CN115461538A - 叶片壳区段和包括叶片壳区段的风力涡轮机叶片 - Google Patents

Abstract

公开了一种风力涡轮机叶片的叶片壳区段，诸如具有平背区段的风力涡轮机叶片的叶片壳区段。叶片壳区段从第一壳区段位置沿纵向方向延伸到第二壳区段位置。叶片壳区段包括形成叶片壳区段的外表面的第一层压层和形成叶片壳区段的内表面的第二层压层。叶片壳区段还包括第一壳区段和在轮廓壳区段与平背壳区段之间的拐角壳区段。

Description

叶片壳区段和包括叶片壳区段的风力涡轮机叶片

技术领域

本公开涉及诸如风力涡轮机叶片之类的纤维增强聚合物复合结构的叶片壳区段，并且特别地涉及具有形成为平背的后缘的风力涡轮机叶片。

背景技术

纤维增强聚合物的风力涡轮机叶片以及特别地风力涡轮机叶片的空气动力学壳通常在模具中制造，其中，叶片的压力侧和吸力侧通过将玻璃纤维垫和/或其它纤维增强材料（诸如，碳纤维）布置于两个模具中的每个中来分开地制造。然后，两个半部中的一个被倒置并且定位于两个半部中的另一个的顶部上，并且，两个半部粘着在一起。叶片部分可以通过使整个半模具转动并且重新定位来定位于彼此的顶部上。

风力涡轮机叶片可以通过以树脂（诸如，聚酯或环氧树脂）灌注纤维（诸如，玻璃纤维垫和/或碳纤维垫）来制造。纤维的灌注可以通过真空辅助树脂转移模制（VARTM）来提供。

随着风力涡轮机和风力涡轮机叶片在尺寸上增大，叶片负载（即，应变、弯矩、剥离负载等）增大，特别是沿着后缘增大。出于此原因和其它原因，后缘的设计是对于风力涡轮机的效率的重要因素。包括后缘处的平背廓形的风力涡轮机叶片可以具有提高的效率。优化的廓形包括后缘沿着叶片的翼型区域的变化的几何结构。

然而，组装具有平背后缘的风力涡轮机叶片可能是复杂的。特别地，当叶片包括平背廓形时将压力侧叶片壳与吸力侧叶片壳之间的后缘接口充分地粘合在一起可能是具有挑战性的。

本公开涉及一种纤维增强聚合物复合结构，诸如包括壳结构的风力涡轮机叶片，该壳结构包括布置于外层压层与内层压层之间的壳芯。当使用由轻木木材或泡沫聚合物材料制成的传统芯时，提供尖锐拐角（corner）是不可能的或具有挑战性的，因为，传统芯不能弯曲以提供尖锐拐角。为了获得尖锐拐角，能够使用分开的宽松拐角元件。然而，这样的分开的宽松拐角元件倾向于相对于芯滑动并且相对于芯不维持于预期位置中。

在诸如风力涡轮机叶片之类的大型结构的制造中，使用传统尤其具有挑战性。

该问题从风力涡轮机叶片的制造获知，所述风力涡轮机叶片具有后缘的平背区段，并且，其中，期望的是，在后缘的平背区段与风力涡轮机叶片的吸力侧和/或压力侧之间提供尖锐拐角。

发明内容

本公开的目的是提供克服现有技术的缺点中的至少一些的叶片壳区段和风力涡轮机叶片。

特别地，本发明的目的是提供适应平背风力涡轮机叶片的复杂几何结构的用于风力涡轮机叶片的叶片壳区段。通过适应风力涡轮机叶片的平背后缘的复杂几何结构和形状，在工厂占地面积的方面的减小和降低的运送成本通过叶片的减小的弦来获得。此外，平背风力涡轮机叶片改进能量产生。

因而，本发明涉及一种风力涡轮机叶片（诸如，具有平背区段的风力涡轮机叶片）的叶片壳区段。

叶片壳区段可以形成叶片壳部分的部分。叶片壳部分可以是形成风力涡轮机叶片的两个半部中的一个。叶片壳部分可以是第一壳部分，诸如压力侧壳部分。叶片壳部分可以是第二壳部分，诸如吸力侧壳部分。

叶片壳区段从第一壳区段位置沿纵向方向延伸到第二壳区段位置。叶片壳区段包括形成叶片壳区段的外表面的第一层压层和形成叶片壳区段的内表面的第二层压层。

叶片壳区段还包括第一壳区段，例如平背壳区段或成型轮廓壳区段。第一壳区段包括第一芯元件，第一芯元件具有第一初级芯表面和与第一芯表面相对的第一二级芯表面、第一初级芯表面与第一二级芯表面之间的第一初级芯侧向面以及第一初级芯表面与第一二级芯表面之间的第一二级芯侧向面，第一二级芯侧向面与第一初级芯侧向面侧向地间隔且相对。

叶片壳区段包括第二壳区段。

叶片壳区段还包括第一壳区段与第二壳区段之间的拐角壳区段。拐角壳区段包括拐角芯元件，拐角芯元件是在第一纵向端与第二纵向端之间沿纵向方向延伸的长形元件。拐角芯元件具有第一拐角主表面和与第一拐角主表面相对的第二拐角主表面。拐角芯元件具有第一拐角端面和与第一拐角端面相对的第二拐角端面。拐角芯元件具有第一拐角主表面与第二拐角主表面之间的第一拐角侧向面和第一拐角主表面与第二拐角主表面之间的第二拐角侧向面，第二拐角侧向面与第一拐角侧向面侧向地间隔且相对。第一拐角侧向面具有第一拐角侧向面高度。第二拐角侧向面具有第二拐角侧向面高度。拐角芯元件和第一芯元件布置成使得第一拐角侧向面邻接第一二级芯侧向面。

本公开的优点是，较厚的廓形可以设于平背风力涡轮机叶片中。此外，拐角芯元件提供减少在层压层的铺叠期间的褶皱形成的拐角几何结构。

第一拐角侧向面和第一二级芯侧向面可以抵靠彼此邻接。

第一拐角侧向面和第一二级芯侧向面可以邻接，使得第一拐角侧向面和第一二级芯侧向面基本上平行地延伸，例如，第一拐角侧向面和第一二级芯侧向面中的每个的法线平行。

第一拐角侧向面和第一二级芯侧向面可以邻接，使得第一拐角侧向面和第一二级芯侧向面抵靠彼此紧密地配合。

第一壳区段和/或第二壳区段和/或拐角壳区段可以夹在第一层压层与第二层压层之间。

第一层压层可以覆盖第一初级芯表面和/或第二拐角主表面和/或第二初级芯表面。第二层压层可以覆盖第一二级芯表面和/或第一拐角主表面和/或第二二级芯表面。

第一主表面可以具有凹形形状。第二主表面可以具有凸形形状。

第二拐角主表面可以在接近第一纵向端的第一位置（例如，第一纵向位置）处具有第一曲率半径。

第二拐角主表面可以在接近第二纵向端的第二位置（例如，第二纵向位置）处具有第二曲率半径。第一曲率半径可以大于第二曲率半径。

本公开的另外的优点是，可以提供具有变化的曲率半径的拐角，以便适应平背区段的壳的改变的几何结构和厚度。第一位置和第二位置可以位于第一纵向端与第二纵向端之间。曲率半径可以从第一曲率半径r1减小到第二曲率半径r2。曲率半径可以描述第二拐角主表面的部分的曲率，诸如，仅表面的中心处的曲率。第一拐角主表面可以在对应的纵向位置处具有与第二拐角主表面不同的曲率半径，例如，第一拐角主表面的曲率半径可以大于第二拐角主表面的曲率半径。第一拐角主表面和第二拐角主表面可以具有扭曲或弯曲形状，例如以适应风力涡轮机叶片的扭曲/弯曲形状。

叶片壳区段可以包括第二芯元件，第二芯元件具有第二初级芯表面和与第二芯表面相对的第二二级芯表面、第二初级芯表面与第二二级芯表面之间的第二初级芯侧向面以及第二初级芯表面与第二二级芯表面之间的第二二级芯侧向面，第二二级芯侧向面与第二初级芯侧向面侧向地间隔且相对。拐角芯元件和第二芯元件可以布置成使得第二拐角侧向面邻接第二初级芯侧向面。

第一拐角侧向面高度可以小于第二拐角侧向面高度。第一拐角侧向面高度可以大于第二拐角侧向面高度。第一拐角侧向面高度和第二拐角侧向面高度可以是相同的。

拐角芯元件和/或第一芯元件和/或第二芯元件可以由芯材料（例如，轻质芯材料，诸如膨胀聚合物泡沫材料或轻木木材）制成。在其中拐角芯元件和芯元件的材料不同的情况下，材料应当在刚度、密度以及强度的方面具有类似性质。

第一芯元件和第二芯元件可以固定到拐角芯元件。使第一芯元件和第二芯元件固定到拐角芯元件可以包括例如通过提供使拐角芯元件和芯元件连接的塑料钉来机械地固定。使第一芯元件和第二芯元件固定到拐角芯元件可以包括例如通过将粘附剂施加于拐角芯元件与芯元件之间来化学地固定。备选地，粘附带可以跨过从一个元件到另一个元件的过渡部施加。

本公开的另外的优点是，拐角芯元件可以提供不同厚度的第一芯元件与第二芯元件之间的过渡。

第一壳区段可以形成成型轮廓壳区段的部分。第一芯元件可以形成成型轮廓壳区段的部分。第二壳区段可以形成平背壳区段的部分。第二芯元件可以形成平背壳区段的部分。备选地，第一芯元件可以形成平背壳区段的部分，并且，第二芯元件可以形成成型轮廓壳区段的部分。

第一拐角侧向面的第一拐角侧向面高度可以在5-100 mm之间，诸如在45-55 mm之间，诸如大约50 mm。

第二拐角侧向面的第二拐角侧向面高度可以在5-100 mm之间，诸如大约10 mm。

叶片壳区段可以包括沿拐角芯元件的纵向方向串联地布置的多个拐角芯部分。

拐角芯元件的第一拐角主表面可以与第一芯元件的第一初级芯表面和第二芯元件的第二初级芯表面齐平。拐角芯元件的第二拐角主表面可以与第一芯元件的第一二级芯表面和第二芯元件的第二二级芯表面齐平。

第一壳区段和/或第二壳区段和/或拐角壳区段可以夹在第一层压层与第二层压层之间。

还公开了一种包括叶片壳区段（诸如，上文中所描述的叶片壳区段）的叶片壳部分。叶片壳部分从根部端沿着纵向轴线延伸到末梢端，并且包括根部区域、过渡区域以及翼型区域。叶片壳部分包括夹层结构，夹层结构包括内层压件、芯以及外层压件。第一壳区段端与第二壳区段端之间的距离构成叶片壳部分的长度的20-60%，诸如对于叶片壳部分的长度的35-45%，诸如叶片壳部分的长度的40%。叶片壳区段布置成接近叶片壳部分的根部区域。例如，叶片壳区段可以从根部端朝向末梢端延伸，或叶片壳区段可以从根部区域朝向末梢端延伸，或叶片壳区段可以从过渡区域朝向末梢端延伸，或叶片壳区段可以从翼型区域接近根部端的一端延伸并且朝向末梢端延伸。

叶片壳区段可以布置成使得第一纵向端接近叶片壳部分的根部端，并且，第二纵向端接近叶片壳部分的末梢端。

还公开了一种风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片从根部端沿着纵向轴线延伸到末梢端，并且包括根部区域、过渡区域以及翼型区域。风力涡轮机叶片包括夹层结构，夹层结构包括内层压件、芯以及外层压件。风力涡轮机叶片还包括第一叶片壳部分，诸如压力侧壳部分。风力涡轮机叶片还包括第二叶片壳部分，诸如吸力侧壳部分。第一叶片壳部分和第二叶片壳部分沿着前缘接头并且沿着后缘接头联结。第一叶片壳部分或第二叶片壳部分包括叶片壳区段，诸如上文中所描述的叶片壳区段。

第一壳区段端与第二壳区段端之间的距离可以构成风力涡轮机叶片的长度的20-60%，诸如风力涡轮机叶片的长度的35-45%，诸如风力涡轮机叶片的长度的40%。叶片壳区段可以布置成接近风力涡轮机叶片的根部区域。例如，叶片壳区段可以从根部端朝向末梢端延伸，或叶片壳区段可以从根部区域朝向末梢端延伸，或叶片壳区段可以从过渡区域朝向末梢端延伸，或叶片壳区段可以从翼型区域的接近根部端的一端延伸并且朝向末梢端延伸。

叶片壳区段可以布置成使得第一纵向端接近风力涡轮机叶片的根部端，并且，第二纵向端接近风力涡轮机叶片的末梢端。

设想的是，如与任一个方面结合而描述的任何实施例或元件可以加以必要的修正而与任何其它方面或实施例一起使用。

附图说明

在下文中，将关于附图而更详细地描述本发明的实施例。同样的参考数字通篇指代同样的元件。因而，可以不关于每个附图的描述而详细地描述同样的元件。附图示出实现本发明的一种方式，并且将不被解释为对落入所附权利要求组的范围内的其它可能的实施例的限制。另外，所说明的实施例不需要具有所示出的所有方面或优点。与特定实施例联合而描述的方面或优点不一定限于该实施例，并且即使未如此说明，或即使未如此明确地描述，该方面或优点也能够在任何其它实施例中实践。

图1是说明示例性风力涡轮机的示意图，

图2是说明示例性风力涡轮机叶片的示意图，

图3是说明示例性风力涡轮机叶片的示意图，

图4是说明示例性风力涡轮机叶片的示意图，

图5是说明示例性拐角芯元件的示意图，

图6是说明示例性拐角芯元件的示意图，

图7是说明风力涡轮机叶片的示例性叶片壳区段的示意图，

图8是说明叶片壳区段的示例性部分的示意图，以及

图9是说明风力涡轮机叶片的示例性叶片壳区段的示意图。

具体实施方式

在以下的附图描述中，相同的参考编号指代相同的元件，并且因而可以不关于所有附图而描述。

图1说明根据所谓的“丹麦概念”的常规的现代逆风风力涡轮机2，风力涡轮机2具有塔架4、机舱6以及转子，该转子具有基本上水平的转子轴。该转子包括毂8和从毂8径向地延伸的三个叶片10，所述三个叶片10各自具有最接近毂的叶片根部16和离毂8最远的叶片末梢14。

图2示出示例性风力涡轮机叶片10的示意图。风力涡轮机叶片10具有带有根部端17和末梢端15的常规风力涡轮机叶片的形状，并且包括最靠近毂的根部区域30、离毂最远的成型或翼型区域34以及根部区域30与翼型区域34之间的过渡区域32。叶片10包括：前缘18，其在叶片装配于毂上时，面向叶片10的旋转方向；和后缘20，其面向前缘18的相对方向。

翼型区域34（也被称为成型区域）具有关于生成升力的理想或几乎理想的叶片形状，而根部区域30由于结构考虑而具有基本上圆形或椭圆形的横截面，这例如使得将叶片10装配到毂更容易且更安全。根部区域30的直径（或弦）可以沿着整个根部区30是恒定的。过渡区域32具有从根部区域30的圆形或椭圆形形状逐渐改变到翼型区域34的翼型廓形的过渡廓形。过渡区域32的弦长典型地随着距毂的距离r增大而增大。翼型区域34具有翼型廓形，该翼型廓形具有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的弦。弦的宽度随着距毂的距离r增大而减小。

叶片10的肩部40被定义为其中叶片10具有其最大弦长的位置。肩部40典型地设于过渡区域32与翼型区域34之间的边界处。

应当注意到，叶片的不同区段的弦通常不位于公共平面上，因为，叶片可以被扭曲和/或弯曲（即，预弯折），因而给弦平面提供对应地扭曲和/或弯曲的路线，这是为了补偿取决于距毂的半径的叶片的局部速度而发生的最常见的情况。

风力涡轮机叶片10包括叶片壳，该叶片壳包括典型地由纤维增强聚合物制成的两个叶片壳部分或半壳，第一叶片壳部分24和第二叶片壳部分26。风力涡轮机叶片10可以包括附加壳部分，诸如第三壳部分和/或第四壳部分。第一叶片壳部分24典型地是压力侧或逆风叶片壳部分。第二叶片壳部分26典型地是吸力侧或顺风叶片壳部分。第一叶片壳部分24和第二叶片壳部分26利用粘附剂（诸如，胶接剂）来沿着粘合线或胶接接头28紧固在一起，粘合线或胶接接头28沿着叶片10的后缘20和前缘18延伸。典型地，叶片壳部分24、26的根部端具有半圆形或半卵形的外部横截面形状。

图3示出在后缘20处具有平背廓形的风力涡轮机叶片10。后缘20具有平坦廓形。平坦廓形可以提高空气动力学效率，并且还可以减小弦宽，由此使得更容易运送风力涡轮机叶片10。此外，平坦廓形还可以减小所要求的制造空间。平背廓形包括作为第二叶片壳部分26的部分的叶片壳区段70。备选地，叶片壳区段70可以是第一叶片壳部分24的部分。叶片壳区段70从第一壳区段位置P11沿纵向方向延伸到第二壳区段位置P12。第一壳区段位置P11与第二壳区段位置P12之间的距离可以构成叶片壳部分26的长度的20-60%。叶片壳区段70布置成接近叶片壳部分26的根部区域。

图4是说明示例性风力涡轮机叶片10的横截面视图（例如，如关于图3而描述的风力涡轮机叶片10的翼型区域的横截面视图）的示意图。风力涡轮机叶片10包括前缘18、后缘20、压力侧24、吸力侧26、第一翼梁帽74以及第二翼梁帽76。后缘20具有用于形成平背廓形的平坦廓形。风力涡轮机叶片10包括前缘18与后缘20之间的弦线38。风力涡轮机叶片10包括抗剪腹板42，诸如前缘抗剪腹板和后缘抗剪腹板。抗剪腹板42能够备选地是具有翼梁侧（诸如，后缘翼梁侧和前缘翼梁侧）的翼梁箱。翼梁帽74、76可以包括例如与玻璃纤维组合的碳纤维，而壳部分24、26的其余部分可以包括玻璃纤维。

风力涡轮机叶片10（诸如，壳部分24、26）可以包括夹层面板，例如包括夹在纤维增强层之间的轻质材料，诸如轻木或泡沫。形成平坦廓形的后缘20可以设为第三壳部分或设为第一壳部分24或第二壳部分26的集成部分。备选地，后缘20可以由第一壳部分24和第二壳部分26两者的部分提供。拐角芯元件50布置于第二叶片壳区段70中，例如平背壳区段44与成型轮廓壳区段45之间的接头中。

用于组装第一壳部分24和第二壳部分26的胶接接头可以设于后缘20附近，诸如后缘20的第一后缘部分与后缘20的第二后缘部分之间。备选地，胶接凸缘可以设于后缘20与第一壳部分24之间或后缘20与第二壳部分26之间。

在关于以下的附图而描述的示例中，描述了后缘20（形成第二壳部分26的部分）与第一壳部分24之间的胶接接头。第一壳部分24构成第一叶片部件90，并且，第二壳部分26构成包括后缘20的第二叶片部件92。第一叶片部件90包括第一接触区100，第一接触区100构造成连接到第二叶片部件92的第二接触区110。第二接触区110可以形成后缘20的部分。在备选的未说明的示例中，第一接触区100形成后缘20的部分。

图5是说明示例性拐角芯元件50（诸如，图3-4的拐角芯元件50）的示意图。拐角芯元件50从第一纵向端56a沿纵向方向延伸到第二纵向端56b。拐角芯元件50具有第一拐角主表面52和相对的第二拐角主表面54。拐角芯元件50具有第一拐角主表面与第二拐角主表面之间的第一拐角侧向面58a和第一拐角主表面52与第二拐角主表面54之间的第二拐角侧向面58b，第二拐角侧向面58b与第一拐角侧向面58a侧向地间隔且相对。第一拐角侧向面58a在第一位置P1处具有第一拐角侧向面高度T1。第二拐角侧向面58b在第二位置P2处具有第二拐角侧向面高度T2。第一拐角侧向面高度T1可以小于第二拐角侧向面高度T2。第一位置P1和第二位置P2可以在拐角芯元件50上具有相同的纵向位置。第一位置P1和第二位置P2在纵向轴线L上位于第一纵向端56a与第二纵向端56b之间。拐角芯元件50由芯材料（诸如，膨胀聚合物泡沫或轻木木材）制成。第二拐角主表面54具有凸形形状。

图6是说明示例性拐角芯元件50（诸如，先前的附图的拐角芯元件50）的示意图。拐角芯元件50的第二拐角主表面54在第一纵向位置L1处具有第一曲率半径r1，在第二纵向位置L2处具有第二曲率半径r2，并且在第三纵向位置L3处具有第三曲率半径r3。第一曲率半径可以是大约200 mm。第三曲率半径可以是大约50 mm。第一纵向位置L1、第二纵向位置L2以及第三纵向位置L3在纵向轴线L上位于第一纵向端56a与第二纵向端56b之间。第一纵向位置L1可以在第一纵向端56a处，第三纵向位置L3可以在第二纵向端56b处，并且，第二纵向位置L2可以在第一纵向位置L1与第三纵向位置L3之间的位置处。曲率半径可以从第一曲率半径r1减小到第二曲率半径r2和/或第三曲率半径r3。

拐角芯元件50在第一拐角侧向面58a与第二拐角侧向面58b之间的宽度可以从第一纵向端56a到第二纵向端56b减小。曲率半径r1、r2以及r3可以描述第二拐角主表面54的部分的曲率，诸如仅表面的中心处的曲率。第一拐角主表面52具有凹形形状。第一拐角主表面52可以在纵向轴线L上的对应位置处具有与第二拐角主表面54不同的曲率半径，例如，第一拐角主表面可以具有更大的曲率半径。第一拐角主表面52和第二拐角主表面54可以具有扭曲形状，例如以依随风力涡轮机叶片的扭曲形状。

图7是说明风力涡轮机叶片的示例性叶片壳区段70（诸如，图3-4的风力涡轮机叶片10的叶片壳区段70）的示意图。叶片壳区段70包括：第一层压层80；芯层，其包括第一芯元件82、拐角芯元件50和第二芯元件84；以及第二层压层86。

第一芯元件82具有第一初级芯表面83a和与第一初级芯表面83a相对的第一二级芯表面83b、第一初级芯表面83a与第一二级芯表面83b之间的第一初级芯侧向面（未示出）以及第一初级芯表面83a与第一二级芯表面83b之间的第一二级芯侧向面87。拐角芯元件50和第一芯元件82布置成使得第一拐角侧向面58a邻接第一二级芯侧向面87。

第二芯元件84具有第二初级芯表面85a和与第二初级芯表面85a相对的第二二级芯表面85b、第二初级芯表面85a与第二二级芯表面85b之间的第二初级芯侧向面88以及第二初级芯表面85a与第二二级芯表面85b之间的第二二级芯侧向面（未示出）。拐角芯元件50和第二芯元件84布置成使得第二拐角侧向面58b邻接第二初级芯侧向面88。

第一层压层80、芯层以及第二层压层86可以例如通过利用真空辅助树脂转移模制（VARTM）来灌注树脂而固结。叶片壳区段70可以在模具中制造为叶片壳部分24、26的部分。

第一芯元件82、拐角芯元件50以及第二芯元件84可以为芯材料，诸如膨胀聚合物泡沫或轻木木材的轻质材料。在其中拐角芯元件50和芯元件82、84的材料不同的情况下，材料应当在刚度、密度以及强度的方面具有类似性质。

第一芯元件82和第二芯元件84可以固定到拐角芯元件50。它们可以例如通过提供使拐角芯元件50和芯元件82、84连接的塑料钉来机械地固定。备选地，它们可以例如通过将粘附剂施加于拐角芯元件50与芯元件82、84之间来化学地固定，或粘附带可以跨过从一个元件到另一个元件的过渡部施加。

尽管未说明，但叶片壳区段70可以包括仅一个芯元件，诸如仅成型轮廓壳区段45中的芯元件或仅平背壳区段44中的芯元件。在其中叶片壳区段仅包括一个芯元件的情况下，第一或第二拐角侧向面拐角芯元件可以渐缩。备选地，第一拐角侧向面58a和/或第二拐角侧向面58b和第一拐角主表面52可以构成相同的表面。

图8是说明叶片壳区段70的部分（诸如，图7的叶片壳区段70的部分）的示意图。图8是沿着纵向轴线L在例如第一纵向端56a、第二纵向端56b或第一纵向端56a与第二纵向端56b之间的位置处截取的横截面。第一拐角侧向面58a在第一拐角主表面52与第二拐角主表面54之间具有第一拐角侧向面高度T1。第二拐角侧向面58b在第一拐角主表面52与第二拐角主表面54之间具有第二拐角侧向面高度T2。第一拐角侧向面高度T1可以大于第二拐角侧向面高度T2。第一拐角侧向面高度T1可以对应于第一芯元件82的厚度，并且，第二拐角侧向面高度T2可以对应于第二芯元件84的厚度，使得从拐角芯元件50到第一芯元件82和第二芯元件84的过渡部是平滑的。

图9是说明风力涡轮机叶片的示例性叶片壳区段（诸如，图3-4的风力涡轮机叶片10的叶片壳区段）的示意图。风力涡轮机叶片部分包括成型轮廓壳区段45，成型轮廓壳区段45可以构成第二叶片壳部分26和平背壳区段44的部分。成型轮廓壳区段45和平背壳区段44可以构成第二叶片壳26和/或第二叶片部件92的部分。备选地，成型轮廓壳区段45和平背壳区段44可以构成第一叶片壳24和/或第一叶片部件90的部分。成型轮廓壳区段45和平背壳区段44包括夹层壳结构，夹层壳结构包括第一层压层80和芯层以及第二层压层86。芯层包括第一芯元件82、拐角芯元件50以及第二芯元件84。

拐角芯元件50可以布置于风力涡轮机叶片中，使得第一纵向端56a接近风力涡轮机叶片的根部，并且，第二纵向端56b接近风力涡轮机叶片的末梢。

拐角芯元件50可以包括多个部分，诸如第一部分50’和第二部分50’’。第一部分50’和第二部分50’’可以沿着纵向轴线L串联地布置。

对于图5-9中的拐角芯元件的第一拐角侧向面高度和第二拐角侧向面高度不应当被解释成仅限于如所说明的高度。例如，第一拐角侧向面高度可以大于第二拐角侧向面高度，或所述高度可以是相同的。

尽管未说明，但叶片壳区段70可以包括仅一个芯元件，诸如仅成型轮廓壳区段45中的芯元件或仅平背壳区段44中的芯元件。

参考符号列表

2 风力涡轮机

4 塔架

6 机舱

8 毂

10 叶片

12 叶片部分

14 叶片末梢

15 末梢端

16 叶片根部

17 根部端

18 前缘

20 后缘

24 第一叶片壳部分（压力侧，逆风）

25 压力侧的前部分

26 第二叶片壳部分（吸力侧，顺风）

27 吸力侧的前部分

28 粘合线/胶接接头

30 根部区域

32 过渡区域

34 翼型区域

38 弦

40 肩部

42 抗剪腹板或翼梁侧

44 平背壳区段

45 成型轮廓壳区段

46 第一壳位置

48 第二壳位置

50 拐角芯元件

50’ 拐角芯元件的第一部分

50’’ 拐角芯元件的第二部分

52 第一拐角主表面

54 第二拐角主表面

56a 第一纵向端

56b 第二纵向端

58a 第一拐角侧向面

58b 第二拐角侧向面

60 第一拐角侧向面高度

62 第二拐角侧向面高度

70 叶片壳区段

74 第一翼梁帽

76 第二翼梁帽

80 第一层压层

82 第一芯元件

83a 第一初级芯表面

83b 第一二级芯表面

84 第二芯元件

85a 第二初级芯表面

85b 第二二级芯表面

86 第二层压层

87 第一二级芯侧向面

88 第二初级芯侧向面

90 第一叶片部件

92 第二叶片部件

100 第一接触区

110 第二接触区

T1 第一拐角侧向面高度

T2 第二拐角侧向面高度

P1 第一位置

P2 第二位置

P11 第一壳区段位置

P12 第二壳区段位置

L 纵向轴线

L1 第一纵向位置

L2 第二纵向位置

L3 第三纵向位置

r1 第一曲率半径

r2 第二曲率半径

r3 第三曲率半径

Claims (18)

1.一种风力涡轮机叶片的叶片壳区段，诸如具有平背区段的风力涡轮机叶片的叶片壳区段，所述叶片壳区段从第一壳区段位置沿纵向方向延伸到第二壳区段位置，所述叶片壳区段包括形成所述叶片壳区段的外表面的第一层压层和形成所述叶片壳区段的内表面的第二层压层，

所述叶片壳区段还包括：

·第一壳区段，其包括第一芯元件，所述第一芯元件具有第一初级芯表面和与所述第一芯表面相对的第一二级芯表面、所述第一初级芯表面与所述第一二级芯表面之间的第一初级芯侧向面以及所述第一初级芯表面与所述第一二级芯表面之间的第一二级芯侧向面，所述第一二级芯侧向面与所述第一初级芯侧向面侧向地间隔且相对，

·第二壳区段，

·所述第一壳区段与所述第二区段之间的拐角壳区段，所述拐角壳区段包括拐角芯元件，所述拐角芯元件是在第一纵向端与第二纵向端之间沿纵向方向延伸的长形元件，并且具有：

o第一拐角主表面和与所述第一拐角主表面相对的第二拐角主表面，

o第一拐角端面和与所述第一拐角端面相对的第二拐角端面，

o所述第一拐角主表面与所述第二拐角主表面之间的第一拐角侧向面，和所述第一拐角主表面与第二拐角主表面之间的第二拐角侧向面，所述第二拐角侧向面与所述第一拐角侧向面侧向地间隔且相对，所述第一拐角侧向面具有第一拐角侧向面高度，所述第二拐角侧向面具有第二拐角侧向面高度，

其中，所述拐角芯元件和所述第一芯元件布置成使得所述第一拐角侧向面邻接所述第一二级芯侧向面。

2.根据权利要求1所述的叶片壳区段，其中，所述拐角芯元件和所述第一芯元件由诸如膨胀聚合物泡沫材料或轻木木材之类的芯材料制成。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的叶片壳区段，其中，所述第一主表面具有凹形形状，并且，所述第二主表面具有凸形形状。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的叶片壳区段，其中，所述第二拐角主表面在接近所述第一纵向端的第一位置处具有第一曲率半径。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的叶片壳区段，包括第二芯元件，所述第二芯元件具有第二初级芯表面和与所述第二芯表面相对的第二二级芯表面、所述第二初级芯表面与所述第二二级芯表面之间的第二初级芯侧向面以及所述第二初级芯表面与所述第二二级芯表面之间的第二二级芯侧向面，所述第二二级芯侧向面与所述第二初级芯侧向面侧向地间隔且相对，

其中，所述拐角芯元件和所述第二芯元件布置成使得所述第二拐角侧向面邻接所述第二初级芯侧向面。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的叶片壳区段，其中，所述第一芯元件和所述第二芯元件固定到所述拐角芯元件，其中，使所述第一芯元件和所述第二芯元件固定到所述拐角芯元件包括例如通过提供使所述拐角芯元件和所述芯元件连接的塑料钉来机械地固定或例如通过将粘附剂施加于所述拐角芯元件与所述芯元件之间来化学地固定。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的叶片壳区段，其中，所述第一壳区段形成成型轮廓壳区段的部分，并且其中，所述第二壳区段形成平背壳区段的部分。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的叶片壳区段，其中，所述第一拐角侧向面的所述第一拐角侧向面高度在5-100 mm之间，诸如45-55 mm之间，诸如大约50 mm。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的叶片壳区段，其中，所述第二拐角侧向面的所述第二拐角侧向面高度在5-100 mm之间，诸如大约10 mm。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的叶片壳区段，其中，所述第二拐角主表面在接近所述第二纵向端的第二位置处具有第二曲率半径，其中，所述第一曲率半径大于所述第二曲率半径。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的叶片壳区段，包括沿所述拐角芯元件的所述纵向方向串联地布置的多个拐角芯部分。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的叶片壳区段，其中，所述拐角芯元件的所述第一拐角主表面与所述第一芯元件的所述第一初级芯表面和所述第二芯元件的第二初级芯表面齐平，并且其中，所述拐角芯元件的所述第二拐角主表面与所述第一芯元件的第一二级芯表面和所述第二芯元件的第二二级芯表面齐平。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的叶片壳区段，其中，所述第一壳区段和/或所述第二壳区段和/或所述拐角壳区段夹在所述第一层压层与所述第二层压层之间。

14.一种叶片壳部分，其从根部端沿着纵向轴线延伸到末梢端，并且包括根部区域、过渡区域以及翼型区域，所述叶片壳部分包括夹层结构，所述夹层结构包括内层压件、芯以及外层压件，所述叶片壳部分还包括：

·根据权利要求1-13中的任一项所述的叶片壳区段，其中，所述第一壳区段端与所述第二壳区段端之间的距离构成所述叶片壳部分的长度的20-60%，诸如对于所述叶片壳部分的所述长度的35-45%，诸如所述叶片壳部分的所述长度的40%，并且其中，所述叶片壳区段布置成接近所述叶片壳部分的所述根部区域。

15.根据权利要求14所述的叶片壳部分，其中，所述叶片壳区段布置成使得所述第一纵向端接近所述叶片壳部分的所述根部端，并且，所述第二纵向端接近所述叶片壳部分的所述末梢端。

16.一种风力涡轮机叶片，其从根部端沿着纵向轴线延伸到末梢端，并且包括根部区域、过渡区域以及翼型区域，所述风力涡轮机叶片包括夹层结构，所述夹层结构包括内层压件、芯以及外层压件，所述风力涡轮机叶片还包括：

·第一叶片壳部分，诸如压力侧壳部分，

·第二叶片壳部分，诸如吸力侧壳部分，

所述第一叶片壳部分和所述第二叶片壳部分沿着前缘接头并且沿着后缘接头联结，并且

其中，所述第一叶片壳部分或所述第二叶片壳部分包括根据权利要求1-13中的任一项所述的叶片壳区段。

17.根据权利要求16所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一壳区段端与所述第二壳区段端之间的距离构成所述风力涡轮机叶片的所述长度的20-60%，诸如所述风力涡轮机叶片的所述长度的35-45%，诸如所述风力涡轮机叶片的所述长度的40%，并且其中，所述叶片壳区段布置成接近所述风力涡轮机叶片的所述根部区域。

18.根据权利要求16-17中的任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述叶片壳区段布置成使得所述第一纵向端接近所述风力涡轮机叶片的所述根部端，并且，所述第二纵向端接近所述风力涡轮机叶片的所述末梢端。

Images