TWI553223B - 轉子葉片 - Google Patents

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TWI553223B
TWI553223B TW101146276A TW101146276A TWI553223B TW I553223 B TWI553223 B TW I553223B TW 101146276 A TW101146276 A TW 101146276A TW 101146276 A TW101146276 A TW 101146276A TW I553223 B TWI553223 B TW I553223B
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強翰納 肯尼伯格
亞歷山大 霍夫曼
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渥班資產公司
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Description

轉子葉片
本發明關注一風力發電設備之一轉子葉片，尤其一實質上兩部分之轉子葉片。本發明進一步關注包括此一轉子葉片之一風力發電設備。
長久以來已知風力發電設備之轉子葉片。本發明尤其關注一所謂水平軸風力發電設備之轉子葉片，亦即一種風力發電設備，其中一個或多個轉子葉片形成空氣動力轉子，且如所欲繞一實質上水平之軸(其亦可輕微傾斜)旋轉。此一風力發電設備亦展示於圖1中。
在該方面，現代風力發電設備現今具有越來越大之轉子直徑及因此更長之轉子葉片。因為轉子葉片之大小增加，當將轉子葉片運輸至架設位置時其引起越來越多問題。
例如，在購自Enercon之型號E126之風力發電設備上已知使用一分開之轉子葉片，其特別地以轉子葉片縱向軸方向細分為一內部分及一外部分之兩個部分。在此情況中內部分由鋼製成。相應地，此給予高質量之一轉子葉片，其在許多態樣中可為一缺點。風力發電設備之轉子之重量增加，且從而風力發電設備之吊艙之重量亦增加。為能夠在吊艙上承載更高質量之轉子，吊艙可能亦需要改進，且其等可引發吊艙之重量上之一額外增加。此外，鋼之此種轉子葉片部分之運輸及亦尤其安裝係複雜且昂貴的，且使其必需使用對於所涉及之負載而設 計之一對應的大起重機。
德國專利及商標局搜尋優先權申請中之以下最先進技術：DE 10 2006 014 742 B4、DE 199 62 989 B4、DE 10 2006 022 279 A1、DE 20 2011 101 634 U1、EP 1 798 412 A2及EP 1 398 499 A1。
因此本發明之目的係對付至少一個之上文提及之問題。尤其本發明尋求提供一種儘可能輕及同時大且相對較容易運輸之轉子葉片。本發明尋求至少提出一種替代解決方案。
根據本發明，根據技術方案1提出一種轉子葉片。
一風力發電設備之此一轉子葉片意欲固定至一轉子轂且具有一轉子葉片縱向軸。轉子葉片包含至少一轉子葉片內部分及一轉子葉片外部分。轉子葉片內部分意欲面朝轉子轂且在該情況中較佳地直接或間接固定至該轉子轂。轉子葉片外部分背對轉子轂且因此面朝一轉子葉片尖端，且亦可包含該轉子葉片尖端。因此轉子葉片實質上由轉子葉片縱向軸上之轉子葉片內部分及轉子葉片外部分組成。亦可提供進一步組件，如一轉子葉片後箱區段，其尤其在靠近轂之區域中增加轉子葉片之寬度。應理解轉子葉片實質上包括轉子葉片內部分及轉子葉片外部分之事實尤其為沿著轉子葉片縱向軸之局部延伸區之意義。更明確而言，轉子葉片尤其從轉子轂延伸至轉子葉片尖端使得轉子葉片內部分從轉子轂延伸至轉子葉片外部分，且轉子葉片外部分從轉子葉片內部分延伸至轉子葉片尖端。
轉子葉片內部分藉由至少一個連接裝置連接至轉子葉片外部分。較佳地，提供複數個連接裝置，尤其多重個，如例如20至50個連接裝置或甚至更多。每個之該等連接裝置(但其之至少一者)包含錨定於轉子葉片外部分中之至少一個錨定元件。該錨定元件尤其嵌入轉子葉片外部分中。其可在製造轉子葉片時直接配置在那裡，或其可隨後 藉由提供諸如，例如孔之適宜開口而錨定於轉子葉片外部分中。
此外，該連接裝置包含錨定於轉子葉片內部分中之至少一個配對元件。類似於轉子葉片外部分中之錨定元件，該配對元件可嵌入轉子葉片內部分中，更明確而言，其可在製造轉子葉片內部分時配置在那裡，或其可隨後配置且錨定於轉子葉片內部分中。
此外，提供一連接螺栓，其固定於錨定元件中，且因此藉助於錨定元件及藉助於轉子葉片外部分而錨定。該連接螺栓接著從錨定元件及因此從轉子葉片外部分延伸至轉子葉片內部分且在那裡穿過配對元件。在該方面該連接螺栓較佳地不固定於配對元件中。尤其，只要其不被諸如一撐緊元件之一進一步元件固定，其基本上可在連接螺栓之縱向方向上移位。尤其，該配對元件不具有一母螺紋。
根據一實施例，轉子葉片之特徵在於轉子葉片內部分及/或轉子葉片外部分分別實質上包括一纖維強化塑膠。尤其，對於兩個部分之一者或該兩個部分提出一種玻璃纖維強化塑膠或碳纖維強化塑膠。在該方面，根據本發明之解決方案提供將纖維強化塑膠之兩個轉子葉片部分連接在一起的一特定言之有利的可能方式。錨定元件及/或配對元件可基本上在此一纖維強化塑膠之生產中嵌入。尤其，其可由浸漬於塑膠中之樹脂或玻璃纖維或碳纖維氈所圍住。
然而一較佳選項提供在分別沒有錨定元件或配對元件(且其等稍後裝配)之下首先產生轉子葉片內部分及/或轉子葉片外部分。因此錨定元件及配對元件係呈獨立元件之形式，其等自身較佳地不是從纖維強化塑膠製成，但尤其從金屬製成。在該方面，因為例如包含亦如此一強化元件或配對元件之額外元件(其等不包括纖維強化塑膠)，所以轉子葉片內部分及/或轉子葉片外部分不是完全包括纖維強化塑膠。此外，亦可在纖維強化塑膠中提供諸如例如除纖維強化塑膠之外的其他材料之強化元件之進一步元件，亦如例如木質元件。
當連接纖維強化塑膠之此等轉子葉片部分時，錨定元件及配對元件首先承載對應連接力，其等較佳地分佈至許多連接裝置及因此分佈至許多錨定元件及配對元件。接著分別從錨定元件或配對元件將該連接力分別施加至轉子葉片外部分及轉子葉片內部分之材料。因此分佈該力，且避免作用於一纖維強化塑膠上之高點之力。
較佳地，錨定元件係呈具有對轉子葉片縱向軸實質上橫向配置之一螺栓軸之一橫向螺栓之形式。較佳地，至少一個錨定元件配置於轉子葉片外部分之一殼中，且其螺栓軸面對內區域，尤其面對轉子葉片外部分之內部空間。在此情況中，錨定元件可以螺栓軸之方向容易地插入至轉子葉片外部分之殼中之一對應孔或其他開口中，且在那裡錨定。
期望該錨定元件具備具有一母螺紋之一孔，該孔相對於螺栓軸橫向配置，且按需要實質上平行於轉子葉片縱向軸。可用母螺紋在該孔中固定地容納連接螺栓，且尤其可將該連接螺栓旋緊至此一母螺紋中。該組態可使得呈橫向螺栓之形式之錨定元件基本上從外側向內被推動至尤其一孔之一對應開口中而至轉子葉片外部分之討論之殼中，且錨定。
此外，提供一縱向孔，其實質上平行於轉子葉片縱向軸，且其從提供用於裝配至轉子葉片內部分之一鄰接表面之外部分之一鄰接表面延伸至對應錨定元件。該連接螺栓可插入穿過可在尚未插入錨定元件時產生之該孔，且最終用錨定元件中之螺紋旋緊至對應孔中。連接螺栓實質上固定地錨定於該轉子葉片外部分中之該區位。較佳地，以該方式提供轉子葉片外部分中之具有連接螺栓之非常多的錨定元件。然而為在轉子葉片外部分與轉子葉片內部分之間進行一連接，首先不將連接螺栓固定於錨定元件中可為有利的。
較佳地提出該配對元件係呈具有相對於轉子葉片縱向軸實質上 橫向配置之一螺栓軸之一橫向螺栓之形式。亦期望將該配對元件配置於轉子葉片內部分之一殼中，尤其用該螺栓軸引導至裡面，且尤其轉子葉片內部分中之內部空間。為該目的，可能對於每個配對元件在轉子葉片外部分之殼中提供一對應孔。
較佳地，提供從提供用於附接至該轉子葉片外部分之一鄰接表面或該鄰接表面之轉子葉片內部分之一鄰接表面或該鄰接表面至少至配對元件之意欲區位的一孔。此一孔亦實質上平行於轉子葉片縱向軸而提供。較佳地，此一縱向孔在轉子葉片外部分中完全從用於附接至該轉子葉片外部分之一鄰接表面或該鄰接表面穿過轉子葉片內部分之一錨定區域或該錨定區域延伸至縱向孔憑藉材料厚度上之減小而顯露之轉子葉片內部分之一內區域。
為將轉子葉片外部分連接至轉子葉片內部分，因此提出該連接螺栓從錨定元件及因此從轉子葉片外部分穿過對應縱向孔延伸至轉子葉片內部分及在那裡進一步穿過配對元件。因此該連接螺栓首先固定地連接至錨定元件但不連接至配對元件。接著在遠離錨定元件之配對元件之一側用一夾緊構件(尤其一螺帽)實現固定，以撐抵住配對元件，以藉此將錨定元件及配對元件拉引相互抵靠。因此夾緊構件被裝配至連接螺栓上，且抵靠配對元件在其上推動。其可例如以在連接螺栓上提供直接或間接抵靠配對元件將夾緊構件旋緊於其上之一對應公螺紋之此一方式實現。
較佳地在配對元件與夾緊構件之間配置尤其在連接螺栓上推動之一膨脹套筒。該夾緊構件接著間接地藉助於該膨脹套筒而產生一撐緊動作。
以作為夾緊元件之一螺帽為例，以朝配對元件之一方向將其旋緊至連接螺栓上，在此情況中抵靠配對元件推動膨脹套筒，且藉此形成撐緊動作。在此情況中該膨脹套筒彈性地屈變，使得施一夾緊力。 當出現輕微的材料疲勞現象時，若例如連接螺栓經歷最小拉伸，配置於錨定元件與配對元件之間之轉子葉片外部分及/或轉子葉片內部分之材料稍微屈變，則膨脹套筒可藉由膨脹而抵消此種材料疲勞，在該情況中保持至少部分維持撐緊配置之力。
較佳地在通孔之區域中，配對元件具有一平坦化接觸表面或以某一其他方式調適之一接觸表面用於裝配夾緊構件或膨脹套筒。以該方式，可分佈在撐緊時從夾緊構件及/或膨脹套筒作用於配對元件上之力。特定言之當配對元件係呈尤其具有圓形橫截面之一圓柱橫向螺栓之形式時此係有利的。
在一實施例中，提出一種轉子葉片，其特徵在於錨定元件之區域中之轉子葉片外部分及另外或替代地配對元件之區域中之轉子葉片內部分分別具有比轉子葉片殼之其餘部分之材料厚度更厚或比轉子葉片殼之平均材料厚度更大之材料厚度之一錨定區域。因此提供一外圍延伸之加厚區域，其中向內(即徑向向內)提供該加厚或增加之材料厚度。尤其，對於每個連接裝置，在轉子葉片外部分及/或轉子葉片內部分之錨定區域中提供一縱向孔。其實質上平行於轉子葉片縱向軸，且因此亦近似平行於討論之區域中之轉子葉片表面。當使用許多連接裝置時，因此存在許多縱向孔，其等尤其在錨定區域中在外圍方向上近似均勻地分佈。
較佳地，轉子葉片外部分中之縱向孔從用於裝配至轉子葉片內部分之一鄰接表面延伸至用於接收錨定部位之一橫向孔，使得連接螺栓可從該鄰接表面延伸至該錨定螺栓。
對於轉子葉片內部分，較佳地提出轉子葉片外部分中之縱向孔由用於裝配至轉子葉片外部分之一鄰接表面完全穿過錨定區域延伸至轉子葉片內部分之一內區域中之末端，其中材料厚度太薄以至於該孔從錨定區域完全顯露，使得連接螺栓可從鄰接表面延伸至內區域中。 相應地，提出一方面在轉子葉片外部分中及另一方面在轉子葉片內部分中之縱向孔之不同組態。在轉子葉片內部分中，縱向孔形成一通孔，而在轉子葉片外部分中，其僅延伸至對應橫向螺栓，且亦可稱為一盲孔。
其使連接螺栓可能從錨定螺栓延伸至轉子葉片內部分且在那裡完全穿過錨定區域而延伸，亦即在兩種情況中沿著縱向孔而延伸。因此連接螺栓之一末端在錨定螺栓中固定且在此錨定至那裡，而連接螺栓之另一末端從轉子葉片內部分之錨定部位突伸，且在那裡延伸至轉子葉片內部分之內區域中。因此，一夾緊構件可容易地配置於該第二末端處，且可從轉子葉片內部分之內側區域致動且尤其可被扣緊。因此可容易地實施轉子葉片外部分至轉子葉片內部分之連接，其允許從轉子葉片內部分撐緊。因此不需要到轉子葉片外部分中。在此情況中，進行連接、將其扣緊及產生撐緊動作均可在將轉子葉片安裝於風力發電設備上之前(諸如例如，在提起及安裝轉子葉片之前在建造場地之現場)實現。替代地，當已經將轉子葉片內部分固定至轉子轂時亦可進行一連接。當水平安置轉子葉片內部分時，其取決於其各自結構形狀及大小可迅速地從轂從內側進入。
亦可能容易地且在沒有使服務人員暴露至不必要之危險之下例如在一維護區間之後檢查轉子葉片外部分與轉子葉片內部分之間之連接(關於其強度)。在此，轉子葉片外部分亦可由服務人員從轉子葉片內部分釋放兩個轉子葉片部分之連接而移除及替換。
在一進一步實施例中，以複數個列尤其相對於一轉子葉片中心軸以一內列及一外列配置連接裝置或其一各自部分。藉此可將出現之負載分佈至一更寬區域。因此，使用一內列及一外列涉及一個兩列組態。與使用僅一列比較，使用複數個列尤其引發加寬負載區域。
較佳地或替代地，每個連接裝置具有複數個連接螺栓。在該方 面一有利組態係一連接裝置分別具有一錨定元件、一配對元件及複數個且尤其兩個連接螺栓之組態。當將兩個轉子葉片部分連接在一起時，一各自之錨定元件及一配對元件抵靠彼此而撐緊。在該撐緊程序中，提供複數個連接螺栓意味著將對應夾緊力分別分佈於錨定元件上及配對元件上。
一進一步實施例提出連接裝置係具有使得該連接螺栓或每個連接螺栓穿過錨定元件延伸至一膨脹套筒且在遠離錨定元件之一固定部位處在膨脹套筒中旋緊至膨脹套筒之一組態。其在固定部位與錨定元件之間供應膨脹套筒之一膨脹部位，膨脹套筒頂住該錨定元件，且在連接裝置之撐緊狀態由連接螺栓抵靠該錨定元件拉動膨脹套筒。以該方式，膨脹套筒可在不需要直接在膨脹套筒之一撐緊構件處實現撐緊效應之下提供撐緊連接裝置之一夾緊動作。
此外，提出一種用於將一轉子葉片內部分連接至一轉子葉片外部分之連接裝置。該連接裝置係具有如在上文中從轉子葉片內部分與轉子葉片外部分之間之連接之描述顯而易見之一組態。
亦提出一種具有至少一個轉子葉片(尤其三個轉子葉片)之風力發電設備，該轉子葉片或該等轉子葉片係具有根據本發明之一轉子葉片之至少一個所描述之實施例之一組態。
1‧‧‧轉子葉片
2‧‧‧轉子葉片內部分
4‧‧‧轉子葉片外部分
6‧‧‧內尾緣段
8‧‧‧外尾緣段
10‧‧‧連接輪緣
12‧‧‧內葉片附接表面
14‧‧‧外葉片附接表面
16‧‧‧內葉片固定區域
18‧‧‧外葉片固定區域
20‧‧‧配對元件
22‧‧‧內葉片殼
24‧‧‧螺栓軸
26‧‧‧葉片表面
28‧‧‧連接螺栓/縱向孔
30‧‧‧膨脹套筒
34‧‧‧錨定元件
36‧‧‧轉子葉片向內之側
38‧‧‧分離位置
40‧‧‧螺栓螺紋
42‧‧‧內部空間/平坦化區域/套筒接收構件
44‧‧‧撐緊元件/夾緊元件/撐緊構件/螺帽/夾緊螺帽
46‧‧‧內部空間
48‧‧‧縱向孔
50‧‧‧葉片殼
52‧‧‧葉片殼
54‧‧‧撐緊墊圈
100‧‧‧風力發電設備
102‧‧‧塔柱
104‧‧‧吊艙
106‧‧‧轉子
108‧‧‧轉子葉片
110‧‧‧自旋器
120‧‧‧配對元件
128‧‧‧連接螺栓
130‧‧‧膨脹套筒
134‧‧‧錨定元件
148‧‧‧縱向孔
156‧‧‧固定構件
158‧‧‧接觸表面
160‧‧‧接觸壓力區域
162‧‧‧橫向孔
164‧‧‧橫向接收構件
166‧‧‧螺紋部位
在下文中藉由藉助於實例之實施例參考附圖而更詳細描述本發明。
圖1展示一風力發電設備之一透視圖，圖2基於一分解圖在一視圖中展示一分開之轉子葉片之一透視圖，圖3展示一分開之轉子葉片之一部位，圖4展示一分開之轉子葉片之一連接區域之一截面圖， 圖5展示一轉子葉片內部分之一鄰接表面之一平面圖，圖6展示一轉子葉片內部分之一連接區域之一透視圖，圖7展示一轉子葉片內部分之一連接區域之一進一步透視圖，圖8展示一轉子葉片內部分之一連接區域之一透視截面圖，圖9展示根據本發明之一第二實施例之一連接裝置之一透視圖，圖10展示根據本發明之第二實施例之一轉子葉片外部分之一連接區域之一部分之一透視圖，圖11展示具有連接裝置之插入部分之圖10之連接區域之部分，圖12展示關於圖11之連接區域之一軸向平面圖，圖13展示根據本發明之第二實施例之一轉子葉片內部分之一連接區域之一部分之一透視圖，及圖14展示具有連接裝置之插入部分之圖13之連接區域之部分。
下文中之一樣參考可指示類似但不一樣元件，以強調其功能關係。
圖1展示包括一塔柱102及一吊艙104之一風力發電設備100。於吊艙104上配置具有三個轉子葉片108及一自旋器110之一轉子106。在操作中，藉由風造成轉子106旋轉，且藉此驅動吊艙104中之一發電機。
亦可稱為一分開之轉子葉片1之圖2中圖解繪示之轉子葉片1具有一轉子葉片內部分2及一轉子葉片外部分4。此外，該圖展示固定至轉子葉片內部分之一內尾緣段6，且對應地存在固定至轉子葉片外部分4之一外尾緣段8。
轉子葉片內部分2具有用於將轉子葉片內部分固定至一轉子轂或固定至一對應轂轉接器之一連接輪緣10。此外在轉子葉片外部分4上存在用於附接至一內葉片附接表面12之一外葉片附接表面14，其在圖 3中可見。因此可以使得內葉片附接表面12裝配至外葉片附接表面14之一方式將轉子葉片內部分2連接至轉子葉片外部分4，且因此此提供固定及尤其撐緊兩個轉子葉片部分。
圖3展示一分開之轉子葉片1之一部位，亦即實質上亦涉及內葉片附接表面12之該轉子葉片內部分2之一內葉片固定區域16。圖3亦展示亦具有一外葉片附接表面14之轉子葉片外部分4之一外葉片固定區域18。
為將該轉子葉片內部分2連接至該轉子葉片外部分4，該內葉片附接表面12及該外葉片附接表面14被帶到一起。出於固定之目的，在其內葉片固定區域16中之轉子葉片內部分2具有在此呈橫向螺栓之形式之複數個配對元件20。在所繪示之實例中存在36個此種橫向螺栓。呈橫向螺栓之形式之此等配對元件20分別形成一連接裝置之一部分。該等配對元件20分別配置於該內葉片固定區域16之區域中之內葉片殼22中。因此內葉片殼22具有一非常大之材料厚度以接收在內葉片固定區域16之區域中及因此亦在內葉片附接表面12之區域中之配對元件20。配對元件20基本上呈一環之形式配置且基本上使其等之螺栓軸24垂直於內葉片殼22及因此垂直於內葉片殼中之一葉片表面26而安置。
對於每個配對元件20，提供一連接螺栓28、一膨脹套筒30及亦可稱為一夾緊元件且在此呈一夾緊螺帽之形式之一撐緊元件44作為進一步固定元件，其等尤其在圖4中更詳細描述。連接螺栓28延伸穿過內葉片固定區域16、配對元件20、膨脹套筒30而至撐緊元件44，且可延伸穿過撐緊元件44。
於外葉片固定區域18中之轉子葉片外部分4中提供分別意欲容納一連接螺栓28之錨定元件34。
基本上一錨定元件34與一連接螺栓28、一配對元件20、一膨脹套筒30及一撐緊元件44一起形成一連接裝置。
圖4展示一轉子葉片內部分2之一部位與裝配在一起之一轉子葉片外部分4固定地連接至彼此。該部位展示一側視圖，且本質上展示在此適宜地連接在一起之內部分固定區域16及外葉片固定區域18之一部分。
在該方面，圖4僅展示一外圍延伸之轉子葉片殼之一部分，其中在圖4之視圖中，轉子葉片表面26及因此轉子葉片1之外側向上展示，而一轉子葉片向內之側36在圖4中向下展示。
轉子葉片內部分2及轉子葉片外部分4在其內葉片連接表面12及外葉片連接表面14處裝配在一起。該附接區域可稱為分離位置38。為將轉子葉片內部分2及轉子葉片外部分4固定在一起，外葉片固定區域18中存在一錨定元件34，即一橫向螺栓。連接螺栓28在錨定元件34中固定地旋緊於一螺栓螺紋40中，且兩個元件因此固定地連接在一起。該連接螺栓28可呈一螺紋螺栓之形式及/或可在其末端處具備一螺紋。
連接螺栓28從錨定元件34延伸至轉子葉片內部分2。在此情況中，連接螺栓28橫向延伸穿過內葉片附接表面12及外葉片附接表面14，且因此橫向穿過分離位置38。
在轉子葉片內部分2中，連接螺栓28延伸穿過配對元件20，其中該配對元件20亦實質上呈一螺栓之形式。連接螺栓28進一步延伸穿過內葉片固定區域16使得其明顯地突伸至轉子葉片內部分2中之內部空間42中。出於撐緊之目的，首先於亦可稱為縱向孔28之連接螺栓28上推動一膨脹套筒30，該套筒30延伸至配對元件20。在此情況中，膨脹套筒30頂住亦可稱為一套筒接收構件42之一平坦化區域42。此外，一夾緊元件44(亦即一螺帽)旋緊在連接螺栓28上，該夾緊元件44在扣緊時抵靠配對元件20推動膨脹套筒30或藉此將錨定元件34及從而轉子葉片外部分4拉動至轉子葉片內部分2。
膨脹套筒30之使用提供其可對材料之任何輕微疲勞現象屈變，對應地膨脹且防止連接之鬆開或釋放。所使用之膨脹套筒30特別地亦提供將撐緊構件44(亦即螺帽44或夾緊螺帽44)配置於內部空間46中，且至少可容易地從轉子葉片內部分2中之內部空間46接達。一服務職員可因此執行一撐緊操作且因此可從轉子葉片內部分2中之內部空間46將兩個轉子葉片2及4之連接扣緊至彼此。
較佳地，轉子葉片1在連接區域中具有使得配對元件20及錨定元件34之大小實質上相同之一組態，尤其兩者係呈近似一樣大小之橫向螺栓之形式，亦即儘可能相同之一長度及橫截面，如圖4中所示。此外，一有利組態係其中從錨定元件34至外葉片附接表面14之一間距與從配對元件20至內葉片附接表面12之一間距近似精確地相同之組態。
原則上，連接螺栓28或縱向孔28在一對應縱向孔48中導向。在該方面，當連接或縱向螺栓28在縱向孔48上完全導向時，縱向孔48功能地形成一單個物體。然而實際上，在內葉片固定區域16及亦在外葉片固定區域兩者中提供縱向孔48，其通常將需要以複數個工作步驟實施。縱向孔48亦可具有不同直徑，亦即尤其在膨脹套筒30之區域中其可涉及一較大直徑。在不提供膨脹套筒30之處，縱向孔之直徑可適於連接螺栓28之外側直徑。為簡化製造，提出在該配對元件20與該內葉片附接表面12之間之區域中之縱向孔具有與膨脹套筒30之區域中之縱向螺栓相同之直徑。在該情況中，縱向孔48之該等兩個部位可於一個工作操作中及尤其用一穿孔工具提供。純粹作為一防護，指出術語孔並非必需表示此孔事實上亦由一穿孔或鑽孔操作產生。
在圖4中亦可能看到內葉片固定區域16及外葉片固定區域18之材料厚度分別相對於各自轉子葉片內部分2及轉子葉片外部分4之其餘葉片殼50及52之材料厚度而增加。尤其，可憑藉該更大材料厚度而容納配對元件20及錨定元件34。此外，結果可能使相對於轉子葉片表面26 向前通行之連接螺栓28從內葉片固定區域16出來至內部空間46中。
圖5展示其中存在36個連接裝置及因此連接螺栓28及因此縱向孔48之一內葉片附接表面12之一平面圖。
圖6中之透視圖本質上僅展示內葉片固定區域16。然而對比於圖6中之例證圖，內葉片固定區域並非與轉子葉片內部分2分離地產生。
除連接螺栓28之外，該視圖展示配對元件20，尤其從內葉片固定區域16之材料突伸之膨脹套筒30。在此配置中，膨脹套筒30突伸至轉子葉片內部分2之內部區域46中，且因此亦可迅速地接達撐緊螺帽或夾緊元件44。可於該等螺帽44與膨脹套筒30之間提供支撐墊圈54。在一實施例中，代替支撐墊圈或除了支撐墊圈外，可提供用於一液壓扣緊處理之輔助構件，諸如例如一近似圓錐之墊圈，以增加膨脹套筒30上之一末端支撐表面之大小，以裝配一液壓夾緊工具。
圖7僅展示相對於圖6之一不同透視，尤其繪示從內葉片附接表面12從內葉片固定區域16突起之連接螺栓28。然而不管在此採用之視圖，提出轉子葉片內部分2至轉子葉片外部分4之一實際連接以使得該等連接螺栓28首先固定於轉子葉片外部分4中之錨定元件34中以接著引入至轉子葉片內部分中之一方式實施。替代地，可將轉子葉片內部分2及轉子葉片外部分4裝配在一起且可使連接螺栓從葉片內部分2中之內部空間46插入穿過各自縱向孔48，且通行至錨定元件34，以接著尤其藉由旋緊於其內而在錨定元件34中固定。隨後可將一膨脹套筒30及接著一夾緊螺帽44裝配於其上且扣緊。
圖8藉助於繪示一內葉片固定區域16而展示一部分截面透視圖。在該視圖中至少在兩個位置處亦可透視地看到連接螺栓28、配對元件20、膨脹套筒30及夾緊螺帽44。該視圖僅涉及該內葉片固定區域16之區域中及因此該配對元件20之區域中及部分膨脹套筒30中之一中空空間。其用於例證之目的且實際上該內葉片固定區域16至少較佳地採用 一固體材料，尤其如玻璃纖維強化塑膠或碳纖維強化塑膠之纖維強化塑膠。尤其在該內葉片固定區域中與在該轉子葉片內部分之剩餘部分中或其大部分中採用之材料相同。較佳地，該相同材料對應地應用於轉子葉片外部分。
因此根據本發明提出在一轉子葉片內部分與一轉子葉片外部分之間之一有利連接。此亦可稱為在一內葉片與一外葉片之間之一連接。尤其提出該外葉片具備一橫向螺栓連接，其中一橫向螺栓具備用於一縱向螺栓之一螺紋。該內葉片亦具備橫向螺紋，然而其不具有用於縱向螺栓之一螺紋，或其具備用於膨脹套筒之通孔及一平坦支撐表面，該表面被引導至設備中心點，從內葉片實現旋緊。
尤其有利的是可從葉片裡面接達而旋緊，其有利於維護及組裝。可以導致轉子葉片之外側表面之輪廓僅受輕微影響或確實完全不受影響之此一方式實現固定。該處理亦允許可自動生產。
因此憑藉所提出之解決方案，可能分開一轉子葉片，使得此給予兩個更短部分。該等縮短之部分可尤其更容易運輸。原則上，可在製造之過程中將此一轉子葉片適宜地從開端分開成兩個部分，或將該轉子葉片產生成一塊且隨後在一適宜連接位置處分離。在該連接位置之區域中已經可能實施進行連接(諸如例如引入橫向螺栓，亦即分別為配對元件及/或錨定元件20及34)之防護措施。供應關於轉子葉片部分(亦即外葉片及內葉片)之一連接選項，其中可從纖維強化塑膠製作兩個轉子葉片部分。在該方面，可從相同或一不同之纖維強化塑膠製作兩個部分。因此原則上此亦使得可能將一碳纖維強化塑膠部分連接至一玻璃纖維強化塑膠部分。
其使得可能促進轉子葉片之運輸，且在建構中可能可使用更小之起重機。以該方式，亦變得可能可使得涉及難以接達之區域(諸如例如山區)更好或更容易到達。
此外，對於尤其超過45米長之長轉子葉片，現在亦可能鐵路運輸。運輸及組裝成本上之減少亦可為有利的，而且為可接達難以到達之架設位置之一改良。
圖9展示根據一進一步實施例之一連接裝置100。此連接裝置100包含一錨定元件134及一配對元件120，其等藉助於兩個連接螺栓128連接在一起，且其等在其正確地適當使用中可抵靠彼此而撐緊。在該方面，在其正確使用中，錨定元件134配置於一轉子葉片外部分中且配對元件120配置於一轉子葉片內部分中，或反之亦然，以藉此將該轉子葉片內部分與轉子葉片外部分固定地連接在一起。該等連接螺栓128藉由從錨定段134穿過配對元件120延伸對其上裝配之一固定構件156而固定於配對元件120處。可為呈一螺帽之形式且旋緊其上之該固定構件156頂住該配對元件120之一接觸表面158。該固定元件156亦形成一撐緊元件，且可出於撐緊之目的而被扣緊。
每個連接螺栓128亦延伸穿過錨定元件134且具備頂住該錨定元件134之一接觸壓力區域160之一膨脹套筒130。因此配對元件120及錨定元件134安置於膨脹套筒130與固定構件156之間。對於此連接裝置100使用兩個連接螺栓128意味著可分別對於配對元件120及錨定元件134在兩個位置處分別施加一夾緊力。每個錨定元件134及配對元件120可對應地較久地在儘可能大之一區上分別對一轉子葉片內部分及一轉子葉片外部分施加一夾緊力。
如圖9中所示之裝配於連接螺栓128上之膨脹套筒130在其遠離錨定元件134之末端處具有具母螺紋之一螺紋部位166，連接螺栓旋緊至該螺紋部位166中。替代地，亦可由連接螺栓128之一對應頭部固持或可由配置在那裡之一撐緊構件(諸如例如一螺帽)固持及撐緊該膨脹套筒。
圖10展示一轉子葉片外部分104之一部分。為將該轉子葉片外部 分104連接至一轉子葉片內部分102，其繪示於圖13及圖14中，存在用以分別接收一錨定元件134之複數個橫向孔162。提供用於使一連接螺栓128貫穿之縱向孔148，亦即一各自橫向孔162之兩個縱向孔148。因此所有縱向孔148形成該等縱向孔148之一外圍延伸之兩列配置。
圖11展示稍微相對於圖10而轉動以繪示具有圖9之連接裝置100之插入部分之圖10中之轉子葉片外部分104之部分之一透視圖。相同的，一各自錨定元件134裝配至一橫向孔162中。此外，一各自連接螺栓128貫穿每個縱向孔148。圖11中未展示膨脹套筒130。
圖12展示轉子葉片外部分104之圖11中繪示之部分之一軸向視圖。在該連接區域之此軸向平面圖中，可能看到許多縱向孔148，及配置於其中之該等連接螺栓128。
圖13展示具有用於接收一各自配對元件120之橫向接收構件164之一轉子葉片內部分102之一部分。可看到該橫向接收構件164僅具有一個至該轉子葉片內部分102中之內部空間之開口。出於比較，將注意力引導至轉子葉片外部分104中之橫向孔162，其分別從外側向內完全延伸。
每個橫向接收構件164亦具有兩個縱向孔148。已對於該轉子葉片內部分102中之該等縱向孔選擇與轉子葉片外部分104中之縱向孔148相同之參考數字，以清楚表明對於一連接裝置100之一各自連接螺栓128延伸穿過轉子葉片內部分102中之此一縱向孔148且亦穿過轉子葉片外部分104中之一對應配置之縱向孔148。
圖14展示轉子葉片內部分102，其具有插入之連接裝置100之部分，亦即具有一各自之配對元件120及兩個連接螺栓128。可能看到在配對元件120旁及其後已保持大量自由空間。該空間可用於容納固定構件156或撐緊構件156，且亦可能供應用於扣緊固定構件156或撐緊構件156以撐緊連接裝置100之空間。因此較佳地將在該方面為寬敞的 該等橫向接收構件164配置於該轉子葉片內部分中以使用固定構件156從其實施撐緊。出於該目的，將固定構件156配置於該轉子葉片內部分102中且因此與轉子葉片外部分中之其一理論上配置比較可更好地到達。
圖9中所示之所描述之膨脹套筒130可接收及提供一撐緊應力，且尤其在連接螺栓128或其他相關元件之長度上之輕微(例如，熱)變化之事件中可維持一夾緊力。在該方面，無論在膨脹套筒30或130之部分上或固定構件156中或固定構件156處實現撐緊基本上無關緊要。轉子葉片內部分102中之撐緊及根據所繪示之實施例在固定構件156或撐緊構件156處之此撐緊在該方面係有利實施例。
1‧‧‧轉子葉片
2‧‧‧轉子葉片內部分
4‧‧‧轉子葉片外部分
6‧‧‧內尾緣段
8‧‧‧外尾緣段
10‧‧‧連接輪緣
12‧‧‧內葉片附接表面
14‧‧‧外葉片附接表面

Claims (14)

  1. 一種用於固定至一轉子轂且具有一轉子葉片縱向軸之一風力發電設備之轉子葉片，其包含：朝向該轉子轂之一轉子葉片內部分，及遠離該轉子轂之一轉子葉片外部分，其中藉由至少一個連接裝置將該轉子葉片內部分及該轉子葉片外部分連接在一起，且該連接裝置包含：錨定於該轉子葉片外部分中之至少一個錨定元件，錨定於該轉子葉片內部分中之至少一個配對元件，及至少一個連接螺栓，其延伸穿過該配對元件且固定於該錨定元件中或固定至該錨定元件，其中該轉子葉片外部分及該轉子葉片內部分之至少其中之一分別在該錨定元件或該配對元件之區域中具有一錨定區域，其具有該轉子葉片殼之增加的材料厚度，且其中在該錨定區域中對於每個連接裝置提供平行於該轉子葉片縱向軸或平行於一轉子葉片表面而延伸之一縱向孔，其中該轉子葉片外部分中之該縱向孔從用於裝配至該轉子葉片內部分之一鄰接表面延伸至用於接收該錨定部位之一橫向孔，使得該連接螺栓可從該鄰接表面延伸至該錨定螺栓，或該轉子葉片外部分中之該縱向孔從用於裝配至該轉子葉片外部分之一鄰接表面完全穿過該錨定區域延伸至該轉子葉片內部分之一內區域中之末端，其中該材料厚度太薄以至於該孔從該錨定區域完全顯露，使得該連接螺栓可從該鄰接表面延伸至該內區域中。
  2. 如請求項1之轉子葉片，其中該轉子葉片內部分及該轉子葉片外 部分之至少其中之一分別包括一纖維強化塑膠。
  3. 如請求項1或2之轉子葉片，其中該錨定元件係具有對該轉子葉片縱向軸橫向之一螺栓軸之一橫向螺栓，或該錨定元件具有相對於該螺栓軸橫向且平行於一轉子葉片表面且具有用以固定地接收該連接螺栓之一母螺紋之一孔。
  4. 如請求項1或2之轉子葉片，其中該配對元件係具有對該轉子葉片縱向軸橫向之一螺栓軸之一橫向螺栓，或該配對元件具有相對於該螺栓軸橫向用以使該連接螺栓貫穿之一通孔。
  5. 如請求項4之轉子葉片，其中該通孔不具有一母螺紋。
  6. 如請求項1或2之轉子葉片，其中該連接螺栓被固定於該錨定元件中、從該連接元件突伸穿過該配對元件，且藉由一夾緊構件而設於遠離該錨定元件之該配對元件之一側處，用來撐抵住該配對元件以藉此將該錨定元件及該配對元件拉引相互抵靠。
  7. 如請求項6之轉子葉片，其中該連接螺栓被旋緊於該錨定元件中，並且其中該夾緊構件是一螺帽、或一膨脹套筒安置於該配對元件與該夾緊構件之間。
  8. 如請求項6之轉子葉片，其中在一通孔之區域中，該配對元件具有用以裝配該夾緊構件之一平坦化接觸表面。
  9. 如請求項1或2之轉子葉片，其中該等連接裝置或其之一各自部分以複數個列相對於一轉子葉片中心軸以一內列及一外列配置，或該等連接裝置各具有複數個連接螺栓。
  10. 如請求項1或2之轉子葉片，其中該連接裝置分別具有該錨定元件、該配對元件及複數個該連接螺栓。
  11. 如請求項1或2之轉子葉片，其中該連接螺栓或每個連接螺栓延伸穿過該錨定元件至一膨脹套筒且在該膨脹套筒中之背離該錨定元件之一固定部位處旋緊至該膨脹套筒。
  12. 一種用於將一轉子葉片之一轉子葉片內部分連接至一轉子葉片外部分之連接裝置，其中該連接裝置包含：錨定於一轉子葉片外部分中之至少一個錨定元件，錨定於一轉子葉片內部分中之至少一個配對元件，及至少一個連接螺栓，其延伸穿過該配對元件且固定於該錨定元件中，其中該連接裝置連接如請求項1至11中任一項之該轉子葉片之該轉子葉片外部分及該轉子葉片內部分；該轉子葉片外部分及該轉子葉片內部分之至少其中之一分別在該錨定元件或該配對元件之區域中具有一錨定區域，其具有該轉子葉片殼之增加的材料厚度，且其中在該錨定區域中對於每個連接裝置提供平行於該轉子葉片縱向軸或平行於一轉子葉片表面而延伸之一縱向孔，其中該轉子葉片外部分中之該縱向孔從用於裝配至該轉子葉片內部分之一鄰接表面延伸至用於接收該錨定部位之一橫向孔，使得該連接螺栓可從該鄰接表面延伸至該錨定螺栓，或該轉子葉片外部分中之該縱向孔從用於裝配至該轉子葉片外部分之一鄰接表面完全穿過該錨定區域延伸至該轉子葉片內部分之一內區域中之末端，其中該材料厚度太薄以至於該孔從該錨定區域完全顯露，使得該連接螺栓可從該鄰接表面延伸至該內區域中。
  13. 如請求項12之連接裝置，其中該連接裝置具有該錨定元件、該配對元件及用以將該錨定元件連接至該配對元件之複數個該連接螺栓。
  14. 一種風力發電設備，其包括具有如請求項1至11中任一項之至少一個轉子葉片之一轉子。
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