CN102046964A - 组合式叶片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于风轮机的组合式叶片。该叶片包括至少第一叶片部和第二叶片部，这两个叶片部从接合部向相反方向延伸。此外每个叶片部包括一翼梁区段，该翼梁区段形成该叶片的结构部件并在纵长方向上延伸。第一叶片部和第二叶片部通过至少一个翼梁桥结构性地连接，该翼梁桥延伸到全部这两个叶片部中以便于所述叶片部的接合，并且翼梁桥与翼梁区段相接合。

Description

组合式叶片

技术领域

本发明涉及一种用于风轮机的组合式叶片，该叶片包括至少第一叶片部和第二叶片部，此两部分从接合处向相反方向延伸。

背景技术

现代风轮机包括多个风轮机转子叶片，一般有三个叶片，每个叶片的重量高达15吨，长度高达55米。

一般来说，一个叶片包括两个壳部件，一个限定迎风侧的壳部件以及另一个限定背风侧的壳部件。一般这两个部件制成一个整件。为了加固这种叶片，可以将梁式或盒式纵向管部件—即翼梁—用作加强梁，以使该梁在纵长方向上—即叶片的纵向方向上—延伸。翼梁位于两个风轮机壳部件之间的空腔处，并基本延伸贯穿该壳体空腔，以便增强风轮机叶片的强度和硬度。进一步地，叶片可以由两个或更多个沿纵长方向并排放置的翼梁来加强。

随着风轮机以及由此风轮机叶片的尺寸不断增大，必须增大生产设备和运输装置以处理满足需求的尺寸的叶片。这样也提高了对后勤的要求并且增加了相关成本。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种包括至少两个部分的改进的风轮机叶片，以及提供一种制造该种叶片的方法。

在第一方面中，本发明提供一种用于风轮机的组合式叶片，该叶片包括至少第一叶片部和第二叶片部，这两个叶片部从接合部向相反方向延伸，其中，每个叶片部包括一翼梁区段，该翼梁区段形成该叶片的结构部件并在纵长方向上延伸，第一叶片部和第二叶片部通过至少一个翼梁桥结构性地连接，该翼梁桥延伸到全部这两个叶片部中以便于所述叶片部的连接，其中，该翼梁桥与翼梁区段接合。

与在传统风轮机叶片中用作加强梁的传统翼梁一样，上述各个翼梁也可以加强叶片部。

在优选的实施例中，位于两个叶片部之间的接合部可以横向于叶片的长度，这使得叶片可包括比由完整长度的壳部件制造的传统叶片小的区段。

所述叶片部可以比常规的叶片壳体小，与一体式(整件式)叶片相比，该叶片部容易从制造地运往装配地点以进行装配。此外，装配地点可以靠近风轮机叶片将被使用的地点。

通过制造由不同部分构成的叶片，这些部分可以在未装配的情况下进行运输，从而使运输更加便利并有可能减少相关的成本。

如果各叶片部具有大致相同的长度，则接合部可以大致设置在叶片的中间部位。但是，各叶片部也可以具有不同的长度。例如，第一叶片部可限定主叶片部，而第二叶片部可以限定叶尖部。

在本发明的一个实施例中，第二叶片部可以形成为小翼。所述小翼可以实现不同的形状，例如相对于叶片的纵长方向以从几度到90度的角度急剧弯曲的叶尖，或者是渐进弯曲的叶尖。因此，该叶片可以以零件的形式运输，其中各零件例如比具有小翼的传统叶片更平直，这样就使运输更加便利并有可能减少相关的成本。

叶尖对风轮机叶片的性能和噪音排放有影响。通过将小翼可拆卸地安装到叶片的其它部分上，可以例如对已有的风轮机置换叶尖，从而通过附装相对于叶片的纵长方向以不同角度延伸的叶尖或者具有不同尺寸和/或形状的叶尖来调节风轮机的性能或噪音排放。并且，因为叶尖在运输、加工和运行过程中经常易受到损害，上述的可拆卸的叶尖或小翼可以具有一附加优点，即，有利于更换受损的叶尖。

进一步地，该叶片可以包括多于一个的接合部，从而包括多于两个的叶片部以及多于一个的用于每个接合部的翼梁桥。

各个叶片部均可以包括两个壳部件，即，一个限定迎风侧的壳部件以及另一个限定背风侧的壳部件。这些壳部件可以在接合第一和第二叶片部之前进行组装。

第一叶片部和第二叶片部通过至少一个翼梁桥在结构上连接，该翼梁桥延伸到全部这两个叶片部中，以便于所述叶片部的连接。

翼梁桥可以是一个盒式、筒式或者任何其他例如工字梁形状的纵向部件。它可以形成风轮机叶片的纵向强度的一部分，由此形成叶片的加强件的一部分。

进一步地，该翼梁桥可以是实心、部分实心或管状元件。应该理解，术语“管状元件”指具有细长形状的中空元件。该形状可以是非均匀形。外部几何形状可以是矩形、部分圆形、椭圆形(卵形)或其他任何形状。内部几何形状(如果有的话)可与外部形状不同，由此限定任意形状的细长环形形式的管状元件。

翼梁区段可以具有细长的形式，并且可以是空心的，以便有利于使翼梁桥被容纳在翼梁区段中。例如，翼梁桥可以部分地插入到全部两个翼梁区段中，从而允许叶片部围绕该翼梁桥接合。也即是说，一个或者全部两个翼梁区段可以形成有空腔，翼梁桥可以伸入该空腔中。

在另一个实施例中，翼梁桥可与各个翼梁区段部分地相重叠而不插入到翼梁区段中，这样有利于两个相邻的叶片部的接合。

在一个实施例中，翼梁桥可以形成其中一个叶片部的一部分而非一个单独部件。此外，翼梁桥可以包括从其中一个翼梁区段突出的延伸部并从而形成伸出式翼梁区段，另一个翼梁区段则可以用于容纳该延伸部，从而形成接收式翼梁区段。

翼梁区段可以大致成形为矩形或工字形，例如具有圆角。相应地，接收式翼梁区段可以包括两个接收翼梁帽，这两个接收翼梁帽利用两个或更多接收连接板(连结板)接合。由于伸出式翼梁区段可容纳在接收式翼梁区段中，所以伸出翼梁帽和接收翼梁帽可以沿着伸出式翼梁区段的至少一部分长度彼此重叠。为了限制该重叠的翼梁帽的材料厚度，接收翼梁帽的厚度可以在朝向接合部的方向上—也即是沿着接收式翼梁区段的至少一部分长度—变薄(逐渐变小，逐渐变薄)。

为了有利于伸出式翼梁区段容纳在接收式翼梁区段中，翼梁桥在轴向上可以终止于这样的端部，即，该端部的截面面积小于接合部的中间部的截面。

进一步地，翼梁桥可以包括由一或多个伸出连接板连接起来的两个伸出翼梁帽。伸出翼梁帽可以形成基本为矩形形式的上表面和下表面，或者是工字梁的凸缘。这些伸出翼梁帽可通过一或多个基本垂直设置的伸出连接板接合，以便形成基本为矩形或工字梁形的翼梁区段。

为了限制伸出和接收翼梁帽在重叠处的材料的厚度，某些翼梁帽—例如伸出翼梁帽—的厚度可以从接合部，即沿着伸出式翼梁区段的至少一部分长度开始变薄。此处“变薄”表示厚度逐渐减小或阶梯式减小。

在一个具体实施例中，接收翼梁帽的厚度在位于接收式翼梁区段和伸出式翼梁区段之间的重叠处逐渐变薄。变薄方便了插入和移除，并使得在传递弯曲负载时连接板上的剪应力减小。

当连接两个叶片部时，叶片转动时在这些叶片部之间会产生剪应力。如果各翼梁区段的相对尺寸形成为其中一个翼梁区段和翼梁桥之间的剪应力可被从接收连接板和伸出连接板之间直接去除掉，这可以说是一个优点。可对翼梁区段进行优化以适于气动轴向负荷产生的主要平面弯矩，该气动轴向负荷大于边缘向的以重力为主的负荷。

例如，可以通过接收连接板和伸出连接板之间的互锁的形状和接触来去除掉该接收连接板和伸出连接板之间的剪应力。互锁的形状应该理解为防止或至少最小化伸出连接板和接收连接板在横截面上的相对彼此移动而限定的形状。这样，翼梁帽可主要抵抗弯曲负荷，而连接板可主要抵抗主要来自平面方向的剪应力。

在一个实施例中，接收连接板和伸出连接板可具有六边形的截面，而在一个替代性实施例中，连接板可以具有相对应的凸起和凹部，以便于接收式翼梁区段和伸出式翼梁区段相对彼此互锁。

为进一步提高伸出式翼梁区段和接收式翼梁区段相对彼此的锁定水平，接收连接板和伸出连接板相对彼此的互锁形状的位置可以由一横向于纵长方向延伸的支撑部件所支撑。例如，该支撑部件可以是一个或多个螺栓或螺母组件。

在一个实施例中，接收式翼梁区段可以形成有空腔，该空腔的形状与延伸部的形状相匹配，从而在接合部的附近建立空腔的内表面与延伸部的外表面之间的接触，以及远离接合部在空腔的内表面与延伸部的外表面之间留出空间。

当在接合部的附近建立空腔的内表面与延伸部的外表面间的接触时，就可以限制或甚至避免延伸部相对于接收式翼梁区段的移动。

相反，在距接合部较远的位置的空腔内表面与延伸部外表面之间的空间可以为附加紧固部件留出空间，该附加紧固部件可进一步有利于延伸部相对于接收部的空腔的紧固。

例如，该紧固部件可以定位在具有这样的内部形状的容座上，该内部形状与延伸部的自由端的外部形状相匹配。该紧固部件可形成接收式翼梁区段的一部分，或者可以是紧固在接收式翼梁区段上的单独部件。

为了方便组合式叶片的运输，至少其中一个翼梁区段可包括一外表面，该外表面形成叶片的空气动力作用外表面。

这样，至少其中一个翼梁区段可以不被该风轮机叶片壳部件完全包封。相比于大型叶片壳部件或完整的叶片，这样可以容易地将该翼梁从制造地运往装配地点。装配地点可以位于距离使用风轮机叶片的位置较近的地方。

该叶片可以进一步包括固定部件，该固定部件用来将翼梁桥固定在至少其中一个翼梁区段上。例如，该固定部件可以包括螺栓、铆钉或类似元件，其横向于叶片部和翼梁桥的长度延伸，并贯穿这两个部件，从而有利于将该翼梁桥固定于所述叶片部上，例如通过将螺母连接到螺栓的一端固定。在一些实施例中，由于单个螺栓或铆钉不足以将翼梁桥固定在至少一个叶片部上，固定部件可以包括多个螺栓、铆钉或其他紧固元件。

可选地或附加地，固定部件可以包括一个或多个螺栓、铆钉或类似的相对于叶片部和翼梁桥的长度纵向延伸的元件。

进一步可选地，固定部件可包括粘结剂，该粘结剂用于将至少其中一个叶片部与翼梁桥粘结在一起。

可以采用其他固定部件。上述固定部件的例子可以单独或组合使用。

可以采用同等的固定部件来将翼梁桥固定在全部两个叶片部上。可选地，可采用共用固定部件来将翼梁桥固定于两个翼梁区段上。在另一可选实施例中，可以采用不同的固定部件来将翼梁桥固定在各个翼梁区段上。作为再一可选方案，翼梁桥可以只固定在一个翼梁区段上，同时该翼梁桥可能形成另一个叶片部的组成部分。

叶片可以包括拉力构件(拉紧构件，张力构件)，该拉力构件沿纵长方向布置，以在第一叶片部和第二叶片部之间提供拉力(张力)，从而在这两个叶片部之间建立预加拉力的连接。该拉力构件可以形成固定部件的一部分，或者作为固定部件的附加部件或替代部件的单独部件。

拉力构件可以沿着翼梁桥的长度方向，例如沿着翼梁桥的整个长度或部分长度延伸。例如，拉力构件可以是金属杆或螺栓、钢缆或凯夫拉纤维缆线、或者是拉挤部件、或更一般地是其他任意能够提供拉应力的部件，通过该拉应力叶片部被朝向彼此拉紧。拉力构件可以例如是一种可弹性变形的部件，当建立拉应力时，该拉力构件提供弹性力以将叶片部保持在一起。该拉力构件也可以预加拉力以在接合部处维持夹紧力。另外，可有意地将软性压缩部件，例如弹簧垫圈形成负载路径的一部分，从而在其他诸如杆和螺栓的部件中保持张力。这减小了拉力构件中的负载波动和疲劳。

当在第一和第二叶片部之间施加拉力时，叶片部被压向彼此。因为任何形式的移动，例如一个叶片部相对于另一个叶片部的转动或者叶片部之间相对彼此的偏转，都只发生在拉力构件的延长部分，并且由于该拉力构件已经处于拉力之下，基于该拉力构件施加的拉力的程度，该叶片部的相对移动被阻止或者限制或者控制。

叶片可以进一步包括拉力调节结构，该结构有利于对拉力部件中的拉力进行再调节。在一个实施例中，通过带螺纹的紧固件，例如螺栓和螺母元件使拉力构件保持张力，从而使该带螺纹的紧固件在该元件的一部分相对于该元件的另一部分或者相对于拉力构件的转动时拉动该拉力构件，并且提供以螺纹的螺距为基础的拉力。

为了能接近拉力调节机构，第一或第二叶片部中的一个可以包括一检查门，当移开该门时在该叶片部中提供一开口，由此提供到达拉力调节结构的通道以便有利于对拉力进行再调节。

叶片可以进一步包括一个检测拉力构件中的拉力的检测结构(传感结构)。例如，该检测结构可以检测前述带螺纹的紧固件的位置并由此提供拉力构件中拉力的指示；在另一个示例中，该检测结构可包括拉力计或者类似的能够检测拉力构件的延长度的结构。

当能够检测拉力机构中的拉力时，如果拉力在预定范围以外则可对拉力进行调节。

拉力构件可包括两个相对的自由端，并且至少其中一个自由端可以固定于一个翼梁区段上。在将拉力构件的一端固定于翼梁区段上的情况下，因为需要装配的零件数减少，所以组合式叶片的装配可以更加便利。

当组合式叶片已经完全或部分组装时，可以例如通过使用螺纹紧固件在第一和第二叶片部之间提供拉力，由此在这两个叶片部之间提供预加拉力的连接。

为了使接合部保持稳定，可以在接合部处在至少一个叶片部上设置隔板(挡板)。根据叶片部的尺寸和翼梁桥的尺寸，可以使用多个隔板。所述隔板可进一步确保至少一个叶片部至少部分地闭合，从而可将不需要的物品和灰尘隔离在叶片部的内部之外。

如果第一和第二叶片部在接合之后能够再次分离，这可能是个优点，这样的接合有利于叶片部相对彼此的非破坏性分离。如果叶片的一部分需要修理或必须替换时，这可以是特别的优势，因为只需要替换包括上述部件的叶片部即可。

根据另一个方面，本发明提供一种用于风轮机的组合式叶片，该叶片包括至少第一叶片部和第二叶片部，这两个叶片部从接合部向相反方向延伸，第一叶片部和第二叶片部通过至少一个翼梁桥结构性地连接，该翼梁桥延伸到全部这两个叶片部中以便于所述叶片部的接合，其中，所述第二叶片部形成小翼。

如前文所述，此种结构的优点是方便运输并提供了改装或维修叶尖的可能。

在第二方面中，本发明提供了一种制造用于风轮机的组合式叶片的方法，该方法包括如下步骤：

-提供第一叶片部和第二叶片部；

-将这些叶片部设置成使它们从接合部沿相反方向延伸；以及

-使用翼梁桥将所述叶片部结构性地连接。

应该理解，上述的本发明第一方面的特征也可以应用到本发明第二方面的方法的相关步骤中。

在第三方面中，本发明提供了一种风轮机，该风轮机包括根据本发明第一方面的组合式叶片。该组合式叶片可以根据本发明第二方面制造。应该理解，前述第一和第二方面的特征也可应用于本发明的第三方面中。

该风轮机可以包括控制系统，该控制系统连接到用于检测拉力构件中的拉力的检测结构，所述拉力构件用于提供第一叶片部和第二叶片部之间的拉力，以在这两个叶片部之间建立预加拉力的连接。

例如，该检测结构可以检测前文所述的螺纹紧固件的位置，并从而提供拉力构件中拉力的指示；在另一示例中，该检测结构可包括拉力计或者类似的能够检测拉力构件的延长度的结构。

该检测结构可以为控制系统提供关于拉力构件中的拉力的信息。并且该控制系统可用来基于该拉力提供警报，例如当拉力构件中的拉力低于预定水平时提供警报。

进一步地，该风轮机可包括停机结构，以用来基于拉力停止风轮机的运行，例如当拉力构件中的拉力低于预定水平时使风轮机停止运行。该预定水平—即停机水平—可与引起报警的预定水平—即报警水平—相当，但它也可以是其他预定水平，因为报警水平可能与停机水平不相同，例如，高于停机水平。

在第四方面中，本发明提供了一种操作根据本发明第三方面的风轮机的方法，该方法包括确定拉力构件中的拉力的步骤，该拉力构件用于提供第一叶片部和第二叶片部之间的拉力，以在这两个叶片部之间建立预加拉力的连接。

应该理解，前文所述的本发明第一和第二方面中的特征也可以应用于本发明第四方面的相关步骤中。

该方法可以包括这样的步骤，即，当所确定的拉力在预定拉力范围以外时，调节拉力构件中的拉力。因为过高和过低的拉力水平都是不希望的，所以该预定拉力范围可以包括用于拉力的上限水平和下限水平。

该方法进一步包括这样的步骤，即，当拉力构件中的拉力低于预定水平时停止风轮机的继续运行。在低于该预定水平下运行可能是危险的，因为在极端情况下过低的拉力水平可能会导致第一和第二叶片部分离。

附图说明

下面将参照附图进一步说明本发明的实施例，在附图中：

图1示出包括第一和第二叶片部的组合式叶片的一个实施例；

图2示出了两个叶片部之间的接合部的示例；

图3、4和5示出了组合式叶片的一个实施例的不同截面视图；

图6示出了组合式叶片另外一个实施例的截面视图；

图7a-7d示出了组合式叶片的不同实施例的截面视图；

图8a-8d示出了组合式叶片的进一步的可选实施例的截面视图；以及

图9示出了组合式叶片的一个可选实施例的截面视图。

具体实施方式

通过下面更加详细的说明和具体的示例可以进一步地更清楚地了解本发明的应用范围。但是，应该理解的是，当描述本发明的优选实施例时，这些详细说明和具体举例仅作示例用，因为在本发明的范围内本领域的技术人员可根据该详细说明作出各种变化和修改。

图1示出了用于风轮机的组合式叶片1的实施例。该叶片1包括至少第一叶片部2和第二叶片部3，这两个叶片部从接合部4向相反方向延伸，第一叶片部2和第二叶片部3通过至少一个延伸到这两个叶片部2、3的翼梁桥5进行结构性连接以便于所述叶片部2、3的接合。

箭头6示出了在所示实施例中的组合式叶片1包括两个叶片部2、3，并且这两个叶片部2、3通过将翼梁桥5插入到第一叶片部2中进行连接。

所示出的翼梁桥5是基本为盒形的纵向元件。它形成风轮机叶片1的纵向强度的一部分，由此形成叶片1的加强构件的一部分。

如图2所示，叶片部2、3各自包括一翼梁区段7、8，所述翼梁区段形成叶片1的结构元件并沿纵长方向延伸。翼梁区段7、8通过翼梁桥5接合。应该理解，为了演示目的，仅示出叶片部2、3的一部分。

在示出的实施例中，翼梁桥5形成叶片部2、3中其中一个的一部分，因此并非一个单独部件。如图所示，翼梁桥5形成为第二叶片部3的一部分，并且包含从第二翼梁区段8突出的延伸部，由此形成一伸出式翼梁区段。第一翼梁区段7用来接收延伸部8并由此形成一接收式翼梁区段。

翼梁区段7、8都具有细长的形状，并且第一翼梁区段7为空心的，从而有利于翼梁桥5能够被容纳于第一翼梁区段7中。这样，翼梁桥5能够插入到第一翼梁区段7中，从而允许叶片区段围绕翼梁桥5接合，如箭头9所示。也就是说，第一翼梁区段7形成一空腔，当第一和第二叶片部2、3相接合时翼梁桥5伸入该空腔中。

叶片1还包括固定部件10，该固定部件用来将翼梁桥5固定到第一叶片部2上。在本实施例中，固定部件10包括一杆，该杆相对于第一叶片部2和翼梁桥5的长度方向纵向延伸。该固定部件10的自由端具有螺纹，从而允许连接螺母11(见图4)并由此将翼梁桥5固定在第一叶片部2上。

在所示出的实施例中，固定部件10等同于拉力构件12，该拉力构件设置成提供第一叶片部2和第二叶片部3之间的拉力，从而建立叶片部2、3之间的预加拉力的连接。

拉力构件12沿翼梁桥5的长度方向延伸。该拉力构件12是一杆，该杆能够提供拉紧力，通过该拉紧力叶片部2、3被朝向彼此拉动。拉力构件12是可弹性变形的杆，当建立起拉力时，该杆提供弹性力而将叶片部2、3保持在一起。

叶片1还包括拉力调节结构11(见图4)，该拉力调节结构有利于对拉力部件12中的拉力进行再调节。在所示出的实施例中，拉力构件12通过螺纹紧固件即螺母11被拉紧地保持，从而使该螺纹紧固件11由于相对于拉力构件12的转动而拉动该拉力构件12，并且基于螺纹的螺距来提供拉力。

为了能接近拉力调节结构11，第一叶片部2包括一检查门13，当移开该检查门时就在第一叶片部2上提供了一开口15，由此提供对第一翼梁区段7中的开口15的接近，进而提供对拉力调节结构11的接近(如图4)，从而有利于对拉力进行再调节。箭头16示出如何使用检查门13来关闭开口14。

图3、4和5示出组合式叶片1的一个实施例的不同截面视图。图3示出了组合式叶片1的穿过第一叶片部2的截面视图。图4和5中示出的剖面BB和CC可以在图3中看到。

图3示出伸出式翼梁区段8(翼梁桥5)如何伸入接收式翼梁区段7的空腔中。如图所示，接收式翼梁区段7包括上接收翼梁帽17a和下接收翼梁帽17b。这些接收翼梁帽17a、17b通过接收连接板17c、17d相连。与此类似，伸出式翼梁区段8包括上伸出翼梁帽18a和下伸出翼梁帽18b。这些伸出翼梁帽18a、18b通过伸出连接板18c、18d相连。

在该横截面上，在接收式翼梁区段7和伸出式翼梁区段8之间存在空间19。在接收连接板17c、17d和伸出连接板18c、18d之间设置有多个耐磨材料的接触垫20，由此减小接触应力加载区域的磨损并保持翼梁区段7、8相对于彼此的位置。

为了稳定接合部，第一叶片部2在接合部处设有多个隔板21。

图4示出图3中标出的BB截面，其中示出多个接触垫20和多个隔板21。进一步地，还示出了检查门13。通过检查门13，有可能接近(操作)拉力调节结构11。接合部4采用弹性体密封件22密封。

图5示出图3中标出的CC截面，并且还示出隔板21以及固定部件10和螺母11。

此外，该图还示出接收翼梁帽17a、17b和伸出翼梁帽18a、18b的厚度如何沿着接收式翼梁区段7和伸出式翼梁区段8以及它们的重叠处变薄。

图6示出组合式叶片101的一个可选实施例的截面视图。该组合式叶片101包括至少第一叶片部102和第二叶片部103。第一叶片部102包括具有空腔的第一翼梁区段107，并由此限定接收式翼梁区段7。第二叶片部103包括第二翼梁区段108，该第二翼梁区段从第二叶片部103伸出并由此限定伸出式翼梁区段108。这样，翼梁桥105形成第二翼梁区段108的一部分。

叶片101包括拉力构件112，该拉力构件设置用来提供第一叶片部102和第二叶片部103之间的拉力，从而建立叶片部102、103之间的预加拉力的连接。

拉力构件112沿翼梁桥105的全部长度延伸。在所示出的实施例中，该拉力构件112是一杆，该杆能提供一拉紧力，通过该拉紧力叶片部102、103被朝向彼此拉动。

在拉力构件112的一个端部上设置有拉力调节部件111。在另一个端部上设置有附加固定部件，该附加固定部件包括螺母123和容座124。容座124具有与翼梁桥105的自由端，也即是伸出式翼梁区段108的自由端，的外部形状相匹配的内部形状。

接合部104设有多个隔板121，并且采用弹性体密封件122进行密封。

图7a-7d示出组合式叶片201、301、401、501的不同实施例的截面视图。这些实施例展示了对连接板之间的剪力传递的不同解决方案。

当接合两个叶片部时，剪应力可能在叶片转动时出现在这些叶片部之间。因此，组合式叶片201、301、401、501示出设定翼梁区段的相对尺寸的不同方式，以使位于翼梁区段之一和翼梁桥之间的剪应力能够被从接收连接板和伸出连接板之间直接去除掉。

在所示出的实施例中，通过接收连接板217c、217d、317c、317d、417c、417d、517c、517d和伸出连接板218c、218d、318c、318d、418c、418d、518c、518d之间的互锁的形状和接触来去除所述接收连接板217c、217d、317c、317d、417c、417d、517c、517d和所述伸出连接板218c、218d、318c、318d、418c、418d、518c、518d之间的剪应力。对翼梁区段进行优化以适于气动推力负荷产生的主要平面弯矩，该气动推力负荷大于较小的边缘向的以重力为主的负荷。这样，翼梁帽主要抵抗弯曲负荷，而连接板主要抵抗主要来自平面方向的剪应力。

在图7a中，接收连接板217c、217d和伸出连接板218c、218d具有六边形截面，而图7b中的接收连接板317c、317d和伸出连接板318c、318d具有大致细长的形状并在中部设置有凹入(朝向内的)部分。

在图7c中，接收连接板417c、417d和伸出连接板418c、418d具有相对应的凸起和凹陷，以便有利于接收式翼梁区段407和伸出式翼梁区段408相对彼此锁定。

在图7d中，接收连接板517c、517d和伸出连接板518c、518d具有大致细长的形状。这些相对应的互锁形状由螺栓形式的固定部件510支撑，该固定部件横向于叶片的长度延伸并且延伸贯穿接收式翼梁区段507和伸出式翼梁区段508。

图8a-8d示出不同实施例的组合式叶片601、701、801、901的截面视图。组合式叶片601、701、801、901各自包括第一叶片部602、702、802、902和第二叶片部603、703、803、903，它们从接合部604、704、804、904向相反的方向延伸。这些实施例示出限制接合部处的分离力或纵向力的不同解决方案。

第一叶片部602、702、802、902和第二叶片部603、703、803、903通过至少一个翼梁桥605、705、805、905结构性地连接。

叶片601、701、801、901还包括固定部件610、710、810、910，该固定部件用以将翼梁桥605、705、805、905固定在第一叶片部602、702、802、902上。在本实施例中，固定部件610、710、810、910包括一个或多个相对于叶片601、701、801、901的长度纵向延伸的螺栓。固定部件610、710、810、910的自由端具有螺纹，从而允许附装螺母611、711、811、911，并由此将翼梁桥605、705、805、905固定在第一叶片部602、702、802、902上。

图9示出用于风轮机的组合式叶片1001的实施例。该实施例举例示出对接合部剪应力传递的解决方案。叶片1001包括至少第一叶片部1002和第二叶片部1003，它们从接合部1004向相反方向延伸。第一叶片部1002和第二叶片部1003通过至少一个翼梁桥1005结构性地连接。

翼梁桥1005是纵向元件，该翼梁桥形成风轮机叶片1001的纵向强度的一部分，由此形成叶片1001的加强构件的一部分。

叶片部1002、1003各自包括一个翼梁区段1007、1008，所述翼梁区段形成叶片1001的结构部件并在纵长方向上延伸。翼梁区段1007、1008通过翼梁桥1005接合。应该理解，为了演示目的，仅示出叶片部1002、1003的一部分。

翼梁桥1005形成第二翼梁区段1008的一部分并由此形成一突出的凸起部，从而形成伸出式翼梁区段1008；而第一翼梁区段1007包括空腔以用来接收该凸起部，由此形成接收式翼梁区段1007。

此外，翼梁桥1005包括两个翼梁凸起部1025，所述翼梁凸起部被两个翼梁凹槽1026容纳，以进一步有利于将第一叶片部1002和第二叶片部1003相对彼此固定。

Claims (29)

1.一种用于风轮机的组合式叶片，该叶片包括至少第一叶片部和第二叶片部，这两个叶片部从接合部向相反方向延伸，其中每个叶片部都包括翼梁区段，所述翼梁区段形成该叶片的结构部件并且在纵长方向上延伸，第一叶片部和第二叶片部通过至少一个翼梁桥结构性地连接，该翼梁桥延伸到全部这两个叶片部中以便于所述叶片部的接合，其中，该翼梁桥使所述翼梁区段接合。

2.如权利要求1所述的叶片，其中，至少一个翼梁区段形成有空腔，该翼梁桥伸入所述空腔中。

3.如权利要求2所述的叶片，其中，该翼梁桥包括从所述翼梁区段之一突出的延伸部并由此形成伸出式翼梁区段，所述翼梁区段中的另一个用来容纳该延伸部并由此形成接收式翼梁区段。

4.如权利要求3所述的叶片，其中，接收式翼梁区段中的至少一个包括两个接收翼梁帽，这两个接收翼梁帽通过两个或更多接收连接板接合，其中，所述接收翼梁帽的厚度沿朝向接合部的方向变薄。

5.如权利要求1-4之一所述的叶片，其中，翼梁桥在轴向上终止于这样的端部，即，在该端部处，该翼梁桥的截面面积比接合部的中间部的截面小。

6.如权利要求3所述的叶片，其中，翼梁桥包括两个伸出翼梁帽，这两个伸出翼梁帽通过一个或多个伸出连接板接合，其中，所述伸出翼梁帽的厚度沿远离接合部的方向变薄。

7.如权利要求6所述的叶片，其中，接收翼梁帽的厚度在接收式翼梁区段和伸出式翼梁区段之间的重叠部上变薄。

8.如权利要求6-7之一所述的叶片，其中，所述翼梁区段的相对尺寸设计成，使得其中一个翼梁区段与翼梁桥之间的剪应力能被从接收连接板和伸出连接板之间直接去除掉。

9.如权利要求8所述的叶片，其中，接收连接板和伸出连接板之间的剪应力通过接收连接板和伸出连接板之间的互锁形状和接触去除掉。

10.如权利要求9所述的叶片，其中，接收连接板和伸出连接板相对于彼此的互锁形状的位置由一横向于纵长方向延伸的支撑部件支撑。

11.如权利要求3-10之一所述的叶片，其中，接收式翼梁区段形成有空腔，该空腔具有与所述延伸部的形状相匹配的形状，从而在邻近接合部的位置在该空腔的内表面与延伸部的外表面之间建立接触，并且在离接合部较远的位置在空腔的内表面与延伸部的外表面之间建立空间。

12.如前述权利要求之一所述的叶片，其中，至少一个翼梁区段形成叶片的空气动力外表面的一部分。

13.如权利要求1-12之一所述的叶片，还包括固定部件，该固定部件用来将翼梁桥固定于翼梁区段中的至少一个上。

14.如权利要求1-13之一所述的叶片，还包括拉力构件，该拉力构件沿纵长方向设置，以便提供第一叶片部和第二叶片部之间的拉力。

15.如权利要求14所述的叶片，包括拉力调节结构，以利于对拉力构件中的拉力进行再调节。

16.如权利要求14-15之一所述的叶片，包括检测结构，以用于检测拉力构件中的拉力。

17.如权利要求14所述的叶片，其中，拉力构件包括两个相对的自由端，这些自由端中的至少一个固定于一翼梁区段上。

18.如前述权利要求之一所述的叶片，其中，至少一个叶片部在接合部处设置有隔板。

19.如前述权利要求之一所述的叶片，其中，接合部有利于叶片部相对于彼此的非破坏性分离。

20.如前述权利要求之一所述的叶片，其中，所述第二叶片部形成为小翼。

21.一种用于风轮机的组合式叶片，该叶片包括至少第一叶片部和第二叶片部，这两个叶片部从接合部向相反方向延伸，第一叶片部和第二叶片部通过至少一个翼梁桥结构性地连接，该翼梁桥延伸到全部这两个叶片部中，以便于所述叶片部的接合，其中，所述第二叶片部形成为小翼。

22.一种制造用于风轮机的组合式叶片的方法，该方法包括如下步骤：

-提供第一叶片部和第二叶片部；

-将这些叶片部设置成使得它们从接合部沿相反方向延伸；以及

-使用翼梁桥结构性地连接这些叶片部。

23.一种风轮机，包括如权利要求1-21之一所述的组合式叶片。

24.如权利要求23所述的风轮机，包括控制系统，该控制系统连接到用于检测拉力构件中的拉力的检测结构，所述拉力构件用于提供第一叶片部和第二叶片部之间的拉力以在这两个叶片部之间建立预加拉力的连接。

25.如权利要求24所述的风轮机，其中，控制系统基于拉力构件中的拉力提供警报。

26.如权利要求25所述的风轮机，还包括停机结构，该停机结构用来基于拉力构件中的拉力停止风轮机的运行。

27.一种操作如权利要求23-26之一所述的风轮机的方法，该方法包括确定拉力构件中的拉力的步骤，该拉力构件设置成提供第一叶片部和第二叶片部之间的拉力，以在这两个叶片部之间建立预加拉力的连接。

28.如权利要求27所述的方法，还包括一个步骤：当所确定的拉力在预定拉力范围之外时，对拉力构件中的拉力进行调节。

29.如权利要求27-28之一所述的方法，还包括一个步骤：当拉力构件中的拉力低于预定的水平时，停止风轮机的继续运行。

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