本發(fā)明涉及一種設(shè)置有表面安裝裝置的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片以及一種將裝置附接在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片表面上的方法。
背景技術(shù):
理想情況下,翼型風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的形狀類似于飛機(jī)機(jī)翼的輪廓,其中葉片的弦面寬度及其一階導(dǎo)數(shù)隨著距轂部距離的減小而增加。這導(dǎo)致在理想情況下,葉片在轂部附近相對寬。當(dāng)必須將葉片安裝到轂部上時這又導(dǎo)致了問題,此外,由于葉片的大的表面積,這將在葉片的運行過程中引起很大的載荷,如,風(fēng)暴載荷。
因此,多年來,葉片的結(jié)構(gòu)已經(jīng)朝向一種形狀發(fā)展,其中,葉片由最接近轂部的根部區(qū)域、離轂部最遠(yuǎn)的包括產(chǎn)生升力的輪廓的翼型區(qū)域、以及根部區(qū)域與翼型區(qū)域之間的過渡區(qū)域組成。翼型區(qū)域具有關(guān)于產(chǎn)生升力方面的理想的或近乎理想的葉片形狀,而根部區(qū)域具有大致圓形的橫截面,這減少了風(fēng)暴載荷,并且使之更容易和更安全地將葉片安裝到轂部上。優(yōu)選地,根部區(qū)域直徑沿整個根部區(qū)域是恒定的。由于圓形的橫截面,根部區(qū)域?qū)︼L(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電不做出貢獻(xiàn),事實上,因為阻力還降低了一點發(fā)電。如由名稱暗示的,過渡區(qū)域具有從根部區(qū)域的圓形形狀到翼型區(qū)域的翼型輪廓逐漸變化的形狀。典型地,過渡區(qū)域中葉片的寬度隨著距轂部的距離的增加而大致線性增加。
例如,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片隨著時間的推移變得越來越大,現(xiàn)在它們可能超過60米長,對優(yōu)化的空氣動力性能的要求也增加了。風(fēng)力渦輪機(jī)葉片被設(shè)計為具有至少20年的運行壽命。因此,即使對葉片整體性能的很小的改變都可能在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的壽命中累積成經(jīng)濟(jì)收益的高增加,其超過了與這些變化相關(guān)的額外的制造成本。多年來,重點研究領(lǐng)域一直指向改進(jìn)葉片的翼型區(qū)域,但在最近幾年,越來越多的焦點還已經(jīng)指向改進(jìn)葉片的根部和過渡區(qū)域的空氣動力性能。
wo2007/065434公開了一種葉片,其中,根部區(qū)域設(shè)置有凹陷和/或突起,以減少來自于這部分葉片的阻力。
wo2007/045244公開了一種葉片,其中,根部區(qū)域和過渡區(qū)域設(shè)計為具有至少兩個分開的翼型輪廓,以增加這些區(qū)域的升力。
wo0208600描述了一種風(fēng)力渦輪機(jī),其中,通過使風(fēng)力渦輪機(jī)的根部部分設(shè)置有構(gòu)件增加了風(fēng)力渦輪機(jī)的輸出,所述構(gòu)件以由構(gòu)件和根部部分組成的組件能夠吸收風(fēng)能并且增加風(fēng)力渦輪機(jī)的總效率的方式設(shè)計。
wo2007/118581公開了一種葉片,其中葉片的內(nèi)側(cè)部分在葉片的壓力側(cè)上設(shè)置有導(dǎo)流裝置,以通過增加升力增加葉片的空氣動力性能。但是,由于三角形的橫截面,提出的設(shè)計是非常剛性的,并且因此當(dāng)葉片彎曲時,導(dǎo)流裝置具有與葉片的表面分離的趨勢。
wo2011/042527公開了一種風(fēng)力渦輪機(jī)葉片,其設(shè)置有附接到葉片的壓力側(cè)上的多個導(dǎo)流裝置部件??v向延伸的導(dǎo)流部件組合在一起,以形成葉片過渡區(qū)域中的第一導(dǎo)流裝置組。導(dǎo)流裝置的模塊化結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)更靈活,并且降低導(dǎo)流裝置部件端部處的剝落力。但是,導(dǎo)流裝置部件設(shè)計有基體部分和突起的板形元件,并且當(dāng)葉片彎曲時,載荷仍在很大程度上轉(zhuǎn)移到板形元件上。
此外,將裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上的現(xiàn)有技術(shù)的方法是冗長和復(fù)雜的。先前的表面附接技術(shù)要求磨削凝膠涂層以露出用于粘接的纖維材料、施加粘合劑、定位裝置、去除多余的粘合劑、最后為了表面視覺目的進(jìn)行后處理,例如涂裝,因此涉及大量的步驟和實施所述方法的工具。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是獲得一種新的葉片以及將裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上的方法,并且其克服或改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個缺點,或提供了有用的替代。
根據(jù)第一方面,本發(fā)明提供了一種風(fēng)力渦輪機(jī)葉片,用于具有大致水平轉(zhuǎn)子軸的風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子,所述轉(zhuǎn)子包括轂部,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片在安裝到轂部上時從所述轂部大致沿徑向方向延伸,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片具有縱向方向以及橫向方向,所述縱向方向具有尖端和根端。風(fēng)力渦輪機(jī)葉片進(jìn)一步包括:成型輪廓,所述成型輪廓包括壓力側(cè)和吸力側(cè)以及具有弦的前緣和后緣,所述弦具有在所述前緣和所述后緣之間延伸的弦長,當(dāng)被進(jìn)入的氣流沖擊時,成型輪廓產(chǎn)生升力,其中,表面安裝裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,其中,表面安裝裝置經(jīng)由至少第一附接部件附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,所述第一附接部件連接到表面安裝裝置的一部分上。附接部件包括柔性外殼,所述柔性外殼在至少所述外殼與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面之間形成腔,并且所述腔填充有粘合劑,所述粘合劑為風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面提供粘合劑粘接。
相同地,本發(fā)明的第一方面提供一種導(dǎo)流裝置,其適合于經(jīng)由至少第一附接部件附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,其中,所述附接部件包括柔性外殼,所述柔性外殼適合于在至少所述外殼與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面之間形成腔,所述腔適合于填充有粘合劑,所述粘合劑為風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面提供粘合劑粘接。
這提供了特別有利的實施例,其中相對離散的或軟的附件附接到葉片的表面上,以便來自葉片的載荷,例如,來自葉片的彎曲或葉片殼體的裂孔(ovalisation)的載荷不直接轉(zhuǎn)移到表面安裝裝置自身上。因此,表面安裝裝置的離散部分處的附件提供了實施例,其不太可能被損壞或從葉片的表面脫離。另外,具有膠腔的附接部件還提供了將表面安裝裝置附接到葉片表面上的特別簡單的方法。因為附接部件的外殼是柔性的,所以附接部件可以例如通過對附接部件施加壓力而符合葉片表面的曲率。由此,該附接提供了將附件裝配到葉片表面上的簡單方法,而不需要固定裝置和葉片表面的冗長的準(zhǔn)備。因此,工人可以更快速地將表面安裝裝置附接到葉片的表面上。
優(yōu)選地,粘合劑是硬化的或固化的粘合劑。
很明顯的是,優(yōu)選地,表面安裝裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外表面上。但是,也可以是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的內(nèi)表面。
可見附接部件的外殼形成粘膠成型器(glueshaper)或粘膠防護(hù)物(glueshoe),其可以用于將附件附接到葉片的表面上。外殼或附接部件可以設(shè)置有例如形成為從腔的頂部延伸出的突起的粘膠間隔件,以確保粘合劑粘接的受控制的厚度。
膠腔可以形成在柔性外殼、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面與表面安裝裝置的一部分之間。還可以設(shè)置為用于將表面安裝裝置安裝到葉片的表面上的螺釘?shù)膯为毜牟蹇凇?/p>
優(yōu)選地,附接部件連接到表面安裝裝置的近端部分上。表面安裝裝置的近端部分是最接近葉片表面定位且可以說是附接到葉片的表面上的部分。但是,通過利用附接部件,很明顯的是,可以在表面安裝裝置的近端部分與葉片的表面之間存在空間。
例如,粘合劑可以是pu基、環(huán)氧基或mma。
很明顯的是,表面安裝裝置還可以包括遠(yuǎn)端部分,所述遠(yuǎn)端部分是離葉片的表面和附接部件最遠(yuǎn)的部分。
根據(jù)第二方面,本發(fā)明還提供了一種風(fēng)力渦輪機(jī)葉片,用于具有大致水平轉(zhuǎn)子軸的風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子,所述轉(zhuǎn)子包括轂部,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片在安裝到轂部上時從所述轂部大致沿徑向方向延伸,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片具有縱向方向以及橫向方向,所述縱向方向具有尖端和根端,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片進(jìn)一步包括:成型輪廓,所述成型輪廓包括壓力側(cè)和吸力側(cè)以及具有弦的前緣和后緣,所述弦具有在所述前緣和所述后緣之間延伸的弦長,當(dāng)被進(jìn)入的氣流沖擊時,成型輪廓產(chǎn)生升力,其中,表面安裝裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,其特征在于,表面安裝裝置經(jīng)由三個附接部件附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,所述三個附接部件連接到表面安裝裝置的多個部分上,并將表面安裝裝置附接到葉片的表面上的三個離散區(qū)域上,其中,當(dāng)在俯視圖中看時,三個離散區(qū)域布置成三角形。
相同地,第二方面提供一種導(dǎo)流裝置,其適合于經(jīng)由三個附接部件附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,所述三個附接部件連接到表面安裝裝置的多個部分上,并適合于將表面安裝裝置附接到葉片的表面上的三個離散區(qū)域上,其中,當(dāng)在俯視圖中看時,三個附接部件布置成三角形。
這提供了將附件附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上的特別簡單的方式,因為當(dāng)與例如具有四個附接部件、成一直線的三個附接部件、或沿裝置的整個范圍的大粘接表面(在此,難以讓所有(或全部)的附接部件接觸葉片)的裝置相比時,盡管葉片的表面具有復(fù)雜曲率,三個點的附接將總能夠接觸葉片的表面。由此,該附接提供了將附件裝配到葉片表面上的簡單方法,而不需要固定裝置和葉片表面的冗長的準(zhǔn)備。因此,工人可以更快速地將表面安裝裝置附接到葉片的表面上。
根據(jù)第三方面,本發(fā)明還提供一種風(fēng)力渦輪機(jī)葉片,用于具有大致水平轉(zhuǎn)子軸的風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子,所述轉(zhuǎn)子包括轂部,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片在安裝到轂部上時從所述轂部大致沿徑向方向延伸,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片具有縱向方向以及橫向方向,所述縱向方向具有尖端和根端,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片進(jìn)一步包括:成型輪廓,所述成型輪廓包括壓力側(cè)和吸力側(cè)以及具有弦的前緣和后緣,所述弦具有在所述前緣和所述后緣之間延伸的弦長,當(dāng)被進(jìn)入的氣流沖擊時,成型輪廓產(chǎn)生升力,其中,表面安裝裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,其中,表面安裝裝置在縱長方向上是彎曲的,其特征在于,表面安裝裝置的縱向曲率半徑從表面安裝裝置的近端部分到表面安裝裝置的遠(yuǎn)端部分變化。
相同地,本發(fā)明的第三方面提供一種導(dǎo)流裝置,其適合于附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,其中,導(dǎo)流裝置在裝置的縱長方向上是彎曲的,并且其中,所述裝置的縱向曲率半徑從所述裝置的近端部分到所述裝置的遠(yuǎn)端部分變化。
通過改變表面安裝裝置的曲率半徑,可以改變所述裝置從所述裝置的近端部分到遠(yuǎn)端部分的剛度,和/或更好地控制載荷從葉片轉(zhuǎn)移到所述裝置自身。
第一、第二和第三方面可以任何方式組合。在下面描述的若干實施例中,這些實施例可應(yīng)用到所有三個方面,并且特別是應(yīng)用到組合了所有三個方面的實施例。
根據(jù)有利的實施例,柔性外殼由第一材料制成,并且表面安裝裝置由第二材料制成,其中,第一材料的硬度小于第二材料的硬度。替代地,第一材料比第二材料軟。總的來說,外殼應(yīng)該比表面安裝裝置更有柔性。
柔性外殼可以例如由彈性材料制成。另外,優(yōu)選地,外殼是相對薄的壁。
根據(jù)有利的實施例,附接部件從所述附接部件的近端部分到遠(yuǎn)端部分是錐形的,例如,是鐘形、圓錐形或截頭圓錐形的。因此,附接部件的形狀為使得在接近葉片的表面的部分處具有比離葉片的部分遠(yuǎn)的部分大的表面積,由此,附接部件防止在葉片的表面處的切口效應(yīng),取而代之的是提供了從葉片轉(zhuǎn)移到表面安裝裝置上的載荷的逐漸過渡。優(yōu)選地,在側(cè)視圖中看,附接部件也是錐形的,使得附接部件的高度變?yōu)榱悴⑻峁┳钚〉那锌谛?yīng)。
有利地,附接部件形成為使得附接裝置的俯視橫截面是大致圓形的。根據(jù)另一有利的實施例,附接部件是大致橢圓形的。
因此,附接裝置的形狀可以類似于柔性的吸杯,其符合葉片的表面。形成在所述杯與葉片的表面之間的腔填充有粘合劑,所述粘合劑是硬化的或固化的。
有利地,附接部件的外殼可以由橡膠或聚氨酯或另一適合的聚合物材料制成。
在另一有利的實施例中,附接部件經(jīng)由粘合劑粘接或通過模制在表面安裝裝置上而連接到表面安裝裝置上。因此,附接部件可以膠粘在表面安裝裝置上。還有可能是經(jīng)由例如注射模塑將附接部件模制在表面安裝裝置上。
表面安裝裝置或附接部件還可以設(shè)置有柄等,其可以通過允許工人更容易地將柔性外殼壓靠在葉片的表面上,來幫助工人更容易處理將表面安裝裝置附接到葉片的表面上。如果是在現(xiàn)場實際應(yīng)用中安裝所述裝置,這是特別有利的。
在有利的實施例中,表面安裝裝置可以由聚合物材料制成,如聚氨酯,可選地由增強(qiáng)纖維,如玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)的聚氨酯制成。
在特別有利的實施例中,表面安裝裝置由聚氨酯(pur)材料制成,可選地由增強(qiáng)纖維增強(qiáng)的聚氨酯(pur)材料制成,并且附接部件也由聚氨酯(pur)材料制成。因此,確保了附接部件和所述裝置是兼容的,并提供強(qiáng)連接。兩個部件可以一體地形成,或者這些部件可以例如以兩個步驟注射模制。通過使用pur材料,更相當(dāng)簡單地改變了部件的硬度和剛度,由此附接部件可以制作得相對柔性,而表面安裝裝置可以制作得較硬。通過以熱塑性材料制造附接裝置和/或表面安裝裝置可以實現(xiàn)類似的效果,這對于高產(chǎn)量的制造是有特別重大意義的。根據(jù)優(yōu)選的實施例,表面安裝裝置不是纖維增強(qiáng)的。因此,所述裝置可以例如僅由pur或另一聚合物材料制成,其提供了更簡單和更廉價制造的裝置。
在有利的實施例中,附接部件包括周緣唇部(circumferentiallip),用于附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上。因此,周緣唇部形成附接裝置的下部分或近端部分,并且膠腔形成在外殼與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面之間。
周緣唇部可以具有大致平的附接表面,用于安裝到葉片上。替代地,周緣唇部可以具有傾斜的附接表面,以便當(dāng)壓靠在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上時,附接表面符合風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的所述表面。
周緣唇部可以設(shè)置有粘合劑,如,粘合帶,例如,壓敏雙面粘合帶,以提供對葉片表面的初步附接。因此,粘合劑提供對葉片表面的密封,并且提供膠腔,然后所述膠腔填充有粘合劑并硬化或固化。所述帶可以設(shè)置有內(nèi)襯,其在柔性外殼已經(jīng)初步裝配到葉片的表面上之后被去除。在另一實施例中,通過在粘合劑填充過程中將附接部件擰入或鉚接在葉片的表面上作為固定裝置來提供初步的附接。
根據(jù)優(yōu)選的實施例,表面安裝裝置是導(dǎo)流裝置,如擾流器裝置或古奈(gurney)擾流板。由此,可見的是所述裝置是改變風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的一部分的空氣動力學(xué)的裝置。但是,所述裝置也可以是后緣元件,如包括鋸齒狀后緣的板。
根據(jù)另一優(yōu)選的實施例,表面安裝裝置包括板形元件,所述板形元件從風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面突出。在下文中,當(dāng)指表面安裝裝置時,這可以例如是指表面安裝裝置的板形元件。
表面安裝裝置可以定向為使得它大致沿葉片的縱向方向延伸,即,表面安裝裝置的縱長方向大致沿葉片的縱向方向取向。“大致沿(葉片的)縱向方向”意味著表面安裝裝置的縱長方向與葉片的縱向方向形成30度或更小的角,有利地是20度或更小,甚至更有利地是10度或更小。
根據(jù)另一優(yōu)選的實施例,表面安裝裝置布置在葉片的壓力側(cè)上。表面安裝裝置,例如,導(dǎo)流裝置可以例如定位在后緣處,并形成古奈擾流板。但是,根據(jù)優(yōu)選的實施例,表面安裝裝置是擾流器裝置,其布置在距離葉片的后緣的一定距離處,例如在葉片輪廓的最大厚度位置與葉片的后緣之間的位置內(nèi)。因此,表面安裝裝置可以布置為,當(dāng)葉片受到進(jìn)入的氣流的沖擊時,在表面安裝裝置與葉片的后緣之間的點處產(chǎn)生氣流從葉片的壓力側(cè)分離。因此,表面安裝裝置或?qū)Я餮b置有助于所述裝置與后緣之間的壓力累積以及因此增加的升力。
在一個有利的實施例中,表面安裝裝置在所述裝置的縱長方向上是彎曲的。這種設(shè)計的優(yōu)點是,例如當(dāng)葉片彎曲或葉片殼體裂孔時,表面安裝裝置可以在縱長方向上稍微拉伸。很明顯的是,是板形元件可以在縱長方向上彎曲。
在特別有利的實施例中,表面安裝裝置的縱向曲率半徑從表面安裝裝置的近端部分到表面安裝裝置的遠(yuǎn)端部分變化。曲率半徑從表面安裝裝置的近端部分到遠(yuǎn)端部分可以例如增加。這提供了簡單的實施例,其中所述裝置的遠(yuǎn)端部分可以制作得比近端部分硬。因此,近端部分可以更好地符合葉片彎曲,而遠(yuǎn)端部分可以更好地承受風(fēng)壓并有助于壓力的累積。在所述裝置的遠(yuǎn)端部分是直的情況下,遠(yuǎn)端部分的曲率半徑可以例如接近無窮大。在替代實施例中,曲率半徑從表面安裝裝置的近端部分到遠(yuǎn)端部分減小。表面安裝裝置可以例如形成為截頭圓錐形狀的一部分。
在一個特別有利的實施例中,表面安裝裝置以網(wǎng)格或肋結(jié)構(gòu)增強(qiáng)。網(wǎng)格或肋結(jié)構(gòu)可以例如設(shè)置為表面突起。多個肋可以例如沿板形元件的兩個端部部分布置,并且一個肋沿板形元件的遠(yuǎn)端部分延伸。進(jìn)一步地或替代地,板形元件可以設(shè)置有交叉肋,所述交叉肋從板形元件的遠(yuǎn)端部分和端部部分附近延伸到近端和中間部分。這提供了為板形元件增加強(qiáng)度的牢固的三角形肋結(jié)構(gòu)。肋或網(wǎng)格設(shè)計可以容易地與板形元件模制在一起,特別是如果板形元件以pur形成。
有利地,板形元件不設(shè)置有沿板形元件的近端部分的肋,因為這將防止板形元件符合葉片彎曲或裂孔。由此,葉片表面就這樣提供了為板形元件提供剛度的三角形的第三側(cè)(具有可變長度)。
總的來說,可見的是根據(jù)第四方面的本發(fā)明提供一種導(dǎo)流裝置,其包括板形元件,所述板形元件以例如根據(jù)前述實施例中的任一個實施例的肋結(jié)構(gòu)增強(qiáng)。這提供了以聚合物材料制造板形元件而不需要纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的可能性。
有利地,擾流器的厚度是0.5-10mm,例如,大約1-3mm。有利地,肋或網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的厚度是5-50mm,例如,大約15mm。
有利地,表面安裝裝置的縱向長度是20-150cm,或25-120cm。有利地,表面安裝裝置的高度是3-50cm。
有利地,柔性外殼的硬度在肖氏a硬度表是20-75,例如,在肖氏a硬度表上是大約55。有利地,表面安裝裝置的硬度在肖氏d硬度表上是45-100,例如,在肖氏d硬度表上是大約75。
有利地,附接裝置的唇部具有最大的外部尺寸,如1-15cm,或2-10cm的外徑。因此,附接裝置的近端部分可以具有這個最大的外部尺寸。
在一個實施例中,表面安裝裝置連接到附接部件上,以使表面安裝裝置的近端部分與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面之間的間距在間隔1-20mm內(nèi),例如,大約10mm。
板形元件可以制造為具有柔性,其允許板形元件在高風(fēng)速下?lián)锨?,由此減小對葉片的負(fù)荷。
在另一實施例中,表面安裝裝置可以朝向葉片的前緣成角度,以在表面安裝裝置與葉片的表面之間提供袋(pocket),所述袋面向葉片的前緣。這提供了擾流器裝置,其有助于擾流器裝置前面和后面壓力的累積,由此甚至進(jìn)一步增加升力。
有利地,表面安裝裝置(或板形元件)朝向葉片的前緣彎曲,因此也在表面安裝裝置與葉片的表面之間提供袋。因為柔性板形元件,這種設(shè)計還允許表面安裝設(shè)計(例如通過使用帶)被折疊或被壓靠在葉片的表面上,因為所述裝置沿朝向葉片前緣的方向是柔性的而沿進(jìn)入流的方向是剛性的。對于運輸?shù)哪康倪@可以是有利的。
與附接點處的表面法線相比,表面安裝裝置可以例如成5-45度,或10-40度,例如大約25度角。但是,原則上,表面安裝裝置也可以大致正交于葉片表面突出或朝向葉片的后緣成角度。
在有利的實施例中,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片設(shè)置有多個表面安裝裝置。多個表面安裝裝置可以例如布置為縱向延伸的導(dǎo)流裝置部件,這些導(dǎo)流裝置部件組合在一起,以形成第一導(dǎo)流裝置組。
有利地,多個表面安裝裝置可以沿大致彼此互相縱向延伸的方式布置。因此,導(dǎo)流裝置可以并列布置為在它們之間具有小間距,或者使得并列的裝置的端部大致彼此鄰接。導(dǎo)流裝置也可以布置為在縱向方向上稍微重疊。
導(dǎo)流裝置可以布置為在導(dǎo)流部件之間具有縱向間距。縱向間距可以例如位于5mm與50mm之間,或5mm與40mm之間,或5mm與30mm之間的間隔內(nèi),例如,大約10mm。在一個實施例中,相鄰導(dǎo)流部件之間的間距以例如由橡膠材料制成的柔性物體封閉。
因此,第一導(dǎo)流裝置組可以包括特別在葉片縱向方向上的多個單獨的或模塊化的部件。模塊化結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)更靈活,并且降低導(dǎo)流裝置部件端部處的剝落力。因此,模塊化部件具有從葉片的表面脫落的較小趨勢。
縱向延伸意味著導(dǎo)流裝置部件大致沿葉片的縱向方向延伸。因此,所述裝置部件典型地具有第一側(cè)(最接近前緣)和第二側(cè)(最接近后緣)以及第一縱向端部(最接近根端)和第二縱向端部(最接近尖端)。
有利地,第一側(cè)大致面向葉片的前緣。
優(yōu)選地,導(dǎo)流裝置永久地附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,并且不被主動控制。因此,前表面的取向是不可調(diào)整的。也認(rèn)識到,導(dǎo)流裝置是用于增加升力和能量產(chǎn)量。因此,替代地,導(dǎo)流裝置可以認(rèn)為是增升裝置。
所謂進(jìn)入流(incidentflow)指的是在葉片的正常使用(即,風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的旋轉(zhuǎn))過程中葉片部分處的流入狀態(tài)。因此,進(jìn)入流是當(dāng)由葉片的局部剖面看時,由軸向風(fēng)速和旋轉(zhuǎn)分量的合成形成的流入。所謂迎面而來的流(oncomingflow)指的是撞擊導(dǎo)流裝置的流,即葉片的壓力側(cè)上的遇到并沖擊導(dǎo)流裝置的局部流。
根據(jù)一個實施例,導(dǎo)流裝置部件是擾流器裝置部件。再次,必須指出,優(yōu)選地,這些部件是不可調(diào)整的并布置為增加風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的升力,并因此增加風(fēng)力渦輪機(jī)的能量產(chǎn)量。因此,擾流器部件不是用于破壞的目的。
根據(jù)有利的實施例,導(dǎo)流裝置部件包括從輪廓突出的平面的或板形的元件。由此,提供導(dǎo)流裝置部件的特別簡單的設(shè)計。此外,這種設(shè)計比非常剛硬的典型楔形設(shè)計柔軟得多。因此,平面設(shè)計具有出現(xiàn)高節(jié)點載荷的更小趨勢,高節(jié)點載荷在最壞的情況下能夠使導(dǎo)流裝置部件從風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面脫落。
根據(jù)有利的實施例,多個導(dǎo)流裝置部件一起形成面向葉片的前緣的大致連續(xù)的第一側(cè),使得多個導(dǎo)流裝置部件一起形成導(dǎo)流裝置,其被布置并適合于在導(dǎo)流裝置與葉片的后緣之間形成分離的氣流。
根據(jù)一個有利的實施例,導(dǎo)流裝置部件的形狀為使得它們具有流入表面,所述流入表面具有朝向葉片的前緣取向的開始點以及朝向葉片的后緣取向的結(jié)束點,流入表面與成型輪廓之間的距離從開始點到結(jié)束點增加。因此,導(dǎo)流裝置部件可以具有大致楔形的或三角形的輪廓。但是,流入表面也可以由向后或朝向葉片的后緣取向的平面元件設(shè)置。有利地,流入表面與流入表面的遠(yuǎn)端點的表面高度的角可以對應(yīng)于分別由本申請人申請的歐洲專利申請wo2010066500和wo2010066501中描述的那些。
根據(jù)有利的實施例,葉片的導(dǎo)流裝置具有前表面,所述前表面面向迎面而來的氣流,并具有定位在成型輪廓處的近端點和定位在與葉片的成型輪廓有一定距離(即,具有間距)處的遠(yuǎn)端點,其中,成型輪廓在近端點處具有表面法線,并且其中,導(dǎo)流裝置的前表面包括至少第一部分,所述第一部分朝向迎面而來的氣流成角度,以使所述第一部分的平均切線或中線與表面法線形成大于0度的第一角。
因此,從近端點看,導(dǎo)流裝置的前表面朝向迎面而來的氣流,并因此也朝向葉片的前緣成角度。因此,當(dāng)葉片的成型輪廓受進(jìn)入的氣流沖擊時,導(dǎo)流裝置在前表面的前面產(chǎn)生氣阱(airpocket),其增加了導(dǎo)流裝置前面的局部壓力,并引導(dǎo)導(dǎo)流裝置周圍的氣流。另外,導(dǎo)流裝置起阻礙輪廓的壓力側(cè)上的流的作用。在導(dǎo)流裝置的下游,即,典型地在導(dǎo)流裝置與葉片的后緣之間,發(fā)生氣流的分離。由于流的分開,這個阻礙導(dǎo)致導(dǎo)流裝置之后,即,導(dǎo)流裝置與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的后緣之間的更高的壓力。因此,導(dǎo)流裝置前面和后面的壓力都增加,其進(jìn)而顯著增加了在用于這部分的主導(dǎo)流入角度下的葉片的這部分上的升力。與不具有這種導(dǎo)流裝置的傳統(tǒng)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片相比,實際估計的潛在性能提高是每年1-2%能量產(chǎn)量。
術(shù)語平均切線或中線在此意味著前表面的第一部分平均朝向迎面而來的流所成角度。這對應(yīng)于與朝向迎面而來的流和葉片的前緣成角度的導(dǎo)流裝置的前表面的第一部分的線性擬合。
向前成角度的第一部分還導(dǎo)致與輪廓相切,并且切線或中線與前表面的第一部分形成小于90度的角。
從定義看,很明顯的是,前表面可以包括第二部分,所述第二部分不朝向迎面而來的流和葉片的前緣成角度。
根據(jù)有利的實施例,第一角是至少5度,或至少10度,或至少15度。第一角甚至可以是至少20度,或至少25度,或至少30度。較大的角度更有效地提供氣阱并且也可以降低阻力,因為前表面不需要從表面突出那么多以在導(dǎo)流裝置的前面提供壓力的累積。另一方面,甚至更大的角度使導(dǎo)流裝置的有效高度更小。
根據(jù)另一有利的實施例,前表面是凹的。導(dǎo)流裝置的前表面可以引導(dǎo)氣流穿過凹的表面并因此進(jìn)一步有助于在導(dǎo)流裝置的前面形成再循環(huán)區(qū)。
根據(jù)又一有利的實施例,多個縱向延伸的導(dǎo)流裝置部件包括多個單個的導(dǎo)流裝置部件,這些導(dǎo)流裝置部件沿葉片的縱向方向至少部分地重疊。因此,多個單個的導(dǎo)流裝置部件單獨地沿葉片的橫向方向放置。因此,第一導(dǎo)流裝置的第一端部延伸超過第二導(dǎo)流裝置部件的第二端部的徑向位置。
在一個實施例中,多個單個的導(dǎo)流裝置部件在縱向方向上是大致直的。在另一實施例中,多個單個的導(dǎo)流裝置部件在縱向方向上是彎曲的。例如,每個第二導(dǎo)流裝置部件可以是凸的,而其他是凹的。這還能夠與部分重疊的設(shè)計組合。
根據(jù)又一有利的實施例,第一導(dǎo)流裝置組在縱向方向上具有波紋設(shè)計,有利地,至少板形元件的遠(yuǎn)端點。所述設(shè)計可以例如在縱向方向上是波浪,并包括分別是凹的和凸的交替的導(dǎo)流裝置部件。替代地,可以使用梯形設(shè)計。這些設(shè)計具有的優(yōu)點是,當(dāng)葉片彎曲時,導(dǎo)流裝置部件可以在縱向方向上稍微拉伸。單個的導(dǎo)流裝置部件也可以是波紋的。
優(yōu)選地,導(dǎo)流裝置組形成為縱向延伸的裝置。根據(jù)有利的實施例,導(dǎo)流裝置組沿風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的至少5%的縱向范圍延伸。再一次,導(dǎo)流裝置組的縱向范圍可以是葉片的縱向范圍或長度的至少7%、10%、15%或甚至20%。
根據(jù)另一實施例,縱向延伸的導(dǎo)流裝置組沿葉片的至少1米,或風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的至少2米,或至少3米,或至少4米,或至少5米,或至少6米,或甚至至少8或10米延伸。
有利地,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片或至少風(fēng)力渦輪機(jī)的空氣動力學(xué)殼體可以由復(fù)合結(jié)構(gòu)制成,如以纖維增強(qiáng)材料(如玻璃纖維或碳纖維)增強(qiáng)的聚合物基體。樹脂可以是熱固性樹脂,如環(huán)氧樹脂、乙烯基脂、聚酯。樹脂也可以是熱塑性的,如尼龍、pvc、abs、聚丙烯或聚乙烯。再一次,樹脂可以是熱固性和熱塑性,如環(huán)形pbt或pet。導(dǎo)流裝置也可以由這種復(fù)合材料制成。聚合物基體材料還可以是聚氨酯樹脂。
風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可以制造為具有承重翼梁以及附接到所述梁上的空氣動力學(xué)殼體。替代地,承重結(jié)構(gòu)可以集成到葉片殼體中,其中梁帽(也稱為主層壓結(jié)構(gòu))集成在葉片殼體中,并且中間抗剪腹板附接在梁帽之間。
在一個實施例中,成型輪廓分成最接近轂部的具有大致圓形或橢圓形輪廓的根部區(qū)域、離轂部最遠(yuǎn)的具有產(chǎn)生升力的輪廓的翼型區(qū)域以及根部區(qū)域與翼型區(qū)域之間的過渡區(qū)域,所述過渡區(qū)域具有從根部區(qū)域的圓形或橢圓形輪廓向翼型區(qū)域的產(chǎn)生升力的輪廓沿徑向方向逐漸變化的輪廓。有利地,表面安裝裝置可以設(shè)置在葉片的過渡區(qū)域中。
根據(jù)特別有利的實施例,導(dǎo)流裝置布置在成型輪廓的過渡區(qū)域中,優(yōu)選地在葉片的壓力側(cè)上。所述裝置可以增加過渡區(qū)域中的升力,因此對能量產(chǎn)量有貢獻(xiàn)。有利地,導(dǎo)流裝置大致沿過渡區(qū)域的整個縱向范圍延伸,因此對沿整個過渡區(qū)域增加的升力有貢獻(xiàn)。
再一次,有利地,導(dǎo)流裝置可以延伸進(jìn)翼型區(qū)域中。這將增加翼型區(qū)域的升力,因此增加年度能量產(chǎn)量。原則上,它還可以延伸進(jìn)根部區(qū)域中。同樣,導(dǎo)流裝置可以僅布置在根部區(qū)域中,或僅布置在翼型區(qū)域中。
在優(yōu)選的實施例中,表面安裝裝置經(jīng)由三個附接部件附接到葉片的表面上,其中,第一附接部件連接在表面安裝裝置的第一端部附近,第二附接部件連接在表面安裝裝置的第二端部附近,并且第三附接部件連接在表面安裝裝置的中間部分處。當(dāng)在俯視圖中看時,三個附接部件在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上可以布置成三角形。三角形可以具有至少5度,或至少10度的銳角。
在一個有利的實施例中,附接部件或柔性外殼由雙面粘合帶制成。這提供了形成附接部件和腔的形狀的特別簡單的方法,所述腔填充有粘合劑,其形成粘合劑粘接。
因此,在一個實施例中,雙面粘合帶可以在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面與表面安裝裝置之間形成周緣部分(circumferentialpart),并且在雙面粘合帶、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面與表面安裝裝置的一部分之間進(jìn)一步形成腔。
在一個有利實施例中,雙面粘合帶包括一層可壓縮材料。這提供了粘彈性的外殼??蓧嚎s材料可以例如是一層泡沫細(xì)胞,如,丙烯酸泡沫。雙面粘合帶可以具有至少0.5mm,并優(yōu)選地至少1mm的厚度。另外,粘合帶可以具有最大10mm,或最大7mm,或最大5mm的厚度。因此,可以形成具有0.5mm至10mm高度的腔,例如,具有1mm至5mm的高度。
根據(jù)另一方面,本發(fā)明提供一種風(fēng)力渦輪機(jī),其包括若干根據(jù)前述實施例中的任一個的葉片,優(yōu)選地包括兩個或三個。
本發(fā)明的第一方面還提供一種將表面安裝裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上的方法,其中,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片具有縱向方向以及橫向方向,所述縱向方向具有尖端和根端,其中,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片進(jìn)一步包括成型輪廓,所述成型輪廓包括壓力側(cè)和吸力側(cè)以及具有弦的前緣和后緣,所述弦具有在所述前緣和所述后緣之間延伸的弦長,當(dāng)被進(jìn)入的氣流沖擊時,成型輪廓產(chǎn)生升力,其中,所述方法包括以下步驟:
a)設(shè)置風(fēng)力渦輪機(jī)葉片,
b)設(shè)置用于安裝在所述葉片的表面上的表面安裝裝置,所述表面安裝裝置具有連接到所述表面安裝裝置的一部分上的至少一個附接部件,其中,所述附接部件包括柔性外殼,所述柔性外殼適合于在至少所述外殼與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面之間形成腔,
c)將附接部件定位在葉片的表面的第一離散區(qū)域上,使得腔形成在至少外殼與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面之間,
d)將粘合劑或樹脂注入到腔中,并且
e)固化或硬化粘合劑或樹脂,使得所述裝置經(jīng)由粘合劑粘接附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上。
涉及具有膠腔的附接部件的所述方法還提供了將表面安裝裝置附接到葉片的表面上的特別簡單的方法。因為附接部件的外殼是柔性的,所以附接部件例如通過對附接部件施加壓力來符合葉片表面的曲率。所述裝置的確切位置也可以通過仔細(xì)移動附接部件來精細(xì)調(diào)整,以便獲得希望的位置。總的來說,新的附接方法提供了將附件裝配到葉片表面上的簡單方法,而不需要固定裝置和葉片表面的冗長的準(zhǔn)備。另外,柔性外殼還用作粘膠成型器和膠塞(gluestopper),其減輕了后續(xù)對精工操作,如去除多余的粘合劑的需要。因此,工人可以比使用現(xiàn)有技術(shù)更快速地將表面安裝裝置附接到葉片的表面上。
可以通過將附接部件壓靠在葉片的表面上形成腔。
優(yōu)選地,附接部件例如通過將附接部件膠粘或模制在裝置上而預(yù)先連接到所述裝置上。優(yōu)選地,連接部件連接到表面安裝裝置的近端部分上。表面安裝裝置的近端部分是最接近葉片表面定位且可以說是附接到葉片的表面上的部分。但是,通過利用附接部件,很明顯的是,可以在表面安裝裝置的近端部分與葉片的表面之間存在間距。但是,原則上,在替代實施例中,作為粘膠填充和硬化步驟的步驟d)和e)的一部分,附接裝置可以連接到所述裝置上。
很明顯的是,優(yōu)選地,表面安裝裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外表面上。但是,也可以是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的內(nèi)表面。
在一個實施例中,在步驟a之前,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的第一離散區(qū)域例如經(jīng)由酒精基涂擦(alcoholbasedrub)去除油污。由此,確保能夠為葉片的表面提供有效的粘合劑粘接。有利地,在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的凝膠涂層上進(jìn)行去除油污。但是,與先前的附接方法相比,不需要磨去凝膠涂層以露出用于粘接的纖維材料。
在優(yōu)選的實施例中,附接部件包括周緣唇部,用于附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上。因此,周緣唇部形成附接裝置的下部分或近端部分并對葉片的表面密封,由此在外殼與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面之間形成膠腔。周緣唇部可以具有大致平的附接表面,用于安裝到葉片上。替代地,周緣唇部可以具有傾斜的附接表面,以便當(dāng)壓靠在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上時,附接表面符合風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的所述表面。
周緣唇部可以設(shè)置有粘合劑,如,粘合帶,例如,壓敏雙面粘合帶,以提供對葉片表面的初步附接。這在現(xiàn)場對葉片的表面進(jìn)行附件的改裝是特別有用的。
因此,所述帶提供對葉片表面的密封,并且提供膠腔,然后所述膠腔填充有粘合劑并硬化或固化。初步附接可以確保附接部件在注入步驟過程中不移動,并進(jìn)一步防止粘合劑在注入步驟過程期間從附接裝置的側(cè)面逸出。這是特別有利的,因為可以在不預(yù)先排空腔的情況下進(jìn)行粘合劑的注入,并且有利的是粘合劑的注入可以積累腔中的壓力。
所述帶可以設(shè)置有內(nèi)襯。有利地,內(nèi)襯設(shè)置有抽頭,使得能夠從唇部拉出內(nèi)襯。因此,附接部件的唇部可以壓靠在葉片的表面上。一旦裝置和附接部件定位在正確的位置中,就去除內(nèi)襯,由此唇部初步附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,并且在這之后可以進(jìn)行將粘合劑注入到腔中。
在替代實施例中,幾滴粘合劑施加到柔性外殼的唇部。固定元件仍能夠沿葉片表面移動,并且一旦到達(dá)希望的位置,唇部就只是壓靠在葉片表面上,直到粘合劑至少部分地硬化并且提供對葉片表面的初步附接。
在另一實施例中,在步驟d)之前,附接部件例如經(jīng)由通過附接部件連接的并擰入到形成在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面中的定位孔的螺釘機(jī)械地固定到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上。在粘合劑注入并固化之后,可以去除機(jī)械固定裝置,例如,螺釘。然后可以用密封劑填充去掉螺釘?shù)目住?/p>
在另一實施例中,在步驟d)之前在腔中進(jìn)行微環(huán)境處理。例如,微環(huán)境處理可以選自排空腔、加熱腔或者例如經(jīng)由以氮氣填充腔除氣的組。由此,在注入步驟之前腔可以被干燥,其可以甚至進(jìn)一步改進(jìn)粘合劑粘接,因為在注入之前去除了濕氣。
在粘合劑注入到腔中的同時,還可能的是通過使用固定裝置保持附接部件在適當(dāng)?shù)奈恢弥袑⒏浇硬考ㄎ辉谌~片的表面上。如果附件是在工廠安裝到葉片的表面上,那么這個實施例是特別有用的。
在一個有利的實施例中,柔性外殼設(shè)置有從腔到外部的孔。由此,在注入步驟過程期間,氣體或空氣能夠從腔逸出。優(yōu)選地,所述孔相對小。有利地,所述孔可以設(shè)置在柔性外殼的遠(yuǎn)端部分附近,由此,填充到腔中的粘合劑或樹脂朝向腔的頂部推動空氣。還可能的是對孔應(yīng)用吸力。所述孔還可以提供填充過程的視覺確認(rèn),例如,當(dāng)液體粘合劑開始從孔涌出時,粘合劑的注入可以停止。
柔性外殼還可以由至少部分透明的材料制成,以便可以容易地監(jiān)測填充過程。
在步驟e)的固化或硬化過程期間,腔可以連接到粘合劑存儲器或室上。因此,如果粘合劑在硬化過程中收縮,則額外的液體粘合劑將被吸入腔中并填充空隙。存儲器的粘合劑當(dāng)然應(yīng)該比腔中的粘合劑后期硬化,使得液體粘合劑不沿錯誤的方向被吸入。
在本發(fā)明的第一附加方面中,附接部件或附接部件的柔性外殼由雙面粘合帶制成,其中,雙面粘合帶布置為形成周緣部分,以便形成部分地由雙面粘合帶、葉片的表面和表面安裝裝置的一部分形成的腔。
換句話說,第一附加方面提供了一種風(fēng)力渦輪機(jī)葉片,用于具有大致水平轉(zhuǎn)子軸的風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子,所述轉(zhuǎn)子包括轂部,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片在安裝到轂部上時從所述轂部大致沿徑向方向延伸,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片具有縱向方向以及橫向方向,所述縱向方向具有尖端和根端,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片進(jìn)一步包括:
-成型輪廓,所述成型輪廓包括壓力側(cè)和吸力側(cè)以及具有弦的前緣和后緣,所述弦具有在所述前緣和所述后緣之間延伸的弦長,當(dāng)被進(jìn)入的氣流沖擊時,所述成型輪廓產(chǎn)生升力,其中
-表面安裝裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,其中
-表面安裝裝置經(jīng)由至少第一附接部件附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,所述第一附接部件連接到表面安裝裝置的一部分上,其中,
-附接部件包括由雙面粘合帶制成的柔性外殼,所述雙面粘合帶在至少所述外殼、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面與表面安裝裝置的一部分之間形成腔,并且其中
-所述腔填充有粘合劑,所述粘合劑為風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面提供粘合劑粘接。
類似于先前的實施例,雙面粘合帶可以形成周緣部分,如柔性外殼的唇部。
周緣部分可以具有小的開口,以便它可以提供填充過程的視覺確認(rèn),例如,當(dāng)液體粘合劑開始從孔涌出時,粘合劑的注入可以停止。
在一個有利實施例中,雙面粘合帶包括一層可壓縮材料。這提供了粘彈性的外殼??蓧嚎s材料可以例如是一層泡沫細(xì)胞,如,丙烯酸泡沫。雙面粘合帶可以具有至少0.5mm,并優(yōu)選地至少1mm的厚度。另外,粘合帶可以具有最大10mm,或最大7mm,或最大5mm的厚度。因此,可以形成具有0.5mm至10mm高度的腔,例如,具有1mm至5mm的高度。
在第二附加方面中,本發(fā)明提供一種將表面安裝裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上的方法,其中,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片具有縱向方向以及橫向方向,所述縱向方向具有尖端和根端,其中,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片進(jìn)一步包括成型輪廓,所述成型輪廓包括壓力側(cè)和吸力側(cè)以及具有弦的前緣和后緣,所述弦具有在所述前緣和所述后緣之間延伸的弦長,當(dāng)被進(jìn)入的氣流沖擊時,成型輪廓產(chǎn)生升力,其中,所述方法包括步驟:
a)設(shè)置風(fēng)力渦輪機(jī)葉片,
b)將雙面粘合帶布置在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,以形成附接部件的周緣部分,
c)將用于安裝在所述葉片的表面上的裝置布置在雙面粘合帶上,使得在至少雙面粘合帶、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面與所述裝置的一部分之間形成附接部件的腔,
d)將粘合劑或樹脂注入到腔中,并且
e)固化或硬化粘合劑或樹脂,使得所述裝置經(jīng)由粘合劑粘接附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上。
認(rèn)識到的是,雙面粘合帶可以直接布置在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,并且然后所述裝置隨后布置在雙面粘合帶的上面,以形成腔,或者替代地,雙面粘合帶可以布置在所述裝置上,然后具有雙面粘合帶的裝置布置在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,以形成腔。
附圖說明
下面將參考附圖中所示的實施例詳細(xì)解釋本發(fā)明,其中
圖1示出了風(fēng)力渦輪機(jī),
圖2示出了在立體圖中可見、設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流裝置部件的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的第一實施例的示意圖,
圖3示出了翼型輪廓的示意圖,
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的俯視圖,
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的并且設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的附接部件的導(dǎo)流裝置的各個視圖,
圖6示出了具有根據(jù)本發(fā)明的附接部件的根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流裝置的近端部分的兩個實施例,
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的附接部件的兩個實施例的橫截面圖,
圖8展示了根據(jù)本發(fā)明的方法的粘合劑注入步驟,
圖9示出了一組導(dǎo)流裝置,
圖10示出了一組導(dǎo)流裝置的頂部部分的第一實施例,
圖11示出了一組導(dǎo)流裝置的頂部部分的第二實施例,
圖12示出了一組導(dǎo)流裝置的頂部部分的第三實施例,
圖13示出了一組導(dǎo)流裝置的頂部部分的第四實施例,
圖14示出了一組導(dǎo)流裝置的頂部部分的第五實施例,
圖15示出了設(shè)置有鋸齒狀后緣板的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的俯視圖,
圖16示出了設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的附接部件的鋸齒狀后緣板的俯視圖,
圖17示出了設(shè)置有三個根據(jù)本發(fā)明的附接部件的鋸齒狀后緣板的俯視圖,
圖18示出了鋸齒狀后緣板的第一實施例的俯視圖,其中附接部件由雙面粘合帶制成,
圖19示出了鋸齒狀后緣板的第二實施例的俯視圖,其中附接部件由雙面粘合帶制成,
圖20示出了具有為表面安裝裝置的布置準(zhǔn)備的區(qū)域的葉片部分的俯視圖,
圖21示出了為表面安裝裝置的布置準(zhǔn)備的區(qū)域中的鉆削定位孔的樣板,
圖22示出了為表面安裝裝置的附接部件的安裝準(zhǔn)備的區(qū)域,以及
圖23示出了具有根據(jù)本發(fā)明的附接部件的根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流裝置的近端部分的附加實施例。
具體實施方式
圖1示出了根據(jù)所謂的“丹麥概念”的常規(guī)的現(xiàn)代迎風(fēng)式風(fēng)力渦輪機(jī),其具有塔架4、機(jī)艙6以及具有大致水平的轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子包括轂部8和從轂部8徑向延伸的三個葉片10,每個葉片具有最靠近轂部的葉片根部16和最遠(yuǎn)離轂部8的葉片尖端14。
圖3示出了以各個參數(shù)描繪的風(fēng)力渦輪機(jī)的典型葉片的翼型輪廓50的示意圖,這些參數(shù)典型地用來限定翼型的幾何形狀。翼型輪廓50具有壓力側(cè)52和吸力側(cè)54,在使用過程中,即在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)過程中,壓力側(cè)和吸力側(cè)通常分別面向迎風(fēng)側(cè)和背風(fēng)側(cè)。翼型50具有弦60,弦60具有在葉片的前緣56與后緣58之間延伸的弦長c。翼型50具有厚度t,其定義為壓力側(cè)52與吸力側(cè)54之間的距離。翼型的厚度t沿弦60變化。與對稱式輪廓的偏離由拱形線62表示,拱形線62是穿過翼型輪廓50的中線。該中線能夠通過繪制從前緣56到后緣58的內(nèi)接圓而得到。該中線遵循這些內(nèi)接圓的中心,并且與弦60的偏離或距離稱為拱高f。也可以通過使用稱為上拱高和下拱高的參數(shù)來限定不對稱性,其中上拱高和下拱高分別定義為從弦60到吸力側(cè)54和壓力側(cè)52的距離。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片10的第一實施例的示意圖。風(fēng)力渦輪機(jī)葉片10具有傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的形狀,并且包括:最靠近轂部的根部區(qū)域30、最遠(yuǎn)離轂部的成型或翼型區(qū)域34、以及位于根部區(qū)域30與翼型區(qū)域34之間的過渡區(qū)域32。葉片10包括前緣18和后緣20,當(dāng)葉片安裝在轂部上時,前緣18面向葉片10的旋轉(zhuǎn)方向,并且后緣20面向前緣18的相反方向。
翼型區(qū)域34(也稱為成型區(qū)域)具有關(guān)于產(chǎn)生升力方面的理想的或近乎理想的葉片形狀,而根部區(qū)域30由于結(jié)構(gòu)方面的考慮具有大致圓形或橢圓形的橫截面,例如使之更容易和更安全地將葉片10安裝到轂部上。根部區(qū)域30的直徑(或弦)典型地是沿整個根部區(qū)域30恒定的。過渡區(qū)域32具有從根部區(qū)域30的圓形或橢圓形形狀40向翼型區(qū)域34的翼型輪廓50逐漸變化的過渡輪廓42。典型地,過渡區(qū)域32的寬度隨著距轂部的距離r的增加而大致線性增加。
翼型區(qū)域34具有翼型輪廓50,翼型輪廓50具有在葉片10的前緣18與后緣20之間延伸的弦。弦的寬度隨著距轂部的距離r的增加而減小。
葉片的不同區(qū)段的弦通常不位于共同的平面中,因為葉片可能扭轉(zhuǎn)和/或彎曲(即,預(yù)彎),從而提供具有相應(yīng)地扭轉(zhuǎn)和/或彎曲的線路的弦平面,這是最常見的情況,以補償取決于距轂部的半徑的葉片的局部速度。
根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片10設(shè)置有若干導(dǎo)流裝置部件70形式的表面安裝裝置,導(dǎo)流裝置部件70組合在一起,并從至少葉片的過渡區(qū)域32中的葉片壓力側(cè)突出,以形成如圖4的俯視圖中所示的導(dǎo)流裝置組95。但是,有利地,導(dǎo)流裝置部件70也可以延伸進(jìn)葉片的翼型區(qū)域34和/或根部區(qū)域30中。
圖5a至e示出了根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流裝置部件70,導(dǎo)流裝置部件70適合于起擾流器的作用,并且附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,例如,如圖2和圖4中所示。圖5a示出了仰視圖,圖5b示出了側(cè)視圖,圖5c示出了后視圖,圖5d示出了示出后部的立體圖,并且圖5e示出了示出導(dǎo)流裝置部件70的前部的另一立體圖。
可見的是,導(dǎo)流裝置部件70包括板形元件71,當(dāng)導(dǎo)流裝置部件70安裝到葉片的表面上時,板形元件71從葉片的表面突起,并且板形元件71為進(jìn)入流提供阻礙。板形元件71包括前表面72和后表面73,前表面72面向葉片10的前緣18,從而面向進(jìn)入流,后表面73面向葉片10的后緣20,從而背離進(jìn)入流。
板形元件71包括近端部分74或下部分以及遠(yuǎn)端部分75或上部分,當(dāng)導(dǎo)流裝置部件70安裝到葉片的表面上時,近端部分74或下部分最接近葉片表面,并且遠(yuǎn)端部分75或上部分離葉片表面最遠(yuǎn)。板形元件71沿縱長或縱向方向彎曲,并且在板形元件71的近端部分74處具有第一曲率半徑,在板形元件的遠(yuǎn)端部分75處具有第二曲率半徑。
在所示實施例中,板形元件70形成截頭圓錐形元件的外表面部分,因此第二曲率半徑小于第一曲率半徑。但是,在替代實施例中,第二曲率半徑大于第一曲率半徑,其可以為板形元件71的遠(yuǎn)端部分75提供較硬的結(jié)構(gòu)。在板形元件71的遠(yuǎn)端部分75是直的情況下,第二曲率半徑可以例如接近無窮大。在另一實施例中,曲率半徑從板形元件的近端部分74到遠(yuǎn)端部分75可以是恒定的。
板形元件71向前朝向葉片的前緣進(jìn)一步成角度,以在板形元件71與葉片表面之間提供袋,所述袋面向葉片的前緣。因為板形元件71朝向葉片的前緣彎曲(即,當(dāng)從葉片的前緣看時是凹的),所以這也歸因于在表面安裝裝置與葉片表面之間形成袋。由于柔性的板形元件71,這種設(shè)計還允許表面安裝設(shè)計被折疊或被壓靠在葉片的表面上,其對運輸目的是有利的。
導(dǎo)流裝置部件70包括三個附接部件77,這些附接部件被用來將導(dǎo)流裝置部件70附接到葉片表面上。每個附接部件77從附接部件77的近端部分到遠(yuǎn)端部分是錐形的,以便近端部分具有比遠(yuǎn)端部分大的表面積。附接部件可以例如是大致鐘形、圓錐形或截頭圓錐形的。當(dāng)葉片彎曲或葉片殼體裂孔時,這使葉片表面處的切口效應(yīng)最小,并且提供了從葉片10轉(zhuǎn)移到導(dǎo)流裝置部件70上的逐漸過渡的載荷。如在圖5c中可見,優(yōu)選地,附接部件77在側(cè)視圖中也是錐形的,以便附接部件77的高度在周緣處接近零,從而使切口效應(yīng)最小。
附接部件77進(jìn)一步包括柔性外殼80,其在至少柔性外殼80與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面之間形成腔。附接部件77的一部分可以模制為與板形元件71一起的第一零件(piece),并且柔性外殼80可以模制在該第一零件上。替代地,柔性外殼可以膠粘到第一零件上和/或機(jī)械地連接到第一零件上。
導(dǎo)流裝置部件70可以附接到葉片表面上的三個離散區(qū)域上,其中,當(dāng)在俯視圖中看時,三個離散區(qū)域布置成三角形,如例如圖5a中所見。這提供了將附件附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片表面上的特別簡單的方式,因為盡管具有復(fù)雜的曲率,三點附接也將總是能夠接觸葉片的表面。三角形可以具有至少5度,或至少10度的銳角。
如在圖5a和5e中所見,板形元件71可以通過網(wǎng)格或肋結(jié)構(gòu)76進(jìn)一步加強(qiáng)。多個肋可以例如沿板形元件71的兩個端部部分布置,并且一個肋沿板形元件的遠(yuǎn)端部分延伸。進(jìn)一步地或替代地,板形元件可以設(shè)置有交叉肋,所述交叉肋從板形元件71的遠(yuǎn)端部分和端部部分附近延伸到近端和中間部分。這提供了為板形元件71增加強(qiáng)度的牢固的三角形肋結(jié)構(gòu)。肋或網(wǎng)格設(shè)計可以容易地與板形元件71模制在一起。網(wǎng)格或肋結(jié)構(gòu)可以例如設(shè)置為表面突起。
導(dǎo)流裝置部件70可以進(jìn)一步設(shè)置有柄等,例如,如圖5e中所示,所述柄設(shè)置在附接部件77上。這個柄78可以幫助工人更容易處理附接導(dǎo)流裝置部件70,其可以使用所述柄將柔性外殼更好地按壓在葉片表面上。如果在現(xiàn)場安裝導(dǎo)流裝置部件70,這是特別有利的。
有利地,板形元件71的厚度ts是0.5-10mm,例如,大約1.5-3mm。有利地,肋或網(wǎng)格結(jié)構(gòu)76的厚度tr是5-50mm。有利地,表面安裝裝置的縱向長度l是20-150cm,或25-120cm。有利地,表面安裝裝置的高度h是3-50cm。優(yōu)選地,板形元件71連接到附接部件77上,以使板形元件71的近端部分74與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面之間的間距s在間隔1-20mm內(nèi),例如,大約10mm。
導(dǎo)流裝置70和附接部件77可以由聚氨酯(pur)材料或熱塑性聚合物制成,可選地由增強(qiáng)纖維增強(qiáng)的聚氨酯(pur)材料或熱塑性聚合物制成,并且附接部件也由聚氨酯(pur)或熱塑性材料制成。有利地,柔性外殼80的硬度在肖氏a硬度表上是20-75,例如,在肖氏a硬度表上是大約55。有利地,板形元件71的硬度在肖氏d硬度表上是45-100,例如,在肖氏d硬度表上是大約75。
圖6a和6b示出了根據(jù)本發(fā)明的并且設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的附接部件的導(dǎo)流裝置部件的第一實施例和第二實施例的細(xì)節(jié)橫截面圖。
圖6a示出了導(dǎo)流裝置部件70和附接部件77的第一實施例??梢姷氖?,附接部件77的錐形部分和板形元件一體地形成為例如模制元件。柔性外殼80連接到附接部件77的錐形部分的凹處83上。柔性外殼可以膠粘或模制到錐形部分上。柔性外殼80包括周緣唇部82,其封住風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面。這提供了膠腔81,所述膠腔形成在葉片表面、柔性外殼80與導(dǎo)流裝置部件70的錐形部分的下部分之間。孔或洞79穿過附接部件77設(shè)置,并且所述孔或洞能夠與膠腔81連通,以便粘合劑可以經(jīng)由孔79填充到腔81中。柔性外殼進(jìn)一步包括通風(fēng)孔88,由此在將粘合劑注入到腔中的步驟期間,氣體或空氣能夠從腔81逸出。通風(fēng)孔88還可以提供填充過程的視覺確認(rèn),例如,當(dāng)液體粘合劑開始從孔涌出時,粘合劑的注入可以停止。
圖6b示出了導(dǎo)流裝置部件70’和附接部件77’的第二實施例,其中,相同參考符號表示第一實施例的相同部件。因此,僅描述兩個實施例之間的不同。第二實施例與第一實施例的不同之處在于,柔性外殼包圍錐形部分77’或板形元件70’的下部分,以便膠腔81’僅形成在柔性外殼80與葉片表面之間。
有利地,附接裝置77的唇部82具有最大的外部尺寸,如,1-15cm或2-10cm的外徑。因此,附接裝置77的近端部分可以具有這個最大的外部尺寸。
根據(jù)圖7a中所示的一個實施例,周緣唇部82可以包括大致平的附接表面84,以安裝到葉片上。附接表面可以設(shè)置有壓敏雙面粘合帶85,以提供對葉片表面的初步附接。帶85可以設(shè)置有內(nèi)襯86,其在柔性外殼80裝配到葉片表面上之前被去除。有利地,內(nèi)襯86設(shè)置有抽頭,以便能夠從唇部82拉出內(nèi)襯86。因此,柔性外殼80的唇部82可以壓靠在葉片表面上。一旦裝置70和附接部件77定位在正確的位置中,就去除內(nèi)襯86,由此唇部82初步密封到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面并提供膠腔81,并且在這之后可以進(jìn)行將粘合劑注入到腔81中。
根據(jù)圖7b所示的另一實施例,柔性外殼的周緣唇部182具有傾斜的附接表面184。類似于圖7a所示的實施例,附接表面可以設(shè)置有壓敏雙面粘合帶185,以提供對葉片表面的初步附接,其進(jìn)而設(shè)置有內(nèi)襯186。當(dāng)壓靠在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上時,附接表面184的傾斜符合風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的所述表面,其以圖7b中所示的箭頭展示出。
圖8展示了根據(jù)本發(fā)明將表面安裝裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上的方法中的步驟。所述方法包括設(shè)置風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的第一步驟和設(shè)置具有根據(jù)本發(fā)明的附接部件(例如,圖6所示的兩個實施例中的一個)的表面安裝裝置的第二步驟。在第三步驟,表面安裝裝置的附接部件定位在葉片表面的第一離散區(qū)域上,以使腔形成在至少外殼與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面之間。在第四步驟,圖8所展示的,粘合劑或樹脂91填充到膠腔中。一旦膠腔81已充滿粘合劑,停止注入,之后在第五步驟中粘合劑91固化或硬化,以便表面安裝裝置70經(jīng)由粘合劑粘接附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上。
粘合劑91,例如經(jīng)由注射器或靜態(tài)混合器,經(jīng)由孔79注入到膠腔81中。優(yōu)選地,通風(fēng)孔88位于柔性外殼的近端部分處,以便填充到腔81中的粘合劑91最后到達(dá)所述通風(fēng)孔88。由此,通風(fēng)孔88也可以用于視覺檢查,以檢查腔是否已經(jīng)充滿。替代地或附加地,柔性外殼可以由至少部分透明的材料制成,以便可以監(jiān)測填充過程。
在第五步驟的固化或硬化過程中,腔81可以保持連接到粘合劑存儲器90或室上。因此,如果粘合劑91在硬化過程中收縮,則額外的液體粘合劑將被吸入腔中并填充空隙。存儲器90的粘合劑91當(dāng)然應(yīng)該比腔中的粘合劑后期硬化,以便液體粘合劑不沿錯誤的方向被吸入。
例如,粘合劑90可以是pu基、環(huán)氧基或mma。也可以是各種材料之間的混合物,如混合在mma中的可聚合pu。
在另一實施例中,在第四步驟之前在腔中進(jìn)行微環(huán)境處理。例如,微環(huán)境處理可以選自排空腔、加熱腔或者例如經(jīng)由以氮氣填充腔除氣的組。由此,在注入步驟之前腔可以被干燥,其可以甚至進(jìn)一步改進(jìn)粘合劑粘接,因為在注入之前去除了濕氣。這可以經(jīng)由將適當(dāng)?shù)墓ぞ吒浇拥娇?9或通風(fēng)孔88來進(jìn)行。
如圖2和圖4所示,有利地,表面安裝裝置是例如擾流器裝置形式的導(dǎo)流裝置,其組合在一起,以形成導(dǎo)流裝置組。這個組的模塊化結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)更靈活,并且降低導(dǎo)流裝置部件端部處的剝落力。優(yōu)選地,多個單個的導(dǎo)流裝置部件布置為使得多個部件的縱長方向大致沿葉片的縱向方向定向。
圖9示出了導(dǎo)流裝置組的第一實施例的后視圖。如可見的,所述組包括若干單個的導(dǎo)流裝置部件170,這些導(dǎo)流裝置部件通過間隙181互相分開。相鄰導(dǎo)流裝置部件170之間的間隙181可以例如是在5mm與30mm之間。根據(jù)另一實施例(未示出),導(dǎo)流裝置部件彼此鄰接。
圖10示出了從上面看的導(dǎo)流裝置部件170,在此描繪為板形元件的近端部分。在所示實施例中,相鄰導(dǎo)流裝置部件170之間的間隙181被由柔性材料,如橡膠制成的中間元件196封閉。在這個特定實施例中,中間元件179附接到板形元件170的前表面上。這可以為導(dǎo)流裝置組提供連續(xù)的前表面。但是,根據(jù)優(yōu)選實施例,所述設(shè)計不包括任何中間元件(對應(yīng)于圖9所示的實施例)。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流裝置部件270的第二實施例。在這個實施例中,間隙也被由柔性材料,如橡膠制成的中間元件296封閉。在這個實施例中,中間部件填充導(dǎo)流裝置部件270之間的整個間隙,并附接到導(dǎo)流裝置部件270的前表面和后表面兩者上。
圖12示出了從上面看的,根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流裝置部件370的第三實施例的示意圖。在這個實施例中,導(dǎo)流裝置部件交替地布置在其他導(dǎo)流裝置部件的前面和后面,以便導(dǎo)流裝置部件形成幾乎連續(xù)的前表面。
圖13示出了從上面看的,根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流裝置部件470的第四實施例的示意圖??梢姷氖牵瑢?dǎo)流裝置部件470沿縱向方向錯列。一個導(dǎo)流裝置部件的后表面可以鄰接第二個導(dǎo)流裝置部件的前表面,或者沿葉片的橫向方向可以存在小的間隙。
圖14示出了從上面看的,根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流裝置部件570的第五實施例的示意圖,除了導(dǎo)流裝置部件570沿縱向方向是交替地凸的和凹的之外,其類似于第三實施例。在所示實施例中,兩個導(dǎo)流裝置部件布置在其他的后面。但是,有利地,它們也可以布置在其他導(dǎo)流裝置部件的前面,由此獲得稍微不同的總體設(shè)計。如果導(dǎo)流裝置部件向前成角度,以在板形元件與葉片表面之間形成袋,則很明顯,需要兩個不同類型的導(dǎo)流裝置部件。
迄今為止本發(fā)明都是關(guān)于擾流器裝置形式的表面安裝裝置描述的。但是,根據(jù)所述方法的附接部件和方法也可以用于將其他類型的導(dǎo)流裝置附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上,例如,鋸齒狀后緣板或古奈擾流板。
圖15示出了風(fēng)力渦輪機(jī)葉片610的這一實施例,其設(shè)置有多個鋸齒狀后緣板670,這些后緣板布置在葉片尖端附近的葉片后緣處。如圖16中可見,鋸齒狀后緣板670可以設(shè)置有附接部件,所述附接部件包括柔性外殼681,其在板670與葉片表面之間形成膠腔681。通過以粘合劑填充膠腔并讓粘合劑固化或硬化,將板670粘附地附接到葉片上。
圖17示出了鋸齒狀后緣板770的替代實施例,其設(shè)置有三個附接部件,每個附接部件包括柔性外殼780并在板770與葉片表面之間形成膠腔681。在俯視圖中可見,三個附接部件可以布置成三角形。
在以上實施例中,柔性外殼描述為預(yù)制元件。但是,附接部件或柔性外殼是由雙面粘合帶等制成的。在以下,這些實施例是用于附接鋸齒狀后緣板的例示。但是,由雙面粘合帶制成的柔性外殼可以用于任何表面安裝裝置,如擾流器裝置等。
圖18示出了鋸齒狀后緣板870的第一實施例的俯視圖,其中附接部件的柔性外殼880由雙面粘合帶制成。雙面粘合帶可以作為單獨的部件880a、880b、880c、880d應(yīng)用到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面(未示出),這些單獨的部件布置為使得它們形成周緣部分。一旦鋸齒狀后緣板870布置在雙面粘合帶的頂部上,腔881就形成在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片表面、雙面粘合帶與鋸齒狀后緣板870之間。然后液體粘合劑可以例如經(jīng)由鋸齒狀后緣板879中的孔879注入到腔881中,并且粘合劑通過腔881擴(kuò)散(以輪廓線893展示)。
雙面粘合帶部件880a、880b、880c、880d可以布置為使得小開口888設(shè)置在周緣部分中,以便可以提供填充過程的視覺確認(rèn),例如當(dāng)液體粘合劑開始從孔涌出時,粘合劑的注入可以停止。
圖19示出了鋸齒狀后緣板的第二實施例的俯視圖,其中附接部件由雙面粘合帶制成。雙面粘合帶可以作為單獨的部件980a、980b、980c、980d應(yīng)用到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面(未示出),這些單獨的部件布置為使得它們形成周緣部分。一旦鋸齒狀后緣板970布置在雙面粘合帶的頂部上,腔981就形成在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片表面、雙面粘合帶與鋸齒狀后緣板970之間。雙面粘合帶部件980a、980b、980c、980d布置為使得開口979設(shè)置在周緣部分中。然后液體粘合劑可以通過以輪廓線993展示的所述開口979注入。
然后液體粘合劑可以例如經(jīng)由鋸齒狀后緣板879中的孔879注入到腔881中,并且粘合劑通過腔881擴(kuò)散(以輪廓線893展示)。
此外,雙面粘合帶部件980a、980b、980c、980d可以布置為使得第二小開口988設(shè)置在周緣部分的相對側(cè)中,以便可以提供填充過程的視覺確認(rèn),例如當(dāng)液體粘合劑開始從孔涌出時,粘合劑的注入可以停止。
在一個有利實施例中,雙面粘合帶包括一層可壓縮材料。這提供了粘彈性的外殼??蓧嚎s材料可以例如是一層泡沫細(xì)胞,如,丙烯酸泡沫。雙面粘合帶可以具有至少0.5mm,優(yōu)選至少1mm的厚度。因此,可以提供具有例如1mm至5mm高度的腔。
圖20至23展示了將表面安裝裝置,如擾流器部件附接到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片表面上的另一實施例中的各個步驟。盡管根據(jù)本發(fā)明不嚴(yán)格要求去除為附接部件提供適當(dāng)粘合的凝膠涂層,但在某些情況下這可以提高粘接性。在圖20所示的第一步驟中,葉片表面上的區(qū)域1065可以是為表面安裝裝置的布置和安裝準(zhǔn)備的。這可以通過去除區(qū)域1065中的凝膠涂層來進(jìn)行。替代地,葉片殼體可以制造為具有不帶凝膠涂層的區(qū)域。
在圖21所展示的下一步驟中,用于鉆削定位孔1067的樣板布置在為表面安裝裝置的布置準(zhǔn)備的區(qū)域1065中。
在圖22所展示的下一步驟中,多個補片1068在定位孔1067的頂部上對齊。補片1068可以設(shè)置有布置在定位孔中的銷。補片1068可以通過使用專用工具來布置,所述專用工具預(yù)先對齊補片1068的取向。
在下一步驟中,未展示出,凝膠涂層施加到準(zhǔn)備的區(qū)域1065和補片1068的上面。在凝膠涂層固化之后,可以去除補片1068,由此在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上留下多個沒有凝膠涂層的區(qū)域。
在下一步驟中,未展示出,表面安裝裝置布置為使得柔性外殼和附接部件布置在無凝膠涂層區(qū)域1068的上面。
表面安裝裝置的附接部件可以通過使用通過附接部件附接并擰入到葉片表面上的定位孔1067中的螺釘機(jī)械地固定到葉片表面上。
圖23中示出了這一實施例,其中,相同的參考符號表示圖6a和6b中所示的實施例的相同部件。因此,僅描述圖23與圖6a中的實施例之間的不同之處。該實施例的不同之處在于具有用于螺釘?shù)目?087,并且附接部件經(jīng)由通過孔1087插入并擰入到形成在葉片表面中的定位孔1067中的螺釘(未示出)初步附接到葉片表面上。定位孔例如具有20mm的深度。
在粘合劑已經(jīng)注入到腔1081中并固化之后,可以去除螺釘。然后可以用密封劑填充剩下的孔。
已經(jīng)參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。但是,本發(fā)明的范圍不限于所示的實施例,而是可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行改變和修改。
參考符號列表