轻质组合桁架风轮机叶片的制作方法

专利名称：轻质组合桁架风轮机叶片的制作方法
轻质组合桁架风轮机叶片相关专利申请的交叉参考
本申请要求在2007年3月20日提交的美国第11/725， 916号专利申请的优先权。技术领域：
本发明是有关一种翼型核心结构，尤其是有关风轮机叶片。技术背景
随着人口增长以及在以前为无人区的地区发展新建社区，人们对电力的需求正在 考验着能源供应商的能力。人们正在不断地寻求燃料或电力的新来源，并且对以前被认为 开采效率较低的资源进行了进一步的研究以获取任何可获得的能源。然而，化石燃料，比如 煤和石油，之前由于巨大的储量和便宜的价格而受到人们的欢迎。但是它们的消耗对环境 造成有害影响，它们的价格也不断增加，因此现在人们正努力避免使用这些资源。另外，一 些人认为美国已经对外国的燃料产生依赖性，因此我们应该寻求这些燃料来源的替代物。 作为回应，工业界将越来越多的原先由基于石油的产品所驱动的机械转换为由电力驱动的 产品。另外，人类越来越依赖电气设备来进行商业运营，人员运输，以及家庭运作。因此，对 替代能源的寻求正吸引越来越多人的注意力，并且希望自然能源可以提供足够的洁净的能 源以满足我们国家不断增长的能源需求。其中一个被希望能够帮助满足能源生产需求的来 源是风力。 风力是将风能转化为更有用的形式，比如电。风能被很多人认为是大量的，可再生 的，广泛分布的，以及洁净的能源，如果用于替代由化石燃料产生的电力，可缓和温室效应。 风力主要被用于国家电网内的大规模风电场。由于当前发电机生产和安装的结构性能和经 济障碍，小型的单个的涡轮机被用于为偏远地区或电网无法到达的区域供电。
大部分主要的发电形式是资本密集型的，也就是说在项目开始他们要求大量的投 资，但运营费用较低(主要是燃料和维护费用)。风力发电尤其如此，因为它只需要很少的 燃料费用以及相对较低的维护成本。然而，风力的预先花费的比例较高。风能的单位产量的 成本般是基于单位产量成本的平均值，除其他项目外，它包括建造成本(包括材料成本)， 借款，投资者回报，预计年产量。这些成本会被均摊于设备规划的生命周期，如果该发电装 置保持耐用和高效，该生命周期可超过20年。这样，在建造一个风力发电站时，尽量降低设 备过早损坏的风险，在一个给定地点汲取尽可能多的能量，成为一个重要目标。风力开采中 最普通和应用最广泛的结构之一是风轮机。 风轮机是一种将来自风的动能转化为可直接用于机械，比如泵，的机械能，或者再 将机械能转化为电能以为电气设备供电。风轮机是非常受欢迎的电力来源，因为它们不依 赖燃烧化石燃料，而众所周知化石燃料的消耗是环境污染的一个原因。风轮机一般分为两 种水平轴风轮机和垂直轴风轮机。本申请主要讨论用于水平轴风轮机的叶片。这种风轮 机在塔顶设有一个主转子轴和发电机，并且指向风中。 一般的现代风轮机指向风中，并且由 计算机控制的马达控制。叶片应被制成不易弯折并且强度足够高，以抵御由强风造成的搅力、剪力以及扭力。由于其叶片的设计以及安置有利于在风力驱动下自动启动和运转，水平 轴风轮机是非常受欢迎的能量收获装置。 在实际操作中，风力发电机通常被安装于平均风速为10英里/小时以上的地方。 理想的位置是整年拥有接近均匀的九湍流的风，并且没有过度的突发的强风。推荐的地点 包括多风区域，比如丘陵地区的山脊线，海岸线，以及位于浅水区的近海平台。风轮机选址 的一个重要考量是接近具有本地需求或输电能力的地点，然而，上述典型的位置一般都远 离本地需求地点，尤其远离那些在平坦、低风速地区迅速增长的社区所产生的需求。低风速 地区具有风力发电的潜力，然而，一些人认为当前的技术若被使用在这些地区附近则效率 太低并且成本过高。 在风轮机的一般操作中，经过翼型上弧(u卯er camber)之上的空气必定比经过下 弧(lower camber)之下的空气流动速度快。如此，将形成一个压力差，经过上弧的空气的 压力低于经过下弧的空气的压力。这将在叶片上形成一个提升力，该提升力导致在转子轴 上形成扭力，从而使得风轮机旋转。这样，能量从风轮机叶片上形成的扭力被获取。
影响风轮机系统效率的因素有多个。其中一个很重要的因素是叶片的长度，因为 可被获取的总能量与叶片旋转时所形成的圆盘面积成正比，而该圆盘面积则与叶片长度的 平方成正比。其他因素包括控制系统保持最佳尖速比(tip speed ratio)的能力。较低的 叶片重量以及转子的低旋转惯性等因素可使控制系统更容易保持风速和叶片旋转速度的 比，在风速波动时提高或降低转子转速。 开发更长的风轮机叶片以增加圆盘面积和电力产量的一个障碍是随着叶片的加 长，其重量迅速增加。当叶片长度增加，其上的负载迅速增加。而且较长的叶片比短叶片更 易弯曲。为了能够经受得住增加的负载以及提供足够的刚性，必须在较长的叶片上添加相 当数量的额外的材料以保持结构完整性。因为必须购买和处理这些材料，这些材料的添加 提高了叶片的成本。叶片重量的增加是不利的，由于转子盘(rotor disk)惯性的增加以及 叶片上重量负载的增加，轮毂和发电机系统上的负载增加了。重量增加所带来的另一不利 因素是这会降低叶片的自振频率，从而可能导致叶片与气流和/或塔和支撑结构的一些不 利的动力学相互作用。 因此，任何可制造更高效的叶片结构的方法也有可能降低材料成本以及允许制造 更大叶片。在一些情况下，可以把这些更大的叶片与现有的发电机组和，使其产生更多的电 力，特别是在低风速地区。这点很重要，因为美国相当大的一部分地区的风速比较低。另 外，由于在一个给定地点，风速会随着时间改变，更大叶片的使用可以降低风轮机正常工作 所需的最低风速，从而延长风轮机在该地点的可工作时间。这将显著降低风轮机产生的能 源的总体成本。 例如，一些最早的风轮机是由木材和帆布建造的，因为这些材料比较便宜并且结 构简单。但是用木材和帆布建造的风轮机在使用过程中需要大量的维护工作。另外，它们 的形状的空气动力学效率很低，因此对它们能捕捉的风力的力度要求业更高。由于这些原 因，它们被坚固的翼型结构所代替。 老式的风轮机设计中叶片带有相对较重的钢质元件(如钢梁、交叉梁以及肋)，这 产生了较高的转动惯性。虽然重钢质叶片改进了空气动力学效率以及结构的耐用度和维护 要求，其旋转速度需要由一可变电流频率的电源来管理以缓冲旋转速度的变化，从而保证电源输出更稳定。再者，在设计适用于低风速区域的能以更大弧度旋转的更长叶片时，钢材的重量使得采用钢材的叶片设计变得价格高昂。 以下制作风力叶片翼型的方法采用了航空建造技术。这些技术包括在一叶片的整个长度上横跨主金属或木质杆铺设重轻木。许多这种类型的叶片采用了一组肋，以提供弦向支撑(chord wise su卯ort)并保持翼型形状。金属薄板被固定在这些坚硬的肋上以提供空气动力学表面。尽管这种叶片比主要用钢材的叶片轻，这种叶片仍然存在与单位长度元件重量相关的成本缺陷。 当前，风轮机叶片的制造模仿了造船和造冲浪板的技术。 一些现有的风轮机叶片被造成大约100-150英尺长。被选用的材料通常为玻璃纤维和环氧树脂，以湿层贴(wetlayup)技术形成翼型。这些叶片是在大型抓斗模具(clamshell mold)中制造的，在制造过程中需要把外表面和较重的轻质玻璃纤维板核心人工地堆叠在一起。对于31米长的叶片而言，这些实心的玻璃纤维结构相对比较重(大约12000磅)，并且需要为足尺加热模具提供昂贵的工具。 其他更复杂的技术包括对应变化的扭力叶片可扭转的风轮机。这种装置可参考Lutz的美国专利第5， 284， 419号。 由以上可知，业界需要一种风轮机叶片，其具有足以抵御突发风力负载的坚固结构，轻质，经济，更节省材料以制造更长的叶片，从而适于在低风速地区发电。另外，这种叶片还应能被分解以利用标准集装箱运输，并且易于安装。

发明内容
简要地说，本发明的风轮机叶片包括一内部桁架支撑结构，其包括一组肋，这些肋的周缘设有凸缘和安装固定点，这些肋平行排列并且横向间隔分布，而形成脊。这些肋以组合翼梁以及交叉梁连接在一起。翼梁沿着脊以及所述安装固定点与各肋的周缘连接。同样的，交叉梁连接于相邻的肋之间，其中，至少有一个交叉梁穿过两相邻肋之间的间隔并在各安装固定点与翼梁连接，形成一系列桁架连接。接着翼表层被固定在肋的凸缘上覆盖该桁架支撑结构。 根据以下详细描述和附图，可清楚地了解本发明的其他特征和优势。其中，附图以实施例的方式展示了本发明的特征。


图1为本发明第一实施例中风轮机叶片的透视图的局部爆炸图，展示了内部桁架支撑结构。
图2为图1所展示的桁架支撑结构的透视图。
图3为图2中圈3部分的局部放大图。
图4为图2所示桁架支撑结构的俯视图。
图5为图2所示桁架支撑结构的主视图。 图6为图2所示桁架支撑结构第二实施例的一部分的局部放大图。 图6A为图6所示拼接节点的局部放大透视图。 图7为图6所示桁架支撑结构的一个连接点的局部放大透视图。
图8为图6所示桁架支撑结构的一个连接点的局部放大主视图。
图9展示带有本发明结构的风轮机的局部透视图。
图10为图9所示发明的局部放大主视图。
图11为图1所示发明的生产方法的流程图。 图12为图11所示的流程图中所描述的固定组件的一个例子的透视图。
较优实施方式的详细描述
—些地区的风速太低，使得一些风轮机无法获收周围空气中的能量。在很多情况下，因为叶片太重和/或太短而不能有效地捕捉相对低速的风，从而使得叶片无法获取空气中的能量并围绕风轮机轴旋转。在一些过重和较小的风轮机叶片的内部是一个核心支撑结构，该核心支撑结构的设计不合理从而未能提供适于在低风速地区捕捉能量的重量和适当的惯性。如本专利申请所述，申请人发明了一种新的风轮机叶片，它采用了一种能够提供低重量并满足风轮机叶片结构性需求或要求的核心支撑结构。 如图l所示，本发明的风轮机叶片100包括一相对轻质的翼型，该翼型利用了一轻质的组合桁架支撑结构20的效能，该桁架结构自安装根部60纵向延伸至顶端70。桁架支撑结构20被一组表层板90所覆盖，从而形成叶片100的基本翼型形状。表层板90在叶片IOO的弦向方向(chord wise direction)包括一前缘74及一尾缘76。叶片100的上拱形标为75，下拱形标为77。在一个示例性模型中，组装好的叶片100自安装根部60至顶端70大约长31米，然而，可以理解的是，可根据风力发电的地点的需求加长叶片。
如图2所示，所述风轮机叶片的核心部分由桁架支撑结构20组成，该桁架支撑结构由一系列横向隔开的肋30所形成，这些肋沿叶片100的长轴分布且它们的宽面34基本相互平行，从而形成脊25并定义了翼型的大体形状。复数个连接的组合翼梁40和交叉梁50把从位于安装根部60的第一个肋30到位于顶端70的最后一个肋30的所有肋30连接在一起并相互支撑。如图3所示，第一个优选实施例包括四个翼梁40，它们与一系列肋30的固定结构35连接，在这些肋的周缘36把它们连接起来，在长轴方向对相邻肋提供支撑。在肋之间提供支撑的是连接的多个交叉梁50。请参图3-5，交叉梁50基本上包括在相邻的肋30之间交叉的四根交叉梁，其中，两交叉梁在弦向连接于相邻的肋，而另外两交叉梁则在脊25的拱形方向(camber direction)支撑与相邻的肋的连接。 相关技术人员将意识到是肋30提供了叶片100的基本翼型形状。优选的，肋30以轻质材料制作，比如轻木(balsa wood)为核心，两边夹另一种轻质材料，比如玻璃纤维，以形成一大约一英寸厚在周缘设有凸缘37的平板。在该示例性叶片模型中，肋30被平行地隔开大约一米，为表层板90提供主要支撑，该表层板固定在肋周缘36上的凸缘37上。可以理解的是，由于叶片表面的不同部分的曲率可能会改变，各肋30的形状也可以根据每一部分的形状和所需的支撑来制作。 翼梁40和交叉梁50由拉挤成圆柱状的复合材料制成，在安装时进行预先硬化处理(pre-cured)。在翼梁40和交叉梁50相交于各肋30的周缘36上的安装固定点35处形而成桁架连接55。如图2-5所示，翼梁40沿着脊25的边缘切线(perimeter tangent)连续地以及基本纵向直线地自安装根部60延伸至顶端70。同样的，从安装根部60到顶端70，交叉梁50，其包括在相邻的肋30之间四个交叉梁，分别在弦向和拱形方向横跨所述脊的纵轴对角交织，连接于对应的桁架连接55。在一个大约长31米的叶片中，用这种设置大概会形成大约120个连接。 请参图6-8，展示了第二种桁架结构。在这第二个较优实施例中，通过重新配置交叉梁50使其与翼梁40配合形成一系列三角桁架连接57而改变桁架支撑结构20。在该实施例中，为了便于说明，把交叉梁50重新分别标注为斜交叉梁50d和垂直交叉梁50v，但基于所有意图和目的，这些交叉梁在实质上与图l-5所示的交叉梁是相同的。可以理解的，交叉梁50v是指那些垂直地连接于相邻的翼梁40之间的交叉梁，而交叉梁50d是指那些与两个相邻交叉梁50v相交并对角方向连接这两个交叉梁50v的交叉梁。 请具体参照图6，该图描述了脊25的一部分，该部分展示了平行的一组三个连续的桁架连接57，其中，肋以肋平面RP表示。该实施例中所展示的脊25的这部分与图1-5所示的实施例相似，除了桁架支撑结构20被设置成形成两列自安装根部60至顶端70的平行的垂直连接。根据该图可以理解可以在平行分布的垂直交叉梁50v的凸缘56上安装肋。在该实施例中，通过组成一供替代的由各元件50v、50d以及40形成的桁架连接57，形成了另一个可能的连接实施例。如果必要，还可以增加额外的斜交叉梁以连接前缘桁架部分(leadingtruss section)禾口尾缘析架部分(trailing truss section)。
与第一个实施例不同，交叉梁50v和50d形成与沿桁架结构20长度方向上的同类元件相脱离的单独的和可互换的元件。在该实施例中，当一个斜交叉梁50d与一个垂直交叉梁50v的上端以及一相邻的垂直交叉梁50v的下端相交时，其中，这两个垂直交叉梁50v连接于同一组上下翼梁40之间， 一对肋之间形成两个连接57。请参图7和图8，翼梁40包括一 U型槽46贯穿翼梁40的全长，其宽度足够容纳垂直交叉梁50v的端部。对应的垂直交叉梁50v的一端包括一槽54，其可容纳与之相交的斜交叉梁50d的末端的厚度。各组合支撑元件还包括内孔44，其中心与连接57对齐，以供螺栓或销42插入。通过在垂直交叉梁50v两侧的槽46内插入金属板48，可进一步加强连接57。垂直交叉梁50v还包括一位于侧部的凸缘56，用以固定对应的肋在这些凸缘上。 可以理解的，作为独立的和可互换的元件，可以用40英尺的标准货运集装箱把肋30、垂直交叉梁50v、斜交叉梁50d以及表层板90分开仓储和运输，便于叶片100的部件的实地拆装。请参图6和图6A，需要时，桁架支撑结构20可包括改进的其长度小于40英尺的翼梁40，以适于分拆后叶片100的运输。在把翼梁40安装至肋30时，在桁架连接57之间，各翼梁40的两端形成拼接节点45，以保持结构的一致性和完整性。在这些例子中，各翼梁的两侧壁上设有多个穿过U型槽46的对齐的内孔43。 一钢质或以其他类似坚固的材料制造的桥接元件48压合于U型槽46内，穿过并连接两轴向上相邻的翼梁20的各端部。该桥接元件48还包括内孔43，与翼梁40上的对应的内孔对齐。通过在翼梁40和桥接元件48上的对齐的内孔中插入肖44形成拼接连接45，以连接对应的翼梁的末端。桥接元件48设计成能够保持分段翼梁20的负载能力的最小尺寸，以保持桁架结构20的轻质特点。另外，翼梁40在长度上分段，因此它们之间的拼接是在桁架连接57之间的预定距离进行的，以保证连接完整性。 —旦完成组装，风轮机叶片100提供了结实的并且轻质的翼型结构，可用于如图9和10所示的商业化风轮机99。表层板90由平板玻璃纤维制作，平板玻璃纤维可以进行大量制造然后再定形，或者业可以在桁架结构20上具有不同曲率的区域按照区域的形状覆盖纤维再以树脂将覆盖的纤维硬化以形成叶片翼型，在建造叶片时，把表层板90包裹在桁架结构20周围并将其固定在肋30的周缘36的凸缘37上(图1_3)。相关技术人员可以理解，任何现有的连接技术，如粘接或机机紧固件的使用，都适用于将表层板90固定在肋30上。另外，可以理解的，在肋30限定的高曲率的区域，表层板90可以只跨越一对肋。然而，在低曲率区域，多个肋可以被一块表层板90的一个大区块所覆盖。 一旦表层板90被安装并固定在桁架结构20上，这些表层板90就成为了一个连续的表层，从而可支撑叶片100的内部元件成为一个整体结构，继而可从安装根部60安装叶片以把风力负载传递给轮毂72 (图9禾口 10)。 安装根部60与现有的风轮机轮毂兼容，其包括一个钢质安装环80，该钢质安装环80包括一接箝85，该接箍85上突出设有四个硬点87。所述四个翼梁40与该四个硬点在内侧连接。表层板90覆盖所述翼梁40、硬点87以及接箍85。通过用螺栓把安装环80固定在轮毂72上把组装的安装根部60固定在风轮机99上。 一旦安装完毕，翼梁40成为负载的主要载体，而安装根部60附近的连续的表层板90则承载传递给轮毂72的负载。
在操作中，当风经过叶片100的表面，风力作用在叶片上产生一围绕轮毂的扭力，驱动叶片旋转。在叶片IOO旋转且沿着其环状路径继续时，剪力和搅力作用在叶片上。相关技术人员将意识到，当这些力作用在叶片上时，翼梁40将承受大部分搅力，而交叉梁50将提供对剪力和扭力的支撑。这样，上述的桁架结构20可以用于生产一个标准长度(比如大约100英尺)的更轻的叶片，或可以产生与现有设计重量相当的更长的叶片以从一个更大的旋转弧面积获取风力。 可以理解的，通过在桁架结构20中使用组合元件，在一个相对低密度的结构中，在为叶片提供刚性支撑的同时，获得了足够的强度性能和抗疲劳性能。通过采用翼梁40和/或交叉梁50的组合，这些轻质元件与横向间隔的肋30配合通过桁架连接55构成了主要负载路径。另外，通过采用造成高度单向的制造方法来制造这些支撑元件，使纤维与该制造方法的轴向一致，从而提供了该元件更高和更均匀的强度。如此，本申请描述了一个带支撑和加固的结构，为叶片100提供了带较大中空部分的局部结构，从而降低了其单位长度材料的重量。总体而言，采用所推荐的桁架结构20的一个100英尺长的叶片的重量可以轻至6000磅(与现有玻璃纤维叶片的12000磅相比)，从而对于一些玻璃纤维叶得而言降低了高至50%的重量。可以理解的，在叶片需要加强的地方，可以为多余的负载路径添加额外的交叉梁50和翼梁40，而不会明显增加叶片100的总体重量。 面且一些人认为现有的玻璃纤维叶片若长于IO英尺，对于发电而言太重并且效率过低。相反的，叶片100的单位长度的重量是相对较轻的，在保持叶片IOO更轻的重量负载的同时可以把叶片100建造得更长从而覆盖更大的风接触面积，而对风轮机99也有利。在低风速区域，在一个更大的弧内旋转的更长的叶片可以收获更多的风从而产更多的电力。同样可以理解的是，叶片100的低重量使得作用于轮毂72的重量负载更低，从而降低了轮毂、轮机、轴承及塔上的压力。在降低能耗30-40%的净成本下运转时，装有叶片100的风轮机99预计可产生5兆瓦电力。 本申请还提供了一种经济的制造风轮机叶片的方法。图11和12描述了制作通过肋30的排列来限定叶片形状的方法的流程图。组合元件在组装之前生产并进行固化处理。一组支架88按照预定距离被间隔地放在地上或一固定装置上，然后把肋30安装在这些支架上。接着，从根部至顶部把组合翼梁40沿着肋的周缘36固定在安装固定部86和87。然后从根部至顶部把组合交叉梁50固定在上下翼梁40间形成桁架连接55。再把一表层板包覆在所述桁架结构20上以形成叶片。表层板可以用预制形状的双向预浸玻璃纤维薄板(大约2层)制成，也可以先在该结构上铺设纤维再将其热縮至一空气动力学外形，并涂一层树脂。 如本申请所描述，本发明的叶片100展示了一个新的有用的结构，可以为高效发电提供轻质坚固的结构。
权利要求
一种风轮机叶片组件包括一内部桁架结构，该桁架结构包括一脊，其包括复数个肋板，这些肋板包括设有凸缘和固定结构的周缘，这些肋板根据对应的周缘平行地并且横向间隔地分布，各相邻的肋板定义了其间相互隔开的空间；复数个组合翼梁，固定在所述固定结构上，并沿所述脊的长度纵向地位于所述固定结构上；复数个组合交叉梁，固定在所述固定结构和所述翼梁上，形成各对应的桁架连接，相邻肋板的交叉梁横跨对应的空间，并且设置成隔开地支撑对应的相邻肋板；以及一表层板组件，固定于各肋板的凸缘上，并覆盖所述脊和桁架连接。
2. 如权利要求1所述的风轮机叶片组件，其中，在相邻的肋之间，所述交叉梁包括至少 一个交叉梁在所述叶片的弦向连接相邻的肋，以及至少一个交叉梁在所述叶片的弧向连接 相邻的肋。
3. 如权利要求1所述的风轮机叶片组件，其中，所述翼梁和交叉梁由组合源拉挤成型 形成。
4. 如权利要求1所述的风轮机叶片组件，其中，各肋板被单独定型以定义沿所述脊的 各不同曲率的区域。
5. 如权利要求1所述的风轮机叶片组件，其中，所述肋板包括玻璃纤维的侧壁。
6. 如权利要求1所述的风轮机叶片组件，其中，所述叶片组件包括一安装根部，其与一 顶部相对，用于将所述叶片组件安装于一风轮机结构的安装轮毂上，该安装根部包括一设 有复数个硬点的接箍，其中，所述翼梁与这些硬点连接；所述叶片组件还包括一安装环，连 接于所述接箍的基部，用于将安装根部安装于所述轮毂。
7. —种风轮机叶片组件，包括一脊，其包括复数个肋板，这些肋板包括设有凸缘和固定结构的周缘，这些肋板根据对 应的周缘平行地并且横向间隔地分布，各相邻的肋板定义了其间相互隔开的空间；复数个组合翼梁，固定在所述固定结构上，并沿所述脊的长度纵向地位于所述固定结 构上；复数个组合交叉梁，固定在所述所述翼梁上，形成各对应的桁架连接，所述交叉梁包括 至少一个垂直梁，垂直地连接相邻的翼梁，以及至少一个斜向梁，在相邻的垂直梁之间斜向 地连接相应的桁架连接；以及一表层板组件，固定于各肋板的凸缘上，并覆盖所述脊和桁架连接。
8. 如权利要求7所述的风轮机叶片组件，其中，所述翼梁包括一贯穿其长度的U型槽， 而且所述交叉梁是在所述U型槽内固定于所述翼梁。
9. 如权利要求8所述的风轮机叶片组件，其中，所述翼梁、垂直梁及斜向梁包括在各梁 末端对齐的各内孔；所述桁架连接包括一销紧固件，插入所述对齐的内孔，以把各对应的翼 梁、垂直梁以及斜向梁相互紧固。
10. 如权利要求8所述的风轮机叶片组件，其中，翼梁由不长于40英尺的段形成，每一 段包括相对的两端；各翼梁段的端部邻接并以拼接连接拼接在一起，所述拼接连接包括位 于各对应的翼梁段的U型槽内的各桥接元件，把各相邻的端部桥接在一起；以及包括一组固定件，将各桥接元件固定在各对应的端部。
11. 如权利要求7所述的风轮机叶片组件，其中，所述垂直梁至少在一端上包括一槽，用于插入一连接的斜向梁。
12. 如权利要求7所述的风轮机叶片组件，其中，各肋板被单独定型以定义沿所述脊的 各不同曲率的区域。
13. 如权利要求7所述的风轮机叶片组件，其中，所述表层板组件包括单独定型的表层 板，以覆盖不同曲率的区域。
14. 一制造一风轮机叶片组件的方法，包括 选择复数个肋板； 形成复数个组合支撑梁； 把所述支撑梁进行固化处理；以一线性方式，预定的间隔，设置预定数量的安装支架； 把所述肋板安装在各安装支架上；把一预定数量的支撑梁安装在各肋板的周缘上，形成自所述叶片组件根部至顶端的翼 梁，并定义连接交点；把另一预定数量的支撑梁安装在各相邻的肋板之间，形成交叉梁，这些交叉梁进一步 地固定于所述翼梁，并在各相邻的连接交点之间连接相邻的翼梁；以及 把一表层板组件固定在所述肋板的周缘上。
15. 如权利要求14所述的制造一风轮机叶片组件的方法，其中，所述翼梁设有一U型 槽，所述交叉梁末端垂直地分布并固定于垂直相邻的翼梁的U型槽内。
16. 如权利要求14所述的制造一风轮机叶片组件的方法，其中，至少一个交叉梁是斜 向固定在相邻的连接交点之间。
17. 如权利要求15所述的制造一风轮机叶片组件的方法，其中，一些所述垂直分布的 交叉梁的一端设有槽，至少一个交叉梁斜向固定在相邻的连接交点之间对应的垂直分布的 交叉梁的槽内。
18. 如权利要求14所述的制造一风轮机叶片组件的方法，其中，所述被选择的肋板单 独定型以定义沿所述叶片组件的各不同曲率的区域。
19. 如权利要求14所述的制造一风轮机叶片组件的方法进一步包括 在所述肋板和支撑梁上覆盖纤维形成一表层板组件； 热縮处理所述纤维；在所述纤维上涂设树脂；以及 让所述树脂硬化。
20. 如权利要求14所述的制造一风轮机叶片组件的方法，其中，所述形成支撑梁的步 骤是利用一拉挤技术。
全文摘要
一种轻质风轮机叶片，由一桁架支撑结构组件所形成，该桁架支撑结构组件包括组合桁架连接，该组合桁架连接包括连接于并间隔地支撑一列轻质肋板的组合翼梁和交叉梁。所述肋板是相互平行并且间隔，并且是单独模制，其周缘分别限定完成的叶片组合各区域的曲率。所述桁架支撑结构被一轻质玻璃纤维或固化的纤维表层所覆盖，它们固定并安装在所述肋板的边缘上形成一翼型结构。
文档编号F03D1/06GK101715514SQ200780052832
公开日2010年5月26日 申请日期2007年9月13日 优先权日2007年3月20日
发明者科瑞P·爱伦特, 迈尔斯L·贝克 申请人:模组风能公司