專利名稱：組裝用于在風(fēng)力渦輪中使用的轉(zhuǎn)子葉片的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的實(shí)施例大體涉及風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片，并且更具體而言，涉及用于風(fēng)力 渦輪轉(zhuǎn)子葉片的梁帽系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
至少一些已知的風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片包括由纖維增強(qiáng)的聚合物制成的兩個(gè)葉片外 殼部分。模制葉片外殼部分，然后使用適當(dāng)?shù)恼澈喜牧涎刂鴧f(xié)作邊緣將葉片外殼部分聯(lián)接 在一起。葉片外殼部分典型地包括使用適當(dāng)?shù)木鶆蚍植嫉睦w維、纖維束或在模具部件中分 層的纖維墊制成的面板壁。但是，面板壁相對(duì)較輕且僅具有低的剛度。因此，面板壁的硬度 和剛度以及抗彎強(qiáng)度可能不能經(jīng)受住在操作期間施加到轉(zhuǎn)子葉片上的載荷和力。為了提高 轉(zhuǎn)子葉片的強(qiáng)度，葉片外殼部分由層壓到葉片外殼部分的內(nèi)表面上的梁帽加強(qiáng)。典型地，梁 帽基本沿轉(zhuǎn)子葉片的縱向長(zhǎng)度延伸。至少一些已知的轉(zhuǎn)子葉片包括具有對(duì)稱的截面寬度和 大致相等的截面積的梁帽。至少一些已知的梁帽是由適當(dāng)?shù)牟ＡР牧现瞥傻摹?dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片尖部朝向風(fēng)力渦輪塔架偏斜的搖動(dòng)方向(flapwise)載荷主要通過(guò) 梁帽來(lái)沿著轉(zhuǎn)子葉片傳遞。另外，由于近年來(lái)風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片的不斷增加的長(zhǎng)度，滿足硬 度要求在轉(zhuǎn)子葉片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是主要的考量。因而，傳統(tǒng)葉片設(shè)計(jì)要么強(qiáng)度過(guò)大，從而導(dǎo) 致更重的設(shè)計(jì)，要么硬度過(guò)大，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)昂貴。另外，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子葉片設(shè)計(jì)包括更厚的面 板壁和/或更大的面板壁長(zhǎng)度，使得面板壁相對(duì)來(lái)說(shuō)比梁帽更昂貴。至少一些已知的風(fēng)力 渦輪轉(zhuǎn)子葉片包括由適當(dāng)?shù)妮p木材料制成的面板壁，輕木材料比梁帽材料相對(duì)更昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，提供了一種組裝用于與風(fēng)力渦輪一起使用的轉(zhuǎn)子葉片的方法。該方法 包括將第一梁帽聯(lián)接到至少一個(gè)第一面板壁上，以形成第一葉片節(jié)段，其中，第一梁帽具有 第一弦向?qū)挾取５诙好甭?lián)接到至少一個(gè)第二面板壁上，以形成第二葉片節(jié)段。第二梁帽 具有大于第一弦向?qū)挾鹊牡诙蚁驅(qū)挾?。第一葉片節(jié)段聯(lián)接到第二葉片節(jié)段上，以形成轉(zhuǎn) 子葉片。在另一方面，提供了一種用于與風(fēng)力渦輪一起使用的轉(zhuǎn)子葉片。該轉(zhuǎn)子葉片包括 第一葉片節(jié)段，第一葉片節(jié)段包括至少一個(gè)第一面板壁。第二葉片節(jié)段包括至少一個(gè)第二 面板壁，并且聯(lián)接到第一葉片節(jié)段上，以形成轉(zhuǎn)子葉片。第一梁帽聯(lián)接到第一葉片節(jié)段上， 并且具有第一弦向?qū)挾?。第二梁帽?lián)接到第二葉片節(jié)段上，并且具有大于第一弦向?qū)挾鹊?第二弦向?qū)挾?。在又一方面，提供了一種風(fēng)力渦輪。該風(fēng)力渦輪包括塔架、聯(lián)接到塔架上的機(jī)艙、 可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到機(jī)艙上的輪轂，以及聯(lián)接到輪轂上的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片包括第 一葉片節(jié)段，第一葉片節(jié)段包括至少一個(gè)第一面板壁。第二葉片節(jié)段包括至少一個(gè)第二面 板壁，并且聯(lián)接到第一葉片節(jié)段上，以形成轉(zhuǎn)子葉片。第一梁帽聯(lián)接到第一葉片節(jié)段上，并 且具有第一弦向?qū)挾?。第二梁帽?lián)接到第二葉片節(jié)段上，并且具有大于第一弦向?qū)挾鹊牡诙蚁驅(qū)挾?。本文描述的?shí)施例有利于組裝滿足轉(zhuǎn)子葉片硬度和偏斜要求的、具有長(zhǎng)度減小的 面板壁的轉(zhuǎn)子葉片。更具體而言，本文描述的轉(zhuǎn)子葉片包括梁帽，該梁帽包括具有大致相等 的截面積的不對(duì)稱的截面寬度，這提供了使得轉(zhuǎn)子葉片能夠具有類似于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子葉片的適 當(dāng)?shù)募獠科钡淖銐虻娜~片硬度。另外，通過(guò)提供具有不對(duì)稱的寬度的梁帽，需要在葉片節(jié) 段中包括數(shù)量減少的更昂貴的面板材料，從而降低了制造轉(zhuǎn)子葉片的總成本。


圖1-9顯示了本文描述的系統(tǒng)和方法的示例性實(shí)施例。圖1是示例性風(fēng)力渦輪的透視圖。圖2是適于與圖1所示的風(fēng)力渦輪一起使用的示例性轉(zhuǎn)子葉片的截面圖。圖3是圖2所示的示例性轉(zhuǎn)子葉片的截面圖。圖4-6是適于與圖1所示的風(fēng)力渦輪一起使用的轉(zhuǎn)子葉片的備選實(shí)施例的截面 圖。圖7是適于與圖1所示的風(fēng)力渦輪一起使用的備選轉(zhuǎn)子葉片的截面圖。圖8是圖7所示的轉(zhuǎn)子葉片的截面圖。圖9是用于組裝適于與圖1所示的風(fēng)力渦輪一起使用的轉(zhuǎn)子葉片的示例性方法的 流程圖。部件列表10風(fēng)力渦輪12 塔架14支承表面16 機(jī)艙18 轉(zhuǎn)子20可旋轉(zhuǎn)的輪轂22轉(zhuǎn)子葉片24葉片根部部分26葉片尖部部分27載荷傳遞區(qū)沘方向30旋轉(zhuǎn)軸線32槳距調(diào)節(jié)系統(tǒng)34變槳軸線36控制系統(tǒng)38偏轉(zhuǎn)軸線100轉(zhuǎn)子葉片102根部端104尖部端106 主體
107縱向軸線108第一葉片節(jié)段110第二葉片節(jié)段114 梁120吸力側(cè)壁122壓力側(cè)壁124 前緣126 后緣128 腔體130內(nèi)表面132內(nèi)表面134葉片皮136壓力側(cè)壁外表面138吸力側(cè)壁外表面142吸力側(cè)梁帽144壓力側(cè)梁帽146抗剪腹板148凸出部結(jié)合帽150后緣結(jié)合帽152側(cè)后緣面板154側(cè)前緣面板156側(cè)后緣面板158側(cè)前緣面板160中性軸162 截面積、164 截面積、166第一弦向?qū)挾?68第一最大弦向厚度170第二弦向?qū)挾?72第二最大弦向厚度174側(cè)梁帽內(nèi)表面176內(nèi)表面178吸力側(cè)型部嵌條180內(nèi)表面182內(nèi)表面184壓力側(cè)型部嵌條186內(nèi)表面188內(nèi)表面190第三最大弦向厚度
192第四最大弦向厚度194側(cè)梁帽弦向?qū)挾?96側(cè)梁帽弦向?qū)挾?98梁帽最大弦向厚度200梁帽最大弦向厚度202 厚度204 厚度206 寬度208最大弦向厚度210第三梁帽300轉(zhuǎn)子葉片302 梁304轉(zhuǎn)子葉片根部端306轉(zhuǎn)子葉片尖部端308吸力側(cè)梁帽310壓力側(cè)梁帽312根部部分314尖部部分318第一弦向?qū)挾?20第二弦向?qū)挾?00 方法402將第一梁帽聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)面板壁上，以形成第一葉片節(jié)段404將第二梁帽聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)面板壁上，以形成第二葉片節(jié)段406將第一葉片節(jié)段聯(lián)接到第二葉片節(jié)段上，以形成轉(zhuǎn)子408將第三梁帽聯(lián)接到多個(gè)面板壁上，以形成第二葉片節(jié)段
具體實(shí)施例方式本文描述的實(shí)施例包括風(fēng)力渦輪，該風(fēng)力渦輪包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片，轉(zhuǎn)子葉片 包括具有比傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子葉片的面板壁的長(zhǎng)度更短的長(zhǎng)度的面板壁。更具體而言，在一個(gè)實(shí)施 例中，本文描述的轉(zhuǎn)子葉片包括具有不對(duì)稱的截面寬度、具有大致相等的截面積的梁帽，其 使得轉(zhuǎn)子葉片能夠具有類似于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子葉片的硬度和尖部偏斜，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子葉片包括具有更 大長(zhǎng)度的面板壁，并且包括具有對(duì)稱的截面寬度的梁帽。圖1是示例性風(fēng)力渦輪10的透視圖。在該示例性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪10是水平 軸風(fēng)力渦輪。備選地，風(fēng)力渦輪10可為豎直軸風(fēng)力渦輪。在該示例性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪 10包括從支承表面14延伸的塔架12、安裝在塔架12上的機(jī)艙16，以及聯(lián)接到機(jī)艙16上的 轉(zhuǎn)子18。轉(zhuǎn)子18包括可旋轉(zhuǎn)的輪轂20和聯(lián)接到輪轂20上且從輪轂20向外延伸的至少一 個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22。在該示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18具有三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22。在一個(gè)備選實(shí)施例 中，轉(zhuǎn)子18包括不止或不到三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22。在該示例性實(shí)施例中，塔架12由管狀剛材制 成，從而使得腔體(在圖1中未顯示)限定在支承表面14和機(jī)艙16之間。在一個(gè)備選實(shí)施例中，塔架12是具有任何適當(dāng)高度的任何適當(dāng)類型的塔架。轉(zhuǎn)子葉片22在輪轂20周圍隔開，以有利于使轉(zhuǎn)子18旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子葉片22包括葉 片根部部分24和葉片尖部部分沈，并且通過(guò)在多個(gè)載荷傳遞區(qū)27處將葉片根部部分M聯(lián) 接到輪轂20上來(lái)將轉(zhuǎn)子葉片22匹配到輪轂20上。載荷傳遞區(qū)27具有輪轂載荷傳遞區(qū)和 葉片載荷傳遞區(qū)(兩者在圖1中均未顯示)。對(duì)轉(zhuǎn)子葉片22引起的載荷由載荷傳遞區(qū)27 傳遞到輪轂20。在該示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子葉片22具有從葉片根部部分M延伸到葉片尖部部分 26的長(zhǎng)度Lp在一個(gè)實(shí)施例中，長(zhǎng)度L1具有從約15米(m)至約91m的范圍。備選地，轉(zhuǎn)子 葉片22可具有使得風(fēng)力渦輪10能夠如本文所述的那樣起作用的任何適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。例如，葉 片長(zhǎng)度的其它非限制性實(shí)例包括IOm或更少、20m和37m，或者大于91m的長(zhǎng)度。當(dāng)風(fēng)從方 向觀沖擊轉(zhuǎn)子葉片22時(shí)，轉(zhuǎn)子18繞著旋轉(zhuǎn)軸線30旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片22旋轉(zhuǎn)且經(jīng)受離心 力時(shí)，轉(zhuǎn)子葉片22還經(jīng)受各種力和力矩。因而，轉(zhuǎn)子葉片22可從中立的或非偏斜的位置偏 斜和/或旋轉(zhuǎn)到偏斜位置。槳距調(diào)節(jié)系統(tǒng)32使轉(zhuǎn)子葉片22繞著變槳軸線34旋轉(zhuǎn)，以調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)子葉片22相對(duì)于風(fēng)的方向觀的定向。可通過(guò)調(diào)節(jié)至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22相對(duì)于風(fēng)矢量 的定向來(lái)控制轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度。在該示例性實(shí)施例中，各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22的槳距是由控 制系統(tǒng)36單獨(dú)控制的。備選地，所有轉(zhuǎn)子葉片22的葉片槳距可由控制系統(tǒng)36同時(shí)控制。 另外，在該示例性實(shí)施例中，當(dāng)方向觀改變時(shí)，可繞著偏轉(zhuǎn)軸線38來(lái)控制機(jī)艙16的偏轉(zhuǎn)方 向，以相對(duì)于方向觀來(lái)定位轉(zhuǎn)子葉片22。圖2是適于與風(fēng)力渦輪10 —起使用的示例性轉(zhuǎn)子葉片100的截面圖。圖3是沿 著圖2中的弦向截面線3-3的示例性轉(zhuǎn)子葉片100的截面圖。圖3所示的相同構(gòu)件標(biāo)有圖 2中使用的相同參考標(biāo)號(hào)。轉(zhuǎn)子葉片100包括構(gòu)造成有利于將轉(zhuǎn)子葉片100安裝到輪轂20 上的第一或根部端102，以及與根部端102相對(duì)的第二或尖部端104。轉(zhuǎn)子葉片100的主體 106在根部端102和尖部端104之間且沿著縱向軸線107延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子葉 片100包括第一葉片節(jié)段108 (例如吸力側(cè)葉片節(jié)段)，以及聯(lián)接到第一葉段節(jié)段108上以 形成轉(zhuǎn)子葉片100的相對(duì)的第二葉片節(jié)段110(在圖3中顯示)，例如壓力側(cè)葉片節(jié)段。梁 114聯(lián)接到第一葉片節(jié)段108和第二葉片節(jié)段110上，并且在第一葉片節(jié)段108和第二葉片 節(jié)段Iio之間延伸。在該示例性實(shí)施例中，梁114延伸轉(zhuǎn)子葉片100的幾乎全部的縱向長(zhǎng) 度。備選地，梁114至少部分地沿著轉(zhuǎn)子葉片100的縱向長(zhǎng)度延伸。如本文所用，用語(yǔ)“縱 向長(zhǎng)度”指的是沿著轉(zhuǎn)子葉片100的縱向軸線107的主體106的長(zhǎng)度。參照?qǐng)D3，在該示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子葉片100包括第一或吸力側(cè)壁120和協(xié)作的 第二或壓力側(cè)壁122。壓力側(cè)壁122沿著前緣IM且沿著相對(duì)的后緣1 聯(lián)接到吸力側(cè)壁 120上。吸力側(cè)壁120和壓力側(cè)壁122聯(lián)接在一起，以在吸力側(cè)壁120和壓力側(cè)壁122之 間限定腔體128。具體而言，腔體1 至少部分地由吸力側(cè)壁120的內(nèi)表面130和壓力側(cè) 壁122的內(nèi)表面132界定。葉片皮134聯(lián)接到壓力側(cè)壁外表面136和吸力側(cè)壁外表面138 上，以形成轉(zhuǎn)子葉片100，從而限定轉(zhuǎn)子葉片100的輪廓，如截面圖中所示。梁114定位在 腔體128內(nèi)，并且在壓力側(cè)壁122和吸力側(cè)壁120之間延伸。梁114包括第一或吸力側(cè)梁 帽142、第二或壓力側(cè)梁帽144，以及在吸力側(cè)梁帽142和壓力側(cè)梁帽144之間延伸的至少 一個(gè)抗剪腹板146。凸出部結(jié)合帽148聯(lián)接到吸力側(cè)壁120和壓力側(cè)壁122上，以形成前緣 124。后緣結(jié)合帽150聯(lián)接到吸力側(cè)壁120和壓力側(cè)壁122上，以形成后緣126。
在該示例性實(shí)施例中，吸力側(cè)壁120包括聯(lián)接到吸力側(cè)梁帽142上的吸力側(cè)后緣 面板152，以及聯(lián)接到吸力側(cè)梁帽142上的吸力側(cè)前緣面板154。吸力側(cè)后緣面板152聯(lián)接 到后緣結(jié)合帽150上，并且在后緣結(jié)合帽150和吸力側(cè)梁帽142之間延伸。吸力側(cè)前緣面 板154聯(lián)接到凸出部結(jié)合帽148上，并且在凸出部結(jié)合帽148和吸力側(cè)梁帽142之間延伸。壓力側(cè)壁122包括壓力側(cè)后緣面板156和壓力側(cè)前緣面板158。壓力側(cè)后緣面板 156聯(lián)接到壓力側(cè)梁帽144上，并且在壓力側(cè)梁帽144和后緣結(jié)合帽150之間延伸。壓力側(cè) 前緣面板158聯(lián)接到壓力側(cè)梁帽144上，并且在壓力側(cè)梁帽144和凸出部結(jié)合帽148之間 延伸。吸力側(cè)梁帽142和壓力側(cè)梁帽144各自包括等于沿著從前緣124延伸到后緣126 的中性軸160測(cè)得的弦向厚度和弦向?qū)挾鹊某朔e的截面積。在該示例性實(shí)施例中，吸力側(cè) 梁帽142具有第一截面積162。壓力側(cè)梁帽144具有大致等于第一截面積162的第二截面 積164。吸力側(cè)梁帽142另外具有第一弦向?qū)挾?66和第一最大弦向厚度168。壓力側(cè)梁 帽144具有比第一弦向?qū)挾?66更長(zhǎng)的第二弦向?qū)挾?70，以及小于第一最大弦向厚度168 的第二最大弦向厚度172。在該示例性實(shí)施例中，吸力側(cè)梁帽142具有定位在距轉(zhuǎn)子葉片中性軸160第一距 離Cl1處的內(nèi)表面174。壓力側(cè)梁帽144具有定位在距中性軸160大于第一距離(I1的第二 距離d2處的內(nèi)表面176。由于與吸力側(cè)梁帽142最大弦向厚度168相比的更短的最大弦向 厚度172的原因，更大的第二距離d2使得壓力側(cè)梁帽144能夠補(bǔ)償減小的硬度。一個(gè)或多個(gè)吸力側(cè)型部嵌條178聯(lián)接到吸力側(cè)梁帽142、吸力側(cè)后緣面板152和/ 或吸力側(cè)前緣面板154上，以在吸力側(cè)梁帽內(nèi)表面174和吸力側(cè)前緣面板154的內(nèi)表面180 之間且在內(nèi)表面174和吸力側(cè)后緣面板152的內(nèi)表面182之間提供平滑的表面過(guò)渡。一個(gè) 或多個(gè)壓力側(cè)型部嵌條184聯(lián)接到壓力側(cè)梁帽144、壓力側(cè)前緣面板158和/或壓力側(cè)后緣 面板156上，以在壓力側(cè)梁帽144的內(nèi)表面176和壓力側(cè)前緣面板158的內(nèi)表面186之間 且在內(nèi)表面176和壓力側(cè)后緣面板156的內(nèi)表面188之間提供平滑的表面過(guò)渡。在該示例 性實(shí)施例中，吸力側(cè)型部嵌條178具有第三最大弦向厚度190。壓力側(cè)型部嵌條184具有小 于第三最大弦向厚度190的第四最大弦向厚度192。 圖4-6是轉(zhuǎn)子葉片100的備選實(shí)施例的截面圖。圖4-6中示出的相同構(gòu)件標(biāo)有圖 3中使用的相同參考標(biāo)號(hào)。參照?qǐng)D4，在一個(gè)備選實(shí)施例中，吸力側(cè)梁帽截面積162大致等于 壓力側(cè)梁帽截面積164。吸力側(cè)梁帽142具有弦向?qū)挾?94，而壓力側(cè)梁帽144具有弦向?qū)?度196。吸力側(cè)梁帽142具有最大弦向厚度198，而壓力側(cè)梁帽144具有最大弦向厚度200。 在這個(gè)備選實(shí)施例中，吸力側(cè)梁帽弦向?qū)挾?94大于壓力側(cè)梁帽弦向?qū)挾?96，而吸力側(cè)梁 帽最大弦向厚度198小于壓力側(cè)梁帽最大弦向厚度200。備選地，吸力側(cè)型部嵌條178具有 小于壓力側(cè)型部嵌條184的厚度204的厚度202。參照?qǐng)D5，在另一個(gè)備選實(shí)施例中，吸力側(cè)梁帽142與壓力側(cè)梁帽144基本對(duì)稱。 吸力側(cè)梁帽142和壓力側(cè)梁帽144中的各個(gè)包括彼此大致相等的寬度206和最大弦向厚度 208。在這個(gè)備選實(shí)施例中，第三梁帽210在壓力側(cè)后緣面板156處聯(lián)接到壓力側(cè)壁122上。 在轉(zhuǎn)子葉片100的組裝期間添加第三梁帽210允許壓力側(cè)后緣面板156的長(zhǎng)度與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子 葉片相比有所縮短，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子葉片包括具有更長(zhǎng)的長(zhǎng)度的面板壁和具有對(duì)稱的截面寬度的 梁帽。備選地，第三梁帽210在吸力側(cè)后緣面板152處聯(lián)接到吸力側(cè)壁120上。
參照?qǐng)D6，在另一個(gè)備選實(shí)施例中，吸力側(cè)梁帽142與壓力側(cè)梁帽144基本對(duì)稱。 在這個(gè)實(shí)施例中，第三梁帽210在壓力側(cè)前緣面板158處聯(lián)接到壓力側(cè)壁122上。在轉(zhuǎn)子 葉片100的組裝期間添加第三梁帽210允許壓力側(cè)前緣面板158的長(zhǎng)度與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子葉片相 比有所縮短。備選地，第三梁帽210在吸力側(cè)前緣面板巧4處聯(lián)接到吸力側(cè)壁120上，這允 許減小吸力側(cè)前緣面板154的長(zhǎng)度。圖7是一個(gè)備選轉(zhuǎn)子葉片300的截面圖。圖8是沿著圖7中的弦向截面線8-8的 轉(zhuǎn)子葉片300的截面圖。圖8中示出的相同構(gòu)件標(biāo)有圖7中使用的相同參考標(biāo)號(hào)。在這個(gè) 備選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子葉片300包括梁302，梁302從根部端304朝尖部端306延伸，從而基本 沿著轉(zhuǎn)子葉片300的全部縱向長(zhǎng)度延伸。梁302包括吸力側(cè)梁帽308和壓力側(cè)梁帽310。 吸力側(cè)梁帽308和壓力側(cè)梁帽310中的各個(gè)包括定位在轉(zhuǎn)子葉片根部端304處或附近的第 一或根部部分312，以及定位在轉(zhuǎn)子葉片尖部端306處或附近的第二或尖部部分314。根部 部分312具有第一弦向?qū)挾?18。尖部部分314具有小于第一弦向厚度318的第二弦向?qū)?度320。在這個(gè)實(shí)施例中，梁302包括沿著轉(zhuǎn)子葉片300的縱向長(zhǎng)度從轉(zhuǎn)子葉片根部端304 延伸到轉(zhuǎn)子葉片尖部端306的階梯形寬度。備選地，梁302包括沿著轉(zhuǎn)子葉片300的縱向 長(zhǎng)度從轉(zhuǎn)子葉片根部端304延伸到轉(zhuǎn)子葉片尖部端306的漸縮寬度。圖9是用于組裝風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片100的示例性方法400的流程圖。在該示例性 實(shí)施例中，方法400包括將第一梁帽142聯(lián)接402到一個(gè)或多個(gè)面板壁上，以形成第一葉片 節(jié)段120。將第二梁帽144聯(lián)接404到一個(gè)或多個(gè)面板壁上，以形成第二葉片節(jié)段122。將 第一葉片節(jié)段120聯(lián)接406到第二葉片節(jié)段122上，以形成轉(zhuǎn)子葉片100。在形成第一葉片 節(jié)段或第二葉片節(jié)段122時(shí)，將第三梁帽210可選地聯(lián)接408到一個(gè)或多個(gè)面板壁上。上述系統(tǒng)和方法有利于組裝滿足傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子葉片硬度和偏斜要求、具有減小長(zhǎng)度的 面板壁的轉(zhuǎn)子葉片。面板壁制造起來(lái)典型地比梁帽更昂貴，并且包含更昂貴的材料。更具 體而言，本文所述的轉(zhuǎn)子葉片包括具有不對(duì)稱的截面寬度和大致相等的截面積的梁帽，這 提供了使得轉(zhuǎn)子葉片能夠具有類似于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子葉片的適當(dāng)?shù)募獠科鼻覞M足已知的風(fēng)力 渦輪轉(zhuǎn)子葉片的強(qiáng)度、彎曲硬度和壓曲勁度要求的足夠的葉片硬度。另外，通過(guò)提供具有不 對(duì)稱的截面寬度的梁帽，需要在葉片節(jié)段中包括數(shù)量減少的更昂貴的面板材料，從而降低 制造轉(zhuǎn)子葉片的總成本。因而，大大降低了組裝風(fēng)力渦輪的成本。以上詳細(xì)描述了用于組裝用于在風(fēng)力渦輪中使用的轉(zhuǎn)子葉片的系統(tǒng)和方法的示 例性實(shí)施例。系統(tǒng)和方法不限于本文所述的具體實(shí)施例，而是相反，系統(tǒng)的構(gòu)件和/或方法 的步驟可獨(dú)立地以及與本文描述的其它構(gòu)件和/或步驟分開來(lái)使用。例如，方法也可與其 它轉(zhuǎn)子葉片改進(jìn)系統(tǒng)和方法結(jié)合起來(lái)使用，并且不限于僅與本文所述的風(fēng)力渦輪系統(tǒng)一起 實(shí)踐。相反，示例性實(shí)施例可與許多其它轉(zhuǎn)子葉片應(yīng)用結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)和使用。雖然本發(fā)明的各實(shí)施例的具體特征可能在一些圖中有所顯示而在其它圖中沒(méi)有 顯示，但這僅是為了方便起見。根據(jù)本發(fā)明的原理，可與任何其它圖中的任何特征結(jié)合起來(lái) 參照和/或要求保護(hù)圖中的任何特征。本書面描述使用實(shí)例來(lái)公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人 員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括實(shí)現(xiàn)和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的 可授予專利的范圍由權(quán)利要求書限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果 這種其它實(shí)例具有不異于權(quán)利要求書的字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)元素，或者如果這種其它實(shí)例包括與權(quán)利要求書的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元素，則這種其它實(shí)例意圖處于權(quán)利要 求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于與風(fēng)力渦輪(10) —起使用的轉(zhuǎn)子葉片(100，300)，所述轉(zhuǎn)子葉片包括包括至少一個(gè)第一面板壁的第一葉片節(jié)段(108)；包括至少一個(gè)第二面板壁的第二葉片節(jié)段(110)，所述第二葉片節(jié)段聯(lián)接到所述第一 葉片節(jié)段上，以形成所述轉(zhuǎn)子葉片；聯(lián)接到所述第一葉片節(jié)段上的第一梁帽(142)，所述第一梁帽具有第一弦向?qū)挾?(166)；以及聯(lián)接到所述第二葉片節(jié)段上的第二梁帽(144)，所述第二梁帽具有大于所述第一弦向 寬度的第二弦向?qū)挾?170)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子葉片(100，300)，其特征在于，所述第二梁帽(144)具有 大于所述第一寬度(166)的第二寬度(170)，以減小所述第二面板壁的長(zhǎng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子葉片(100，300)，其特征在于，所述第一梁帽(14 具有 第一弦向截面積(162)，所述第二梁帽具有大致等于所述第一弦向截面積的第二弦向截面 積(164)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子葉片(100，300)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片具有在所述 轉(zhuǎn)子葉片的前緣(124)和后緣(126)之間延伸的中性軸(160)，所述第一梁帽(142)定位在 距所述中性軸第一距離處，而所述第二梁帽(144)定位在距所述中性軸大于所述第一距離 的第二距離處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子葉片(100，300)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片包括前緣 (124)和后緣(1 )，所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)一步包括在所述前緣的附近的、聯(lián)接到所述第一葉片 節(jié)段(108)和所述第二葉片節(jié)段(110)中的一個(gè)上的第三梁帽010)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子葉片(100，300)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片包括前緣 (124)和后緣(1 )，所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)一步包括在所述后緣的附近的、聯(lián)接到所述第一葉片 節(jié)段(108)和所述第二葉片節(jié)段(110)中的一個(gè)上的第三梁帽010)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述第一葉片節(jié)段(108)上的至少一個(gè)第一型部嵌條(178)，所述第一型部嵌 條具有第一弦向?qū)挾?166)；以及聯(lián)接到所述第二葉片節(jié)段(110)上的至少一個(gè)第二型部嵌條(184)，所述第二型部嵌 條具有小于所述第一弦向?qū)挾鹊牡诙蚁驅(qū)挾?170)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子葉片(100，300)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片(100，300) 進(jìn)一步包括根部部分04)和尖部部分(沈)，所述第一梁帽(14 和所述第二梁帽(144)從 所述根部部分朝向所述尖部部分延伸，其中，所述第一弦向?qū)挾?166)和所述第二弦向?qū)?度(170)各自在所述尖部部分處比在所述根部部分處更短。
9.一種風(fēng)力渦輪(10)，包括塔架(12)；聯(lián)接到所述塔架上的機(jī)艙(16)；可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述機(jī)艙上的輪轂00)；以及聯(lián)接到所述輪轂上的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片(100，300)，所述轉(zhuǎn)子葉片包括包括至少一個(gè)第一面板壁的第一葉片節(jié)段(108)；包括至少一個(gè)第二面板壁的第二葉片節(jié)段(110)，所述第二葉片節(jié)段聯(lián)接到所述第一葉片節(jié)段上，以形成所述轉(zhuǎn)子葉片；聯(lián)接到所述第一葉片節(jié)段上的第一梁帽(142)，所述第一梁帽具有第一弦向?qū)挾?(166)；以及聯(lián)接到所述第二葉片節(jié)段上的第二梁帽(144)，所述第二梁帽具有大于所述第一弦向 寬度的第二弦向?qū)挾?170)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力渦輪(10)，其特征在于，所述第二梁帽(144)具有大于 所述第一寬度的第二寬度，以減小所述第二面板壁的長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明涉及組裝用于在風(fēng)力渦輪中使用的轉(zhuǎn)子葉片的系統(tǒng)和方法。提供了一種用于與風(fēng)力渦輪(10)一起使用的轉(zhuǎn)子葉片(100，300)。該轉(zhuǎn)子葉片包括包括至少一個(gè)第一面板壁的第一葉片節(jié)段(108)；包括至少一個(gè)第二面板壁的第二葉片節(jié)段(110)，第二葉片節(jié)段聯(lián)接到第一葉片節(jié)段上，以形成轉(zhuǎn)子葉片；聯(lián)接到第一葉片節(jié)段上的第一梁帽(142)，第一梁帽具有第一弦向?qū)挾?166)；以及聯(lián)接到第二葉片節(jié)段上的第二梁帽(144)，第二梁帽具有大于第一弦向?qū)挾鹊牡诙蚁驅(qū)挾?170)。
文檔編號(hào)F03D1/06GK102080624SQ20101058714
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者A·巴布, A·阿克塔, S·K·特里帕蒂 申請(qǐng)人:通用電氣公司