[发明专利]风力涡轮机叶片连接器组件

说明书

本申请要求2011年07月27日递交的欧洲专利申请EP11382258.9和2011年09月27日递交的美国临时专利申请No.61/539,739的优先权。

技术领域

本发明涉及如权利要求1的序言部分中所述的用于将叶片部分连接至风力涡轮机转子中的毂部分的风力涡轮机叶片连接器组件。

本发明还涉及如权利要求11的序言部分中所述的风力涡轮机。

本发明更涉及如权利要求12的序言部分中所述的用于将叶片部分连接至风力涡轮机转子涡轮中的毂部分的方法。

背景技术

风力涡轮机通过转子毂连接至风力涡轮机低速轴。所述转子毂牢牢地附装至所述风力涡轮机低速轴使得它们在风力涡轮机使用时一起转动。

现有技术中已知叶片连接器组件是用于在风力涡轮机中将叶片可释放地附装至转子毂。已知的叶片连接器组件典型地包括具有内螺纹的若干个衬套。衬套通常布置成嵌入叶片部分例如叶片根部的至少一个圆圈排或者环形结构。衬套因而沿所述叶片部分表面的圆周分布。

衬套适用于通过螺纹接收相应的螺栓或者柱栓，所述螺栓或柱栓继而附装至转子毂的一部分。这允许叶片可释放的固定至毂。

US4915590公开了叶片连接器组件的一个示例。大量的连杆嵌入平行于叶片的轴线的叶片根部圆周。在结合过程中，除了向外朝向形成的叶片部分的固定端，相当长的连杆覆盖有防粘剂以防止其粘合至叶片根部。这一解决方案包含耗时的衬套嵌入操作因为衬套嵌入操作需要大量连杆的准确定位。

还已知的是在一个或者多个模具中制造用于风力涡轮机的叶片使得叶片具有整体铸造的衬套用于附装至毂。在这个方面，已知的解决方案包括提供整个环形或者环状扇段的衬套在叶片中集合成一体。

文献US2007065288教导了包括结合至风力涡轮机叶片根部的衬套的叶片连接装置。所述衬套具有用于安装将叶片根部可释放地附装至毂的柱栓的内螺纹。叶片根部由淬火后组装起来的两部分构成。在模具中放入至少一层纤维层并且在纤维层上放上泡沫支架。所述支架具有隔开的凹处用于容纳衬套。提供至少一个第一层纤维层用于在放置衬套之前覆盖凹处。所述支架的外侧设有粘合剂和贝壳纸。在衬套之间设有玻璃纤维带沿叶片纵向方向延伸。

这个叶片连接器组件的主要缺点在于纤维-衬套的接触面减少了衬套的金属圆柱表面至纤维的接触。在这种情况下，为了提供更大的纤维-衬套接触，衬套应该稍微粗糙化或者在外表面具有突出处例如倒钩或者凸缘。这样不利地增加了叶片连接器组件的成本并且因而增加装置的总成本。

文献WO03057457公开了用于将叶片部分连接至风力涡轮机中的毂部分的风力涡轮机叶片连接器组件。所述连接器组件包括若干个沿圆周布置成至少第一排并且适用于接收相应的柱栓的衬套。每一个衬套是楔形长形体，其具有第一和第二端部、大体上平坦的上面和下面平行面以及凹面的和凸面的圆柱侧面。若干个衬套可以平行布置以允许凸面侧面啮合凹面侧面并且使得元件的纵向轴线沿平面中的曲线平行延伸，所述平面垂直于嵌入元件的纵向轴线。

由于衬套是由与叶片相同的复合材料制成的，要求在这个解决方案中提供弯曲的侧面。这导致叶片连接器组件硬度较低。否则，这个解决方案中的具有弯曲表面的衬套的几何图形如果是由金属制成的话会很难加工并且加工会很昂贵。

而且，已经发现风力涡轮机叶片连接器组件中的关键点是叶片薄片和衬套的环状结构之间的接触面表面。上面的解决方案有缺点，即凹面侧面和凸面侧面彼此紧密接触因而不能在衬套之间设有纤维。这导致衬套和根部叶片之间负荷传递较差。

发明内容

本发明提供如权利要求1中所述的用于将叶片部分连接至风力涡轮机转子中的毂部分的风力涡轮机叶片连接器组件，依靠所述风力涡轮机叶片连接器组件可以至少减少上述缺点。

本发明因此涉及包括若干个沿圆周布置成至少第一排的衬套的连接器组件。

下文中所使用的术语衬套，或者插入物，应该指的是由金属制成的通常的长形件或长形体。这样的长形件或者长形体适用于接收相应的螺栓或柱栓，即尺寸和形状设计成用于接收相应的螺栓或柱栓。

所述衬套的长形件或者长形体设有具有内螺纹的内孔用于通过螺纹接收相应的螺纹螺栓或柱栓。在此上下文中，至少一些衬套的长形体可以是固体的或者可以是中空的，即，由弯曲的金属板形成。