[发明专利]组装工具以及制造风轮机叶片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造风轮机叶片的方法，该风轮机叶片包括翼梁和至少一个翼型部分。此外，本发明涉及一种用于在组装翼梁和至少一个翼型部分时使用的工具，以及用于在制造期间将翼型部分固定到翼梁的夹具。

背景技术

现代风轮机包括多个风轮机转子叶片，通常是三个叶片，每个叶片如今都具有高达15吨的重量和高达55米的长度。

传统上，叶片包括两个外壳部分，一个外壳部分限定迎风侧外壳部分，另一个外壳部分限定背风侧外壳部分。为了加强这种叶片，可将箱形纵向管状元件-即翼梁-用作加强梁。翼梁位于两个风轮机外壳部分之间的空腔内，并且基本延伸贯穿该外壳空腔，以便增加风轮机叶片的强度和刚度。

由于风轮机以及由此风轮机叶片的尺寸在不断增加，所以必须升级生产设施和运输装置，以便处理所需尺寸的叶片。这也增加了后勤需求并增加了相关的成本。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种改进的风轮机叶片制造方法，并且提供一种用于在组装风轮机叶片时使用的工具。

在第一方面中，本发明提供了一种制造风轮机叶片的方法，该风轮机叶片包括翼梁和至少一个翼型部分，其中该翼梁和该翼型部分二者均包括外表面，该外表面形成该叶片的空气动力学有效表面的一部分。所述方法包括如下步骤：

-提供支撑结构；

-将所述翼梁放置在所述支撑结构处；

-提供夹具，该夹具适于固定至所述翼梁和所述翼型部分二者的外表面上；

-相对于所述翼梁布置所述翼型部分；

-将所述夹具固定至所述翼梁和所述翼型部分的外表面；以及

-通过包括粘结的工艺组装所述至少一个翼型部分和所述翼梁。

由本发明的方法制造的风轮机叶片包括翼梁和至少一个翼型部分。翼梁和至少一个翼型部分二者均包括形成该风轮机叶片的空气动力学有效表面的一部分的外表面。因而，翼梁并非完全包封在非常大的风轮机叶片外壳部件内。因此，根据该方法，与大叶片外壳或整个叶片相比，翼梁更容易从制造地点运输到用于进行组装的组装地点，并且翼型部分比通常的叶片外壳小。组装地点可以位于风轮机叶片将被使用的位置附近。

通过由不同的部件制造叶片，可以在未组装状态下运输这些部件，由此便于运输，从而可降低成本。

支撑结构和夹具的使用使得翼梁和至少一个翼型部分能够相对于彼此精确定位，由此确保最终叶片的设计性能。

而且，如果一个部件在运输过程中被损坏，可以使用替代部件，而不是必须更换整个风轮机叶片。

翼梁可以形成为管状元件，并且翼梁可以构成风轮机叶片的纵向强度的一部分，因而构成叶片的加强的一部分。应理解，管状元件在本文中是指具有细长形状的中空元件。它的形状可以是非均匀的。外部几何形状可以是矩形、局部圆形、椭圆形或任何其它形状。内部几何形状可以与外部几何形状不同，因而限定具有任意形状的环形横截面的管状元件。

在横截面中，翼梁可以基本上为矩形，例如具有圆形角部的矩形。横截面的面积可以沿着翼梁的长度从根端向末端(尖端)减小，以获得适配于其末端尺寸相对于根端尺寸减小的风轮机叶片的翼梁。然而，翼梁的宽度可以局部增加以局部地增加翼梁的强度和刚性。在一优选实施例中，翼梁因而可以为近似锥形，即翼梁可以具有基本为圆形的基部，该基部变形为具有圆形角部和朝向彼此逐渐变细的侧面的近似矩形形状。

举例来说，翼梁可具有近似45米的长度，近似1.0米的最大宽度，以及近似0.8米的最大高度。与此相比，翼梁的最小宽度可以为约100毫米。应理解，这仅仅是翼梁的一个示例。其它更小或更大的翼梁可以使用，这取决于将要制造的风轮机叶片。

翼梁可以制成为一件，或者可以已经由至少两个翼梁部分组装而成。

用以放置翼梁的支撑结构可以是工作台、多个支撑架或能够在风轮机叶片的制造期间支撑翼梁的类似的支撑结构。

为能组装翼梁和至少一个翼型部分，可相对于翼梁布置该翼型部分，如相对于翼梁的上部或相对于翼梁的下部将翼型部分布置在翼梁的一侧。

将夹具固定至翼梁的外表面和翼型部分的外表面。该夹具可以在将翼梁和翼型部分相对于彼此布置完之后固定翼梁和翼型部分，或者在将翼梁和翼型部分相对于彼此布置完之后固定至翼梁和翼型部分中的一个上。