模塊化風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的制作方法
【專利摘要】描述了一種模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片。所述葉片至少具有端對(duì)端連接的第一葉片模塊與第二葉片模塊。在各個(gè)模塊之間限定出界面。所述葉片還包括至少一個(gè)縱向延伸的翼梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述模塊被連接起來(lái)時(shí)，所述至少一個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)形成所述第一葉片模塊與所述第二葉片模塊的外殼的一部分。所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)基本是連續(xù)的，并且當(dāng)所述模塊被連接起來(lái)時(shí)，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)橫過(guò)所述第一葉片模塊與所述第二葉片模塊之間的所述界面延伸。所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)與所述第一葉片模塊成整體，并且所述翼梁結(jié)構(gòu)折疊或者卷繞以便于所述模塊的運(yùn)輸。所述第二葉片模塊包括限定在所述外殼中的通道，這些通道用于在所述模塊被連接起來(lái)時(shí)接納所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)。以此方式，所述翼梁結(jié)構(gòu)還形成所述第二模塊的所述外殼的一部分。還描述了一種裝配模塊化葉片的方法以及一種安裝具有模塊化葉片的風(fēng)輪機(jī)的方法。
【專利說(shuō)明】模塊化風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片
【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明總體涉及風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，并且特別涉及一種風(fēng)輪機(jī)用的模塊化轉(zhuǎn)子葉 片。
[0002] 現(xiàn)代化的風(fēng)輪機(jī)設(shè)計(jì)并制造成從風(fēng)中捕獲越來(lái)越多的能量以產(chǎn)生電力。增加風(fēng)輪 機(jī)的能量捕獲的一種方式是增大轉(zhuǎn)子葉片的掃掠面積，這意味著增大轉(zhuǎn)子葉片的長(zhǎng)度。
[0003] 總體來(lái)說(shuō)，大型風(fēng)輪機(jī)由運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)的部件在現(xiàn)場(chǎng)裝配而成。風(fēng)輪機(jī)的典型部件 包括多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片，還包括轉(zhuǎn)子輪轂、機(jī)艙以及塔架。現(xiàn)場(chǎng)可能遙遠(yuǎn)并且難以接近，這使大 型部件(尤其是長(zhǎng)轉(zhuǎn)子葉片）的運(yùn)輸成問(wèn)題。為了解決此問(wèn)題，轉(zhuǎn)子葉片可被分成兩個(gè)以上、 易于運(yùn)輸?shù)哪K，這些模塊在現(xiàn)場(chǎng)被連接在一起。
[0004] 在使用中，轉(zhuǎn)子葉片經(jīng)受極高的應(yīng)力，這會(huì)由于位于模塊化轉(zhuǎn)子葉片的模塊之間 的接頭處的結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性而在接頭處產(chǎn)生應(yīng)力集中。這些應(yīng)力集中可能損害模塊化轉(zhuǎn)子 葉片，例如出現(xiàn)裂紋，這需要修理并且可能降低模塊化轉(zhuǎn)子葉片的壽命。
[0005] 模塊化轉(zhuǎn)子葉片的單個(gè)模塊通常栓接在一起或者利用粘合劑粘合在一起。結(jié)合轉(zhuǎn) 子葉片模塊的這些方法通常包括繞接頭處提供另外的加強(qiáng)件以用于支撐并且減少應(yīng)力集 中。例如，凸緣、板或者套筒可以設(shè)置在接頭處或者繞接頭設(shè)置。然而，這些接頭方法傾向于 增加轉(zhuǎn)子葉片的重量并且顯著增加設(shè)計(jì)、制造以及裝配轉(zhuǎn)子葉片的復(fù)雜性。
[0006]在此背景下，本發(fā)明旨在提供一種改進(jìn)的模塊化風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，該模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片包括： 第一葉片模塊與第二葉片模塊，該第一葉片模塊與該第二葉片模塊用于端對(duì)端連接而在各 個(gè)模塊之間限定界面，每個(gè)模塊均具有外殼；以及至少一個(gè)縱向延伸的翼梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)模塊被 連接起來(lái)時(shí)，所述至少一個(gè)縱向延伸的翼梁結(jié)構(gòu)形成第一葉片模塊與第二葉片模塊的相應(yīng) 外殼的一部分;其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)是連續(xù)的，并且當(dāng)模塊被連接起來(lái) 時(shí)，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)橫過(guò)第一葉片模塊與第二葉片模塊之間的界面延伸。
[0008] 然而，現(xiàn)有技術(shù)的模塊化葉片的加強(qiáng)構(gòu)件普遍包括位于葉片模塊之間的界面處的 接頭，本發(fā)明中的主要加強(qiáng)構(gòu)件有利地橫過(guò)界面是連續(xù)的。因此，本發(fā)明中的所述翼梁結(jié)構(gòu) 或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)用以加強(qiáng)葉片模塊之間的接頭。有利的是，并且與現(xiàn)有技術(shù)的模塊化葉 片相比，本發(fā)明的所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)優(yōu)選不包含接頭，因此，翼梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完整性以及 因此葉片的結(jié)構(gòu)完整性不因葉片的模塊化結(jié)構(gòu)而受損。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述 或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)沿葉片的大部分長(zhǎng)度延伸。
[0009] 與借助背景描述的現(xiàn)有技術(shù)的接頭相比，借助連續(xù)的翼梁結(jié)構(gòu)將模塊結(jié)合在一起 產(chǎn)生更簡(jiǎn)單并且更穩(wěn)健的接頭。結(jié)合葉片的此方法也沒有重量帶來(lái)的損失，而現(xiàn)有技術(shù)的 結(jié)合方法一般需要附加的部件以創(chuàng)建并且加強(qiáng)接頭。
[0010]所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)優(yōu)選在葉片模塊連接在一起之前與第一葉片模塊整合。在本 發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)與第一葉片模塊的外殼一體模制。另選的是， 翼梁結(jié)構(gòu)可以與外殼結(jié)合或者整合。
[0011] 本發(fā)明特別有利的特征在于，所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)可以在葉片模塊連接在一起之 前折疊或者卷繞以便于運(yùn)輸。翼梁結(jié)構(gòu)在與第二葉片模塊整合之前有利地相當(dāng)柔韌，這允 許翼梁結(jié)構(gòu)便于折疊或者卷繞。折疊或者卷繞翼梁結(jié)構(gòu)減小了葉片模塊的尺寸，這允許模 塊更易于運(yùn)輸。折疊或者卷繞翼梁結(jié)構(gòu)還用以在運(yùn)送過(guò)程中保護(hù)翼梁結(jié)構(gòu)。
[0012] 為了裝配模塊化葉片，第一模塊與第二模塊端對(duì)端布置，并且所述或每個(gè)翼梁結(jié) 構(gòu)展開或者退繞，然后結(jié)合至第二葉片模塊。
[0013] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，第一葉片模塊是內(nèi)側(cè)模塊，該內(nèi)側(cè)模塊具有適于連 接至風(fēng)輪機(jī)輪轂的內(nèi)側(cè)端。第二葉片模塊優(yōu)選是外側(cè)模塊，該外側(cè)模塊從內(nèi)側(cè)模塊徑向向 外定位。第二葉片模塊優(yōu)選包括葉梢，或者適于連接至葉梢。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中， 模塊化葉片可以包括不只兩個(gè)模塊。
[0014] 翼梁結(jié)構(gòu)的厚度一般從葉片的根部朝葉梢減小。因此，在制造過(guò)程中有利地將翼 梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)部分與內(nèi)側(cè)模塊整合，這使翼梁結(jié)構(gòu)的外側(cè)部分自由。外側(cè)部分相對(duì)薄并且 柔韌，從而能比內(nèi)側(cè)部分更易于卷繞或者折疊。
[0015] 沿與翼展方向（從根部到葉梢）以及翼弦方向（從前緣到后緣)垂直的方向測(cè)量厚 度。
[0016] 第二葉片模塊的外殼優(yōu)選具有一個(gè)或多個(gè)縱向延伸的通道或者槽，當(dāng)葉片模塊連 接在一起時(shí)，所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)分別被接納于通道或者槽中。所述通道便利地用以定位 翼梁結(jié)構(gòu)，這使裝配過(guò)程便利，因?yàn)樗龌蛎總€(gè)翼梁結(jié)構(gòu)能方便地展開或者退繞到相應(yīng)的 通道中。所述通道還便于各個(gè)模塊之間精確地相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。為了進(jìn)一步便于對(duì)準(zhǔn)，優(yōu)選的是， 翼梁結(jié)構(gòu)與通道之間緊密配合。
[0017] 所述或每個(gè)通道優(yōu)選具有深度，使得當(dāng)所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)被接納在相應(yīng)的通道 中時(shí)，所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)與第二葉片模塊的外表面基本齊平。翼梁結(jié)構(gòu)借助粘合劑或者 樹脂灌注結(jié)合在通道中的適當(dāng)位置。一旦結(jié)合，翼梁結(jié)構(gòu)就形成第二模塊的外殼的一體部 分。
[0018] 優(yōu)選的是，葉片包括位于葉片的迎風(fēng)側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)以及位于葉片的 背風(fēng)側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)，所述或每個(gè)迎風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)基本與所述或每個(gè)背風(fēng)翼梁結(jié) 構(gòu)基本對(duì)置地定位。在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，模塊化葉片包括在葉片的迎風(fēng)側(cè)上沿翼弦 方向彼此間隔開的第一對(duì)所述翼梁結(jié)構(gòu)以及在葉片的背風(fēng)側(cè)上沿翼弦方向間隔開的第二 對(duì)所述翼梁結(jié)構(gòu)。一個(gè)或多個(gè)抗剪腹板優(yōu)選定位在葉片內(nèi)部并在對(duì)置的翼梁結(jié)構(gòu)之間連 接。
[0019] 所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)可以包括一個(gè)或多個(gè)纖維加強(qiáng)材料板條。碳纖維特別優(yōu)選作 為加強(qiáng)材料，因?yàn)檫@些碳纖維具有高的強(qiáng)度與重量比。優(yōu)選的是，所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)包括 纖維加強(qiáng)材料板條的堆疊。優(yōu)選在拉擠成型工藝中形成這些板條，在此工藝中，單向纖維通 過(guò)樹脂浴、然后通過(guò)拉擠模具被拉拔。拉擠成型板條可以具有幾毫米的厚度。堆疊中的板條 的數(shù)量?jī)?yōu)選沿所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度變更，并且優(yōu)選的是，板條的數(shù)量沿堆疊的長(zhǎng)度 從葉片的中部朝葉片的根端以及葉片的梢端兩者減少。以此方式，堆疊在靠近葉片的中部 處最厚，并且在靠近根部以及靠近葉梢處較薄。
[0020] 除了一體的翼梁結(jié)構(gòu)外，各個(gè)葉片模塊的外殼的其余部分可以由復(fù)合材料(例如 玻璃纖維加強(qiáng)塑料(GFRP))制成。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片的葉片模塊，該葉片模 塊具有用于連接至另一葉片模塊的界面端的界面端以及至少一個(gè)縱向延伸的翼梁結(jié)構(gòu)，其 中，翼梁結(jié)構(gòu)的固定部分與葉片模塊的外殼成整體，并且翼梁結(jié)構(gòu)的自由部分延伸超出葉 片模塊的界面端以與所述另一葉片模塊的外殼整合，其中，所述自由部分被折疊或者卷繞 以便于葉片模塊的運(yùn)輸。
[0022] 優(yōu)選的是，葉片模塊是內(nèi)側(cè)模塊，該內(nèi)側(cè)模塊具有適于連接至風(fēng)輪機(jī)的輪轂的內(nèi) 側(cè)端。葉片模塊的內(nèi)側(cè)端優(yōu)選具有大體圓形的輪廓，并且葉片模塊的界面端優(yōu)選具有翼型 輪廓。
[0023]所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的固定部分優(yōu)選與葉片模塊的外殼一體模制。所述固定部分 優(yōu)選大致一直延伸至模塊的界面端。這防止翼梁結(jié)構(gòu)從外殼剝離。為了便于運(yùn)輸，所述或每 個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的自由部分在翼梁結(jié)構(gòu)的固定部分的至少一部分上方回折。所述或每個(gè)翼梁結(jié) 構(gòu)的自由部分可以由保持裝置保持在折疊或者卷繞位置。
[0024] 所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)可以包括加強(qiáng)材料板條的堆疊。優(yōu)選的是，所述或每個(gè)板條 是碳纖維加強(qiáng)塑料的拉擠成型板條。優(yōu)選的是，這些板條在翼梁結(jié)構(gòu)的固定部分中整合在 一起，并且在翼梁結(jié)構(gòu)的自由部分中相互分離。使板條在自由部分中保持相互分離會(huì)維持 個(gè)體板條的柔韌性并且便于自由部分的折疊或者卷繞。
[0025] 模塊優(yōu)選包括位于模塊的迎風(fēng)側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)以及位于模塊的背風(fēng) 側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)。迎風(fēng)側(cè)上的翼梁結(jié)構(gòu)與背風(fēng)側(cè)上的翼梁結(jié)構(gòu)優(yōu)選對(duì)置。優(yōu)選 的是，一個(gè)或多個(gè)抗剪腹板定位在外殼內(nèi)部并且連接在對(duì)置的翼梁結(jié)構(gòu)之間。
[0026] 為了使模塊在運(yùn)輸過(guò)程中占據(jù)的空間最小，所有的翼梁結(jié)構(gòu)優(yōu)選在葉片的同一側(cè) 上折疊或者卷繞。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片的葉片模塊，該模塊具 有用于連接至模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片的另一模塊的界面端的界面端，并且具有外殼，一個(gè)或多 個(gè)縱向延伸的通道限定在該外殼中，其中，所述或每個(gè)通道構(gòu)造成當(dāng)模塊被連接起來(lái)時(shí)接 納與所述另一模塊關(guān)聯(lián)的縱向延伸的翼梁結(jié)構(gòu)的自由部分。
[0028] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述或每個(gè)通道限定在外殼的外表面中。借此便于 葉片的裝配，因?yàn)橥ǖ酪子谶M(jìn)入，從而在相應(yīng)的通道中定位翼梁結(jié)構(gòu)的操作變得簡(jiǎn)單。如果 需要的話，在翼梁結(jié)構(gòu)上覆膜也相當(dāng)簡(jiǎn)單。
[0029] 所述或每個(gè)通道優(yōu)選包括位于葉片模塊的界面端處的開口。該開口允許翼梁結(jié)構(gòu) 采用橫過(guò)第一葉片模塊與第二葉片模塊之間的界面的平直路徑。
[0030] 優(yōu)選的是，一個(gè)或多個(gè)通道限定在葉片模塊的迎風(fēng)側(cè)上，并且一個(gè)或多個(gè)通道限 定在葉片模塊的背風(fēng)側(cè)上。各個(gè)通道優(yōu)選相互對(duì)置地定位。葉片模塊優(yōu)選包括定位在外殼 內(nèi)并在對(duì)置的通道之間連接的一個(gè)或多個(gè)抗剪腹板。當(dāng)模塊被連接起來(lái)時(shí)，抗剪腹板與所 述另一葉片模塊中的相應(yīng)的抗剪腹板端對(duì)端對(duì)準(zhǔn)。
[0031] 優(yōu)選的是，葉片模塊是用于連接至內(nèi)側(cè)葉片模塊的外側(cè)模塊。優(yōu)選的是，葉片模塊 是葉梢模塊，并且包括呈葉梢的形式的外側(cè)端或者適于連接至葉梢的外側(cè)端。在本發(fā)明的 有不只兩個(gè)葉片模塊的實(shí)施方式中，外側(cè)模塊可以另選地連接在內(nèi)側(cè)模塊與葉梢模塊之 間。葉片模塊的界面端優(yōu)選具有與要連接至該葉片模塊的另一葉片模塊的界面端處的翼型 輪廓對(duì)應(yīng)的翼型輪廓。
[0032] 關(guān)于本發(fā)明的第一方面描述的可選以及優(yōu)選的特征同樣適用于本發(fā)明的第二方 面與第三方面，反之亦然。僅僅為了避免重復(fù)，以上僅關(guān)于一個(gè)方面描述了這些特征中的一 部分。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種裝配包括第二葉片模塊以及如上所述的第一 葉片模塊的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，所述方法包括將第一葉片模塊與第二葉片模塊布置 成第一葉片模塊的界面端抵接第二葉片模塊的界面端以形成界面，并且將所述或每個(gè)翼梁 結(jié)構(gòu)的自由部分與第二葉片模塊整合。
[0034]該方法還可以包括將所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)結(jié)合至第二葉片模塊。
[0035] 該方法還可以包括在整合翼梁結(jié)構(gòu)與第二葉片模塊之前展開或者退繞所述或每 個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的自由部分。
[0036] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，第二葉片模塊如上文所述，并且所述方法包括將所 述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的自由部分定位在限定于第二葉片模塊的外殼中的相應(yīng)通道中。
[0037]如上文所述，翼梁結(jié)構(gòu)優(yōu)選包括板條的堆疊，并且翼梁結(jié)構(gòu)的自由部分中的板條 優(yōu)選不結(jié)合在一起以便有助于結(jié)構(gòu)的折疊或者卷繞。因此，一旦翼梁結(jié)構(gòu)展開或者退繞，裝 配方法優(yōu)選包括將位于自由部分中的相應(yīng)板條結(jié)合在一起。例如，板條可以借助粘合劑或 者樹脂灌注結(jié)合。一旦模塊連接在一起，該方法還可以包括給所述或每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)覆膜。如 果需要的話，那么可以涂飾葉片的外表面。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種制作風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，該方法包括:提供如上 文所述的第一葉片模塊;提供如上文所述的第二葉片模塊;將第一葉片模塊與第二葉片模 塊運(yùn)輸至裝配現(xiàn)場(chǎng)；以及根據(jù)上文所述的裝配方法在裝配現(xiàn)場(chǎng)裝配第一葉片模塊與第二葉 片豐吳塊。
[0039] 該方法還可以包括在遠(yuǎn)離裝配現(xiàn)場(chǎng)定位的制造工廠制造第一葉片模塊以及/或者 第二葉片模塊。
[0040] 該方法還可以包括在將第一葉片模塊運(yùn)輸至裝配現(xiàn)場(chǎng)之前折疊或者卷繞所述或 每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的自由部分。這顯著減少了第一葉片模塊在運(yùn)送過(guò)程中占據(jù)的空間。第一葉 片模塊與第二葉片模塊可以例如在適當(dāng)?shù)能囕v上或者在適當(dāng)?shù)募b箱內(nèi)一起被運(yùn)輸至裝 配現(xiàn)場(chǎng)。優(yōu)選的是，模塊的尺寸使得這些模塊能配合在標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi)。模塊的長(zhǎng)度有利地比 葉片在裝配起來(lái)時(shí)的長(zhǎng)度短。與當(dāng)前借助傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的可行方式相比，這允許運(yùn)輸較長(zhǎng)的葉 片。
[0041 ]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種在安裝現(xiàn)場(chǎng)安裝風(fēng)輪機(jī)的方法，該風(fēng)輪機(jī)具有 至少一個(gè)模塊化葉片，所述至少一個(gè)模塊化葉片包括如上文所述的第一葉片模塊以及如上 文所述的第二葉片模塊，并且所述方法包括:將一個(gè)或者多個(gè)第一葉片模塊以及一個(gè)或者 多個(gè)第二葉片模塊運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場(chǎng);根據(jù)上文所述的裝配方法在安裝現(xiàn)場(chǎng)裝配所述一個(gè)或 每個(gè)模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片;并且將所述或每個(gè)模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片連接至風(fēng)輪機(jī)的輪轂。
【附圖說(shuō)明】
[0042]為了可以更容易地理解本發(fā)明，現(xiàn)在僅以實(shí)施例方式并且參照下面的附圖更詳細(xì) 地描述本發(fā)明的實(shí)施方式，在附圖中：
[0043] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的風(fēng)輪機(jī)的示意圖；
[0044] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的模塊化轉(zhuǎn)子葉片的示意圖，在該模塊化轉(zhuǎn)子 葉片中，內(nèi)側(cè)模塊與外側(cè)模塊借助與葉片殼成整體的縱向延伸的翼梁結(jié)構(gòu)連接在一起；
[0045] 圖3a是圖2中所示的模塊化轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)側(cè)模塊的示意圖，在該內(nèi)側(cè)模塊中，翼梁 結(jié)構(gòu)與內(nèi)側(cè)模塊成整體，并且這些翼梁結(jié)構(gòu)被示出成從內(nèi)側(cè)模塊的外端向外延伸；
[0046] 圖3b是模塊化轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)側(cè)模塊的示意圖，在該內(nèi)側(cè)模塊中，翼梁結(jié)構(gòu)向后折 疊以便于運(yùn)輸；
[0047] 圖4是圖2中所示的模塊化轉(zhuǎn)子葉片的外側(cè)模塊的示意圖，在該外側(cè)模塊中，在模 塊的外表面上限定通道以用于接納翼梁結(jié)構(gòu)；
[0048] 圖5示出了連接在一起的外側(cè)模塊與內(nèi)側(cè)模塊;以及
[0049] 圖6a至圖6c是內(nèi)側(cè)模塊的示意性側(cè)視圖，在內(nèi)側(cè)模塊中，翼梁結(jié)構(gòu)以多種示例性 構(gòu)造收藏。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 圖1示出了包括三個(gè)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的模塊化轉(zhuǎn)子葉片102的風(fēng)輪機(jī)100。 風(fēng)輪機(jī)100包括塔架104,機(jī)艙106支撐在該塔架上。轉(zhuǎn)子108安裝至機(jī)艙106的前側(cè)。轉(zhuǎn)子108 操作地連接至位于機(jī)艙106的內(nèi)部的發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)子108包括輪轂110,模塊化轉(zhuǎn)子葉片102安 裝在輪轂110上。模塊化轉(zhuǎn)子葉片102從輪轂110向外徑向延伸并且繞輪轂110的圓周等間距 分隔。
[0051 ]圖2更詳細(xì)地示出了風(fēng)輪機(jī)100的模塊化轉(zhuǎn)子葉片102。模塊化轉(zhuǎn)子葉片102包括內(nèi) 側(cè)葉片模塊112與外側(cè)葉片模塊114。每個(gè)模塊112、114均包括主要由玻璃纖維加強(qiáng)塑料材 料制成的大體中空的外殼115。
[0052]內(nèi)側(cè)模塊112沿縱向或者翼展方向在根端116與界面端118之間延伸。根端116大體 是圓形的，并且適于連接至風(fēng)輪機(jī)100的輪轂110。從根端116朝界面端118移動(dòng)，內(nèi)側(cè)模塊 112的輪廓在葉片102的肩部120處平滑過(guò)渡成翼型輪廓。葉片在該肩部處最寬，即，具有其 最大的弦。進(jìn)一步朝界面端118移動(dòng)，內(nèi)側(cè)模塊112的厚度與弦兩者穩(wěn)定減小。界面端118本 身具有翼型輪廓。
[0053]外側(cè)模塊114在界面端122與梢端124之間縱向延伸。界面端122具有與內(nèi)側(cè)模塊 112的界面端118的翼型輪廓對(duì)應(yīng)的翼型輪廓。模塊114的梢端124適于連接至葉片梢端126。 在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，葉片梢端126可以與外模塊114成整體，或者模塊114的梢端124 可適于連接至更外側(cè)葉片模塊114。
[0054]內(nèi)側(cè)模塊112與外側(cè)模塊114在其各自的界面端118、122處連接在一起以形成模塊 化葉片10 2。模塊112、114之間的界面或者接合處由圖2中的實(shí)線12 7表示。
[0055]模塊化葉片102還包括多個(gè)從內(nèi)側(cè)模塊112的根端116到鄰近外側(cè)模塊114的梢端 124的點(diǎn)縱向延伸的翼梁結(jié)構(gòu)128、130,這些翼梁結(jié)構(gòu)沿葉片102的大部分長(zhǎng)度延伸。第一對(duì) 翼梁結(jié)構(gòu)128清楚地示出在葉片102的背風(fēng)側(cè)129上。翼梁結(jié)構(gòu)128沿翼弦方向間隔開并且基 本相互平行地沿葉片102延伸。相應(yīng)的一對(duì)翼梁結(jié)構(gòu)130呈現(xiàn)在葉片102的迎風(fēng)側(cè)131上，并 且圖2中能看到這些結(jié)構(gòu)的根端。迎風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)130基本與背風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)128對(duì)置。翼梁結(jié)構(gòu) 128、130在本領(lǐng)域中被稱為"翼梁帽"，并且用作葉片102的主要加強(qiáng)構(gòu)件。
[0056] -對(duì)抗剪腹板132設(shè)置在葉片102的內(nèi)部?？辜舾拱?32在葉片102的內(nèi)部縱向延伸 并且在對(duì)置的翼梁帽128、130之間連接。在模塊的制造過(guò)程中，抗剪腹板132與內(nèi)側(cè)模塊112 和外側(cè)模塊114整合，并且在模塊112、114連接時(shí)，內(nèi)側(cè)模塊112的抗剪腹板與外側(cè)模塊114 的抗剪腹板端對(duì)端地結(jié)合。
[0057]翼梁結(jié)構(gòu)128、130均包括多個(gè)碳纖維加強(qiáng)聚合材料的拉擠成型的板條。拉擠成型 件在此實(shí)施例中均具有約5mm的厚度，并且上下疊置以形成堆疊。每個(gè)堆疊中拉擠成型件的 數(shù)量沿模塊化轉(zhuǎn)子葉片102的長(zhǎng)度變更，并因此各個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)128、130的厚度沿葉片的長(zhǎng)度 變更。通常，各個(gè)堆疊中拉擠成型件的數(shù)量（以及因此的翼梁結(jié)構(gòu)128、130的厚度)在接近葉 片102的中部處最大，并且朝葉片102的梢端124與根端116兩者減少。
[0058]在此實(shí)施例中，內(nèi)側(cè)模塊112明顯比外側(cè)模塊114長(zhǎng)。然而，在其他實(shí)施例中，模塊 112、114的相對(duì)長(zhǎng)度可以變更。還要理解的是，在其他實(shí)施例中，葉片102可以具有不只兩個(gè) 模塊。如借助背景所描述的，模塊化葉片的主要優(yōu)勢(shì)之一在于，該模塊化葉片能更易于運(yùn)輸 至風(fēng)輪機(jī)安裝現(xiàn)場(chǎng)。這允許生產(chǎn)較長(zhǎng)的葉片，因?yàn)椴考苓\(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)然后在現(xiàn)場(chǎng)裝配。在本 發(fā)明的特別有益的實(shí)施方式中，模塊的尺寸可以是這樣的：可以在標(biāo)準(zhǔn)尺寸的集裝箱中運(yùn) 輸模塊。
[0059]現(xiàn)在將參照附圖的圖3a與圖3b提供模塊112、114的組合與裝配的更多細(xì)節(jié)。
[0060]參照?qǐng)D3a，此圖示出了內(nèi)側(cè)模塊112連接至外側(cè)模塊114以形成模塊化轉(zhuǎn)子葉片 102之前該內(nèi)側(cè)模塊的外端。在內(nèi)側(cè)模塊112的制造過(guò)程中，上文參照?qǐng)D2所述的四個(gè)縱向延 伸的翼梁結(jié)構(gòu)128、130與內(nèi)側(cè)模塊112成整體。翼梁結(jié)構(gòu)128、130均包括固定部分134與自由 部分136。各個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)128、130的固定部分134與內(nèi)側(cè)模塊112的外殼115a-體模制，并且 翼梁結(jié)構(gòu)128、130的自由部分136延伸超出內(nèi)側(cè)模塊112的界面端118。
[0061 ] 需2006/082479與102013/087078中描述了一體模制翼梁結(jié)構(gòu)128、130與殼的方 法。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，將翼梁結(jié)構(gòu)128、130與玻璃纖維織物層和殼的任何其他結(jié)構(gòu)部件(例如泡 沫板)一起布置在適當(dāng)?shù)哪＞咧?。然后，用真空袋覆蓋此鋪疊，利用密封膠帶使該真空袋抵 著模具表面密封。將若干真空栗連接至位于模具表面與真空袋之間的密封腔區(qū)域。然后使 樹脂在真空條件下進(jìn)入密封腔中，這使樹脂注入各個(gè)部件之間。樹脂也注入拉擠成型的板 條之間。一旦樹脂完全注入整個(gè)鋪疊，就將熱施加至鋪疊以固化（即，硬化)樹脂。此過(guò)程在 本領(lǐng)域中被稱為真空輔助樹脂傳遞模塑(VARTM)。對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員而言，其他合適 的制造方法也會(huì)是顯而易見的，例如由樹脂預(yù)浸漬織物層的預(yù)浸技術(shù)。
[0062] 一旦樹脂固化，翼梁結(jié)構(gòu)128、130的固定部分134中的拉擠成型件就被一起整合在 堆疊中。然而，翼梁結(jié)構(gòu)的自由部分136沒有經(jīng)受浸漬過(guò)程，因此翼梁結(jié)構(gòu)128、130的自由部 分136中的拉擠成型件保持相互分離。如現(xiàn)在將參照?qǐng)D3b解釋的，這特別地有益，因?yàn)槔瓟D 成型板條的自由部分136保持柔性并且能折疊或者卷起以便于運(yùn)輸。
[0063]現(xiàn)在參照?qǐng)D3b，該圖示出了這樣的內(nèi)側(cè)模塊112，翼梁結(jié)構(gòu)128、130的自由部分136 在內(nèi)側(cè)模塊112上方平滑地向回折。背風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)12 8的自由部分13 6在葉片10 2的背風(fēng)側(cè) 129在背風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)128的固定部分134上方向回折。迎風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)130的自由部分136圍繞 背風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)128的折疊的自由部分折疊并且折疊到該折疊的自由部分上方。因此，背風(fēng)翼 梁結(jié)構(gòu)128與迎風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)130兩者在葉片102的背風(fēng)側(cè)129折疊。此構(gòu)造是有益的，因?yàn)榇?構(gòu)造使內(nèi)側(cè)模塊112在運(yùn)送中占據(jù)的空間最小化。要理解的是，在其他實(shí)施方式中，翼梁結(jié) 構(gòu)128、130可以相反地在葉片102的迎風(fēng)側(cè)131折疊。
[0064] 在運(yùn)送中利用條帶或者其他適當(dāng)?shù)木o固件束縛折疊的自由部分136。另選或者此 外，可以方便地應(yīng)用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸框架以用于在運(yùn)輸過(guò)程中使翼梁結(jié)構(gòu)128、130的拉擠成型 的板條固定地裝載。該運(yùn)輸框架可以是螺旋盤管（與蝸牛殼相似)的形式，板條饋入到該螺 旋盤管中?？梢栽诶瓟D成型的板條的端部上設(shè)置端蓋(與鏨頂相似)以在運(yùn)輸過(guò)程中保護(hù)端 部。
[0065] 圖4示出了上文參照?qǐng)D2描述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片102的外側(cè)模塊114。在模塊114 的外表面中限定了多個(gè)凹陷的通道140、142。凹陷的通道140、142大致跨越外側(cè)模塊114的 全長(zhǎng)，終止于距離模塊114的梢端124不遠(yuǎn)的地方，并且布置成接納翼梁結(jié)構(gòu)128、130的自由 部分136。因此，第一對(duì)間隔開的通道140限定在模塊114的背風(fēng)側(cè)129上，并且與背風(fēng)通道 140對(duì)置的第二對(duì)凹陷的通道142限定在模塊的迎風(fēng)側(cè)132上。如之前描述的，一對(duì)抗剪腹板 144布置在外側(cè)模塊114內(nèi)。如圖4中所示，每個(gè)抗剪腹板144連接在對(duì)置的通道140、142之 間。
[0066]內(nèi)側(cè)模塊112與外側(cè)模塊114被運(yùn)輸至風(fēng)輪機(jī)安裝現(xiàn)場(chǎng)并且在現(xiàn)場(chǎng)裝配以形成模 塊化轉(zhuǎn)子葉片102。為了裝配葉片102，使內(nèi)側(cè)模塊112與外側(cè)模塊114各自的界面端118、122 抵接地布置內(nèi)側(cè)模塊112與外側(cè)模塊114。盡管附圖中未示出，但是各個(gè)模塊112、114的界面 端118、122包括結(jié)合用的短的重疊。將翼梁結(jié)構(gòu)128、130的自由部分136固定至內(nèi)側(cè)模塊112 的束縛條帶被釋放，并且翼梁結(jié)構(gòu)128、130的自由部分136展開并定位在限定于外側(cè)模塊 114的外殼115b中的凹陷通道140、142中。粘合膜施加在翼梁結(jié)構(gòu)128、130的自由部分136中 的各個(gè)拉擠成型件之間以將板條整合在一起。板條的堆疊借助粘合劑在各自的通道中粘合 就位。另選的是，可以使用樹脂浸漬將板條浸漬在一起并且用于將板條結(jié)合至外側(cè)模塊114 的殼115b。粘合劑還施加至各個(gè)模塊的界面以創(chuàng)建粘合。通道140、142的深度使得翼梁結(jié)構(gòu) 128、130的自由部分136與外側(cè)模塊114的外表面基本齊平。然后，翼梁結(jié)構(gòu)128、130可以覆 膜，并且可以涂飾葉片102,或者如果需要，葉片102可以經(jīng)受其他精加工工藝。
[0067] 現(xiàn)在參照?qǐng)D5,該圖示出了連接在一起以形成模塊化轉(zhuǎn)子葉片102的內(nèi)側(cè)模塊112 與外側(cè)模塊114。如上文已經(jīng)描述的，翼梁結(jié)構(gòu)128、130與內(nèi)側(cè)葉片模塊112的外殼115a-體 模制。一旦結(jié)合至外側(cè)模塊114,翼梁結(jié)構(gòu)128、130也形成外側(cè)葉片模塊114的外殼115b結(jié)構(gòu) 的一體部分。如在圖5中能看到的，翼梁結(jié)構(gòu)128、130沿葉片102的大部分長(zhǎng)度持續(xù)延伸，包 括跨越各個(gè)內(nèi)側(cè)模塊112與外側(cè)模塊114之間的界面。本發(fā)明特別優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的模塊化葉 片結(jié)構(gòu)之處在于，翼梁結(jié)構(gòu)128、130不包括任何接頭，因此其結(jié)構(gòu)完整性得以維持而不受葉 片模塊化結(jié)構(gòu)的危害。因此，翼梁結(jié)構(gòu)128、130提供沿葉片102的長(zhǎng)度的連續(xù)的載荷路徑，該 載荷路徑能將負(fù)載從梢端124有效地一直傳遞至葉片102的根端116。與現(xiàn)有技術(shù)的模塊化 葉片相比，翼梁結(jié)構(gòu)128、130還用以將葉片模塊112、114牢固地連接在一起，并且形成足夠 堅(jiān)硬的轉(zhuǎn)子葉片而沒有明顯的質(zhì)量增加。
[0068] 本發(fā)明的另一優(yōu)勢(shì)在于，外側(cè)模塊114中的凹陷通道140、142用以在連接模塊時(shí)幫 助各個(gè)內(nèi)側(cè)模塊112與外側(cè)模塊114之間的對(duì)準(zhǔn)。為了進(jìn)一步幫助對(duì)準(zhǔn)，可在翼梁結(jié)構(gòu)128、 130與通道140、142之間使用緊配合。
[0069]再參照?qǐng)D3b，為了進(jìn)一步減小內(nèi)側(cè)模塊112在運(yùn)送中占據(jù)的空間，期望能夠使翼梁 結(jié)構(gòu)128、130的折疊的自由部分136的曲率半徑最小化。然而，為了防止拉擠成型件受損，拉 擠成型件應(yīng)折疊成使得拉擠成型件上的應(yīng)變?nèi)匀惶幱谄鋸椥宰冃畏秶鷥?nèi)。因此，拉擠成型 件上的應(yīng)變應(yīng)維持在預(yù)定的最大應(yīng)變極限emax以下。如本領(lǐng)域中的技術(shù)人員會(huì)理解的，可根 據(jù)與拉擠成型件的厚度t以及折疊的曲率半徑有關(guān)的第一原理推導(dǎo)出應(yīng)變。因此，可利用以 下的等式1計(jì)算最小的曲率半徑y(tǒng) min，可在拉擠成型件上的應(yīng)變維持在彈性變形范圍內(nèi)的 情況下得到此最小的曲率半徑：
[0070]
[0071] 為了避免損害拉擠成型件，拉擠成型件的自由部分136中的彎曲的曲率半徑大于 或者等于由等式1確定的最小的曲率半徑。以實(shí)施例的方式，如果拉擠成型件的厚度是2.5 毫米并且拉擠成型件的最大的應(yīng)變極限為3000微應(yīng)變，那么彎曲的最小曲率半徑是約420 毫米。
[0072]圖3a示出了在內(nèi)側(cè)模塊112的背風(fēng)側(cè)129上方向回折所有四個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)128、130， 而下文參照?qǐng)D6a至圖6c描述運(yùn)送中裝載翼梁結(jié)構(gòu)128、130的其他構(gòu)造。
[0073]參照?qǐng)D6a，取代折疊翼梁結(jié)構(gòu)，而是可以卷繞翼梁結(jié)構(gòu)128、130的自由部分136以 便于運(yùn)輸。在圖6a中，背風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)128在模塊112的背風(fēng)側(cè)129上形成螺旋圈，并且迎風(fēng)翼 梁結(jié)構(gòu)130也大體在葉片102的背風(fēng)側(cè)129上形成螺旋圈，但是該螺旋圈位于背風(fēng)螺旋圈的 外側(cè)。因此，所有翼梁結(jié)構(gòu)128、130都在葉片102的同一側(cè)上卷繞。
[0074]參照?qǐng)D6b，在此實(shí)施例中，背風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)128在模塊112的背風(fēng)側(cè)129上卷繞，并且 迎風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)130在葉片102的迎風(fēng)側(cè)131上卷繞。因此，翼梁結(jié)構(gòu)128、130在葉片102的不同 側(cè)上卷繞。
[0075]參照?qǐng)D6c，背風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)128在模塊112的背風(fēng)側(cè)129上卷繞，并且迎風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu) 130在模塊112的背風(fēng)側(cè)129上折疊到卷繞起來(lái)的背風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)128上方。因此，所有的翼梁 結(jié)構(gòu)128、130在葉片102的同一側(cè)上折疊或者卷繞。
[0076] 對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，折疊以及/或者卷繞翼梁結(jié)構(gòu)的其他構(gòu)造會(huì)是顯而 易見的。
[0077] 在不脫離如所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)以上實(shí)施例做 出若干變更。
[0078] 盡管以上描述的翼梁結(jié)構(gòu)128、130包括拉擠成型件，但是在本發(fā)明的其他實(shí)施方 式中可以利用諸如固化片材或者帶壓復(fù)合材料之類的其他適當(dāng)?shù)念A(yù)固化部件。
[0079] 盡管在以上描述的實(shí)施方式中，葉片包括連接至外側(cè)葉片模塊114的梢端124的分 離的葉梢126，但是在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，外側(cè)葉片模塊114可以包括一體的葉梢。
[0080] 內(nèi)側(cè)模塊112可以與多個(gè)外側(cè)模塊兼容，這些外側(cè)模塊在諸如長(zhǎng)度、翼型剖面以 及/或者扭曲度之類的參數(shù)方面有差異。可以生產(chǎn)包括相同的內(nèi)側(cè)模塊但不同的外側(cè)模塊 的不同的模塊化轉(zhuǎn)子葉片。不同的外側(cè)模塊可以設(shè)計(jì)成優(yōu)化在不同現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)歷的不同條件下 操作的風(fēng)輪機(jī)用的模塊化轉(zhuǎn)子葉片的能量捕獲?？苫Q的模塊能夠用以改變?nèi)~片長(zhǎng)度、改 變預(yù)彎曲的程度，并且包括葉片方面的不同選擇(例如，除冰裝置、翼尖小翼、針對(duì)不同風(fēng)級(jí) 的不同幾何形狀）。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，該模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片包括： 第一葉片模塊與第二葉片模塊，所述第一葉片模塊與所述第二葉片模塊用于端對(duì)端連 接而在各個(gè)模塊之間限定出界面，每個(gè)模塊均具有外殼；以及 至少一個(gè)縱向延伸的翼梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)這些模塊被連接起來(lái)時(shí)，所述至少一個(gè)縱向延伸的 翼梁結(jié)構(gòu)形成所述第一葉片模塊與所述第二葉片模塊的相應(yīng)外殼的一部分； 其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)是連續(xù)的，并且當(dāng)這些模塊被連接起來(lái)時(shí)，所述 翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)橫過(guò)所述第一葉片模塊與所述第二葉片模塊之間的所述界面 延伸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，在所述葉片模塊連接在一起之前， 所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)是與所述第一葉片模塊成整體的。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié) 構(gòu)與所述第一葉片模塊的所述外殼一體模制。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，在所述葉片模塊連接 在一起之前，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)被折疊或者卷繞。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每 個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)結(jié)合至所述第二葉片模塊。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述第一葉片模塊是 內(nèi)側(cè)模塊，該內(nèi)側(cè)模塊具有適于連接至風(fēng)輪機(jī)輪轂的內(nèi)側(cè)端。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述第二葉片模塊是 外側(cè)模塊，該外側(cè)模塊從所述內(nèi)側(cè)模塊徑向向外定位。8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述第二葉片模塊包 括葉梢，或者適于連接至葉梢。9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述第二葉片模塊的 所述外殼包括一個(gè)或多個(gè)縱向延伸的通道，當(dāng)所述葉片模塊連接在一起時(shí)，所述翼梁結(jié)構(gòu) 或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)分別被接納于所述通道中。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述通道或者每個(gè)通道具有深度， 使得當(dāng)所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)被接納在相應(yīng)的通道中時(shí)，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè) 翼梁結(jié)構(gòu)與所述第二葉片模塊的外表面基本齊平。11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述葉片包括位于葉 片的迎風(fēng)側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)所述翼梁結(jié)構(gòu)以及位于所述葉片的背風(fēng)側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)所 述翼梁結(jié)構(gòu)，所述迎風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)迎風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)基本與所述背風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè) 背風(fēng)翼梁結(jié)構(gòu)對(duì)置地定位。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述模塊化葉片包括在所述葉片 的迎風(fēng)側(cè)上沿翼弦方向彼此間隔開的第一對(duì)所述翼梁結(jié)構(gòu)以及在所述葉片的背風(fēng)側(cè)上沿 翼弦方向間隔開的第二對(duì)所述翼梁結(jié)構(gòu)。13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，該模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片還包括位于 所述葉片內(nèi)并在對(duì)置的翼梁結(jié)構(gòu)之間連接的一個(gè)或多個(gè)抗剪腹板。14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每 個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的厚度沿所述葉片縱向變更。15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每 個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)纖維加強(qiáng)材料板條。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu) 包括纖維加強(qiáng)材料板條的堆疊。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述堆疊中的板條的數(shù)量沿所述 翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度變更。18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述堆疊中的板條的數(shù)量沿 所述堆疊的長(zhǎng)度從所述葉片的根端朝所述葉片的梢端減少。19. 根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項(xiàng)所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述板條或者每個(gè) 板條是碳纖維加強(qiáng)塑料材料或者玻璃纖維加強(qiáng)塑料材料的拉擠成型板條。20. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每 個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)沿所述風(fēng)輪機(jī)葉片的大部分長(zhǎng)度延伸。21. -種用于模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片的葉片模塊，所述葉片模塊具有用于連接至另一葉片 模塊的界面端的界面端以及至少一個(gè)縱向延伸的翼梁結(jié)構(gòu)，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)的固定部 分與所述葉片模塊的外殼成整體，并且所述翼梁結(jié)構(gòu)的自由部分延伸超出所述葉片模塊的 所述界面端以與所述另一葉片模塊的外殼整合，其中，所述自由部分被折疊或者卷繞。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的葉片模塊，其中，所述葉片模塊是內(nèi)側(cè)模塊，該內(nèi)側(cè)模塊具 有適于連接至風(fēng)輪機(jī)的輪轂的內(nèi)側(cè)端。23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的葉片模塊，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的所 述固定部分與所述葉片模塊的所述外殼一體模制。24. 根據(jù)權(quán)利要求21至23中任一項(xiàng)所述的葉片模塊，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁 結(jié)構(gòu)的所述固定部分大致一直延伸至所述葉片模塊的所述界面端。25. 根據(jù)權(quán)利要求21至24中任一項(xiàng)所述的葉片模塊，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁 結(jié)構(gòu)的所述自由部分在所述翼梁結(jié)構(gòu)的所述固定部分的至少一部分上方向回折。26. 根據(jù)權(quán)利要求21至25中任一項(xiàng)所述的葉片模塊，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁 結(jié)構(gòu)的所述自由部分由保持機(jī)構(gòu)保持在折疊或者卷繞位置中。27. 根據(jù)權(quán)利要求21至26中任一項(xiàng)所述的葉片模塊，其中，所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁 結(jié)構(gòu)包括加強(qiáng)材料板條的堆疊，其中，所述板條在所述翼梁結(jié)構(gòu)的所述固定部分中整合在 一起，并且在所述翼梁結(jié)構(gòu)的所述自由部分中相互分離。28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的葉片模塊，其中，所述板條或者每個(gè)板條是碳纖維加強(qiáng)塑料 或者玻璃纖維加強(qiáng)塑料的拉擠成型板條。29. 根據(jù)權(quán)利要求21至28中任一項(xiàng)所述的葉片模塊，其中，所述葉片模塊包括位于所述 葉片模塊的迎風(fēng)側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)所述翼梁結(jié)構(gòu)以及位于所述葉片模塊的背風(fēng)側(cè)上的一 個(gè)或多個(gè)所述翼梁結(jié)構(gòu)，迎風(fēng)側(cè)上的所述翼梁結(jié)構(gòu)與背風(fēng)側(cè)上的所述翼梁結(jié)構(gòu)對(duì)置。30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的葉片模塊，該葉片模塊還包括定位在所述外殼內(nèi)并在對(duì)置 的所述翼梁結(jié)構(gòu)之間連接的一個(gè)或多個(gè)抗剪腹板。31. 根據(jù)權(quán)利要求29或30所述的葉片模塊，其中，所有的翼梁結(jié)構(gòu)在所述葉片的同一側(cè) 上折疊或者卷繞。32. -種用于模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片的葉片模塊，所述葉片模塊具有用于連接至所述模塊 化風(fēng)輪機(jī)葉片的另一模塊的界面端的界面端，并且具有外殼，一個(gè)或多個(gè)縱向延伸的通道 限定在該外殼中，其中，所述通道或者每個(gè)通道構(gòu)造成當(dāng)這些葉片模塊被連接起來(lái)時(shí)接納 與所述另一模塊關(guān)聯(lián)的縱向延伸的翼梁結(jié)構(gòu)的自由部分。33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的葉片模塊，其中，所述通道或者每個(gè)通道限定在所述外殼的 外表面中。34. 根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的葉片模塊，其中，所述通道或者每個(gè)通道包括位于所述 葉片模塊的所述界面端處的開口。35. 根據(jù)權(quán)利要求32至34中任一項(xiàng)所述的葉片模塊，其中，一個(gè)或多個(gè)所述通道限定在 所述葉片模塊的迎風(fēng)側(cè)上，并且一個(gè)或多個(gè)所述通道限定在所述葉片模塊的背風(fēng)側(cè)上，各 個(gè)通道彼此對(duì)置地定位。36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的葉片模塊，所述葉片模塊還包括定位在所述外殼內(nèi)并在對(duì) 置的通道之間連接的一個(gè)或多個(gè)抗剪腹板。37. 根據(jù)權(quán)利要求32至36中任一項(xiàng)所述的葉片模塊，其中，所述葉片模塊是用于連接至 內(nèi)側(cè)葉片模塊的外側(cè)模塊。38. 根據(jù)權(quán)利要求32至37中任一項(xiàng)所述的葉片模塊，其中，所述葉片模塊包括呈葉梢的 形式或者適于連接至葉梢的外側(cè)端。39. -種具有根據(jù)權(quán)利要求21至38中任一項(xiàng)所述的葉片模塊的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片。40. -種模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，該模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片包括： 權(quán)利要求21至31中任一項(xiàng)所述的第一葉片模塊；以及 權(quán)利要求32至38中任一項(xiàng)所述的第二葉片模塊， 其中，所述第一葉片模塊與所述第二葉片模塊端對(duì)端連接。41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述第一葉片模塊與所述第二葉 片模塊連接在一起，使得在各個(gè)模塊之間限定出界面，并且所述第一葉片模塊的所述翼梁 結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)橫過(guò)所述界面延伸。42. -種裝配包括第二葉片模塊以及權(quán)利要求21至31中任一項(xiàng)限定的第一葉片模塊的 模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，所述方法包括將所述第一葉片模塊與所述第二葉片模塊布置成 使得所述第一葉片模塊的所述界面端抵接所述第二葉片模塊的界面端以形成界面，并且將 所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的所述自由部分與所述第二葉片模塊整合。43. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，該方法還包括將所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)結(jié) 合至所述第二葉片模塊。44. 根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的方法，該方法還包括在整合所述翼梁結(jié)構(gòu)與所述第二 葉片模塊之前展開或者退繞所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的所述自由部分。45. 根據(jù)權(quán)利要求42至44中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第二葉片模塊如權(quán)利要求32 至38中任一項(xiàng)所限定的，并且所述方法包括將所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的所述自由 部分定位在限定于所述第二葉片模塊的所述外殼中的相應(yīng)通道中。46. 根據(jù)權(quán)利要求42至45中任一項(xiàng)所述的方法，在從屬于權(quán)利要求27時(shí)，該方法還包括 在所述堆疊的所述自由部分中將各個(gè)板條結(jié)合在一起。47. 根據(jù)權(quán)利要求42至46中任一項(xiàng)所述的方法，該方法還包括在所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每 個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)與所述第二葉片模塊整合之后給所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)覆膜。48. 根據(jù)權(quán)利要求42至47中任一項(xiàng)所述的方法，該方法還包括在所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每 個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)與所述第二葉片模塊整合之后涂飾所述葉片的外表面。49. 一種制作風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，該方法包括： a. 提供如權(quán)利要求21至31中任一項(xiàng)限定的第一葉片模塊； b. 提供如權(quán)利要求32至38中任一項(xiàng)限定的第二葉片模塊； c. 將所述第一葉片模塊與所述第二葉片模塊運(yùn)輸至裝配現(xiàn)場(chǎng)；以及 d. 根據(jù)權(quán)利要求42至48所述的裝配方法在裝配現(xiàn)場(chǎng)裝配所述第一葉片模塊與所述第 二葉片模塊。50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，該方法還包括在遠(yuǎn)離所述裝配現(xiàn)場(chǎng)定位的制造工廠 制造所述第一葉片模塊以及/或者所述第二葉片模塊。51. 根據(jù)權(quán)利要求49或50所述的方法，該方法還包括在將所述第一葉片模塊運(yùn)輸至所 述裝配現(xiàn)場(chǎng)之前折疊或者卷繞所述翼梁結(jié)構(gòu)或者每個(gè)翼梁結(jié)構(gòu)的所述自由部分。52. 根據(jù)權(quán)利要求49至51中任一項(xiàng)所述的方法，該方法包括將所述第一葉片模塊與所 述第二葉片模塊一起運(yùn)輸至所述裝配現(xiàn)場(chǎng)。53. 根據(jù)權(quán)利要求49至52中任一項(xiàng)所述的方法，該方法包括在一個(gè)或多個(gè)集裝箱中運(yùn) 輸所述第一葉片模塊及所述第二葉片模塊。54. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，該方法包括在同一集中箱中運(yùn)輸所述第一葉片模塊 及所述第二葉片模塊。55. 根據(jù)權(quán)利要求49至54中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述集裝箱或者運(yùn)輸所述葉片的 其他裝置的長(zhǎng)度比裝配起來(lái)時(shí)所述模塊化葉片的長(zhǎng)度短。56. -種在安裝現(xiàn)場(chǎng)安裝風(fēng)輪機(jī)的方法，所述風(fēng)輪機(jī)具有至少一個(gè)模塊化葉片，所述至 少一個(gè)模塊化葉片包括權(quán)利要求21至31中任一項(xiàng)所述的第一葉片模塊以及權(quán)利要求32至 38中任一項(xiàng)所述的第二葉片模塊，并且所述方法包括： 將一個(gè)或者多個(gè)第一葉片模塊以及一個(gè)或者多個(gè)第二葉片模塊運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場(chǎng)； 根據(jù)權(quán)利要求42至48中任一項(xiàng)所述的裝配方法在安裝現(xiàn)場(chǎng)裝配所述模塊化風(fēng)輪機(jī)葉 片或者每個(gè)模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片；以及 將所述模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片或者每個(gè)模塊化風(fēng)輪機(jī)葉片連接至所述風(fēng)輪機(jī)的輪轂。57. -種根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法安裝的風(fēng)輪機(jī)。
【文檔編號(hào)】F03D1/06GK105874194SQ201480072180
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年11月4日
【發(fā)明人】S·蘭德爾
【申請(qǐng)人】維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司