如，连接元件26的总长度的约5％-10％)内大体彼此平行，然后沿着连接元件26的其余长度朝向彼此会聚。在示例性实施方式中，顶表面36和底表面38的锥角A₁可在约2度和30度之间，优选地在约4度和25度之间，更优选地在约5度和约15度之间。对于锥角A₁，其他值也会是可能的。连接元件26的楔形构造有助于将连接元件26集成在叶片20的根端22的材料中，并且增加了连接元件与连接元件被集成在其中的材料之间的结合强度。

除了上述之外，并且如图中例示的，连接元件26的第一侧面40和第二侧面42还可在朝向连接元件的尖端34的方向上逐渐变窄。举例来说而非限制，第一侧表面40和第二侧表面42可在连接元件26的整个长度上朝向彼此会聚。另选地，第一侧表面40和第二侧表面42可在距离头端32的短距离(例如，连接元件26的总长度的约5％-10％)内大体彼此平行，然后沿着连接元件26的其余长度朝向彼此会聚。在示例性实施方式中，第一侧表面40和第二侧表面42的锥角A₂可在约2度和约10度之间。对于锥角A₂，其他值也会是可能的。连接元件26的侧面40、42逐渐变窄，这使在连接元件26与叶片的在周向间隔开的相邻连接元件26之间区域中的材料之间的接触面积增大。同样，这增加了连接元件与周围材料之间的结合强度。

如图中进一步例示的，头端表面44可具有弯曲或弓形构造并且平滑地过渡到第一侧表面40和第二侧表面42。举例来说而非限制，头端表面44可以是大体圆形的，其曲率半径R₁在约1cm和约6cm之间，优选地在约1.5cm和4cm之间。此外，连接元件26可包括与连接元件26的头端32相邻的并且从顶表面36延伸到底表面38的穿通孔48。出于下面更全面描述的原因，穿通孔48具有弧形(例如，半圆形)的第一端50和大体v形的第二端52。插入件54可被设置在穿通孔48中，以便基本上填充穿通孔48的与v形的第二端52相邻的部分。插入件54被配置为仅填充通孔48的一部分，由此限定与穿通孔48的第一端50相邻的并且从顶表面36延伸到底表面38的通道或孔眼56。在一个实施方式中，插入件54可以是大体三角形形状的并且由复合材料形成。插入件54的复合材料可与连接元件26的其余部分的复合材料相同或不同。举例来说，插入件54可由玻璃纤维或碳纤维和树脂材料(诸如合适的环氧树脂)形成。然而，也可使用其他材料来形成插入件54。在实施方式中，插入件可由诸如轻木或被浸渍以获得额外刚度的轻木这样的木材形成。在其他方面，插入件54可由树脂材料或其他塑料材料制成。优选地，插入件54的材料可具有与嵌入树脂的粗纱的热膨胀系数相近的热膨胀系数。这些材料应与主体30的复合材料相容，以便在它们之间提供强结合。可选择插入件54的顶表面，使得眼孔56具有所期望的形状。例如，顶表面可以是平坦的或可以是弯曲的。大体上，可以说孔或孔眼56在径向方向上延伸穿过侧壁。

在所公开的实施方式中，连接元件26中的孔眼56可部分地由插入件54并且部分地由形成连接元件26的构件30限定界限。在本发明的一方面，通过连接元件26的穿通孔48和孔眼56不是通过钻孔或机械加工操作形成的，该操作往往会切断或以其他方式断开主体30的纤维，由此在钻出或机械加工出的孔的边界处形成纤维端。在这方面，例如，通常通过在径向孔的边界处切断纤维的钻孔操作来形成用于上述T形接头的通过根片段的侧壁的径向孔。与该过程相比，连接元件26的穿通孔48可在没有后钻孔或铣削操作且没有切断或断开形成连接元件26的纤维的情况下形成连接元件26的穿通孔48。认为，提供并非通过钻孔或铣削处理得到的穿通孔46和孔眼56，使得穿通孔48或孔眼56的边界不是通过纤维材料的被切断的端部形成，这将使孔眼56的区域中的根片段22的强度增大。这是特别重要的，因为叶片20上的力通过该区域被传递到转子轮毂18。如以下说明的，这是通过折叠有限长度的纤维粗纱以在连接元件中形成穿通孔来实现的。

图7A至图7D示意性例示了用于形成如上所述的具有孔眼56的连接元件26的示例性过程。在这方面，可提供具有U形或D形横截面轮廓的细长心轴60。此轮廓提供了一对对向的、大体平面的侧表面62、64和弧形或弯曲的顶表面66。可选择顶表面66的形状，以便与穿通孔48的第一端50的形状对应。因此，在一个实施方式中，顶表面66可以是半圆形，其曲率半径在约0.4cm和约2cm之间，优选地在约0.4cm和约2cm之间；优选地，在约0.5cm和1.5cm之间。该范围应该在头端表面44的曲率半径的10％至不到50％之间。心轴60的底面68可敞露或被表面封闭。心轴60可由本领域的普通技术人员已知的金属或其他合适材料形成。

最终联接到穿通孔48以形成孔眼56的插入件54可被临时固定于心轴60的底面68以便从底面68垂下，插入件54可被设置为具有所期望横截面构造(例如，三角形)的细长构件。此时，多个有限长度的纤维粗纱可基本上折叠在心轴60的顶表面66上，使得纤维粗纱从心轴60的侧表面62、64向下悬垂。纤维粗纱的中心区域与心轴60的顶表面66相邻，然后使纤维粗纱的端部在尖端72处聚集在一起。因此，纤维粗纱大体适形于心轴60的顶表面66、侧表面62和64的形状并且适形于从心轴60的底面68悬垂的插入件54的侧表面。使纤维粗纱的端部聚集在一起提供了逐渐变窄构造，该构造在连接元件26中的第一侧表面40和第二侧表面42中提供了逐渐变窄化。纤维粗纱可通过堆叠多个纤维片材或层70来提供。纤维层70可以是干纤维层或树脂浸渍的纤维层(例如，预浸渍的)，要么是未固化、部分固化的要么是其组合。纤维层70还可以是单向纤维层、双轴纤维层或在大范围有序构型中单向纤维层和双轴纤维层的组合(例如，三个单向层和一个双轴层的重复图案)。可选择堆叠在心轴60上的纤维层70的数量，以便在连接元件26中提供所期望的宽度。另外，可选择纤维层70的长度，以便在连接元件26中提供所期望的长度。可选择纤维层70的宽度，以便装配在心轴60的长度上。如以下说明的，最终，用该过程形成的复合制品将经受进一步处理，以便提供多个连接元件26。

一旦完成了在心轴60上的纤维层70的铺叠过程，制品74就可通过本领域的普通技术人员已知的合适固化过程而完全固化或至少部分固化。在固化过程之后，可从心轴60取下制品74，使得制品74包括形成在一起的纤维层70、树脂和插入件54。从此开始，制品74可经受后处理技术，以用制品74形成多个连接元件26。在这方面，制品74可经受切割操作(例如，来自线切割器76)，以便形成分立的连接元件26。如可理解的，在制品74上进行切割操作形成了连接元件26的顶表面36和底表面38。切割操作被配置为在连接元件26的厚度方向上形成逐渐变窄的构造。

上述过程导致每个连接元件26具有上述形状和几何形状。对于在不切割形成复合构件的纤维的情况下在连接元件中产生穿通孔而言，该过程是特别有益的。特别地，连接元件26的头端32可由连续纤维束的纵向侧表面形成。在穿通孔48的边界处基本上没有纤维端部。具有穿通孔的连接元件可被认为是折叠的纤维粗纱，它通过折叠纤维而产生穿过该元件的孔眼。出于此原因，连接元件26可被称为粗纱孔眼。在任何情况下，认为，纤维在粗纱孔眼中的布置(所述纤维形成穿通孔作为纤维布置的一部分)使连接接头的强度显著增加。连接元件26的尺寸可根据应用的需要而变化。在示例性实施方式中，连接元件的长度可在约15cm和约1.5m之间；优选地在约25cm和约1m之间；其宽度(在头端处)在约6cm和约20cm之间；并且其高度(在头端处)在约4cm和约15cm之间。这些范围仅仅是示例性的，本发明不限于这些值。

在现在通过例如上述过程形成的独立连接元件26的情况下，现在将更详细地描述将连接元件26集成在转子叶片20的根端22中。在这方面，图8A至图9B示意性例示了将连接元件26集成在叶片20中的示例性方法。在一个实施方式中，可使用成型设备80通过成型过程来形成叶片20的根端22，成型设备80限定了用于限定叶片20的根端22的内轮廓表面82。多个栓钉或锚固件84可能拆卸地固定到成型设备80的内表面82并与模具的第一端相邻。锚固件84的数量和位置可对应于连接接头24的设计中所期望的连接元件26的数量和位置。锚固件24可由合适的热塑性聚合物形成，该热塑性聚合物有助于在固化之后从成型设备80拆卸成型的根端22(例如，该热塑性聚合物具有所期望的热膨胀特性)。举例来说而非限制，锚固件84可由聚四氟乙烯(PTFE)形成。然而，其他材料也可是能接受的。

成型方法可包括在成型设备80的内表面82上放置诸如液体释放涂层、蜡或固体屏障(例如，

胶带)这样的脱模剂86。然后，可在脱模剂86上施用脱模材料(例如，膜)的可选层(未示出)。另外，剥离层88的第一可选层可被施用在脱模材料层(如果存在的话)上，或者直接施用在脱模剂86上。接下来，纤维织物的多个层90可彼此叠放(例如，堆叠)以限定层的组件92，直到按照设计达到所期望的预定厚度。纤维织物可包括玻璃纤维、碳纤维或本领域的普通技术人员已知的其他材料或材料组合。纤维织物可被浸渍树脂(例如，预浸渍)或者是干燥的。第一组件92的层90可被放置在成型设备80中，以便在材料中限定锥形94。

在层的第一组件92已被放置在成型设备80中之后，可将连接元件26设置在模具中。在这方面，锚固件84可具有与连接元件26中的孔眼56的形状对应的形状，使得连接元件26可悬于或支撑在锚固件84上。连接元件26的底表面38的锥形大体对应于纤维层的第一组件92的锥形94。在将连接元件26定位在成型设备80中之后，纤维织物的附加层96可彼此叠放以限定层的第二组件98，直到按照设计达到所期望的预定厚度。与以上类似，纤维织物可包括玻璃纤维、碳纤维或本领域的普通技术人员已知的其他材料或材料组合。纤维织物可被浸渍树脂或者是干燥的。第二组件98的层96可被放置在成型设备80中，以便在材料中限定锥形100。该材料中的锥形100通常可对应于连接元件26的顶表面36中的锥形。

按照本发明的一方面，叶片20的根端22可包括在连接元件26的头端32上方的复合轮缘支撑件102。在这方面，相邻连接元件26的头端32之间的空间(由头端的弧形形状产生的)可被干燥或树脂浸渍的纤维材料填充。举例来说，如果连接元件26彼此靠近，则楔形纤维插入件(未示出)可定位在该空间中，使得在连接元件26的头端32的区域中的纤维材料中基本上没有间隙。可在头端32上方添加附加的纤维层，诸如由纤维带或绷带提供的纤维层。纤维带的最外层将得到转子叶片20的根端22处的端面28。因此，在第一组件92、第二组件98、纤维插入件104和纤维带层106之间，连接元件26基本上嵌入并集成在叶片20的根端22的复合材料内。

一旦得到该组件，就可在所形成的组件上方施用由例如尼龙或浸渍有脱模剂的一些其他紧密织造织物制成的第二可选剥离层108。一旦第二可选剥离层108就位，就可在其上施用剥离膜层110。在该实施方式中，接着，可在第二可选剥离层108上施用通气孔或通气管材料层112，通气孔或通气管材料层112被配置为吸收过量树脂并且在形成复合铺设物期间让气体逸出。继续参照图9A和图9B，真空袋114可被放置在以上提到的层上并经由诸如带封胶带这样的固定元件116和致动的真空源118抵靠成型设备80固定就位。真空源118的致动有效地将袋114拉向成型设备80的内表面82，从而为叶片20的根端22赋予形状。真空源118也有效用于从纤维层和树脂的组件中除去空气以及过量的树脂。当纤维层没有被用树脂预浸渍而是干纤维层时，树脂分配系统(未示出)可与真空袋114下方的层连通并且用于将树脂分配到纤维层。这些步骤通常是本领域中公知的，将不进一步详细描述。

在随后的步骤中，允许诸如通过加热过程使所得到的组件在成型设备80内固化或至少部分固化。一旦固化或至少部分固化，就可从成型设备80拆卸锚固件84并且从成型设备80拆卸根端22。如上所述，叶片20的根端22此时包括由连接元件26的孔眼56提供的径向开口或孔。同样，这些孔不是由钻孔或机械加工过程形成的，而是在形成叶片20的根端22本身时形成的，更具体地在形成被集成在叶片20的根端22中的连接元件26时形成的。

在风力涡轮机叶片20的根端22的改进设计如上所述的情况下，现在将描述涉及使用连接元件26将转子叶片20联接到转子轮毂18的各种实施方式。在这方面并且进一步参照附图，叶片20的根端22可以联接到与转子轮毂18关联的各种结构元件。可与叶片20的根端22联接的结构元件在本文中将被广义称为轮毂构件120。在一个实施方式中，轮毂构件可以是允许叶片20相对于轮毂18旋转的叶片轴承的圈。例如，轮毂构件可以是叶片轴承的内圈或外圈(取决于特定的设计)。另外地或另选地，轮毂构件可以是联接到叶片轴承或直接联接到转子轮毂的凸缘。因此，轮毂构件与叶片的根端22固定到其上的转子轮毂18关联的结构方面，并且本发明不应该限于任何特定的结构元件。

在图10至图13中例示的一个示例性实施方式中，连接接头24还包括：多个滑动构件或插销124，其被配置为与连接元件26的相应孔眼56接合；以及多个紧固件126，用于将插销124联接到轮毂元件120。插销124具有与延伸穿过连接构件26的孔眼56的形状大体匹配的横截面形状。在该实施方式中，插销124包括细长主体128，细长主体128具有大体平面的顶表面130和底表面132、大体平面的第一侧表面134和第二侧表面136、大体弧形的第一端面138以及第二端面140。插销124的大小适于装配在连接元件26的孔眼56内。第一端面138可弯曲成大体对应于孔眼56的头端的曲率，由此以高效方式进行力分配。在一个实施方式中，第二端面140可以是大体平面的并且对应于插入件54的大体平面表面。然而，另选地，第二端面140也可以是大体弧形的，具有例如基本上与第一端面138的曲率半径相等的曲率半径。另外，第二端面140还可包括间隔开的一对凹槽142，凹槽142在大体横向于插销124的纵向方向的方向上跨端面140延伸。凹槽142的横截面通常可以是弧形的，但是其他形状是可能的。在示例性实施方式中，插销124可由诸如钢这样的金属形成。然而，其他合适的材料也可以是可能的并且在本发明的范围内。

为了有助于叶片20与转子轮毂18之间的联接，插销124可被插入穿过连接元件26的孔眼56。插销124延伸超过孔眼56的厚度或高度，使得插销124的一部分在形成叶片20的根端22的材料上方和/或下方延伸。换句话说，插销124可在形成根端22的侧壁的外部和内部延伸。第二端面140中的凹槽142设置在插销124上，以暴露在形成叶片20的根端22的材料的上方和下方。在插销124相对于连接元件26的孔眼56如此定位的情况下，U形螺栓144形式的紧固件可用于将叶片20的根端22固定到轮毂构件120。在这方面，U形螺栓144包括中心部分146和具有螺纹端150的相对支腿148。U形螺栓144的中心部分146可设置在插销124的第二端面140中的每个凹槽142中，并且支腿148延伸超过根端22的端面28并且可以被接纳在轮毂构件120中的孔152内，在一个实施方式中，轮毂构件120可以是从叶片轴承的圈延伸的凸缘。合适的螺母154可与U形螺栓144的螺纹端150螺纹接合，以将叶片20的根端22固定到轮毂构件120。U形螺栓144的连接可在根端22的外部和内部中的至少一个上以及优选地在这二者上进行。这种布置基本上将叶片20的根端22处的端面28紧紧地夹紧在轮毂构件120上，由此将叶片20固定到轮毂18。

上述布置的一个有益方面是，结构元件没有延伸穿过或进入形成叶片20的根端22的材料中；在叶片20和轮毂18之间通过所述结构元件传递力，并且所述结构元件跨接头界面(例如，在上述实施方式中，U形螺栓)延伸。在以上布置中，那些结构元件在形成叶片20的根端22的材料的上方和下方(例如，外部和内部)。在构成叶片20的根端22的材料中不必钻出或以其他方式形成轴向孔。这导致从根端去除的材料不太多，由此提供更牢固的连接接头24。此外，在叶片20和轮毂18之间传递的力通过插销124和连接元件26的孔眼56之间的接触区域发生。如上所述，形成连接元件26的头端32的纤维在该区域中没有被切断或以其他方式断开，因此该设计构成了极牢固的连接界面。因此，认为，如上所述的连接接头24为固定尺寸的根端提供了更牢固的接头，因此能够在界面尺寸没有对应增加的情况下适应叶片20上的增加的负荷。进一步认为，该设计对于接头所提供的强度也是更具成本效益的。换句话说，具有与本设计所提供的相同强度的传统连接接头(例如，T形接头)将相当大并且更昂贵。

在图14至图18中例示的另一个示例性实施方式中，连接接头24a还包括：多个滑动构件或插销160，其被配置为与连接元件26的相应孔眼56接合；多个保持块或保持头162；以及多个紧固件126，用于将插销160联接到轮毂元件120。插销160具有与连接构件26的孔眼56的形状大体匹配的横截面形状。举例来说，在该实施方式中，插销160包括细长主体164，细长主体164具有大体平面的顶表面166和底表面168、大体平面的第一侧表面170和第二侧表面172、大体弧形的第一端面174以及第二端面176。插销124的大小适于装配在连接元件26的孔眼56内。第一端面174可弯曲成大体对应于孔眼56的头端的曲率，由此以高效方式进行力分配。在该实施方式中，第二端面176可以是大体平面的并且对应于插入件54的大体平面表面。第二端面176还包括从其伸出并且与顶表面166和底表面168相邻的唇缘178。在示例性实施方式中，插销160可由诸如钢这样的金属形成。然而，其他合适的材料也可以是可能的并且在本发明的范围内。

保持头162包括大体矩形的主体180，主体180具有大体平面的顶表面182、底表面184、第一侧表面186、第二侧表面188、第一端面190和第二端面192。主体180包括在第一端面190和第二端面192之间延伸的穿通孔194。第一侧表面186包括大体三角形支腿196，三角形支腿196从第一侧表面186延伸，使得三角形支腿196的底部限定与主体180的第一端面190基本上齐平(例如，成平面)的接触表面198。支腿196沿着第一侧表面186的高度居中定位，以在第一侧表面186的高度内在支腿196的两侧限定一对间隙200。类似地，第二侧表面188包括一对间隔开的大体三角形支腿202、204，三角形支腿202、204从第二侧表面188延伸，使得三角形支腿202、204的底部限定与主体180的第一端面190基本上齐平(例如，平面)的接触表面206。支腿202、204位于第二侧表面190的最靠上边缘和最靠下边缘处，以在第一侧表面186的高度内在支腿196的任一侧限定中心间隙208。中心间隙208的高度基本上等于支腿196的高度。以这种方式，保持头162的支腿196可被接纳在相邻保持头162的中心间隙208中。这种布置在相邻的保持头162之间提供重叠和互锁，如下面更详细讨论的。在示例性实施方式中，保持头162可由诸如钢这样的金属形成。然而，其他合适的材料也可以是可能的。

为了有助于叶片20与转子轮毂18之间的联接，插销160可被插入穿过连接元件26的相应孔眼56。插销160延伸超过孔眼56的厚度或高度，使得插销160的一部分在形成叶片20的根端22的材料上方和/或下方延伸。例如，这对应于插销160延伸超过叶片20的根端22的外表面和内表面。第二端面176中的唇缘178设置在插销124上，以便暴露在形成叶片20的根端22的材料的上方和下方。在插销124相对于连接元件26的孔眼56如此定位的情况下，保持头162可被定位成使得保持头162的第一端面190抵接两个相邻插销160的第二端面176。因此，每个保持头162由两个插销160支撑。更具体地，支腿196的接触表面198与一个插销160接合，支腿202、204的接触表面206与相邻的插销160接合，并且主体180中的穿通孔194居中地位于两个相邻的保持头160之间。保持头162可周向地放置，呈上述互锁配置。另外，唇缘178与保持头162接合以有助于放置。

紧固件(诸如具有螺纹端212的双头螺栓210)可被插入穿过孔194并且经由螺母214固定到保持头162。双头螺栓210的另一端延伸超过叶片20的根端22的端面28，并且可被接纳在轮毂构件120中的孔216内，在一个实施方式中，轮毂构件120可以是从叶片轴承的圈延伸的凸缘。在一个实施方式中，孔216可带有螺纹，以便与双头螺栓的螺纹端218固定。另选地，合适的螺母(未示出)可与双头螺栓210的螺纹端218螺纹接合。例如，该过程可沿着叶片20的根端22的圆周在外表面和/或内表面二者上重复进行。这种布置将叶片20的根端22处的端面28紧紧地固定在轮毂构件120上，由此将叶片20固定到轮毂18。

与前一个实施方式类似，上述布置的一个有益方面是，结构元件没有延伸穿过或进入形成叶片20的根端22的材料中；在叶片20和轮毂18之间通过所述结构元件传递力，并且所述结构元件跨接头界面(例如，双头螺栓)延伸。在以上布置中，那些结构元件在形成叶片20的根端22的材料的上方和/或下方(例如，外部和/或内部)。在构成叶片20的根端22的材料中不必钻出或以其他方式形成轴向孔。这导致从根区域去除的材料不太多，由此提供更牢固的连接接头24a。此外，在叶片20和轮毂18之间传递的力通过插销160和连接元件26的孔眼56之间的接触区域发生。如上所述，形成连接元件26的头端32的纤维在该区域中没有被切断或以其他方式断开，因此该设计构成了极牢固的连接界面。因此，认为，如上所述的连接接头24a为固定尺寸的根端提供了更牢固的连接接头，因此能够在界面尺寸没有对应增加的情况下适应叶片20上的增加的负荷。进一步认为，该设计对于接头所提供的强度也是更具成本效益的。

在图19A和图19B中例示的另一个示例性实施方式中，连接接头24b可与上述连接接头略有不同。更具体地，在先前的实施方式中，跨构成叶片20的根端22的材料的厚度或高度，使用仅仅单个连接元件26。然而，如在本实施方式中例示的，跨构成复合制品的材料的厚度，可存在不止一个连接元件。在这方面，对于需要大厚度的制品，在成型设备中进行纤维铺叠过程期间，两个(或可能更多个)连接元件26可被集成在叶片20的根端22中。然而，在该铺叠过程期间，没有纤维材料可设置在堆叠的连接元件26的头端32之间，使得在相邻连接元件26之间(在厚度方向上)存在间隙220。该成型过程得到根端22，如图19A中例示的。

无论如何，在这种布置的情况下，连接接头24b还包括：多个滑动构件或插销222，其被配置为与连接元件26的相应孔眼56接合；以及多个紧固件126，用于将插销联接到轮毂元件120。插销222具有与延伸穿过连接构件26的孔眼56的形状大体匹配的横截面形状。举例来说，在该实施方式中，插销222包括细长主体224，细长主体128具有大体平面的顶表面226和底表面228、大体平面的第一侧表面230和第二侧表面232、大体弧形的第一端面234和大体弧形的第二端面236。插销124的大小适于装配在连接元件26的孔眼56内。第一端面234可弯曲成大体对应于孔眼56的头端的曲率。在该实施方式中，第二端面236可以是大体弧形的并且对应于插入件54的大体弧形表面。在示例性实施方式中，插销222可由诸如钢这样的金属形成。然而，其他合适的材料也可以是可能的。

在该实施方式中，紧固件包括多个I形螺栓238，I形螺栓238具有：头部240，该头部带有贯穿所述头部的孔242；和细长轴244，其从头部240延伸并且具有螺纹端246。为了有助于叶片20与转子轮毂18之间的联接，I形螺栓238的头部240可被插入径向堆叠的连接元件26之间的间隙220中，使得连接元件26的孔眼56与I形螺栓238的孔242大体对准。然后，插销222可插入穿过对准的连接元件26的孔眼56和I形螺栓238的孔242。I形螺栓238的螺纹端246延伸超过叶片20的根端22的端面28，并且可被接纳在轮毂构件120中的孔248内，在一个实施方式中，轮毂构件120可以是从叶片轴承的圈延伸的凸缘。在一个实施方式中，孔248可带有螺纹，以便与I形螺栓238的螺纹端246固定。另选地，合适的螺母250可与I形螺栓238的螺纹端246螺纹接合。该过程可沿着叶片20的根端22的圆周重复进行。这种布置将叶片20的根端22处的端面28紧紧地固定在轮毂构件120上，由此将叶片20固定到轮毂18。

图20至图23中例示了按照本发明的方面的连接接头24c的另一个示例性实施方式。与先前实施方式类似，连接接头24c还包括：多个T形滑动构件或插销260，其被配置为与连接元件26的孔眼56接合；以及多个紧固件126，用于将插销260联接到轮毂元件120。插销260具有与连接构件26的孔眼56的形状大体匹配的横截面形状。在该实施方式中，插销260包括细长主体262，细长主体128具有大体平面的顶表面264和底表面266、大体平面的第一侧表面268和第二侧表面270、大体弧形的第一端面272以及第二端面274。插销260的大小适于装配在连接元件26的孔眼56内。第一端面272可弯曲成大体对应于孔眼56的头端的曲率。第二端面274可以是大体平面的并且对应于插入件54的大体平面表面。然而，另选地，第二端面274也可以是大体弧形的，例如具有基本上与第一端面272的曲率半径相等的曲率半径。第一侧表面268和第二侧表面270包括大体矩形的凸台276、278，凸台276、278从第一侧表面268和第二侧表面270延伸并且与顶表面264相邻(例如，以便与其齐平或成平面)使得插销260是大体T形的。凸台276、278中的每个包括在凸台的第一端面和第二端面之间延伸的穿通孔280。另外，第二端面274还可包括凹槽282，凹槽282与底表面266相邻，在大体横向于插销260的纵向方向的方向上跨端面274延伸。凹槽282的横截面通常可以是大体弧形的。在示例性实施方式中，插销260可由诸如钢这样的金属形成。然而，其他合适的材料也可以是可能的。

与先前的实施方式不同，在该实施方式中，轮毂构件120可包括与连接元件26的孔眼56类似的孔284。以这种方式，轮毂元件120的孔284可被配置为接纳插销260，插销260与在叶片20的根端22中的连接元件26的孔眼56中接纳的插销类似。为了有助于叶片20与转子轮毂18之间的联接，插销260可要么从外部到内部地要么从内部到外部地插入穿过叶片20的根端22中的连接元件26的孔眼56。凸台276、278在孔眼56之外延伸，使得插销260的该部分(例如，T的横向部分)不可穿过孔眼56，因此接合叶片20的根端22的外部或内部侧壁表面。在示例性实施方式中，在根端22的周向方向上的相邻插销260在插销260的定向上交替。因此，插销260的凸台276、278可接合根端22的外表面，而相邻插销260的凸台接合根端22的内表面，反之亦然。该交替图案沿着叶片20的根端22的圆周重复进行。

以类似方式，插销260可要么从轮毂构件120的第一侧到轮毂构件120的第二侧要么从轮毂构件120的第二侧到第一侧地插入穿过轮毂构件120中的孔284。凸台276、278在孔284之外延伸，使得插销260的该部分不可穿过孔284，因此接合轮毂构件120的第一表面或第二表面。在示例性实施方式中，在轮毂构件120的周向方向上的相邻插销260在插销260的定向上交替。因此，插销260的凸台276、278可接合轮毂构件120的第一侧表面，而相邻插销260的凸台接合轮毂构件120的第二侧表面，反之亦然。该交替图案沿着轮毂构件120的圆周重复进行。然而，叶片20的根端22中的交替图案和轮毂构件120中的交替图案彼此相对，使得跨接头界面286的轴向对准的插销260具有相对的取向。

在该实施方式中，紧固件126包括具有中心部分290和相对支腿292的U形螺栓288以将叶片20的根端22固定到轮毂构件120，支腿292具有螺纹端294。在这方面，并且关于一对轴向对准的插销260并且在第一侧(例如，或第一端和轮毂构件的外部)，U形螺栓288的螺纹端294可插入穿过插销260之一的凸台276、278中的孔284，并且U形螺栓288的中心部分290可安置在跨接头界面轴向对准的另一个插销260中的凹槽282内。合适的螺母296可与U形螺栓288的螺纹端294螺纹接合，以将叶片20的根端22固定到轮毂构件120。可在连接接头24c的第二侧(例如，或根端和轮毂构件的内部)使用相同的过程。然而，要注意的是，第二侧的U形螺栓的定向与连接接头24c的第一侧的U形螺栓的取向相反。换句话说，如果在连接接头的第一侧(例如，根端22的外侧或轮毂构件120的第一侧)包括U形螺栓的螺纹支腿292和螺母296，则所述插销在连接接头的另一侧(例如，根端22的内侧或毂构件120的第二侧)包括U形螺栓的中心部分290。因此，对于对准的一对插销260，存在对称性，从而更均匀地平衡力。认为，连接接头24c不仅在叶片20和转子轮毂18之间提供了更牢固的接头，而且由该实施方式提供的交替布置还提供了跨接头界面的力的更均匀分布。

虽然已通过对各种优选实施方式的描述例示了本发明，并且虽然已详细地描述了这些实施方式，但是申请人并不旨在将所附权利要求书的范围约束或以任何方式限制于此细节。本领域的技术人员将容易想到另外的优点和修改。因此，根据用户的需要和偏好，本发明的各种特征可被单独使用或以任何组合使用。

Claims (29)

1.一种风力涡轮机转子叶片，该风力涡轮机转子叶片包括：

细长主体，该细长主体具有根端和尖端，所述转子叶片的所述根端被配置为联接到风力涡轮机的转子轮毂，并且包括端面和远离所述端面延伸的侧壁；以及

连接接头，该连接接头位于所述转子叶片的所述根端处且用于将所述转子叶片连接到所述转子轮毂，所述连接接头包括集成在所述转子叶片的所述根端中的多个独立的连接元件，每个连接元件包括孔眼，所述孔眼限定穿过所述转子叶片的所述根端的所述侧壁并且与所述端面间隔开的孔，其中，所述多个连接元件中的每个包括折叠的纤维粗纱，其中，所述多个连接元件的所述孔眼至少部分由所述纤维粗纱中的折叠部限定。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所述折叠的纤维粗纱限定穿通孔，每个连接元件还包括插入件，所述插入件设置在所述穿通孔中，使得所述穿通孔的一部分和所述插入件的一部分形成所述连接元件的所述孔眼的边界。

3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所述纤维粗纱包括堆叠的纤维材料层。

4.根据权利要求3所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所有所述堆叠的纤维材料层都包括单向纤维层。

5.根据权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片，其中，纤维包括玻璃纤维、碳纤维或其组合。

6.根据权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所述多个连接元件的所述孔眼的至少一部分由所述纤维粗纱的纵向侧壁形成，使得沿着由所述纤维粗纱形成的所述至少一部分在所述孔眼的边界处没有纤维末梢。

7.根据权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所述多个连接元件中的每个完全由复合材料制成。

8.根据权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所述多个连接元件中的每个是楔形的。

9.根据权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所述根端是成型的制品，并且所述多个连接元件在成型所述根端期间集成在所述根端中。

10.根据权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片，所述风力涡轮机转子叶片还包括多个插销，所述插销被配置为插入穿过所述多个连接元件的形成所述根端的所述侧壁中的所述孔的相应孔眼，其中，当所述插销被接纳在所述孔眼中时，所述插销的暴露部分被配置为远离所述转子叶片的所述根端的所述侧壁的至少一个表面延伸。

11.根据权利要求10所述的风力涡轮机转子叶片，其中，当所述插销被接纳在所述孔眼中时，所述插销的暴露部分被配置为远离所述根端的所述侧壁的外表面和所述侧壁的内表面延伸。

12.根据权利要求10或11所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所述插销包括被配置为接纳紧固件的一个或更多个凹槽。

13.根据权利要求10所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所述插销包括一对相对的凸台从而提供T形插销，其中，所述凸台中的每个包括被配置为接纳紧固件的穿通孔。

14.根据权利要求10所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所述插销能滑动地插入所述多个连接元件的相应孔眼中，而不是以其他方式固定地固定到所述转子叶片的所述根端。

15.根据权利要求10所述的风力涡轮机转子叶片，所述风力涡轮机转子叶片还包括多个保持头，其中，每个保持头包括用于接纳紧固件的穿通孔，并且其中，每个保持头被配置为抵接两个相邻的插销。

16.根据权利要求10所述的风力涡轮机转子叶片，所述风力涡轮机转子叶片还包括用于将所述转子叶片的所述根端固定到所述转子轮毂的轮毂支撑件的多个紧固件。

17.根据权利要求16所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所述紧固件被配置为在所述插销通过所述多个连接元件的相应孔眼被接纳时与所述插销的暴露部分接合。

18.根据权利要求16或17所述的风力涡轮机转子叶片，其中，所述多个紧固件包括多个U形螺栓、双头螺栓或I形螺栓。

19.一种制造用于在根据权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片的根端处的连接接头的连接元件的方法，该方法包括：

提供具有顶表面、底端和一对侧表面的心轴；

在所述心轴的所述顶表面上布置有限长度的纤维粗纱以在所述粗纱中形成折叠部，并且使所述纤维粗纱的端部聚集在一起，以在所述纤维粗纱中限定穿通孔；

将树脂注入所述纤维粗纱中；并且

至少部分地固化所述纤维粗纱和所述树脂，以形成复合制品。

20.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括：

将插入件能拆卸地联接到所述心轴的所述底端，使得所述纤维粗纱悬垂在所述插入件上并且所述插入件设置在所述纤维粗纱中的所述穿通孔中，其中，所述穿通孔的一部分和所述插入件的一部分限定所述连接元件中的孔眼。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，布置有限长度的纤维粗纱还包括在所述心轴上堆叠多个有限长度的纤维层。

22.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括：

从所述复合制品拆卸所述心轴；并且

切割所述复合制品以形成多个连接元件。

23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述心轴的所述顶表面是大体弧形的，以在所述复合制品中提供具有弧形部分的穿通孔。

24.一种制成具有根端的风力涡轮机转子叶片的方法，该方法包括：

提供具有成型表面的成型设备；

提供根据权利要求19至23中任一项制成的多个连接元件；

在所述成型设备中铺设纤维层的第一组件；

将所述多个连接元件插入所述成型设备中；

在所述成型设备中铺设纤维层的第二组件，其中，所述多个连接元件大体设置在纤维层的所述第一组件和所述第二组件之间；

将树脂注入纤维层的所述第一组件和所述第二组件中；并且

固化所述纤维层和所述树脂，以形成所述转子叶片的所述根端，所述根端具有端面和从所述端面延伸的侧壁，

其中，所述多个连接元件布置在所述成型设备中，使得所述连接元件中的所述穿通孔的至少一部分限定穿过所述根端的所述侧壁并且与所述端面间隔开的孔。

25.根据权利要求24所述的方法，该方法还包括：

在所述成型设备中提供多个锚固件，所述锚固件联接到所述成型表面并且从所述成型表面延伸；并且

将所述连接元件中的每个支撑在相应锚固件上，使得所述锚固件延伸穿过所述连接元件中的所述穿通孔。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述锚固件能拆卸地联接到所述成型设备，并且所述方法还包括：

从所述成型设备拆卸所述锚固件；并且

将所述转子叶片的所述根端从所述成型设备中脱模。

27.一种风力涡轮机，该风力涡轮机包括：

塔架；

机舱，该机舱设置在所述塔架的顶部；

转子，该转子联接到所述机舱并且包括具有轮毂支撑件的转子轮毂和至少一个转子叶片，所述转子叶片包括根端，该根端具有端面和远离所述端面延伸的侧壁，其中，所述转子叶片的所述根端通过连接接头联接到所述轮毂支撑件，其中，所述连接接头包括：

多个独立的连接元件，所述多个连接元件集成在所述转子叶片的所述根端中，每个连接元件包括孔眼，所述孔眼限定穿过所述转子叶片的所述根端的所述侧壁并且与所述端面间隔开的孔，其中，所述多个连接元件中的每个包括折叠的纤维粗纱，其中，所述多个连接元件的所述孔眼至少部分由所述纤维粗纱中的折叠部限定；

多个插销，所述多个插销通过所述多个连接元件的形成所述根端的所述侧壁中的所述孔的相应孔眼被接纳，其中，所述插销包括远离所述叶片的所述根端的所述侧壁的至少一个表面延伸的暴露部分；以及

多个紧固件，每个紧固件接合所述插销的所述暴露部分并且联接到所述轮毂支撑件，用于将所述转子叶片的所述根端固定到所述转子轮毂。

28.根据权利要求27所述的风力涡轮机，其中，所述插销的所述暴露部分远离所述根端的所述侧壁的外表面和内表面延伸，并且紧固件接合从所述根端的所述侧壁的所述内表面和所述外表面二者延伸的所述暴露部分。

29.根据权利要求27或28所述的风力涡轮机，其中，所述多个紧固件中的每个跨所述转子叶片和所述转子轮毂之间的连接界面延伸到形成所述转子叶片的所述根端的材料的一侧。

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