TWI644020B - 風力渦輪轉子葉片 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種風力渦輪(100)之轉子葉片(1)，其具有用於緊固至一轉子轂之一葉片根、從該轉子轂偏移之一葉片尖端、及從該葉片根延伸至該葉片尖端之一轉子葉片縱向軸，包括：一轉子葉片內部件(2)，其面向該轉子轂且特定言之包括該葉片根；及一轉子葉片外部件(4)，其從該轉子轂偏移且特定言之包括該葉片尖端，其中該轉子葉片內部件(2)及該轉子葉片外部件(4)在一連接區域中連接至彼此且該連接區域在該轉子葉片(1)中形成一增厚部分(8)。
Description
本發明係關於一種風力渦輪轉子葉片，且係關於一種具有此一轉子葉片之風力渦輪。此外，本發明係關於一種用於製作一風力渦輪轉子葉片之方法。
風力渦輪係已知的且當前最常見類型之風力渦輪為通常具有三個轉子葉片之所謂縱向軸風力渦輪。此等風力渦輪之尺寸變得越來越大，即，特定言之，其等具有一更高轂或軸高度及一更大轉子直徑與一對應的更大發電機及更大饋入電力。更大轉子直徑意謂著更大轉子葉片，該等轉子葉片需要從其等製造處輸送至各自裝配場址。特定言之，對輸送現可具有長至近似60米之長度之此等長轉子葉片之需要通常使得有必要使用多部件轉子葉片。
在縱向軸中具有至少兩個部件之此等多部件轉子葉片係已知的。例如，一E-126 ENERCON類型之風力渦輪使用具有靠近轂之一鋼製部件及遠離轂之一GFRP部件之一轉子葉片。該結構例如展示在US 8,192,170中。
多部件轉子葉片之使用可使輸送更容易。此外，越來越期望建構儘可能輕且薄的轉子葉片，以藉此節省成本，確切言之不僅節省葉片之成本而且節省風力渦輪之後續支撐結構之成本，且亦節省裝配風力渦輪之成本。在此意義上，轉子葉片現越來越最佳化，其中一特別好的氣動力設計當然亦係重要的且需要在建構一轉子葉片時被納入考量。
WO2013/083451展示由靠近轂之一部件及遠離轂之一部件組成之一經組裝轉子葉片之一替代例，兩個部件實質上由GFRP製成。此實例展示用於連接該兩個轉子葉片部件之一非常有效的解決方案。多個連接螺栓在轉子葉片中配置成一周邊列，可藉由預張接達該轉子葉片處且特定言之收緊且甚至防止疲勞。此解決方案在該兩個轉子葉片部件之連接點處提供一特別強有力的周邊區域，其中藉由該等螺栓一起實行此連接及栓接。收納多個螺栓之此所展示連接區域必須對應地吸收外葉片部件(即，靠近轂之部件)之全部負載。靠近轂之轉子葉片部件處之對應連接區域及遠離轂之轉子葉片部件處之對應連接區域實際上必須完全地且可靠地吸收此等力。在此等連接區域上出現之力或負載亦必須對應地引入至各自部件(即，分別為靠近轂之轉子葉片部件或遠離轂之轉子葉片部件)中。需要被引入之負載可相當大，其有時亦可影響持久性且至少為一潛在弱點。
德國專利商標局已對本申請案作為優先權申請案之部分進行搜尋且發現以下先前技術：US 2011/0293432 A1、WO 01/42647 A2、WO 2006/002 621 A1、WO 2006/056 584 A1。
因此，本發明之目的為解決所提及問題之至少一者。特定言之，本發明意欲於提議一種其中實現一可靠連接且同時實現良好氣動力行為之解決方案。本發明至少意欲於提議一種已知解決方案之替代解決方案。
根據本發明，提議根據技術方案1之轉子葉片。此轉子葉片具有用於緊固至一轉子轂之一葉片根及一葉片尖端。該葉片尖端在該轉子葉片之末端處，從該轉子轂偏移，換言之徑向地至轉子外。一轉子葉片縱向軸從該葉片根延伸至該葉片尖端。
該轉子葉片為多部件的且具有一轉子葉片內部件及一轉子葉片外部件。該轉子葉片內部件面向該轉子轂，且可因此稱為靠近轂之葉
片部件，且特定言之包括該葉片根。對應地，該轉子葉片外部件從該轉子轂偏移，且可因此稱為遠離轂之葉片部件，且特定言之包括該葉片尖端。術語內及外在此係關於該轉子及一徑向方向。內(換言之徑向地向內)係朝向旋轉軸，且外(或徑向地向外)係至旋轉軸外部。該轉子葉片較佳由僅兩個部件組成(在縱向方向上檢視)，確切言之由具有該轉子葉片根之轉子葉片內部件及具有該轉子葉片尖端之轉子葉片外部件組成。然而，替代地，該轉子葉片尖端亦可例如形成一單獨部件，但在此並非如此。亦如下文進一步說明，其他元件亦可存在於該轉子葉片上或該轉子葉片可劃分成其他元件但此等元件較佳不在縱向方向上予以進一步劃分。
現提議該轉子葉片內部件及該轉子葉片外部件在一連接區域中連接至彼此，且該連接區域在該轉子葉片中形成一增厚部分。因此，該轉子葉片之表面不完全連續地從該葉片根至該葉片尖端，差不多筆直，但需要時為微彎曲表面且替代地在該連接區域中具有一帶標記增厚部分。此增厚部分基本上設計為某一類型之完全或部分位於周邊之腹板或壁。
該增厚部分較佳延伸於沿該連接區域之一平面中且因此橫向地至該轉子葉片縱向軸。該增厚部分至少從高壓力側延伸至低壓力側且反之亦然，換言之延伸於該轉子葉片之前緣上方。該轉子葉片之後緣至少相比於該轉子葉片之前緣通常設計得極其尖銳，且儘管該增厚部分可延伸直至該後緣，但其至少較佳不延伸於此邊緣周圍。此增厚部分及此周邊或部分位於周邊之腹板可具有一斜切區域使得其經由此成角區域與對應側之其餘轉子葉片表面合併。例如，該轉子葉片之表面因此從該葉片根開始延伸且徑向地向外移動，最初係平坦的或需要時可微彎曲，接著接觸此斜切區域且對應地上升直至該增厚部分之最厚或最高區域，其同樣可具有一特定寬度，舉例而言，諸如10cm至30
cm等。接著，該表面沿斜坡向下延伸至基本上不再增厚的葉片表面且依一基本上熟悉的方式從該基本上不再增厚的葉片表面延伸直至該轉子葉片尖端。
藉由此增厚部分，現可能在該兩個葉片部件(換言之該轉子葉片內部件與該轉子葉片外部件)之間產生一穩定連接。已表明，此解決方案具有非常好的氣動力性質。即，當該轉子葉片處於操作中時，該增厚部分平行於所預期氣流延伸。由於此增厚部分經配置平行於此等氣流，故其不僅對氣動力不具有一負面效應而且此等氣流甚至具有一正面效應。即，可藉由該等氣流或不沿該轉子葉片漂移(即，從該轉子葉片轂至該轉子葉片尖端或反之亦然)之任何渦流促進該情形。替代地，促進儘可能層流且平行之一流。
同時，亦應認知，此增厚部分係有利的，儘管一般期望設計儘可能薄的轉子葉片。然而，該增厚部分不變更氣動力且如所述反而可充當一邊界層隔板。此外，儘管在該增厚部分之整個區域中具有一定尺寸之一轉子葉片將過重或至少重得不可取，但在此連接區域中該重量不發揮作用。此不僅係因為該區域比該轉子葉片之總長度小而且係因為此兩個葉片部件之間的緊固件增厚且因此向外偏移，其為該緊固件創造更佳提升條件且因此甚至可運用較少或至少相對較少材料予以達成。
最後，亦應認知，該緊固件之一部件可存在於此增厚部分中而對來自外部之接達不存在任何需要。此向外增厚亦係有幫助的，儘管該緊固件特定言之使用螺釘存在於內部上。
較佳地，在該連接區域中使用螺釘及/或螺栓實現該轉子葉片內部件與該轉子葉片外部件之間的連接。
一緊密連接可藉此予以實現且必要時亦依維護間隔收緊。
該增厚部分較佳高出該葉片表面至少1cm，特定言之至少2cm。
此外或替代地，該增厚部分使該轉子葉片增厚，比該連接區域中之輪廓深度或弦長度厚至少1%，特定言之至少2%。
此外或替代地，此一完全或部分位於周邊之增厚部分具有一基本上恆定之100cm至200cm厚度，特定言之近似1.5m。藉此可實現所期望穩定性且同時可實現一邊界層隔板類型效應。
一實施例提議該轉子葉片外部件由一外核心及外後緣盒組成，且該轉子葉片內部件對應地由一內核心及內後緣盒組成。在此，術語外及內亦係關於轉子之徑向方向，換言之旋轉軸之方向，分別朝向該旋轉軸外部或內部。該轉子葉片外部件及該轉子葉片內部件組裝於該外核心及該內核心之區域中。諸如螺釘或螺栓等之連接構件提供於該區域中。該外後緣盒及該內後緣盒接著僅各附接於其對應外核心及內核心處。該外後緣盒及該內後緣盒因此不或實質上不緊固至彼此。
該轉子葉片以及對應地該轉子葉片外部件及該轉子葉片內部件對應地在該外核心及該內核心之區域中(即，在其等組裝點處)具有該增厚部分。然而，此外，該增厚部分至少部分地分別從該外核心及該內核心分別延伸至該外後緣盒及該內後緣盒，以便藉此正面地影響氣動力。
該內核心及該外核心可各採取一纏繞核心之形式及/或其橫截面具有一橢圓形形狀。提供一纏繞核心意謂著該核心由纏繞層(特定言之纖維材料，特定言之由玻璃纖維或碳纖維製成之纖維層)製成，經纏繞以製作該核心以便藉此製作一纖維強化塑膠核心。因此，可製作一特別穩定的核心。一橢圓形形狀可考量力的發生且使該力成功地適於待製作之轉子葉片。該橢圓形形狀亦允許藉由一非圓形形狀纏繞進行製作且可實現一有利的力分佈。然而，該橢圓形形狀不應選擇得過薄以免無法確保在多個方向上之良好穩定性。為此目的，提議該橢圓之最小直徑對最大直徑之一比率為1：1至1：2，特定言之從1：1.4至
1：1.7，特定言之一近似1：1.5之比率。此外，一橫截面在此指代橫向於該轉子葉片之縱向軸之橫截面。
緊固構件較佳層疊地圍封於該增厚部分之區域中。特定言之，提供開口、通道及錨固體或用於錨固體之管套，此等元件已在製作其等期間經層疊地固定或圍封。例如，多個錨固元件可層疊地圍封於該連接區域中之轉子葉片外部件中，特定言之圍封於周邊周圍。此外或替代地，用於螺釘或螺紋螺栓之夾具及通道可提供於該連接區域中之轉子葉片內部件中用於連接至該等錨固元件。僅舉一些實例而言，均勻邊緣、軸承表面等亦可提供於該轉子葉片內部件中以便收納緊固或連接夾具。同樣地，亦可調換該轉子葉片外部件與該轉子葉片內部件之功能使得該等錨固元件可因此配置於該轉子葉片內部件中且該等通道或支撐邊緣可配置於該轉子葉片外部件中。然而，替代地，此等相同通道(即，用於錨固元件之孔及套管)隨後可被引入，特定言之可被鑽孔。亦可在以後某個時間點軋製一清潔支撐邊緣、孔、狹槽等。
一纖維強化塑膠(特定言之GFRP或CFRP)對應地提供為用於該轉子葉片外部件及該轉子葉片內部件之必要材料。當然，此兩個轉子部件可具有其他材料但該必要材料(特定言之提供其輪廓之材料，特定言之界定該輪廓且在很大程度上提供穩定性之外套管)由此材料製成。然而，在該連接區域中用於連接目的所需要之元件(諸如錨固元件、銷及螺栓)可由一不同材料(特定言之由鋼或另一類型之鐵)製成。
較佳地，提供一外螺紋桿列及一內螺紋桿列以便將該等轉子葉片部件緊固至彼此。術語外及內在此涉及轉子葉片使得該外列基本上直接連續地延伸於該葉片之表面下方，而該內列連續地延伸於此外列內部(即，更靠近該轉子葉片之中心軸)。因此，可實現該兩個葉片部件至彼此之良好緊固。此外，藉由具有兩列之此設計，發生之力可更佳地擴展。
較佳地，在各種情況下，來自該內列之一螺紋桿及來自該外列之一個螺紋桿一起形成一對螺紋桿，該對螺紋桿繼而成為一緊固對之部件。此外，此對螺紋桿具有橫向地延伸至該等螺紋桿且錨固於該轉子葉片內部件中之一共同內錨固銷及同樣橫向地延伸至該等螺紋桿之一共同外錨固銷。術語外及內在此涉及轉子葉片部件使得該內錨固銷因此錨固(即，插入)於該轉子葉片內部件中且該外錨固銷對應地錨固(即，插入)於該轉子葉片外部件中。從一轉子葉片中心軸檢視，此等錨固銷在此基本上徑向地指向該轉子葉片表面外。
因此，一對應連接力可藉此藉由供兩個螺紋桿使用之兩個錨固銷強加於該兩個轉子葉片部件之間。該兩個螺紋桿基本上緊挨彼此延伸通過此兩個錨固銷且該等錨固銷具有一對應長度及厚度以便能夠收納該等螺紋桿，以便允許該兩個螺紋桿之力被該兩個錨固銷吸收並傳輸至葉片中。
根據一有利實施例，該兩個錨固銷之一者基本上牢牢地插入於一孔中，該孔之大小(特定言之直徑)適於該錨固銷之大小，另一錨固銷配置於一細長開口中，特定言之其在平面視圖中類似於一狹槽或為一狹槽。用於該等螺紋桿之夾緊構件可提供於此銷之區域中(該銷配置於該細長開口中)，使得可運用該夾緊構件夾緊該等螺紋桿。
該外螺紋桿列或單一螺紋桿列較佳配置於該增厚部分下方之區域中，使得該增厚部分覆蓋此螺紋桿列，特定言之使得在不存在此增厚部分之情況下，此螺紋桿列將位於該轉子葉片外部，或至少將與該轉子葉片表面齊平或從該轉子葉片表面突出。
因此，可在該兩個轉子葉片部件之間實現一非常好的連接，其中同時可產生有利的氣動力性質。
一實施例提議該等螺紋桿(特定言之所有該等螺紋桿或該外列之所有螺紋桿)相對於該外葉片表面具有一略微傾斜。此一傾斜意謂著
特定言之從0.5°延伸至5°之一範圍，特定言之近似1°。因此，該等螺紋桿及因此特定言之緊固對可有利地經配置使得力之方向可特別有利且可特別有利地引入至該等葉片部件中且亦使得可改良至該夾緊構件之接達。
較佳地，提供多個緊固對且此等緊固對具有一內錨固銷、一外錨固銷、及在各種情況下具備一膨脹套管及一夾緊構件之兩個螺紋桿。特定言之，該夾緊構件可為一夾緊螺母，其中該兩個錨固銷較佳配置於該膨脹套管之間(一面)以及該夾緊構件之間(另一面)。該設計接著使得最初一夾緊套管經提供用於各螺紋桿且附接至該兩個錨固銷之一者。該螺紋桿接著從一個轉子葉片部件(其可為該外部件或該內部件)延伸至另一轉子葉片部件，其中接著提供另一錨固銷，該螺紋桿延伸通過該另一錨固銷。最後，一夾緊構件最終配置於該螺紋桿上，特定言之，該夾緊構件為一夾緊螺母，其接著可抵著該錨固銷用螺釘接合以便藉此朝向彼此拉動該兩個錨固銷且因此亦預張該膨脹套管。因此，可實現該夾緊構件與該螺紋桿直接接合，並且提供一錨固銷及又一膨脹套管且其等可保持預張。
根據一實施例，建構該轉子葉片使得在該轉子葉片之經組裝狀態下無法移除但可夾緊該螺紋桿，即，特定言之各螺紋桿。特定言之，該螺紋桿至少40cm長，較佳地近似80cm長。因此，可在該兩個錨固螺栓之間實現一對應間隙使得很大一部分的物質保持於該轉子葉片中以吸收必要力。此外，亦可能在存在一長螺紋桿時提供一對應的長膨脹套管。已證明，在安裝之後沒有必要移除此等螺紋桿且替代地甚至可避免螺紋桿之損失。
接著連接該兩個葉片部件(即，該轉子葉片內部件及該轉子葉片外部件)使得該緊固對之一部件(特定言之，在各種情況下為具有兩個螺紋桿及兩個膨脹套管之一錨固銷)可已提供(特定言之預安裝)於該兩
個葉片部件之一者中，換言之例如於該轉子葉片外部件中。由於在各種情況下該螺紋桿已位於一膨脹套管中且此外位於一錨固銷中，故其具有一非常清晰界定的位置及定向。因此，預安裝可容易實現。
藉由此預安裝，現可組裝該兩個轉子葉片部件使得各緊固對之兩個螺紋桿各突出至類似於一狹槽之一細長開口或凹口中。接連地，現首先可在該開口或凹口處放置另一錨固銷，且接著配置且最後亦夾緊該夾緊構件，特定言之夾緊螺母。此外，提議如上文已在至少一項實施例中結合該兩部件轉子葉片所說明之一緊固對。
此外，提議一種風力渦輪，其具有根據上述實施例之一者之至少一個轉子葉片。因此，該風力渦輪可得益於此等轉子葉片之優勢且因該等轉子葉片依兩個部件供應而相對具成本效益地予以安裝。
此外，提議一種用於製作一風力渦輪之一轉子葉片之方法。此方法至少包括製作一轉子葉片內部件及製作一轉子葉片外部件(包含製作具有一增厚部分之一連接區域)之步驟，且該方法包括在一風力渦輪之一裝配場址處將該轉子葉片內部件連接至該轉子葉片外部件之步驟。因此，本發明可有利地用於製作一轉子葉片且因此建構一風力渦輪。
在製作期間，一阻擋板或阻擋片可提供於該轉子葉片外部件與該轉子葉片內部件之間之該連接區域中，該轉子葉片縱向軸因此基本上垂直於該阻擋板或阻擋片延伸。此阻擋板或阻擋片在此較佳經定尺寸使得其依一邊界層隔板之方式突出於該增厚部分上方。因此，可依一簡單方式提供一邊界層隔板。
此外，提議一種用於製作一風力渦輪之一轉子葉片之方法，其中特定言之如在前述實施例之至少一者中所述般製作一轉子葉片。對應地，亦提議在組裝該轉子葉片內部件與該轉子葉片外部件之前，螺紋桿在該兩個轉子葉片部件之一者中用於連接，特定言之在此方面在
各種情況下連同一膨脹套管予以使用或預安裝。
現將在下文借助於例示性實施例、藉由實例、參考隨附圖式詳細說明本發明，其中：圖1展示一風力渦輪之一透視圖。
圖2展示一轉子葉片之一連接區域之一部分，其中一轉子葉片外部件及一轉子葉片內部件連接至彼此。
圖3展示根據圖2之連接區域之一透視部分。
圖4亦展示根據圖2之一連接區域之一部分之一不同視圖。
圖5展示與一外核心一起組裝之一內核心之一部分之一透視圖。
圖6展示一轉子葉片內部件之一透視圖。
圖7展示一轉子葉片外部件之一透視圖。
圖8展示一轉子葉片內部件之一內核心之一連接區域之一透視圖。
圖9展示一轉子葉片外部件之一部分之一透視圖。
圖1展示具有一塔102及一機艙104之一風力渦輪100。具有三個轉子葉片108及一旋轉器110之一轉子106配置於機艙104上。轉子106藉由風力開始旋轉運動且因此驅動機艙104中之一發電機。
圖2展示具有一轉子葉片內部件2及一轉子葉片外部件4之一轉子葉片1之一部分。該圖式亦展示將所展示轉子葉片1之區段劃分成多個差不多呈矩形的區域，該劃分用於以相同材料座標系計算分裂成多個區域，但在此無需更詳細說明。
除此之外，亦可分別更簡單地稱為內葉片2及外葉片4之轉子葉片內部件2及轉子葉片外部件4在一接頭6之區域中連接至彼此。一分離片等亦可在此區域中配置為一邊界層隔板。
圖2在該接頭中之區域中展示一增厚部分8，其中內葉片2之葉片壁12或外葉片4之葉片壁14突出遠遠超過此增厚部分8。在此方面，此
增厚部分8形成在兩側上具有斜切區域16之一周邊腹板或壁。
一增厚部分10亦可對應地提供於內部上。藉由材料施加，在此即，藉由層壓於GFRP上，製作兩個增厚部分8及10。該有利增厚部分亦可因此吸收壓縮力及張力且因此特定言之將轉子葉片1鞏固於接頭6之區域中。考量到在此施加之增厚部分8(即，所施加材料)之斜切，該增厚部分之寬度近似150cm。該增厚部分或該斜切部分具有一近似1米之寬度。葉片壁12及14之部件亦可具有一微錐度，即，朝向該增厚部分之一傾斜錐度，但此不是該增厚部分之部件。
包含斜面16之整個增厚部分延伸於所展示轉子葉片1之部件之周邊周圍且在此具有一恆定寬度。此適用於不具有斜切區域16之區域且適用於具有斜切區域16之區域。
圖2中展示用於錨固螺栓之孔18及細長開口20，圖中基本上展示剖面轉子葉片1內部之一視圖。外錨固銷24配置於孔18中且內錨固銷22配置於細長開口20中。亦可能發生相反情況。
圖3及圖4展示連接件(特定言之例如具有配置於一孔18中之一內錨固銷22及配置於一細長開口20中之一外錨固銷24之一緊固對26)之細節。圖3及圖4中之繪示性視圖展示在不具有其他緊固對26之部分中之其他孔18及細長開口20，但此僅用於闡釋目的。在一經組裝轉子葉片1中，所有孔18及細長開口20較佳配備有緊固對26。
此外，所展示緊固對26具有兩個螺紋桿28，其等亦可稱為膨脹螺栓或膨脹螺紋桿。在任何情況下，在此提議可進一步協助膨脹套管運作之較佳可膨脹的螺紋桿。
膨脹套管30對應地配置於螺紋桿28之一端處。此外，各螺紋桿28具有一夾緊構件32。現發生夾緊使得夾緊構件32拖動至其螺紋桿28上，由此螺紋桿28(基本上根據圖3及圖4中之視圖)抵著外錨固銷24拉動各自膨脹套管30。因此朝向彼此拉動兩個錨固銷且此外預張各自膨
脹套管30。
為此目的，內錨固銷22且夾緊構件32可隨其延及細長開口20，且在經組裝狀態下，連接可收緊且因此實現夾緊套管之預張。然而，不可能拔出螺紋桿28。圖3亦展示細長開口20藉由一密封件34靠近轉子葉片1之外表面36外部。因此，保護該緊固構件(換言之，特定言之該緊固對之元件)免受天氣影響，至少免受降雨影響。
圖3及圖4兩者亦繪示增厚部分8，分別為外增厚部分8及內增厚部分10，其中在此未展示材料層。亦可見，增厚部分8及10之恆定厚度38之區域與緊固對26之區域彼此匹配。亦可見，恆定厚度38之區域及增厚部分8之區域兩者被清晰定界且在其所有或部分周邊周圍具有一恆定寬度。
圖5展示一經組裝內核心42及外核心44之一剖面圖。此等內核心42及外核心44之部件亦直接形成轉子葉片表面且因此直接形成轉子葉片。在此方面，圖3及圖4中之轉子葉片內部件2及轉子葉片外部件4之部分相同於內核心42及外核心44。
在此方面，圖3及圖4中展示可見之很多東西亦在圖5中予以展示，但圖5依一外部視圖展示。特定言之，可見增厚部分8且具有內錨固銷22之孔18容納於其內。圖3及圖4中所展示之細長開口20由於其蓋34而在圖5中不可見。蓋34裝進表面中使得其在圖5中不被展示。最後，圖5中亦可見接頭6，且圖5亦繪示增厚部分8形成此等經組裝內核心及外核心之一周邊區域。增厚部分8在此具有一恆定寬度40。
可運用所展示發明獲得一高效轉子。因此，可製作具有一3MW之標稱輸出之一風力渦輪，其具有一僅115.7m之轉子直徑。然而，該渦輪可在一更高輸出(例如3.5MW)下操作。
圖6中之轉子葉片內部件602包括一內核心642及一內後緣盒652。內核心642包括用於緊固至一轉子轂之一根區域640及用於緊固
至一轉子葉片外部件604之一外緊固區域664之一內緊固區域662，如圖7中所展示。轉子葉片外部件604具有一外核心644，一外後緣盒654配置於且緊固於外核心644上。當已根據圖6及圖7將轉子葉片內部件602與轉子葉片外部件604組裝在一起時，內後緣盒652及外後緣盒654經組裝使得其等形成一功能單元。可視需要依一簡單方式允許或覆蓋此兩個元件之間的一可能間隔或連接間隙。轉子葉片內部件602及轉子葉片外部件604至彼此之承載緊固以及轉子葉片外部件604至轉子葉片內部件602之緊固經由內緊固區域662及外緊固區域664予以實現。
在轉子葉片外部件604之情況下，外核心644可從外緊固區域664漸縮至一葉片尖端670且因此提供其橢圓形形狀。外核心644及外後緣盒654可因此合併至彼此中。在此方面，關於外核心644之一橢圓形形狀之任何說明係關於外緊固區域664之區域，其不僅涉及此實施例而且涉及任何橢圓形外核心。圖6及圖7亦展示在組裝轉子葉片外部件604及轉子葉片內部件602時一起形成一共同增厚部分之一增厚部分608'及608"。
圖8及圖9展示放大的內緊固區域662及外緊固區域664。圖9依基本方式展示外後緣盒654之一其他部件，其中為了更清楚起見已在內核心642上省略該部件之配對物。
圖8及圖9中可見，一雙列栓接式連接經提供以連接兩個緊固區域662及664。在各情況下，在兩個圖式中展示一對參考孔672，即，針對兩個緊固區域662及664展示。根據預期，接著當連接兩個緊固區域662及664時，此兩對參考孔抵著彼此定位。
一外錨固銷24插入至各孔618或橫向孔618中用於一連接。在各情況下，亦可稱為螺紋桿之一連接螺栓28可經推動通過縱向孔674直至對應橫向孔618且因此通過對應外錨固銷24。連接螺栓28可進一步經插入通過一膨脹套管且接著用螺釘接合至一緊固螺母等中，如基本
上在圖3及圖4之橫截面視圖中可見。各橫向孔618及各外錨固銷24於是包括一對連接螺栓28。藉由此準備，接著外緊固區域664及內緊固區域662可抵著彼此放置使得連接螺栓28推動至內縱向孔676中。可將外緊固區域664及內緊固區域662用螺釘接合，特定言之最佳用螺釘接合至所展示狹槽620中。因此，接著可連接兩個葉片部件，即，轉子葉片內部件602及轉子葉片外部件604。因此，接著可將已被插入之連接螺栓緊密地用螺釘接合於狹槽620中，亦如基本上在圖3及圖4中所繪示。
狹槽620靠近外部且僅可從葉片內部或從內核心642之內部接達。橫向孔618各為通孔且可藉由一蓋678從外部覆蓋，其在圖9中依一基本方式予以繪示。
1‧‧‧轉子葉片
2‧‧‧轉子葉片內部件/內葉片
4‧‧‧轉子葉片外部件/外葉片
6‧‧‧接頭
8‧‧‧外增厚部分
10‧‧‧內增厚部分
12‧‧‧葉片壁
14‧‧‧葉片壁
16‧‧‧斜切區域/斜面
18‧‧‧孔
20‧‧‧細長開口
22‧‧‧內錨固銷
24‧‧‧外錨固銷
26‧‧‧緊固對
28‧‧‧螺紋桿/連接螺栓
30‧‧‧膨脹套管
32‧‧‧夾緊構件
34‧‧‧密封件/蓋
36‧‧‧轉子葉片1之外表面
38‧‧‧恆定厚度
40‧‧‧恆定寬度
42‧‧‧內核心
44‧‧‧外核心
100‧‧‧風力渦輪
102‧‧‧塔
104‧‧‧機艙
106‧‧‧轉子
108‧‧‧轉子葉片
110‧‧‧旋轉器
602‧‧‧轉子葉片內部件
604‧‧‧轉子葉片外部件
608'‧‧‧增厚部分
608"‧‧‧增厚部分
618‧‧‧孔/橫向孔
620‧‧‧狹槽
640‧‧‧根區域
642‧‧‧內核心
644‧‧‧外核心
652‧‧‧內後緣盒
654‧‧‧外後緣盒
662‧‧‧內緊固區域
664‧‧‧外緊固區域
670‧‧‧葉片尖端
672‧‧‧孔
674‧‧‧縱向孔
676‧‧‧內縱向孔
678‧‧‧蓋
Claims (19)
- 一種風力渦輪(100)之轉子葉片(1)，其具有用於緊固至一轉子轂之一葉片根、遠離該轉子轂之一葉片尖端、及從該葉片根延伸至該葉片尖端之一轉子葉片縱向軸，該轉子葉片(1)包括：一轉子葉片內部件(2)，其面向該轉子轂且包括該葉片根；及一轉子葉片外部件(4)，其遠離該轉子轂且包括該葉片尖端，其中該轉子葉片內部件(2)及該轉子葉片外部件(4)在一連接區域中連接至彼此且該連接區域在該轉子葉片(1)中形成作為一部分周邊之腹板之一增厚部分(8)。
- 如請求項1之轉子葉片(1)，其中該轉子葉片內部件(2)及該轉子葉片外部件(4)在該連接區域中用螺釘接合或用螺栓接合至彼此。
- 如請求項1或2之轉子葉片(1)，其中該增厚部分(8)為該部分周邊之腹板，其在該轉子葉片之周邊外部橫向地延伸至該轉子葉片之該縱向軸、或至少從高壓力側延伸至低壓力側，在兩側上具有一斜切區域。
- 如請求項1或2之轉子葉片(1)，其中該增厚部分(8)高出葉片表面至少1cm，或形成該轉子葉片(1)之至少一個增厚部分(8)，其比該連接區域中之輪廓深度或弦長度厚至少1%，且具有一100cm至200cm之恆定寬度。
- 如請求項1或2之轉子葉片(1)，其中該轉子葉片外部件由外核心及外後緣盒組成，且其中該轉子葉片內部件由內核心及內後緣盒組成，且其中該轉子葉片外部件及該轉子葉片內部件組裝於該外核心及該內核心之區域中，且其中該轉子葉片外部件及該轉子葉片內部件在該外核心及該內核心之區域中具有該增厚部分，或其中該增厚部分從該外核心及該內核心延伸至該外後緣盒及該內後緣盒。
- 如請求項5之轉子葉片(1)，其中若干緊固構件層壓地圍封於該增厚部分之區域中，且其中一核心或該內核心及該外核心各設計為一纏繞核心及其橫截面具有一橢圓形形狀，該橢圓之最小直徑對最大直徑之一比率為1：1.2至1：2。
- 如請求項1或2之轉子葉片(1)，其中該轉子葉片內部件(2)及該轉子葉片外部件(4)由GFRP或CFRP製成，且其中該增厚部分(8、10)係由層壓於GFRP或CFRP上所製作。
- 如請求項1或2之轉子葉片(1)，其中一阻擋板或阻擋片配置於該轉子葉片內部件(2)與該轉子葉片外部件(4)之間、向外突出超過該增厚部分(8)。
- 如請求項1或2之轉子葉片(1)，其中一外螺紋桿列及一內螺紋桿列將該轉子葉片內部件緊固至該轉子葉片外部件，其中該等螺紋桿平行於彼此延伸且該外列更靠近該葉片表面且該內列朝向該葉片內部。
- 如請求項9之轉子葉片(1)，其中該內列之一個螺紋桿(28)及該外列之一個螺紋桿一起形成一對螺紋桿且作為一緊固對之部件，且該對螺紋桿使用橫向地延伸至該等螺紋桿(28)且錨固於該轉子葉片內部件中之一共同內錨固銷及橫向地延伸至該等螺紋桿且錨固於該轉子葉片外部件中之一共同外錨固銷，該內錨固銷及該外錨固銷作為該緊固對之部件，其中該對螺紋桿抵著彼此拉動該內錨固銷及該外錨固銷以便藉此抵著彼此拉動該轉子葉片內部件及該轉子葉片外部件。
- 如請求項10之轉子葉片(1)，其中各緊固對(26)之該內錨固銷及該外錨固銷(22、24)之一者配置於橫向於該轉子葉片縱向軸之一孔中，且其中另一者配置於在該轉子葉片縱向軸之方向上延長之一開口中，使得一夾緊構件經配置緊挨用於該兩個螺紋桿之各者之該錨固銷，且可從該轉子葉片內部啟動。
- 如請求項9之轉子葉片(1)，其中一螺紋桿列或該外螺紋桿列配置於該增厚部分(8)下方之一區域中。
- 如請求項9之轉子葉片(1)，其中該外列之一些螺紋桿或所有該等螺紋桿相對於該外葉片表面具有一，在0.5°至5°之範圍中之傾斜。
- 如請求項10之轉子葉片(1)，其中該緊固對包括一內錨固銷、一外錨固銷、及兩個螺紋桿，各螺紋桿具有一膨脹套管及一夾緊構件，其中該兩個錨固銷配置於該等膨脹套管及該等夾緊構件之間。
- 如請求項9之轉子葉片(1)，其中該等螺紋桿(28)具有一至少40cm之長度。
- 一種緊固對(26)，用於將一轉子葉片外部件連接至一轉子葉片內部件以便製作如請求項1至15中任一項之轉子葉片，其包括一內錨固銷(22)、一外錨固銷(24)、及兩個螺紋桿(28)，各螺紋桿(28)具有一膨脹套管(30)及一夾緊構件(32)，其中該兩個錨固銷配置於該等膨脹套管(30)及該等夾緊構件之間。
- 一種風力渦輪，其具有如請求項1至15中任一項之至少一個轉子葉片(1)，該至少一個轉子葉片(1)具有用於緊固至該風力渦輪之一轉子轂之一葉片根。
- 一種用於製作如請求項1-15中任一項之轉子葉片(1)之方法，其包括：製作一轉子葉片內部件及一轉子葉片外部件，包含製作具有一增厚部分之一連接區域；及在一風力渦輪之一裝配場址處將該轉子葉片內部件連接至該轉子葉片外部件。
- 如請求項18之方法，其中在組裝該轉子葉片內部件與該轉子葉片外部件之前，螺紋桿(28)用於在該兩個轉子葉片部件之一者中連接一膨脹套管(30)。
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