專利名稱：帶有結(jié)合的操縱機(jī)構(gòu)附接孔的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及風(fēng)力渦輪機(jī)的領(lǐng)域，并且更具體地說涉及一種渦輪機(jī)葉片構(gòu)造。
背景技術(shù)：
公用事業(yè)級風(fēng)力渦輪機(jī)(即，設(shè)計(jì)成可為公用電網(wǎng)提供電功率的風(fēng)力渦輪機(jī))是相當(dāng)大的，其中許多設(shè)計(jì)具有超過大約100米的轉(zhuǎn)子輪轂高度。用于這些機(jī)器的渦輪機(jī)葉片可超過40米。這些葉片的脊弧(sheer)尺寸和重量在風(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)輸、安裝及維護(hù)方面存在極大的物流挑戰(zhàn)。例如，通常實(shí)際情況為，在吊帶(strap)或吊索(sling)放置于沿著葉片的各種位置處的情況下水平地吊起渦輪機(jī)葉片，這可能需要第二起重機(jī)或葉片專用工具以用于吊起。當(dāng)葉片在操縱過程中從吊帶上滑落或者變得不平衡時(shí)，葉片已經(jīng)受到損傷。葉片通常通過卡車或鐵路以以下方式進(jìn)行運(yùn)輸，即，通過支架(cradle)以后緣向上的布局(in a trailing edge-up configuration)支撐葉片。后緣在結(jié)構(gòu)上不如前緣那樣堅(jiān)固，并且在運(yùn)輸過程中易于受損。工業(yè)將受益于一種這樣的葉片設(shè)計(jì)，S卩，其結(jié)合內(nèi)在特征以解決至少某些與現(xiàn)今大型渦輪機(jī)葉片的運(yùn)輸、架設(shè)及操縱相關(guān)聯(lián)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在以下描述中將部分地陳述，或者可從描述中明白，或者可通過本發(fā)明的實(shí)踐學(xué)習(xí)到本發(fā)明的觀點(diǎn)和優(yōu)勢。根據(jù)本發(fā)明的方面，風(fēng)力渦輪機(jī)葉片包括前緣、后緣、吸力側(cè)以及壓力側(cè)。在前緣和后緣之間在吸力側(cè)和壓力側(cè)的各個(gè)中構(gòu)造有至少一個(gè)結(jié)合的附接孔。在各個(gè)側(cè)邊上可提供多個(gè)附接孔?？自诮Y(jié)構(gòu)上構(gòu)造成用于在其中容納操縱機(jī)構(gòu)，以便在運(yùn)輸、安裝或維護(hù)過程期間支撐葉片。在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，附接孔包括襯套，其對準(zhǔn)以用于容納從吸力側(cè)完全穿過葉片至壓力側(cè)的操縱桿。在一個(gè)不同的實(shí)施例中，附接孔構(gòu)造成用于容納裝配到各個(gè)相應(yīng)的附接孔中的單個(gè)操縱機(jī)構(gòu)。例如，操縱機(jī)構(gòu)可為螺栓或鉤子，其被擰入到各個(gè)附接孔中。在一個(gè)獨(dú)特的實(shí)施例中，附接孔包括結(jié)構(gòu)部件，例如套筒、襯套、通道部件、罩套等等，其相對于梁帽(spar cap)構(gòu)造在相應(yīng)的吸力側(cè)和壓力側(cè)中，使得當(dāng)葉片接合在前緣向上的定向中時(shí)，葉片的重量由梁帽承擔(dān)。例如，葉片可懸吊在支架中，該支架與插入或穿過附接孔的操縱機(jī)構(gòu)相接合，其成形于梁帽中或設(shè)置在梁帽附近并抵靠梁帽。本發(fā)明還包含用于針對任何方式的運(yùn)輸、安裝或維護(hù)過程而操縱風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的獨(dú)特方法。用于在運(yùn)輸、安裝或維護(hù)過程的任何一個(gè)期間操縱風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的方法是通過將操縱機(jī)構(gòu)附接到設(shè)于渦輪機(jī)葉片的壓力側(cè)和吸力側(cè)中的附接孔中來實(shí)現(xiàn)的。操縱機(jī)構(gòu)繼而在相應(yīng)的過程期間被接合，以用于吊起或以其它方式支撐渦輪機(jī)葉片的重量。在參照以下描述和所附權(quán)利要求的情況下，本發(fā)明的這些以及其它的特征、方面
3及優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。結(jié)合在本說明書中且組成本說明書的一部分的附圖顯示了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。


在參照附圖的說明書中闡述了針對本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的本發(fā)明的完整且授予權(quán)利的發(fā)明公開，包括其最佳模式，其中圖1是傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖；圖2是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖3是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的橫截面圖；圖4是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的一個(gè)備選實(shí)施例的透視圖；圖5是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖；且圖6是根據(jù)本發(fā)明方面的正以前緣向上的布局(in a leading edge-up configuration)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)娘L(fēng)力渦輪機(jī)葉片的透視圖。部件清單10風(fēng)力渦輪機(jī)12 塔架14 外罩(nacelle)16渦輪機(jī)葉片18轉(zhuǎn)子輪轂20吸力側(cè)表面22壓力側(cè)表面24 前緣26 后緣28附接孔30結(jié)構(gòu)部件31插塞部件32 襯套33 鉤子34操縱機(jī)構(gòu)35 iff36 梁帽37 螺栓38 腹板(webbing)40加強(qiáng)化合物42 支架44 重心
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例，圖中顯示了其一個(gè)或多個(gè)示例。各個(gè)示例是作為本發(fā)明的說明，而非本發(fā)明的限制而提供的。實(shí)際上，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該懂得，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下可在本發(fā)明中進(jìn)行各種修改和變化。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分而顯示或描述的特征可與另一實(shí)施例一起使用，從而產(chǎn)生又一實(shí)施例。因而，意圖在于，本發(fā)明包含在所附權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的這種修改和變化。圖1顯示了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的風(fēng)力渦輪機(jī)10。風(fēng)力渦輪機(jī)10包括塔架12，其中外罩14 安裝在塔架上。多個(gè)渦輪機(jī)葉片16安裝在轉(zhuǎn)子輪轂18上，該轉(zhuǎn)子輪轂18繼而連接在使主轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)的主凸緣上。風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電和控制構(gòu)件安置在外罩14中。圖1的視圖只是為說明性的目的而提供的，以便將本發(fā)明應(yīng)用于示范性的使用領(lǐng)域。應(yīng)該懂得，本發(fā)明并不局限于任何特殊類型的風(fēng)力渦輪機(jī)或葉片構(gòu)造。圖2至圖6描繪了結(jié)合本發(fā)明方面的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片16的各種實(shí)施例。葉片16 包括吸力側(cè)表面20、壓力側(cè)表面22、前緣M和后緣26。葉片16包括至少一個(gè)結(jié)合到吸力側(cè)表面20和壓力側(cè)表面22中的附接孔觀。在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，多個(gè)這些附接孔觀沿著葉片16縱向地間隔開。附接孔觀特別構(gòu)造成由插入到孔觀中的操縱機(jī)構(gòu)34接合，以用于在任何操作方式(包括運(yùn)輸、安裝及維護(hù)過程)期間支撐葉片。附接孔觀可構(gòu)造成用于任何方式的操縱機(jī)構(gòu)。例如，參看圖3，附接孔由結(jié)構(gòu)部件30來限定，該結(jié)構(gòu)部件30在相應(yīng)的側(cè)邊20，22中限定了對準(zhǔn)的貫穿通道，以用于容納延伸完全穿過葉片16的操縱桿35。在一個(gè)備選實(shí)施例中，附接孔可由帶有陰螺紋的通道或凹槽來限定，以用于容納單個(gè)操縱機(jī)構(gòu)，例如環(huán)眼螺栓37或鉤子33，如圖3中所示的那樣。 各種類型的操縱機(jī)構(gòu)34提供了這樣的手段，即，通過該手段可在沒有將吊帶或吊索纏繞在葉片周圍的情況下出于任何所需目的而例如由起重機(jī)接合葉片、使葉片運(yùn)動(dòng)或懸吊葉片。參看圖2至圖5，在某些實(shí)施例中，附接孔28包括結(jié)構(gòu)部件30，例如襯套、導(dǎo)管、通道部件等等，其相對于梁帽36 (和相關(guān)聯(lián)的腹板38)構(gòu)造在相應(yīng)的壓力側(cè)22或吸力側(cè)20 表面處，使得葉片16能夠旋轉(zhuǎn)到前緣向上的定向上，其中，葉片的重量由操縱機(jī)構(gòu)34來支撐，該操縱機(jī)構(gòu)34繼而抵靠梁帽36。因而，是梁帽36承擔(dān)葉片的重量，而非葉片表皮材料。 在圖2和圖3的實(shí)施例中，附接孔觀的結(jié)構(gòu)部件30鄰近并直接抵靠梁帽36?？商峁┘訌?qiáng)材料40，例如環(huán)氧化合物等等，以便此外將結(jié)構(gòu)部件30錨定靠著梁帽36，并圍繞結(jié)構(gòu)部件 30提供結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。在圖4和圖5的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)部件30構(gòu)造在梁帽36中，從而由梁帽 36包圍。例如，結(jié)構(gòu)部件30可為襯套，其嵌入于在梁帽36中所形成的凹槽或通道中。當(dāng)不需要附接孔觀以用于操縱葉片16時(shí)，附接孔觀可用于為任何方式的裝置 (例如雷擊保護(hù)系統(tǒng)中的構(gòu)件、傳感器、渦流發(fā)生器或其它氣流改變構(gòu)件等等)附接到葉片表面上提供位置。備選地，可將插塞或帽狀部件31(圖2和4)插入到孔觀中，其中帽狀部件31提供了與葉片表面基本齊平的表面。通過這種方式，孔不會(huì)影響葉片的空氣動(dòng)力學(xué)特征或產(chǎn)生噪聲。如提到的那樣，如圖2和圖4中所示，可沿著葉片16的縱向長度提供多個(gè)附接孔觀，或者如圖5中所示沿著公弦提供多個(gè)附接孔。在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，可提供至少其中兩個(gè)孔觀，其中，至少一個(gè)孔設(shè)于相應(yīng)葉片的縱向重心44的相對側(cè)邊上。利用這種配置，可使葉片16平衡，因?yàn)槠溆刹迦氲娇子^中的操縱機(jī)構(gòu)34相接合或懸吊起來。本發(fā)明還包含任何方式的支架42或其它結(jié)構(gòu)，葉片16可在前緣向上的位置中懸吊在支架42或其它結(jié)構(gòu)上，如由圖6的卡車車廂(bed)上的嵌套的(nested)葉片16所示。支架42例如可設(shè)計(jì)成保持相對于梁帽36延伸穿過附接孔觀的桿35，從而梁帽36如上所論述的那樣支撐葉片的重量。應(yīng)該懂得，任何方式的支撐結(jié)構(gòu)都在如本文使用的詞語 “支架”的范圍內(nèi)。本文所描述的用于渦輪機(jī)葉片的附接孔構(gòu)造提供了許多優(yōu)點(diǎn)。葉片可容易地從制造模具中移除并通過使用與孔相接合的任何合適類型的操縱機(jī)構(gòu)而儲(chǔ)存在固定器中。葉片可以前緣向上的定向進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸，以減少對后緣的損傷?？卓捎米鳛榻o葉片添加額外重量以用于平衡，尤其用于現(xiàn)場平衡的手段?？卓蔀楦浇觽鞲衅?、受光器等等提供位置?？卓捎糜谪Q直葉片安裝過程。其它有益的用途還可能存在，并在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明特殊示范性實(shí)施例和方法而詳細(xì)描述了本發(fā)明主題，但是應(yīng)該懂得，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員在獲得前文的理解下可容易地對這些實(shí)施例做出變更、變化和等同。因此本發(fā)明公開的范圍是作為示例而非作為限制，并且主題公開不排除包含本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員容易領(lǐng)會(huì)的這些對本主題的變更、變化和/或補(bǔ)充。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，包括:前緣(24)；后緣(26)；吸力側(cè)(20)；壓力側(cè)02)；以及至少一個(gè)結(jié)合的附接孔( )，其在所述前緣和所述后緣之間構(gòu)造在所述吸力側(cè)和所述壓力側(cè)的各個(gè)中，所述附接孔在結(jié)構(gòu)上構(gòu)造成用于在其中容納操縱機(jī)構(gòu)(34)，以用于在運(yùn)輸、安裝或維護(hù)過程期間支撐所述葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，其特征在于，所述附接孔08)包括貫通的襯套(32)，并且對準(zhǔn)，以用于容納從所述吸力側(cè)OO)完全穿過所述葉片至所述壓力側(cè) (22)的操縱桿(35)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，其特征在于，所述附接孔08)構(gòu)造成用于容納裝配到各個(gè)所述相應(yīng)的附接孔中的單個(gè)操縱機(jī)構(gòu)(34)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，其特征在于，所述附接孔08)包括帶螺紋的通道，以用于以螺紋方式容納所述單個(gè)操縱機(jī)構(gòu)(34)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，其特征在于，所述附接孔08)包括結(jié)構(gòu)部件(30)，其相對于梁帽(36)構(gòu)造在所述相應(yīng)的吸力側(cè)OO)或壓力側(cè)02)中，使得在由與所述附接孔相接合的操縱機(jī)構(gòu)(34)支撐的所述葉片的前緣向上的布局中，所述葉片的重量由所述梁帽承擔(dān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，其特征在于，所述附接孔結(jié)構(gòu)部件 (30)構(gòu)造在所述梁帽(36)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，其特征在于，所述附接孔結(jié)構(gòu)部件 (30)構(gòu)造在所述梁帽(36)附近并抵靠所述梁帽。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，其特征在于，所述風(fēng)力渦輪機(jī)葉片還包括支架(42)，其構(gòu)造成用于接合所述操縱機(jī)構(gòu)(34)，并在前緣向上的定向中支撐所述葉片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，其特征在于，所述風(fēng)力渦輪機(jī)葉片 (16)還包括在所述壓力側(cè)02)和所述吸力側(cè)OO)的各個(gè)中沿著梁帽(36)而縱向間隔開的多個(gè)所述附接孔08)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，其特征在于，所述附接孔08)包括成形于所述梁帽(36)中的結(jié)構(gòu)部件(30)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，其特征在于，所述附接孔08)包括設(shè)置在所述梁帽(36)附近并抵靠所述梁帽(36)的結(jié)構(gòu)部件(30)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)，其特征在于，在所述吸力側(cè)(20)和所述壓力側(cè)0 的各個(gè)上包括至少兩個(gè)所述附接孔( )，所述附接孔在所述葉片的縱向重心G4)的相對側(cè)邊上等距地間隔開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有結(jié)合的操縱機(jī)構(gòu)附接孔的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，具體而言，風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(16)包括前緣(24)、后緣(26)、吸力側(cè)(20)以及壓力側(cè)(22)。在前緣和后緣之間在吸力側(cè)和壓力側(cè)的各個(gè)中構(gòu)造有至少一個(gè)結(jié)合的附接孔(28)。附接孔在結(jié)構(gòu)上構(gòu)造成用于在其中容納操縱機(jī)構(gòu)(34)，以用于在運(yùn)輸、安裝或維護(hù)過程期間支撐葉片。
文檔編號F03D1/06GK102312796SQ201110197779
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者J·W·貝克赫伊斯, M·P·格里澤爾 申請人:通用電氣公司