专利名称：风力发电机叶片抗剪腹板连接组件的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及风力发电机领域，具体而言，本发明涉及风力发电机叶片中的抗剪腹板配置。
背景技术：
风力发电机叶片是风力发电机将风能转换成电能的基本元件。叶片拥有机翼的横截面轮廓，这样，在运转过程中，流经叶片的空气就会在其两侧之间产生压差。因此，从压力侧到吸入侧的升力会作用于叶片。升力会对主转子轴产生扭矩，其中所述主转子轴通过齿轮连接至可以发电的发电机。风力发电机叶片通常包括吸入侧壳和压力侧壳，吸入侧壳和压力侧壳在沿叶片后 缘和前缘方向的粘接线处粘接在一起。内部抗剪腹板在压力侧与吸力侧壳部件之间延伸，并与固定在壳部件内表面上的主梁帽粘接。抗剪腹板必须具有相对确切的长度，这样，抗剪腹板才能跨过主梁帽，并在主梁帽与抗剪腹板之间形成具有足够宽度和厚度的粘接。要达到此类尺寸并实现充分粘接相当困难，接合主梁帽和抗剪腹板是一个耗时且枯燥的过程，通常需要大量的返工。叶片的典型构造，要使用坚硬的法兰形成所需的粘接宽度，使粘接胶能够涂抹在主梁帽与抗剪腹板的横向端部之间。但是，这种配置无法适应抗剪腹板长度相对较长的情况(例如短缺)，通常会导致需要使用过多粘接胶来弥补长度偏差，形成粘接宽度。粘接胶过多会导致叶片增加不必要的重量，可能会折断叶片，并造成叶片在风力发电机运转过程中“嘎嘎作响”(在风力发电机所有人/操作人员中，这种抱怨并不少见)。另外，典型结构中的含气率和意外挤出的粘接胶会导致部分区域的粘接强度降低，在无法从叶片内部进行维修的叶片部分中，这种情况会引起特别严重的问题。因此，如果有一种抗剪腹板与主梁帽之间的改良粘接配置可以解决某些传统配置的一个或多个缺陷，本行业将从中受益。
发明内容
以下说明将部分阐明本发明的各方面内容和优点，或者，这些方面和优点在说明中可能是显而易见的，或者通过实践本发明能够推导出。根据本发明的各个方面，风力发电机叶片包括内表面上配置了主梁帽的上壳部件和内表面上配置了主梁帽的下壳部件。抗剪腹板在所述主梁帽之间沿所述叶片的纵向长度延伸。抗剪腹板的横向端部与主梁帽之间提供了一个连接组件，连接组件包括一个通过任意合适的构件固定至主梁帽的槽结构。该槽结构具有坚硬的侧壁，该侧壁沿抗剪腹板的纵向侧从主梁帽延伸而出。粘接胶位于所述槽结构的侧壁与所述抗剪腹板的所述纵向侧之间。因此，抗剪腹板与槽结构之间就形成了有效的粘接长度，该粘接长度同各侧壁与抗剪腹板侧边之间的粘接的长度成正比。在特定实施例中，沿各侧壁的粘接的长度可能大于抗剪腹板横向端部的宽度，从而可以使整体粘接强度显著增强。
槽结构配置的另一个益处就是，通常，过多的粘接胶会在粘接过程中“挤出”，而现在，这种情况可以得到更好的控制。如果粘接胶可以自由地挤出，这就会产生很大的影响，粘接胶会产生不规则形状，形成应力集中处。通过槽配置控制粘接胶的形状，就可以有效地减少导致应力集中的因素。槽结构可以不同方式配置。在一项实施例中，侧壁相隔一定距离，其间隔距离小于抗剪腹板的宽度，并且侧壁向外弯曲，用于将抗剪腹板插入槽结构中。侧壁可能包括张开的端部，以便弯曲并容纳抗剪腹板。在另一项实施例中，槽结构可能为多部件组件。例如，槽结构的各边侧壁可能为单独部件，分别固定在主梁帽上。在这种实施例中，槽结构的侧壁可能会配置为与所述主梁帽粘接的法兰部件，以便从所述主梁帽上横向延伸而出。
在一项替代实施例中，槽结构可能为一个单式部件，例如U形部件，并包括一面在侧壁之间延伸的端壁，端壁固定于主梁帽上。抗剪腹板的横向端部可能会以不同的方式容纳在槽结构之内。在一项实施例中，横向端部可能与主梁帽(或槽结构的端壁)相隔一定距离。抗剪腹板的横向端部与主梁帽之间的空间无需涂抹粘接材料，这样即可减少粘接胶的总量，减轻其重量。在其它实施例中，可能需要在槽结构内使用粘接胶将抗剪腹板的横向端部几乎全部包围住，从而将抗剪腹板的横向端部粘接到主梁帽(或槽结构的端壁)上。参考以下具体说明和所附权利要求书可以更深入地了解本发明的这些以及其他特征、方面和优点。附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，展示了本发明的各实施例，并与具体实施方式
一起解释本发明的原理。
本说明书参考附图向所属领域一般技术人员公开了本发明，包括其最佳模式，进行了完整且可实现的详细披露，其中图I为传统风力发电机的透视图；图2为传统风力发电机叶片的透视图；图3为包括本发明各个方面的示例性风力发电机叶片的截面示意图；图4为根据本发明一项实施例的抗剪腹板与主梁帽之间的连接组件的部件截面放大图；图5为处于组装状态的图4实施例的截面放大图；图6为连接组件的替代实施例的部件截面放大图；以及图7为连接组件的另一项实施例的部件截面放大图。
具体实施例方式现在将详细参考本发明的各实施例，附图中将展示本发明实施例的一个或多个实例。各个实例用以解释本发明而非限定本发明。事实上，在不脱离本发明的范围或精神的前提下，所属领域的技术人员可轻易对本发明做出各种修改和变化。例如，作为一项实施例的一部分说明的特性可用于其他实施例中，从而得到另一项实施例。因此，如果对本发明的修改和变化在所附权利要求书和其等效物的范围内，那么本发明应包括此类修改和变化。
图I所示为采用传统结构的风力发电机10。风力发电机10包括塔筒12，塔筒12上安装有机舱14。多片风力发电机叶片16安装到转子轮毂18，所述转子轮毂18又连接到使主转子轴转动的主法兰。风力发电机电力产生及控制部件容纳在机舱14中。图I的示意图仅为说明本发明的示例性使用这一目的而提供。应了解，本发明不局限于任何特定类型的风力发电机配置。图2为风力发电机叶片16的更加详细的示意图。叶片16包括上壳部件20和下壳部件22。上壳部件20可以配置为叶片16的吸入侧表面，而下壳部件22可以配置成叶片的压力侧表面。叶片16包括前缘24和后缘26、根部分28和梢部分30。所属领域中众所周知，上壳部件20和下壳部件22在前缘24和后缘26处接合。叶片16包括内腔25 (图3)，其中配置了主梁帽和一块或多块抗剪腹板等各种结构部件。图3为包括本发明各个方面的风力发电机叶片16的截面示意图。叶片16包括一块或多块内部结构抗剪腹板42，该内部结构抗剪腹板42跨过上壳部件20和下壳部件22。具体而言，抗剪腹板42联接固定在壳部件20、22内表面上的主梁帽32。根据本发明的各个方面，抗剪腹板42和主梁帽32的接口处会提供改良连接组件40，下文将进行更为详细的描 述。图4和图5描绘抗剪腹板42的横向端部46与主梁帽32之间的连接组件40的一个实施例。连接组件40包括一个配置在主梁帽32上的槽结构50。该槽结构50具有坚硬的侧壁52，侧壁52沿抗剪腹板42的纵向侧44从主梁帽32横向延伸而出。粘接胶56位于槽结构的侧壁52与抗剪腹板的抗剪腹板侧44之间。可以在部件之间涂抹任意量的粘接胶56使其形成连续或不连续的涂层，以达到所需的粘接胶厚度。将抗剪腹板42的横向端部46插入槽结构50中之后，抗剪腹板与对应的侧壁52之间就形成了有效的粘接长度70。因此，抗剪腹板42与主梁帽32之间的总粘接就同各侧边52与对应抗剪腹板侧44之间的粘接70的总长度成正比。在图4和图5的实施例中，沿每一面侧壁52的粘接的长度70均大于抗剪腹板的横向端部46的宽度60，这样形成的总粘接强度就远远超过横向端部46与主梁帽32之间的粘接层的强度。槽结构50可以不同方式配置。例如，在图4和图5的实施例中，坚硬的侧壁52之间相隔一定距离，其间隔距离58小于抗剪腹板的宽度60 (至少在槽结构50的开放式容纳端处是如此)。从图5的示意图中可以明显看出，在该配置中，侧壁52向外弯曲，用于将抗剪腹板42插入槽结构中。这样即可使侧壁52与抗剪腹板侧44刚性配合。侧壁52可能包括张开的容纳端部54，以便弯曲并容纳抗剪腹板42。如图4至图6的实施例所描绘，槽结构50可能为多部件组件。例如，槽结构的各边侧壁52可能为单独部件，分别固定在主梁帽32上。在所述实施例中，槽结构的侧壁52会配置为具有连接腿64的单独法兰部件62，通过粘接、机械紧固件等合适的构件固定在主梁帽32上。法兰部件62包括一个粘接面66，该粘接面66沿抗剪腹板侧44从主梁帽32横向延伸而出。在图7的实施例中，槽结构50为一个单式部件，例如U形部件，并包括一面在侧壁52之间延伸的端壁68。端壁68通过任意合适的构件固定于主梁帽32上。因此，U形槽部件就形成了一个支架，用于容纳抗剪腹板42的横向端部46。抗剪腹板42的横向端部46可能会以不同的方式容纳在槽结构50之内。在所述实施例中，横向端部46与主梁帽32(或槽结构50的端壁68)相隔一定距离。如图6所示，横向端部46与主梁帽32之间的空间无需涂抹粘接材料，这样即可减少粘接胶的总量，减轻其重量。如图5和图7所示，在其它实施例中，空间内可能填充有粘接胶56，这样，在槽结构50内，抗剪腹板42的横向端部46几乎全部包围在粘接材料中。虽然本发明已借助特定示例性实施例及其方法得到了详细说明，但应了解，所属领域的一般技术人员在获得对上述内容的了解后，可以轻松地制作出此类实施例的修改、变型和等效实施例。因此，本发明的范围是以示例的方式，而非限定的方式说明的，且本发 明并不排除将所属领域的一般技术人员可以明了的对本发明的修改、变型和/或补充包括在内。
权利要求
1.一种风力发电机叶片,其包括 上壳部件，所述上壳部件的内表面上配置有一个主梁帽； 下壳部件，所述下壳部件的内表面上配置有一个主梁帽； 抗剪腹板，所述抗剪腹板在所述主梁帽之间沿所述叶片的纵向长度延伸； 连接组件，所述连接组件位于所述抗剪腹板的横向端部与所述主梁帽之间，所述连接组件进一步包括 配置在所述主梁帽上的U型槽结构，所述槽结构包括侧壁，所述侧壁从所述主梁帽延伸，以沿所述抗剪腹板的纵向侧延伸； 所述槽结构包括在所述槽结构的侧壁之间延伸的端壁，所述端壁与所述主梁帽粘接； 以及 粘接剂，所述粘接剂位于所述槽结构的侧壁与所述抗剪腹板的所述纵向侧之间。
2.根据权利要求I所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述槽结构的侧壁相隔一定距离，其间隔距离小于所述抗剪腹板的宽度，并且所述侧壁向外弯曲，用于将所述抗剪腹板插入所述槽结构中。
3.根据权利要求I所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述抗剪腹板的所述横向端部与所述主梁帽相隔一定距离。
4.根据权利要求3所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述抗剪腹板的所述横向端部并未与所述主梁帽粘接。
5.根据权利要求3所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述抗剪腹板的所述横向端部在所述槽结构内被粘接胶包围。
6.根据权利要求I所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述槽结构的每面所述侧壁均与所述抗剪腹板的所述纵向侧壁形成粘接，所述粘接的长度大于所述抗剪腹板的所述横向端部的宽度。
7.—种风力发电机叶片,其包括 上壳部件，所述上壳部件的内表面上配置有一个主梁帽； 下壳部件，所述下壳部件的内表面上配置有一个主梁帽； 抗剪腹板，所述抗剪腹板在所述主梁帽之间沿所述叶片的纵向长度延伸； 连接组件，所述连接组件位于所述抗剪腹板的横向端部与所述主梁帽之间，所述连接组件进一步包括 配置在所述主梁帽上的U型槽结构，所述槽结构包括侧壁，所述侧壁从所述主梁帽延伸，以沿所述抗剪腹板的纵向侧延伸，所述侧壁相隔一定距离，其间隔距离小于所述抗剪腹板的宽度，并且所述侧壁向外弯曲，用于将所述抗剪腹板插入所述槽结构中； 所述槽结构包括在所述槽结构的侧壁之间延伸的端壁，所述端壁与所述主梁帽粘接；以及 位于所述槽结构的侧壁与所述抗剪腹板的所述纵向侧之间的粘接胶，所述粘接胶在每面所述侧壁与所述抗剪腹板的所述纵向侧之间形成粘接，所述粘接的长度大于所述抗剪腹板的所述横向端部的宽度。
全文摘要
本发明涉及并公开了一种风力发电机叶片，其具有上壳部件和下壳部件，所述上壳部件和所述下壳部件的内表面上分别配置有主梁帽。抗剪腹板在所述主梁帽之间沿所述叶片的纵向长度延伸。所述抗剪腹板的所述横向端部与所述主梁帽之间配置了连接组件，所述连接组件包括配置在所述主梁帽上的槽结构。所述槽结构具有坚硬的侧壁，所述侧壁沿所述抗剪腹板的纵向侧从所述主梁帽延伸。粘接胶位于所述槽结构的侧壁与所述抗剪腹板的所述纵向侧之间。
文档编号F03D1/06GK102889170SQ20121025210
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者A.亚布罗夫 申请人:通用电气公司