風(fēng)力渦輪、轉(zhuǎn)子葉片、葉片根部、根部襯套及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片的葉片根部的根部襯套、葉片根部、風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片、風(fēng)力渦輪、以及用于制造根部襯套的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片由纖維增強(qiáng)塑料制成。轉(zhuǎn)子葉片通常包括具有倒圓前緣和尖銳后緣的翼型。轉(zhuǎn)子葉片借助其葉片根部被連接到風(fēng)力渦輪的輪轂。葉片根部包括多個(gè)根部襯套。根部襯套可設(shè)置有內(nèi)螺紋。螺栓接合這些螺紋以將葉片根部連接到輪轂。EP I486 415 Al描述了這種根部襯套。輪轂與根部襯套之間的連接暴露于諸如雨水和泥土的環(huán)境影響下，且因此會(huì)腐蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片的葉片根部的改進(jìn)根部襯套。
[0004]因此，提供一種用于風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片的葉片根部的根部襯套，其包括襯套本體和防腐蝕層，其中該防腐蝕層被設(shè)置在襯套本體的表面上，且其中，該防腐蝕層在冷作成形工藝中被施加到該表面上。
[0005]具體地，防腐蝕層被提供至襯套本體的前表面或遠(yuǎn)端表面。襯套本體優(yōu)選地由“球墨鑄鐵”制成。該材料由于其球墨內(nèi)含物而高度抗沖擊并且抗疲勞。一種類型的該材料是所謂的ADI (奧貝球鐵)，其中該材料的金相結(jié)構(gòu)通過(guò)復(fù)雜的熱處理工藝被操縱。根部襯套的有利之處是，由于防腐蝕層在冷作成形工藝中被施加的事實(shí)，防腐蝕層的施加不會(huì)由于加熱該材料而影響球鐵的機(jī)械屬性。襯套本體可具有環(huán)形、矩形、圓形、六邊形和星形形狀的幾何構(gòu)型等。
[0006]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述襯套本體和所述防腐蝕層由不同材料制成。優(yōu)選地，所述襯套本體包括球墨鑄鐵，所述防腐蝕層包括諸如鋅的防腐蝕材料。因此，防止了襯套本體且尤其防止了球墨鑄鐵受腐蝕。
[0007]根據(jù)另一實(shí)施例，防腐蝕層是金屬片材或箔。金屬片材或箔可設(shè)置有非常均勻的厚度。因此，防腐蝕層被設(shè)置得十分均勻并且具有均勻的厚度。這提高了葉片根部與輪轂之間的連接的可靠性和耐用性。防腐蝕層可以均勻片材或預(yù)鑄形狀的形式被提供。
[0008]根據(jù)另一實(shí)施例，防腐蝕層被設(shè)置在襯套本體的表面、外壁和/或內(nèi)壁上。襯套本體優(yōu)選地設(shè)置有中心孔。該中心孔可設(shè)置有防腐蝕材料的均勻且一致的層。與此相比，施加噴涂或熱電鍍防腐蝕涂層在相對(duì)小的孔(例如，襯套本體的中心孔)中是非常困難的。
[0009]根據(jù)另一實(shí)施例，襯套本體由含鐵的材料制成。該材料具有高的抗沖擊和抗疲勞性能。
[0010]此外，提供了包括這種根部襯套的風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片的葉片根部。該葉片根部?jī)?yōu)選地包括可設(shè)置成圓形圖案的多個(gè)根部襯套。
[0011]此外，提供一種風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片，其包括這種根部襯套和/或這種葉片根部。
[0012]此外，提供一種風(fēng)力渦輪，其包括這種根部襯套、這種葉片根部、和/或這種風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片。
[0013]此外，提供一種制造用于風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子的葉片根部的根部襯套的方法。該方法包括以下步驟:
a)提供襯套本體；
b)提供防腐蝕層；以及
c)在冷作成形工藝中將防腐蝕層施加到襯套本體的表面上。
[0014]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，防腐蝕層以金屬片材或箔的形式被提供。
[0015]根據(jù)另一實(shí)施例，防腐蝕層以具有中心孔的圓盤的形式被提供。在將防腐蝕層施加到該表面期間，防腐蝕層的材料塑性變形并且不可釋放地附接到襯套本體的表面上。
[0016]根據(jù)另一實(shí)施例，防腐蝕層被施加到襯套本體的表面、外壁和/或內(nèi)壁上。
[0017]根據(jù)另一實(shí)施例，防腐蝕層借助于打孔器被施加到襯套本體的表面上。穿孔器或打孔器優(yōu)選地具有內(nèi)銷和圍繞該內(nèi)銷的外環(huán)。銷和環(huán)優(yōu)選地同軸地設(shè)置。具體地，環(huán)突出超過(guò)所述銷。
[0018]根據(jù)另一實(shí)施例，當(dāng)施加防腐蝕層時(shí)，打孔器與襯套本體的中心孔嚙合。因此，中心孔或內(nèi)壁可覆蓋有防腐蝕層。
[0019]根據(jù)另一實(shí)施例，當(dāng)施加防腐蝕層時(shí)，打孔器與襯套本體的外壁嚙合。因此，外壁可覆蓋有防腐蝕層。
[0020]“風(fēng)力渦輪”當(dāng)前指代將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)能量的設(shè)備，該旋轉(zhuǎn)能量可通過(guò)該設(shè)備再次轉(zhuǎn)換為電能。
[0021]本發(fā)明的其他可能實(shí)施方式或替代性方案還可包括針對(duì)實(shí)施例在上文或下文描述的特征的在本文未被明確地提及的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可將單獨(dú)或孤立的方面和特征添加到本發(fā)明的最基本形式中。
【附圖說(shuō)明】
[0022]從后續(xù)說(shuō)明和所附權(quán)利要求書結(jié)合附圖將顯而易見到本發(fā)明的其他實(shí)施例、特征和優(yōu)勢(shì)，在附圖中:
圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力渦輪的透視圖；
圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片的透視圖；
圖3是根據(jù)圖2的風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片的端視圖；
圖4是用于根據(jù)圖2的風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片的根部的根部襯套的截面圖；
圖5是根據(jù)圖4的根部襯套的另一截面圖；以及
圖6示出了用于制造風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片的葉片根部的根部襯套的方法的實(shí)施例的框圖。
[0023]附圖標(biāo)記列表
1風(fēng)力渦輪
2轉(zhuǎn)子
3機(jī)艙 4塔架
5葉片
6輪轂
7部分
8葉片根部
9根部襯套
10襯套本體
11孔
12壁
13壁
14表面
15防腐蝕層
16孔
17打孔器
18箭頭
19箭頭
20銷
21環(huán)
51方法步驟
52方法步驟
53方法步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同或功能上等效的元件，除非另有說(shuō)明。
[0025]圖1示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力渦輪I。
[0026]風(fēng)力渦輪I包括連接到設(shè)置在機(jī)艙3內(nèi)側(cè)的發(fā)電機(jī)(未示出)上的轉(zhuǎn)子2。機(jī)艙3被設(shè)置在風(fēng)力渦輪I的塔架4的上端處。
[0027]轉(zhuǎn)子2包括三個(gè)葉片5。葉片5被連接到風(fēng)力渦輪I的輪轂6。這類轉(zhuǎn)子2可具有范圍在例如從30米至160米的范圍內(nèi)的直徑。葉片5經(jīng)受高風(fēng)力負(fù)載。與此同時(shí)，葉片5需要是輕質(zhì)的。出于這些原因，現(xiàn)代風(fēng)力渦輪I中的葉片5由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制造成。在本文中，玻璃纖維出于成本原因通常是優(yōu)于碳纖維的。通常，使用呈單向纖維墊形式的玻璃纖維。
[0028]圖2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的葉片5。
[0029]葉片5包括:空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的部分7，其被成形以便實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最佳利用；以及用于將葉片5連接到輪轂6的葉片根部8。葉片5可以借助于螺栓固定到輪轂6。
[0030]圖3示出了葉片根部8的端視圖。
[0031]葉片根部8包括多個(gè)根部襯套9，其用于將葉片5可釋放地連接到輪轂6。根部襯套9被嵌入到葉片根部8中，使得螺栓(未示出)能夠被螺接到根部襯套9的內(nèi)螺紋中，以用于與其牢固但可釋放的接合。根部襯套9的數(shù)量是任意的。在圖3中，僅示出了三個(gè)根部襯套9。
[0032]