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      風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片抗剪腹板連接組件的制作方法

      文檔序號(hào):5202478閱讀:116來源:國知局
      專利名稱:風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片抗剪腹板連接組件的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明大體涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域,具體而言,本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片中的抗剪腹板配置。
      背景技術(shù)
      風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的基本元件。葉片擁有機(jī)翼的橫截面輪廓,這樣,在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,流經(jīng)葉片的空氣就會(huì)在其兩側(cè)之間產(chǎn)生壓差。因此,從壓力側(cè)到吸入側(cè)的升力會(huì)作用于葉片。升力會(huì)對(duì)主轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生扭矩,其中所述主轉(zhuǎn)子軸通過齒輪連接至可以發(fā)電的發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片通常包括吸入側(cè)殼和壓力側(cè)殼,吸入側(cè)殼和壓力側(cè)殼在沿葉片后 緣和前緣方向的粘接線處粘接在一起。內(nèi)部抗剪腹板在壓力側(cè)與吸力側(cè)殼部件之間延伸,并與固定在殼部件內(nèi)表面上的主梁帽粘接??辜舾拱灞仨毦哂邢鄬?duì)確切的長度,這樣,抗剪腹板才能跨過主梁帽,并在主梁帽與抗剪腹板之間形成具有足夠?qū)挾群秃穸鹊恼辰?。要達(dá)到此類尺寸并實(shí)現(xiàn)充分粘接相當(dāng)困難,接合主梁帽和抗剪腹板是一個(gè)耗時(shí)且枯燥的過程,通常需要大量的返工。葉片的典型構(gòu)造,要使用堅(jiān)硬的法蘭形成所需的粘接寬度,使粘接膠能夠涂抹在主梁帽與抗剪腹板的橫向端部之間。但是,這種配置無法適應(yīng)抗剪腹板長度相對(duì)較長的情況(例如短缺),通常會(huì)導(dǎo)致需要使用過多粘接膠來彌補(bǔ)長度偏差,形成粘接寬度。粘接膠過多會(huì)導(dǎo)致葉片增加不必要的重量,可能會(huì)折斷葉片,并造成葉片在風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中“嘎嘎作響”(在風(fēng)力發(fā)電機(jī)所有人/操作人員中,這種抱怨并不少見)。另外,典型結(jié)構(gòu)中的含氣率和意外擠出的粘接膠會(huì)導(dǎo)致部分區(qū)域的粘接強(qiáng)度降低,在無法從葉片內(nèi)部進(jìn)行維修的葉片部分中,這種情況會(huì)引起特別嚴(yán)重的問題。因此,如果有一種抗剪腹板與主梁帽之間的改良粘接配置可以解決某些傳統(tǒng)配置的一個(gè)或多個(gè)缺陷,本行業(yè)將從中受益。

      發(fā)明內(nèi)容
      以下說明將部分闡明本發(fā)明的各方面內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn),或者,這些方面和優(yōu)點(diǎn)在說明中可能是顯而易見的,或者通過實(shí)踐本發(fā)明能夠推導(dǎo)出。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面,風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片包括內(nèi)表面上配置了主梁帽的上殼部件和內(nèi)表面上配置了主梁帽的下殼部件。抗剪腹板在所述主梁帽之間沿所述葉片的縱向長度延伸??辜舾拱宓臋M向端部與主梁帽之間提供了一個(gè)連接組件,連接組件包括一個(gè)通過任意合適的構(gòu)件固定至主梁帽的槽結(jié)構(gòu)。該槽結(jié)構(gòu)具有堅(jiān)硬的側(cè)壁,該側(cè)壁沿抗剪腹板的縱向側(cè)從主梁帽延伸而出。粘接膠位于所述槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與所述抗剪腹板的所述縱向側(cè)之間。因此,抗剪腹板與槽結(jié)構(gòu)之間就形成了有效的粘接長度,該粘接長度同各側(cè)壁與抗剪腹板側(cè)邊之間的粘接的長度成正比。在特定實(shí)施例中,沿各側(cè)壁的粘接的長度可能大于抗剪腹板橫向端部的寬度,從而可以使整體粘接強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。
      槽結(jié)構(gòu)配置的另一個(gè)益處就是,通常,過多的粘接膠會(huì)在粘接過程中“擠出”,而現(xiàn)在,這種情況可以得到更好的控制。如果粘接膠可以自由地?cái)D出,這就會(huì)產(chǎn)生很大的影響,粘接膠會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則形狀,形成應(yīng)力集中處。通過槽配置控制粘接膠的形狀,就可以有效地減少導(dǎo)致應(yīng)力集中的因素。槽結(jié)構(gòu)可以不同方式配置。在一項(xiàng)實(shí)施例中,側(cè)壁相隔一定距離,其間隔距離小于抗剪腹板的寬度,并且側(cè)壁向外彎曲,用于將抗剪腹板插入槽結(jié)構(gòu)中。側(cè)壁可能包括張開的端部,以便彎曲并容納抗剪腹板。在另一項(xiàng)實(shí)施例中,槽結(jié)構(gòu)可能為多部件組件。例如,槽結(jié)構(gòu)的各邊側(cè)壁可能為單獨(dú)部件,分別固定在主梁帽上。在這種實(shí)施例中,槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁可能會(huì)配置為與所述主梁帽粘接的法蘭部件,以便從所述主梁帽上橫向延伸而出。
      在一項(xiàng)替代實(shí)施例中,槽結(jié)構(gòu)可能為一個(gè)單式部件,例如U形部件,并包括一面在側(cè)壁之間延伸的端壁,端壁固定于主梁帽上??辜舾拱宓臋M向端部可能會(huì)以不同的方式容納在槽結(jié)構(gòu)之內(nèi)。在一項(xiàng)實(shí)施例中,橫向端部可能與主梁帽(或槽結(jié)構(gòu)的端壁)相隔一定距離??辜舾拱宓臋M向端部與主梁帽之間的空間無需涂抹粘接材料,這樣即可減少粘接膠的總量,減輕其重量。在其它實(shí)施例中,可能需要在槽結(jié)構(gòu)內(nèi)使用粘接膠將抗剪腹板的橫向端部幾乎全部包圍住,從而將抗剪腹板的橫向端部粘接到主梁帽(或槽結(jié)構(gòu)的端壁)上。參考以下具體說明和所附權(quán)利要求書可以更深入地了解本發(fā)明的這些以及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。附圖并入本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分,展示了本發(fā)明的各實(shí)施例,并與具體實(shí)施方式
      一起解釋本發(fā)明的原理。


      本說明書參考附圖向所屬領(lǐng)域一般技術(shù)人員公開了本發(fā)明,包括其最佳模式,進(jìn)行了完整且可實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)披露,其中圖I為傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的透視圖;圖2為傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的透視圖;圖3為包括本發(fā)明各個(gè)方面的示例性風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的截面示意圖;圖4為根據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的抗剪腹板與主梁帽之間的連接組件的部件截面放大圖;圖5為處于組裝狀態(tài)的圖4實(shí)施例的截面放大圖;圖6為連接組件的替代實(shí)施例的部件截面放大圖;以及圖7為連接組件的另一項(xiàng)實(shí)施例的部件截面放大圖。
      具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各實(shí)施例,附圖中將展示本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例。各個(gè)實(shí)例用以解釋本發(fā)明而非限定本發(fā)明。事實(shí)上,在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的前提下,所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易對(duì)本發(fā)明做出各種修改和變化。例如,作為一項(xiàng)實(shí)施例的一部分說明的特性可用于其他實(shí)施例中,從而得到另一項(xiàng)實(shí)施例。因此,如果對(duì)本發(fā)明的修改和變化在所附權(quán)利要求書和其等效物的范圍內(nèi),那么本發(fā)明應(yīng)包括此類修改和變化。
      圖I所示為采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)10。風(fēng)力發(fā)電機(jī)10包括塔筒12,塔筒12上安裝有機(jī)艙14。多片風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片16安裝到轉(zhuǎn)子輪轂18,所述轉(zhuǎn)子輪轂18又連接到使主轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)的主法蘭。風(fēng)力發(fā)電機(jī)電力產(chǎn)生及控制部件容納在機(jī)艙14中。圖I的示意圖僅為說明本發(fā)明的示例性使用這一目的而提供。應(yīng)了解,本發(fā)明不局限于任何特定類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)配置。圖2為風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片16的更加詳細(xì)的示意圖。葉片16包括上殼部件20和下殼部件22。上殼部件20可以配置為葉片16的吸入側(cè)表面,而下殼部件22可以配置成葉片的壓力側(cè)表面。葉片16包括前緣24和后緣26、根部分28和梢部分30。所屬領(lǐng)域中眾所周知,上殼部件20和下殼部件22在前緣24和后緣26處接合。葉片16包括內(nèi)腔25 (圖3),其中配置了主梁帽和一塊或多塊抗剪腹板等各種結(jié)構(gòu)部件。圖3為包括本發(fā)明各個(gè)方面的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片16的截面示意圖。葉片16包括一塊或多塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)抗剪腹板42,該內(nèi)部結(jié)構(gòu)抗剪腹板42跨過上殼部件20和下殼部件22。具體而言,抗剪腹板42聯(lián)接固定在殼部件20、22內(nèi)表面上的主梁帽32。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面,抗剪腹板42和主梁帽32的接口處會(huì)提供改良連接組件40,下文將進(jìn)行更為詳細(xì)的描 述。圖4和圖5描繪抗剪腹板42的橫向端部46與主梁帽32之間的連接組件40的一個(gè)實(shí)施例。連接組件40包括一個(gè)配置在主梁帽32上的槽結(jié)構(gòu)50。該槽結(jié)構(gòu)50具有堅(jiān)硬的側(cè)壁52,側(cè)壁52沿抗剪腹板42的縱向側(cè)44從主梁帽32橫向延伸而出。粘接膠56位于槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁52與抗剪腹板的抗剪腹板側(cè)44之間??梢栽诓考g涂抹任意量的粘接膠56使其形成連續(xù)或不連續(xù)的涂層,以達(dá)到所需的粘接膠厚度。將抗剪腹板42的橫向端部46插入槽結(jié)構(gòu)50中之后,抗剪腹板與對(duì)應(yīng)的側(cè)壁52之間就形成了有效的粘接長度70。因此,抗剪腹板42與主梁帽32之間的總粘接就同各側(cè)邊52與對(duì)應(yīng)抗剪腹板側(cè)44之間的粘接70的總長度成正比。在圖4和圖5的實(shí)施例中,沿每一面?zhèn)缺?2的粘接的長度70均大于抗剪腹板的橫向端部46的寬度60,這樣形成的總粘接強(qiáng)度就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過橫向端部46與主梁帽32之間的粘接層的強(qiáng)度。槽結(jié)構(gòu)50可以不同方式配置。例如,在圖4和圖5的實(shí)施例中,堅(jiān)硬的側(cè)壁52之間相隔一定距離,其間隔距離58小于抗剪腹板的寬度60 (至少在槽結(jié)構(gòu)50的開放式容納端處是如此)。從圖5的示意圖中可以明顯看出,在該配置中,側(cè)壁52向外彎曲,用于將抗剪腹板42插入槽結(jié)構(gòu)中。這樣即可使側(cè)壁52與抗剪腹板側(cè)44剛性配合。側(cè)壁52可能包括張開的容納端部54,以便彎曲并容納抗剪腹板42。如圖4至圖6的實(shí)施例所描繪,槽結(jié)構(gòu)50可能為多部件組件。例如,槽結(jié)構(gòu)的各邊側(cè)壁52可能為單獨(dú)部件,分別固定在主梁帽32上。在所述實(shí)施例中,槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁52會(huì)配置為具有連接腿64的單獨(dú)法蘭部件62,通過粘接、機(jī)械緊固件等合適的構(gòu)件固定在主梁帽32上。法蘭部件62包括一個(gè)粘接面66,該粘接面66沿抗剪腹板側(cè)44從主梁帽32橫向延伸而出。在圖7的實(shí)施例中,槽結(jié)構(gòu)50為一個(gè)單式部件,例如U形部件,并包括一面在側(cè)壁52之間延伸的端壁68。端壁68通過任意合適的構(gòu)件固定于主梁帽32上。因此,U形槽部件就形成了一個(gè)支架,用于容納抗剪腹板42的橫向端部46。抗剪腹板42的橫向端部46可能會(huì)以不同的方式容納在槽結(jié)構(gòu)50之內(nèi)。在所述實(shí)施例中,橫向端部46與主梁帽32(或槽結(jié)構(gòu)50的端壁68)相隔一定距離。如圖6所示,橫向端部46與主梁帽32之間的空間無需涂抹粘接材料,這樣即可減少粘接膠的總量,減輕其重量。如圖5和圖7所示,在其它實(shí)施例中,空間內(nèi)可能填充有粘接膠56,這樣,在槽結(jié)構(gòu)50內(nèi),抗剪腹板42的橫向端部46幾乎全部包圍在粘接材料中。雖然本發(fā)明已借助特定示例性實(shí)施例及其方法得到了詳細(xì)說明,但應(yīng)了解,所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員在獲得對(duì)上述內(nèi)容的了解后,可以輕松地制作出此類實(shí)施例的修改、變型和等效實(shí)施例。因此,本發(fā)明的范圍是以示例的方式,而非限定的方式說明的,且本發(fā) 明并不排除將所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以明了的對(duì)本發(fā)明的修改、變型和/或補(bǔ)充包括在內(nèi)。
      權(quán)利要求
      1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,其包括 上殼部件,所述上殼部件的內(nèi)表面上配置有一個(gè)主梁帽; 下殼部件,所述下殼部件的內(nèi)表面上配置有一個(gè)主梁帽; 抗剪腹板,所述抗剪腹板在所述主梁帽之間沿所述葉片的縱向長度延伸; 連接組件,所述連接組件位于所述抗剪腹板的橫向端部與所述主梁帽之間,所述連接組件進(jìn)一步包括 配置在所述主梁帽上的U型槽結(jié)構(gòu),所述槽結(jié)構(gòu)包括側(cè)壁,所述側(cè)壁從所述主梁帽延伸,以沿所述抗剪腹板的縱向側(cè)延伸; 所述槽結(jié)構(gòu)包括在所述槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁之間延伸的端壁,所述端壁與所述主梁帽粘接; 以及 粘接劑,所述粘接劑位于所述槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與所述抗剪腹板的所述縱向側(cè)之間。
      2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,其特征在于,所述槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁相隔一定距離,其間隔距離小于所述抗剪腹板的寬度,并且所述側(cè)壁向外彎曲,用于將所述抗剪腹板插入所述槽結(jié)構(gòu)中。
      3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,其特征在于,所述抗剪腹板的所述橫向端部與所述主梁帽相隔一定距離。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,其特征在于,所述抗剪腹板的所述橫向端部并未與所述主梁帽粘接。
      5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,其特征在于,所述抗剪腹板的所述橫向端部在所述槽結(jié)構(gòu)內(nèi)被粘接膠包圍。
      6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,其特征在于,所述槽結(jié)構(gòu)的每面所述側(cè)壁均與所述抗剪腹板的所述縱向側(cè)壁形成粘接,所述粘接的長度大于所述抗剪腹板的所述橫向端部的寬度。
      7.—種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,其包括 上殼部件,所述上殼部件的內(nèi)表面上配置有一個(gè)主梁帽; 下殼部件,所述下殼部件的內(nèi)表面上配置有一個(gè)主梁帽; 抗剪腹板,所述抗剪腹板在所述主梁帽之間沿所述葉片的縱向長度延伸; 連接組件,所述連接組件位于所述抗剪腹板的橫向端部與所述主梁帽之間,所述連接組件進(jìn)一步包括 配置在所述主梁帽上的U型槽結(jié)構(gòu),所述槽結(jié)構(gòu)包括側(cè)壁,所述側(cè)壁從所述主梁帽延伸,以沿所述抗剪腹板的縱向側(cè)延伸,所述側(cè)壁相隔一定距離,其間隔距離小于所述抗剪腹板的寬度,并且所述側(cè)壁向外彎曲,用于將所述抗剪腹板插入所述槽結(jié)構(gòu)中; 所述槽結(jié)構(gòu)包括在所述槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁之間延伸的端壁,所述端壁與所述主梁帽粘接;以及 位于所述槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與所述抗剪腹板的所述縱向側(cè)之間的粘接膠,所述粘接膠在每面所述側(cè)壁與所述抗剪腹板的所述縱向側(cè)之間形成粘接,所述粘接的長度大于所述抗剪腹板的所述橫向端部的寬度。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及并公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,其具有上殼部件和下殼部件,所述上殼部件和所述下殼部件的內(nèi)表面上分別配置有主梁帽??辜舾拱逶谒鲋髁好敝g沿所述葉片的縱向長度延伸。所述抗剪腹板的所述橫向端部與所述主梁帽之間配置了連接組件,所述連接組件包括配置在所述主梁帽上的槽結(jié)構(gòu)。所述槽結(jié)構(gòu)具有堅(jiān)硬的側(cè)壁,所述側(cè)壁沿所述抗剪腹板的縱向側(cè)從所述主梁帽延伸。粘接膠位于所述槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與所述抗剪腹板的所述縱向側(cè)之間。
      文檔編號(hào)F03D1/06GK102889170SQ20121025210
      公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
      發(fā)明者A.亞布羅夫 申請(qǐng)人:通用電氣公司
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