TW201632722A - 風力渦輪機轉子葉片 - Google Patents
風力渦輪機轉子葉片 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201632722A TW201632722A TW104133082A TW104133082A TW201632722A TW 201632722 A TW201632722 A TW 201632722A TW 104133082 A TW104133082 A TW 104133082A TW 104133082 A TW104133082 A TW 104133082A TW 201632722 A TW201632722 A TW 201632722A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- rotor blade
- insert
- wind turbine
- contact surface
- inner portion
- Prior art date
Links
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2230/00—Manufacture
- F05B2230/60—Assembly methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05B2240/302—Segmented or sectional blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05B2260/301—Retaining bolts or nuts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2280/00—Materials; Properties thereof
- F05B2280/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
- F05B2280/6003—Composites; e.g. fibre-reinforced
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
本發明係關於一種風力渦輪機之轉子葉片。該轉子葉片包括:至少一轉子葉片內部分(3),其具有連接至轉子葉片輪轂之一區域;及至少一轉子葉片外部分(2),其具有一轉子葉片尖端,該轉子葉片內部分(3)及該轉子葉片外部分(2)各自實質上由一纖維強化塑膠製成,且該轉子葉片內部分(3)及該轉子葉片外部分(2)藉由一連接裝置(4)彼此連接。在此情況中,該連接裝置(4)包括:一內插入件(5),其至少部分包覆於該轉子葉片內部分(3)之該纖維強化塑膠中;一外插入件(6),其至少部分併入於該轉子葉片外部分(2)之該纖維強化塑膠中,該內插入件(5)及該外插入件(6)經由一連接元件(7)彼此連接。
Description
本發明係關於一種風力渦輪機轉子葉片、一種用於將此一轉子葉片之一轉子葉片內部分連接至一轉子葉片外部分之連接裝置及一種風力渦輪機。本發明額外地係關於一種用於將一第一轉子葉片部分連接至一第二轉子葉片部分之方法。
一般已知風力渦輪機且舉例而言如圖1中般設計風力渦輪機。特定言之,一或多個轉子葉片之大小對於一風力渦輪機之效率係一重要態樣。接著,為甚至在微風之情況中達成一足夠高的風力渦輪機效率,現今風力渦輪機具有愈來愈大的轉子直徑及因此亦更長的轉子葉片。此一轉子葉片例如具有40m或更長之一長度。運用此等大小,證實愈來愈難以製造此等轉子葉片、將其等運輸至安裝地點且在安裝地點將其等安裝於風力渦輪機之轉子輪轂上。為避免此等問題,已知具有一分開轉子葉片之轉子葉片。在此情況中,轉子葉片至少在轉子葉片縱軸上被細分成兩個部分,即,一內部分(轉子葉片內部分,其附接至轉子葉片輪轂)及一外部分(轉子葉片外部分,其具有一轉子葉片尖端)。
在轉子葉片縱軸之方向上被劃分之此等轉子葉片具有用於將轉子葉片內部分連接至轉子葉片外部分之連接裝置。在此情況中,連接裝置提供於突出腹板(web)或類似物處。因此,作用於個別轉子葉片部分處之一力偏轉至突出腹板中,使得不利力條件作用於連接點處。此等不利力條件引起局部彎曲力矩,此可導致連接點處之損害或對連
接點之損害。此外,此等連接裝置通常在製造個別轉子葉片部分之後附接至轉子葉片,使得為將連接裝置附接於各自轉子葉片部分中,必須從轉子葉片移除材料。通常,在此等情況中,為能夠執行精確工作,需要昂貴的機器或器具。此外,連接裝置之追溯裝配(retroactive fitting)通常需要大量時間,從而延遲整個風力渦輪機之豎立。因此,迄今為止證實已知之連接係昂貴的且耗時的。
在確定優先權之德國專利申請案中,德國專利商標局搜尋到以下文獻:EP 2 735 732 A2;DE 10 2013 205 965 A1;DE 38 79 287 T2;DE 10 2010 039 778 A1;EP 2 031 245 A2;DE 693 078 56 T2及DE 695 347 67 T2。
因此,本發明係基於解決上述問題之至少一者之目的;特定言之,將提出進一步改良(特定言之穩定)一風力渦輪機之一轉子葉片之兩個轉子葉片部分之連接同時節省豎立風力渦輪機之時間之一解決方案。至少產生一替代解決方案。
為達成該目的,提出根據技術方案1之一風力渦輪機轉子葉片。
該轉子葉片包括:至少一轉子葉片內部分,其具有連接至轉子葉片輪轂之一區域;及至少一轉子葉片外部分,其具有一轉子葉片尖端。在此情況中,該轉子葉片內部分及該轉子葉片外部分各自實質上由一纖維強化塑膠製成,且該轉子葉片內部分及該轉子葉片外部分藉由至少一連接裝置彼此連接。在此情況中,該至少一連接裝置包括:一內插入件(insert),其至少部分包覆於該轉子葉片內部分之該纖維強化塑膠中;及一外插入件,其至少部分併入於該轉子葉片外部分之該纖維強化塑膠中。在此情況中,該內插入件及該外插入件經由至少一連接元件彼此連接。
該內插入件具有一內接觸面,且該外插入件具有一外接觸面,其等經配置而相對於彼此平行且形成相對於轉子葉片縱軸成<90°之
一角度α之一平面。
在此情況中,該轉子葉片內部分及/或轉子葉片外部分係由特定言之一玻璃纖維強化塑膠及/或碳纖維強化塑膠製成。在此情況中,該轉子葉片內部分及/或轉子葉片外部分係藉由特定言之一包覆程序或一真空注入程序製成。特定言之,在製造各自轉子葉片部分(即,該轉子葉片內部分及該轉子葉片外部分)之程序期間整合該連接裝置,即,併入、包覆於、注入於或層壓於其中。因此,該內插入件係該轉子葉片內部分之部分,且該外插入件係該轉子葉片外部分之部分。在此情況中,該至少一連接元件各別地插入至該外插入件或內插入件中。因此,該至少一連接元件並非該轉子葉片內部分及/或轉子葉片外部分之部分。該至少一連接元件形成該內插入件與該外插入件之間、及因此該轉子葉片內部分與該轉子葉片外部分之間之連接。在已連接之後,該內插入件及該外插入件彼此抵靠使得作用於連接區域處之力直接自該內插入件傳輸(route)至該外插入件,或反之亦然。有利地,該連接區域中僅發生一微小力偏轉或幾乎無力偏轉。因此減少或甚至避免局部彎曲運動。因此,同樣地避免該連接區域中之損害。此外,用於區分風力渦輪機之一自動包覆程序可製造不同的轉子葉片,而使一內插入件及外插入件與該轉子葉片之幾何形狀相匹配,此可承受不同作用負載。製造此一轉子葉片亦較不耗時。
特定言之,該內插入件至少部分包覆於該轉子葉片內部分之該纖維強化塑膠中。特定言之,憑藉一包覆程序(特定言之一自動包覆程序)產生該轉子葉片內部分。在此,纖維包覆一本體或核心,此給予該轉子葉片內部分以其後續形狀。在此情況中,該內插入件配置於一預定義位置處且用纖維包覆。在此情況中,纖維經定位以依一拉緊方式彼此緊密相鄰且具有一高尺寸精度,使得該轉子葉片內部分具有良好品質且具有一長使用壽命。因此,不必再藉由材料移除加工追溯
地附接一連接裝置。
在一較佳實施例中,該外插入件至少部分層壓至該轉子葉片外部分之該纖維強化塑膠中,特定言之憑藉一真空注入程序層壓於其中。真空注入程序因纖維經浸漬而實際上無氣泡之事實而可達成該轉子葉片內部分之一高品質以及良好再現性。
較佳地,該至少一連接元件延伸穿過提供於該內插入件中之一通孔,且可緊固於提供於該外插入件中之一盲孔中。在此情況中,該至少一連接元件特定言之實現為具有一螺紋之一螺釘或螺栓或類似物。特定言之,在該連接區域中,複數個內及外插入件提供於該轉子葉片之周邊上方。在此情況中,內插入件之數目對應於外插入件之數目。在此情況中,一連接元件或複數個連接元件提供於各自內插入件及/或外插入件中。或者,一內插入件及一外插入件分別配置於該轉子葉片內部分及轉子葉片外部分中。在此情況中,該內插入件及該外插入件連接至複數個連接元件,特定言之,一百個以上連接元件。特定言之,一內螺紋提供於該盲孔中,且該連接元件經螺入該內螺紋中且藉此可緊固至該外插入件。該轉子葉片外部分及該轉子葉片內部分藉由該螺合連接固持在一起。
可實現此一相對簡單構造,此係因為該外插入件及該內插入件分別至少部分包覆於該轉子葉片外部分及該轉子葉片內部分中,且因此分別牢固地緊固於該轉子葉片外部分及該轉子葉片內部分中。其中配置該連接元件之區域至少部分未被包覆。至少該連接元件插入於其中之區域保持可接取,使得可更換該連接元件。此簡化轉子葉片上(特定言之該連接區域中)之修理工作。或者,該盲孔提供於該內插入件中,且該通孔提供於該外插入件中。
在一較佳實施例中,該內插入件及/或該外插入件係由一鑄造材料及/或一金屬製成。由於該轉子葉片內部分及該轉子葉片外部分實
質上由纖維強化塑膠製成,故可實現具有一複雜結構之轉子葉片而同時具有一輕量構造。若僅力傳輸元件(即,該內插入件及該外插入件)由一鑄造材料(特定言之鑄鐵或鑄鋼)製成,則可繼續利用源於運用纖維強化塑膠之構造方法之優點,而同時具有連接區域之相對簡單構造。
此外,此一連接區域中盛行(prevailing)一多軸向應力狀態,此源於各種應力,諸如縱向、橫向及剪應力。另外,金屬具有一各向同性材料行為。因此,該外插入件及該內插入件之性質係無方向性的。此在該盛行多軸向應力狀態之情況中尤其有利。相比之下,纖維強化塑膠具有一正交各向異性材料行為。因此,性質係具方向性的。在此位置處實現該纖維強化塑膠之一最佳結構因此將極其勞力密集且複雜。
此外,與纖維複合材料相比,諸如鑄鐵或鋼之材料更容易經受進一步處理。特定言之,就纖維複合材料中之鑽孔而言,存在材料受損之風險。此外,可產生具不良品質之鑽孔,此需要勞力密集型手動再加工。因此,對應鑽孔可提供於由金屬及/或鑄造材料製成之該內插入件及外插入件中,而不會遇到程序中之所陳述問題。因此避免勞力密集型再加工。
在一尤其較佳實施例中,該內插入件具有:一包覆部分,其完全包覆於該轉子葉片內部分中;及一連接內部分,其連同該包覆部分一起構成該內插入件且該連接元件容納於其中。因此,特定言之,該包覆部分及該連接內部分實現為一單件。特定言之,該包覆部分及該連接內部分具有不同幾何形狀。因此,該包覆部分及該連接內部分之不同設計分別與該包覆部分及該連接內部分之各自功能相匹配。在此情況中,該包覆部分經提供以緊固至該轉子葉片內部分中。該連接內部分經提供以接納該連接元件且連接該內插入件及該外插入件,且因此轉移該轉子葉片上出現之負載。在此情況中,該包覆部分特定言之
具一長形形式,且配置於一轉子葉片縱軸之方向上。由於該長形形式及在該轉子葉片縱軸之方向上之該配置,一足夠大的區域包覆於該轉子葉片內部分之該纖維強化塑膠中,使得該內插入件以一穩定方式配置於該轉子葉片內部分中。
就延伸於該轉子葉片內部分之周邊上方之一單一內插入件而言,該連接內部分特定言之實現為一環之形狀,且部分包覆於該轉子葉片內部分中。由於該環形實施例,該纖維強化塑膠在包覆期間不受損害。因此,並未干擾材料性質。在連接該等轉子葉片部分之後,該轉子葉片內部分之該連接內部分與該轉子葉片外部分之一對應實現之部分彼此抵靠。在此情況中,該連接內部分具有大於該包覆部分之材料強度之一材料強度。因此,該連接內部分尤其適於吸收該轉子葉片內部分及轉子葉片外部分之該連接區域處出現之力。特定言之,在此情況中,該連接元件之出入口(access)並未包覆於該轉子葉片內部分中。因此,甚至在該轉子葉片內部分已與該轉子葉片外部分組裝之後,仍可更換該連接元件。較佳地,一第一內部空間提供於該轉子葉片內部分內部,且一第二內部空間提供於該轉子葉片外部分內部,且該連接內部分及連接外部分分別至少部分配置於該第一內部空間及該第二內部空間中,特定言之,該連接元件以使得可更換該連接元件之一方式分別配置於該第一及該第二內部空間中。由於該連接內部分及/或連接外部分分別突出至該第一內部空間及第二內部空間中,故其係可接取的,且因此可更換配置於其中之該連接元件。因此,該連接內部分及/或連接外部分分別至少部分配置於該轉子葉片內部分內部及該轉子葉片外部分內部。部分而言,該連接內部分及/或連接外部分可分別配置於該轉子葉片內部分及轉子葉片外部分中。因此,該轉子葉片周圍之流或該轉子葉片之氣動行為不受該連接裝置影響。此外,該連接裝置受保護而免受外部影響。該連接元件易於更換。
在一較佳實施例中,該外插入件具有:一層壓部分,其完全層壓於該轉子葉片外部分中;及一連接外部分,其連同該層壓部分一起構成該外插入件且該連接元件容納於其中。因此,該外插入件實質上憑藉該層壓部分緊固於該轉子葉片外部分中。特定言之,該層壓部分之設計與該轉子葉片內部分之該包覆部分類似或幾乎相同,即,長形且配置於該轉子葉片縱軸之方向上。特定言之,在此情況中,該層壓部分及該連接外部分實現為一單件。因此,該層壓部分完全併入於該轉子葉片外部分中,且因此將該外插入件緊固於該轉子葉片外部分中。該連接外部分吸收該連接區域處出現之力。就延伸於該轉子葉片外部分之整個周邊上方之一外插入件而言,在此情況中,該連接外部分特定言之實現為一環之形狀。在一替代實施例中,即,若複數個內插入件及外插入件分別分佈於該葉片內部分及該葉片外部分之周邊上方,則該連接內部分及/或該連接外部分特定言之實現為一圓筒之形狀。
在一較佳實施例中,該連接內部分具有一內接觸面,且該連接外部分具有一外接觸面,且該內接觸面及該外接觸面經配置而相對於彼此平行。作為該內接觸面及該外接觸面經配置而相對於彼此平行之結果,在連接該轉子葉片內部分及該轉子葉片外部分之後其等彼此精確抵靠。特定言之,在此情況中,該轉子葉片內部分中之通孔及該轉子葉片外部分中之盲孔彼此精確重疊,使得該連接元件可輕鬆插入穿過該通孔而至該盲孔中。因此,形成一穩定連接。在此情況中,該內接觸面及該外接觸面特定言之配置成從該轉子葉片縱軸偏離之一角度,特定言之相對於該轉子葉片縱軸介於30°與<90°之間(或介於30°與80°之間或介於30°與50°之間)之一角度。由於該內接觸面及該外接觸面形成相對於該轉子葉片縱軸成一角度α之一平面,故亦存在相對於該轉子葉片縱軸配置成一角度β(例如,<60°,例如介於10°與45°
之間或介於40°與60°之間)之該連接元件之一縱軸。該連接元件之該縱軸垂直於該等接觸面之該平面。特定言之,該連接元件之自由端面向該轉子葉片之一內部空間,使得可從該轉子葉片之該內部空間維護或更換該連接元件。
角度α之選擇亦同時影響角度β。角度β決定該連接元件之該自由端是否突出至該轉子葉片之該內部空間中及突出至何程度。
在一尤其較佳實施例中,一膨脹套筒配置於該通孔與該連接元件之間。該膨脹套筒延伸該連接元件之夾箝長度。藉此施加於螺釘上之額外負載降低。在出現輕微材料疲勞現象之後,例如若該轉子葉片內部分及/或該轉子葉片外部分之材料略微屈服,則此一膨脹套筒抵消該材料疲勞。因此減少材料疲勞現象。
另外為達成該目的,提出一種根據上述實施例之任一者之用於將一轉子葉片之一轉子葉片內部分連接至一轉子葉片外部分之連接裝置。該轉子葉片包括:一外插入件,其將至少部分包覆於該轉子葉片外部分中;一內插入件,其將至少部分層壓於該轉子葉片內部分中;及一連接元件,其延伸穿過該內插入件且將緊固於該外插入件中。因此根據所描述轉子葉片之至少一項實施例之關係、說明及優點隨之而來。
亦提出一種風力渦輪機,其具有根據先前描述之實施例之至少一者之具有一連接裝置之至少一轉子葉片,較佳具有根據先前描述之實施例之至少一者之具有一連接裝置之三個轉子葉片。因此根據所描述轉子葉片之至少一項實施例之關係、說明及優點隨之而來。
另外提出一種根據先前描述之實施例之任一者之用於將一風力渦輪機之一轉子葉片之一轉子葉片內部分連接至一轉子葉片外部分之方法。該方法包括以下步驟:提供一外插入件、一內插入件及至少一連接元件;將該外插入件至少部分層壓至該轉子葉片外部分中;及將
該內插入件至少部分包覆於該轉子葉片內部分中。此外,該方法包括以下步驟:藉由經由該內插入件將該連接元件插入於該外插入件中且將其緊固於該外插入件中而將該轉子葉片內部分連接至該轉子葉片外部分。分別將該內插入件及該外插入件包覆於該轉子葉片內部分及該轉子葉片外部分中避免該等各自轉子葉片部分中之一連接裝置之勞力密集型追溯裝配。或者,該外插入件亦可包覆於該轉子葉片內部分中,且該內插入件亦包覆於該轉子葉片外部分中。
基於實例且參考圖對本發明之說明實質上係示意性的,且為幫助繪示,其中可誇大圖中所說明之元件且簡化其他元件。
圖1展示具有一塔102及一吊艙104之一風力渦輪機100。具有三個轉子葉片1及一旋轉器110之一轉子106配置於吊艙104上。在操作中時,轉子106因風力而進行一旋轉運動,且藉此驅動吊艙104中之一發電機。
圖2中以一截面視圖示意性地展示一轉子葉片1之一連接區域之一細節。該圖展示一轉子葉片外部分2及一轉子葉片內部分3,其等經由一連接裝置4彼此連接。連接裝置4具有一內插入件5及一外插入件6。外插入件6及內插入件5藉由一螺釘7(作為一連接元件之一例示性實施例)彼此連接。螺釘7經引導穿過內插入件中之一通孔8且螺合至外插入件6中之一盲孔16中之一內螺紋9。內插入件5具有一第一或內接觸面10,且外插入件6具有一第二或外接觸面20。在此情況中,接觸面10、20彼此平坦地抵靠,且形成一平面30。此平面30相對於轉子葉片縱軸17成一角度α(α>20°且<90°,例如30°至80°或30°至50°)。
內插入件5具有一包覆部分11及一連接內部分13。在此情況中,內插入件5之包覆部分11包覆於轉子葉片內部分3中。具有螺釘7之通孔8提供於連接內部分13中。在此情況中,通孔8從轉子葉片之一內部空間15引導遠達內接觸面10。相應地,外插入件6具有一連接外部分
14,其連接至一層壓部分12。層壓部分12併入於轉子葉片外部分2中,特定言之層壓於其中。緊固元件6之連接外部分14具有一盲孔16,該盲孔16具有一內螺紋9。盲孔16開始於外插入件6之外接觸面20處且終止於連接外部分14中。螺釘7螺入至內螺紋9中,即,螺釘7因此緊固於外插入件6之連接外部分14中。憑藉螺釘7,內插入件5及外插入件6及因此轉子葉片外部分2連接至轉子葉片內部分3。在此情況中,螺釘7面向轉子葉片1之內部空間15中。因此,螺釘7可自由接取,且在損害之情況中或在一維護間隔內可更換螺釘7。
螺釘7具有垂直於平面30且相對於轉子葉片縱軸17成一角度β之一縱軸7a。螺釘7之自由端7b按此角度突出於轉子葉片1之外。在此情況中,螺釘頭7b面向轉子葉片1之內部空間15之一內部中。此使能夠從轉子葉片1之內部空間15維護或更換螺釘7。此額外地具有以下優點:螺釘7受轉子葉片1之內部空間15內的外部影響保護。角度α及β之選擇決定螺釘頭7a如何突出至內部空間中。
外插入件6之層壓部分12及內插入件5之包覆部分11各自實現為漸縮之一長形部分本體。在此情況中,包覆部分11及層壓部分12實質上沿轉子葉片1之一轉子葉片縱軸17分別安置於內插入件5及外插入件6中。由於此配置,出現在連接區域處之負載經轉移而實際上未偏轉,即,呈幾乎平行於轉子葉片縱軸17之一配置。
由於層壓部分12、11經配置而實質上平行於轉子葉片縱軸17,故跨越一平面30之內接觸面及外接觸面相對於兩個層壓部分11、12配置成一角度α。在此情況中,角度α小於90°。
連接內部分13及連接外部分14各自實現為一環之形狀。在一替代實施例中,即,若複數個內插入件及外插入件分別分佈於葉片內部分及葉片外部分之周邊上,則連接內部分及連接外部分特定言之實現為一圓筒之形狀。連接內部分13及連接外部分14以及包覆部分11及層
壓部分12分別實現為一單件,且在一起分別構成內插入件5及外插入件6。
1‧‧‧轉子葉片
2‧‧‧轉子葉片外部分
3‧‧‧轉子葉片內部分
4‧‧‧連接裝置
5‧‧‧內插入件
6‧‧‧外插入件/緊固元件
7‧‧‧螺釘
7a‧‧‧螺釘之縱軸
7b‧‧‧螺釘頭/螺釘之自由端
8‧‧‧通孔
9‧‧‧內螺紋
10‧‧‧內接觸面
11‧‧‧包覆部分/層壓部分
12‧‧‧層壓部分
13‧‧‧連接內部分
14‧‧‧連接外部分
15‧‧‧內部空間
16‧‧‧盲孔
17‧‧‧轉子葉片縱軸
20‧‧‧外接觸面
30‧‧‧平面
100‧‧‧風力渦輪機
102‧‧‧塔
104‧‧‧吊艙
106‧‧‧轉子
110‧‧‧旋轉器
α‧‧‧角度
β‧‧‧角度
在下文中參考附圖基於一例示性實施例更詳細例示性地說明本發明。
圖1以一示意性透視圖展示一風力渦輪機,及圖2展示一連接區域中之一轉子葉片之一示意性截面圖。
1‧‧‧轉子葉片
2‧‧‧轉子葉片外部分
3‧‧‧轉子葉片內部分
4‧‧‧連接裝置
5‧‧‧內插入件
6‧‧‧外插入件/緊固元件
7‧‧‧螺釘
7a‧‧‧螺釘之縱軸
7b‧‧‧螺釘頭/螺釘之自由端
8‧‧‧通孔
9‧‧‧內螺紋
10‧‧‧內接觸面
11‧‧‧包覆部分/層壓部分
12‧‧‧層壓部分
13‧‧‧連接內部分
14‧‧‧連接外部分
15‧‧‧內部空間
16‧‧‧盲孔
17‧‧‧轉子葉片縱軸
20‧‧‧外接觸面
30‧‧‧平面
α‧‧‧角度
β‧‧‧角度
Claims (11)
- 一種風力渦輪機轉子葉片,其具有:一轉子葉片縱軸(17),至少一轉子葉片內部分(3),其具有連接至轉子葉片輪轂之一區域,及至少一轉子葉片外部分(2),其具有一轉子葉片尖端,該轉子葉片內部分(3)及該轉子葉片外部分(2)各自實質上由一纖維強化塑膠製成,及該轉子葉片內部分(3)及該轉子葉片外部分(2)藉由至少一連接裝置(4)彼此連接,且該至少一連接裝置(4)包括:一內插入件(5),其至少部分包覆於該轉子葉片內部分(3)之該纖維強化塑膠中且具有一內接觸面(10),一外插入件(6),其至少部分併入於該轉子葉片外部分(2)之該纖維強化塑膠中且具有一外接觸面(20),該內插入件(5)及該外插入件(6)經由該內接觸面(10)及該外接觸面(20)以及至少一連接元件(7)彼此連接,該內接觸面(10)及該外接觸面(20)經配置而相對於彼此平行且形成相對於該轉子葉片縱軸(17)成<90°、特定言之>30°且<80°之一角度(α)之一平面(30)。
- 如請求項1之風力渦輪機轉子葉片,其中該外插入件(6)至少部分層壓至該轉子葉片外部分(2)之該纖維強化塑膠中,特定言之憑藉一真空注入程序層壓於其中。
- 如請求項1或2之風力渦輪機轉子葉片,其中該連接元件(7)延伸穿過提供於該內插入件(5)中之一通孔(8)且可緊固於提供於該外插入件(6)中之一盲孔(16)中。
- 如請求項1或2之風力渦輪機轉子葉片,其中該內插入件(5)及/或該外插入件(6)係由一鑄造材料及/或一金屬製成。
- 如請求項1或2之風力渦輪機轉子葉片,其中該內插入件(5)具有一包覆部分,其完全包覆於該轉子葉片內部分(3)中;及一連接內部分,其連同該包覆部分一起構成該內插入件(5)且該連接元件容納於其中。
- 如請求項5之風力渦輪機轉子葉片,其中一第一內部空間(15)提供於該轉子葉片內部分(3)內部,且該連接內部分(13)至少部分配置於該第一內部空間中,特定言之該連接元件(7)以使得可更換該連接元件之一方式配置於該第一或第二內部空間(15)中。
- 如請求項1或2之風力渦輪機轉子葉片,其中該外插入件(6)具有:一層壓部分(12),其完全層壓至該轉子葉片外部分(2)中;及一連接外部分(14),其連同該層壓部分(12)一起構成該外插入件(6)且該連接元件(7)容納於其中。
- 如請求項3之風力渦輪機轉子葉片,其中一膨脹套筒配置於該通孔與該連接元件(7)之間。
- 一種用於將如請求項1至8中任一項之一風力渦輪機轉子葉片(1)之一轉子葉片內部分(3)連接至一轉子葉片外部分(2)之連接裝置(4),其包括一外插入件(6),其將至少部分層壓至該轉子葉片外部分(2)中且具有一層壓部分(12)及一外接觸面(20),一內插入件(5),其將至少部分包覆於該轉子葉片內部分(3)中且具有一層壓部分(12)及一內接觸面(10),至少一連接元件(7),其延伸穿過該內插入件(5)且將緊固於該外插入件(6)中,該外接觸面(20)及該內接觸面(10)具有相對於該轉子葉片縱軸(17)成<90°、特定言之>30°且<80°之一角度(α)之 一平面(30)。
- 一種風力渦輪機,其具有如請求項1至8中任一項之具有至少一連接裝置之至少一轉子葉片,較佳具有如請求項1至7中任一項之各自具有至少一連接裝置(4)之三個轉子葉片。
- 一種用於將如請求項1至9中任一項之一風力渦輪機之一轉子葉片之一轉子葉片內部分(3)連接至一轉子葉片外部分(2)之方法,該方法包括以下步驟:提供一外插入件(6)、一內插入件(5)及至少一連接元件(7),將該外插入件(6)至少部分層壓至該轉子葉片外部分(2)中,及將該內插入件(5)至少部分包覆於該轉子葉片內部分(3)中,藉由經由該內插入件(5)將該至少一連接元件(7)插入於該外插入件(6)中且將其緊固於該外插入件(6)中而將該轉子葉片內部分(3)連接至該轉子葉片外部分(2)。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014220249.3A DE102014220249A1 (de) | 2014-10-07 | 2014-10-07 | Rotorblatt einer Windenergieanlage |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201632722A true TW201632722A (zh) | 2016-09-16 |
Family
ID=54251523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW104133082A TW201632722A (zh) | 2014-10-07 | 2015-10-07 | 風力渦輪機轉子葉片 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10428791B2 (zh) |
| EP (1) | EP3204633B1 (zh) |
| JP (1) | JP6570626B2 (zh) |
| KR (1) | KR20170066570A (zh) |
| CN (1) | CN106795855B (zh) |
| AR (1) | AR102175A1 (zh) |
| BR (1) | BR112017007024A2 (zh) |
| CA (1) | CA2963027A1 (zh) |
| DE (1) | DE102014220249A1 (zh) |
| TW (1) | TW201632722A (zh) |
| UY (1) | UY36345A (zh) |
| WO (1) | WO2016055502A1 (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA3081889C (en) | 2017-11-16 | 2023-12-12 | Wobben Properties Gmbh | Connection of a rotor blade to the rotor hub of a wind turbine |
| DE102017126970A1 (de) | 2017-11-16 | 2019-05-16 | Wobben Properties Gmbh | Rotorblatt und Rotor für eine Windenergieanlage, Windenergieanlage, Verfahren zur Herstellung eines Rotorblatts, zur Verbindung eines Rotorblatts mit einer Rotornabe und zur Reparatur eines Rotors einer Windenergieanlage |
| DE102018112833A1 (de) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | Wobben Properties Gmbh | Windenergieanlagen-Rotorblatt |
| US12385465B2 (en) | 2020-08-28 | 2025-08-12 | Vestas Wind Systems A/S | Connection joint for a split wind turbine blade |
| EP4502364A1 (en) * | 2023-08-03 | 2025-02-05 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Blade for a wind turbine, wind turbine and method for manufacturing |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5113478U (zh) | 1974-07-17 | 1976-01-31 | ||
| FR2616409B1 (fr) | 1987-06-09 | 1989-09-15 | Aerospatiale | Pale en materiaux composites et son procede de fabrication |
| US5628620A (en) * | 1991-09-30 | 1997-05-13 | Arlton; Paul E. | Main rotor system for helicopters |
| FR2699497B1 (fr) * | 1992-12-23 | 1995-03-10 | Eurocopter France | Dispositif de liaison pale-moyeu à attache feuilletée, pale de rotor munie d'une telle attache, et rotor équipé de telles pales. |
| US5906746A (en) | 1995-05-11 | 1999-05-25 | Biobalance A/S | Method for the control of biodegradation |
| DE10324166B4 (de) | 2003-05-28 | 2005-05-04 | Aloys Wobben | Rotorblattanschluss |
| DE102007041649A1 (de) * | 2007-09-03 | 2009-03-05 | Daubner & Stommel GbR Bau-Werk-Planung (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Matthias Stommel, 27777 Ganderkesee) | Rotorblatt, Windenergieanlage sowie Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage |
| US8079820B2 (en) * | 2008-12-18 | 2011-12-20 | General Electric Company | Blade module, a modular rotor blade and a method for assembling a modular rotor blade |
| WO2010086297A2 (en) | 2009-01-27 | 2010-08-05 | Vestas Wind Systems A/S | A sectional wind turbine blade |
| US8662853B2 (en) * | 2009-04-13 | 2014-03-04 | Maxiflow Manufacturing Inc. | Wind turbine blade and method of constructing same |
| WO2011070137A1 (en) | 2009-12-11 | 2011-06-16 | Vestas Wind Systems A/S | A sectional blade |
| US8172539B2 (en) * | 2010-06-17 | 2012-05-08 | General Electric Company | Wind turbine rotor blade joint |
| DE102010039778B4 (de) * | 2010-08-25 | 2018-03-01 | Skywind Gmbh | Rotorblatt für Windenergieanlagen |
| CN102011711B (zh) | 2010-12-06 | 2013-01-16 | 济南轨道交通装备有限责任公司 | 一种分段组装式风机叶片及其制造方法 |
| DE102013205965A1 (de) * | 2013-04-04 | 2014-10-30 | Wobben Properties Gmbh | Rotorblattspitze |
| DE102012111219B4 (de) * | 2012-11-21 | 2016-06-16 | Spitzner Engineers GmbH | Windenergieanlagenkomponente |
| CN103470456B (zh) * | 2013-09-23 | 2016-04-13 | 华北电力大学(保定) | 一种具有互换性的分段式风力发电叶片 |
-
2014
- 2014-10-07 DE DE102014220249.3A patent/DE102014220249A1/de not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-10-06 UY UY0001036345A patent/UY36345A/es unknown
- 2015-10-06 AR ARP150103206A patent/AR102175A1/es unknown
- 2015-10-07 BR BR112017007024-3A patent/BR112017007024A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2015-10-07 US US15/515,548 patent/US10428791B2/en active Active
- 2015-10-07 WO PCT/EP2015/073095 patent/WO2016055502A1/de not_active Ceased
- 2015-10-07 KR KR1020177012240A patent/KR20170066570A/ko not_active Ceased
- 2015-10-07 CA CA2963027A patent/CA2963027A1/en not_active Abandoned
- 2015-10-07 JP JP2017518457A patent/JP6570626B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-10-07 CN CN201580054752.9A patent/CN106795855B/zh active Active
- 2015-10-07 TW TW104133082A patent/TW201632722A/zh unknown
- 2015-10-07 EP EP15774931.8A patent/EP3204633B1/de active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016055502A1 (de) | 2016-04-14 |
| KR20170066570A (ko) | 2017-06-14 |
| EP3204633B1 (de) | 2021-12-08 |
| UY36345A (es) | 2016-04-29 |
| US20170234297A1 (en) | 2017-08-17 |
| AR102175A1 (es) | 2017-02-08 |
| JP6570626B2 (ja) | 2019-09-04 |
| BR112017007024A2 (pt) | 2018-01-16 |
| US10428791B2 (en) | 2019-10-01 |
| CN106795855B (zh) | 2019-05-07 |
| EP3204633A1 (de) | 2017-08-16 |
| DE102014220249A1 (de) | 2016-04-07 |
| CA2963027A1 (en) | 2016-04-14 |
| JP2017534793A (ja) | 2017-11-24 |
| CN106795855A (zh) | 2017-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101643066B1 (ko) | 회전자 블레이드 및 연결 장치 | |
| TW201632722A (zh) | 風力渦輪機轉子葉片 | |
| CN109312712B (zh) | 用于风能设备的转子,用于风能设备的转子叶片,套筒和用于安装转子的方法 | |
| CN103747944B (zh) | 在其根部区域中具有伸长紧固部件的风力涡轮叶片 | |
| CN103717883A (zh) | 用于风力涡轮机的转子 | |
| DK2592264T3 (en) | Blade connection to a rotor blade of a wind turbine | |
| JP2018532073A (ja) | 風力タービンロータブレードおよび風力タービン | |
| WO2018113204A1 (zh) | 定心紧固件、其制作方法、使用方法及风力发电机组 | |
| CN105221357B (zh) | 风力涡轮、风力涡轮转子叶片、叶片根部及其根部衬套 | |
| US11015582B2 (en) | Wind turbine blade assembly | |
| US11668277B2 (en) | Wind turbine jointed rotor blade having a hollow chord-wise extending pin | |
| CN102562486A (zh) | 一种分段式风机叶片及其安装方法 | |
| CA3117312A1 (en) | Method for installing and retaining a bushing in a bearing block of a rotor blade joint | |
| JP4574442B2 (ja) | 水平軸風車のブレード | |
| CN112005007B (zh) | 风能设施转子叶片和风能设施 | |
| US11767819B2 (en) | Spacer material, for reducing a bond gap between a beam structure and a blade shell of a segmented rotor blade | |
| CN108138742A (zh) | 风能设备-转子叶片和风能设备 | |
| DK178855B1 (en) | Blade root insert and method of manufacture | |
| CA3081889C (en) | Connection of a rotor blade to the rotor hub of a wind turbine | |
| US11725631B2 (en) | Method for testing a rotor blade component of a rotor blade for a wind power installation, and rotor blade component | |
| US20220003202A1 (en) | Wind turbine rotor blade joint constructed of dissimilar materials | |
| CN202596993U (zh) | 一种分段式风机叶片 |