[发明专利]用于引入风力涡轮机叶片根部中的抗椭圆化工具和减小风力涡轮机叶片根部的椭圆化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于引入风力涡轮机叶片根部中的抗椭圆化工具。本发明还涉及一种包括该工具的风力涡轮机叶片和风力涡轮机。 

此外，本发明涉及一种减小风力涡轮机叶片根部的椭圆化的方法。 

背景技术

风力涡轮机中的叶片典型地在叶片根部部分处直接地或通过延伸器附装到转子毂。 

典型地，叶片由复合材料制成：增强纤维可以借助树脂彼此粘合，并且随后被固化以结成一体。不同种类的纤维（例如，玻璃纤维，碳纤维，它们的组合）和树脂（例如，环氧树脂）可以以不同的形式（例如，预浸材料，纤维板）使用。这些复合材料可以不具有结构完整性来提供例如可以直接插入有螺栓的安全固定机构。因此，已知风力涡轮机叶片包括金属插入件或衬套，所述金属插入件或衬套沿着与叶片的纵向轴线平行的方向嵌入叶片根部中。双头螺柱、螺栓或杆可以与这些衬套结合使用以实现毂或延伸器与叶片之间的安全连接。从而，重要的是叶片根部部分包括圆形安装面，所述圆形安装面匹配毂的或延伸器的安装面。 

风力涡轮机的叶片的制造过程一般而言可以包括第一步骤和第二步骤，所述第一步骤是模制和固化两个独立的、由复合材料制成的纵向叶片半部分，所述第二步骤是将这两个叶片半部分连结在一起并且从模具去除最终叶片。或者，完成的叶片可以在单个模制步骤中制造。 

为了加速制造处理，现今的惯常做法是将两个叶片半部分连结在一起并且将两个叶片半部分较快速地从模具去除。在这些情况下，树 脂会不完全被固化，并且叶片会仍然是较软的。此外，众所周知，复合材料在固化时收缩。这两个原因会导致叶片的叶片根部部分变形，所述变形会导致毂与叶片根部之间不相容或导致叶片安装处理棘手。 

此外，一旦叶片已经制造，则叶片会在风力涡轮机最终安装之前保持储存。典型地，所述储存可以从一个月持续到一年。虽然复合材料减小了叶片的重量，但是重要的是考虑到以下事实，即，由复合物制成的完成的叶片仍然具有相当大的重量。 

因此，由上述储存时间引起的问题是叶片根部部分会由于整个叶片的重量而在储存位置中变形。重力作用在叶片根部部分上，从而导致圆形叶片根部安装面椭圆化。 

实际上，叶片的叶片根部部分的变形至少会使叶片安装处理复杂，并且也会在毂处导致更加易损坏的附装。叶片的附装孔会与毂或延伸器的附装孔不完全对准，并且用于将叶片连接到毂的双头螺柱或螺栓会在它们的孔中不完全对中。因而，在操作中，双头螺柱或螺栓会经受横向载荷，可能缩短它们的寿命和叶片的寿命。 

发明内容

本发明的目的是至少部分地克服上述缺点中的某些缺点。 

在第一方面中，提供一种用于引入风力涡轮机叶片根部中的抗椭圆化工具。抗椭圆化工具包括两个或更多个刚性本体，所述两个或更多个刚性本体在它们之间有距离的情况下沿着它们的侧边缘彼此连接。刚性本体一起形成基本圆筒形本体，其中，刚性本体之间的距离是可调节的。 

根据该方面，刚性本体一起形成基本圆筒形本体的事实与在刚性本体之间具有可调节的距离的事实结合，则允许工具的直径改变。这样，工具可以被容易地引入到例如风力涡轮机叶片根部中，并且刚性本体可以随后抵靠叶片根部的内壁布置。这种刚性工具可以在叶片根部的内壁上施加某一压力，所述压力为叶片根部提供额外的刚度。所述由刚性工具施加在叶片根部的内壁上的压力可以是减小叶片根部的 变形所需要的最小压力，以便使叶片根部的基本圆形尺寸落入可接受的公差内。这样，叶片（或叶片半部分）可以在固化处理完全完成之前从模具去除，并且刚性工具将抵抗变形力起作用，因而减小叶片根部的椭圆化。因而，叶片的制造处理可以以基本划算的解决方案加速。此外，可以帮助提高叶片的寿命。由于可以较好地维持叶片根部的圆形形状及其安装面，因而叶片的安装孔可以与毂或延伸器的安装孔较好地对准，并且用于将叶片连接到毂的双头螺柱可以在这些孔中被较好地对中。 

在某些实施方案中，抗椭圆化工具可以在叶片安装在风力涡轮机上之前被去除。在其它实施方案中，该工具可以永久地安装在叶片中。 

在某些实施例中，刚性本体的侧边缘可以与由刚性本体所形成的圆筒的中心轴线基本平行地延伸。 

在某些实施例中，一个或多个刚性本体可以包括曲面壁，所述曲面壁包括一个或多个减重孔。这样，可以基本减小由抗椭圆化工具添加到例如风力涡轮机叶片根部的额外重量。特别地，在其中抗椭圆化工具永久地安装在叶片根部中的实施方案中，工具的重量减小会是重要的。