风力涡轮、转子叶片、叶片根部、根部衬套及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于风力涡轮转子叶片的叶片根部的根部衬套、叶片根部、风力涡轮转子叶片、风力涡轮、以及用于制造根部衬套的方法。
【背景技术】
[0002]现代风力涡轮转子叶片由纤维增强塑料制成。转子叶片通常包括具有倒圆前缘和尖锐后缘的翼型。转子叶片借助其叶片根部被连接到风力涡轮的轮毂。叶片根部包括多个根部衬套。根部衬套可设置有内螺纹。螺栓接合这些螺纹以将叶片根部连接到轮毂。EP I486 415 Al描述了这种根部衬套。轮毂与根部衬套之间的连接暴露于诸如雨水和泥土的环境影响下，且因此会腐蚀。
【发明内容】
[0003]本发明的一个目的在于提供一种用于风力涡轮转子叶片的叶片根部的改进根部衬套。
[0004]因此，提供一种用于风力涡轮转子叶片的叶片根部的根部衬套，其包括衬套本体和防腐蚀层，其中该防腐蚀层被设置在衬套本体的表面上，且其中，该防腐蚀层在冷作成形工艺中被施加到该表面上。
[0005]具体地，防腐蚀层被提供至衬套本体的前表面或远端表面。衬套本体优选地由“球墨铸铁”制成。该材料由于其球墨内含物而高度抗冲击并且抗疲劳。一种类型的该材料是所谓的ADI (奥贝球铁)，其中该材料的金相结构通过复杂的热处理工艺被操纵。根部衬套的有利之处是，由于防腐蚀层在冷作成形工艺中被施加的事实，防腐蚀层的施加不会由于加热该材料而影响球铁的机械属性。衬套本体可具有环形、矩形、圆形、六边形和星形形状的几何构型等。
[0006]根据一个实施例，所述衬套本体和所述防腐蚀层由不同材料制成。优选地，所述衬套本体包括球墨铸铁，所述防腐蚀层包括诸如锌的防腐蚀材料。因此，防止了衬套本体且尤其防止了球墨铸铁受腐蚀。
[0007]根据另一实施例，防腐蚀层是金属片材或箔。金属片材或箔可设置有非常均匀的厚度。因此，防腐蚀层被设置得十分均匀并且具有均匀的厚度。这提高了叶片根部与轮毂之间的连接的可靠性和耐用性。防腐蚀层可以均匀片材或预铸形状的形式被提供。
[0008]根据另一实施例，防腐蚀层被设置在衬套本体的表面、外壁和/或内壁上。衬套本体优选地设置有中心孔。该中心孔可设置有防腐蚀材料的均匀且一致的层。与此相比，施加喷涂或热电镀防腐蚀涂层在相对小的孔(例如，衬套本体的中心孔)中是非常困难的。
[0009]根据另一实施例，衬套本体由含铁的材料制成。该材料具有高的抗冲击和抗疲劳性能。
[0010]此外，提供了包括这种根部衬套的风力涡轮转子叶片的叶片根部。该叶片根部优选地包括可设置成圆形图案的多个根部衬套。
[0011]此外，提供一种风力涡轮转子叶片，其包括这种根部衬套和/或这种叶片根部。
[0012]此外，提供一种风力涡轮，其包括这种根部衬套、这种叶片根部、和/或这种风力涡轮转子叶片。
[0013]此外，提供一种制造用于风力涡轮转子的叶片根部的根部衬套的方法。该方法包括以下步骤:
a)提供衬套本体；
b)提供防腐蚀层；以及
c)在冷作成形工艺中将防腐蚀层施加到衬套本体的表面上。
[0014]根据一个实施例，防腐蚀层以金属片材或箔的形式被提供。
[0015]根据另一实施例，防腐蚀层以具有中心孔的圆盘的形式被提供。在将防腐蚀层施加到该表面期间，防腐蚀层的材料塑性变形并且不可释放地附接到衬套本体的表面上。
[0016]根据另一实施例，防腐蚀层被施加到衬套本体的表面、外壁和/或内壁上。
[0017]根据另一实施例，防腐蚀层借助于打孔器被施加到衬套本体的表面上。穿孔器或打孔器优选地具有内销和围绕该内销的外环。销和环优选地同轴地设置。具体地，环突出超过所述销。
[0018]根据另一实施例，当施加防腐蚀层时，打孔器与衬套本体的中心孔啮合。因此，中心孔或内壁可覆盖有防腐蚀层。
[0019]根据另一实施例，当施加防腐蚀层时，打孔器与衬套本体的外壁啮合。因此，外壁可覆盖有防腐蚀层。
[0020]“风力涡轮”当前指代将风的动能转换为旋转能量的设备，该旋转能量可通过该设备再次转换为电能。
[0021]本发明的其他可能实施方式或替代性方案还可包括针对实施例在上文或下文描述的特征的在本文未被明确地提及的组合。本领域技术人员还可将单独或孤立的方面和特征添加到本发明的最基本形式中。
【附图说明】
[0022]从后续说明和所附权利要求书结合附图将显而易见到本发明的其他实施例、特征和优势，在附图中:
图1是根据一个实施例的风力涡轮的透视图；
图2是根据一个实施例的风力涡轮转子叶片的透视图；
图3是根据图2的风力涡轮转子叶片的端视图；
图4是用于根据图2的风力涡轮转子叶片的根部的根部衬套的截面图；
图5是根据图4的根部衬套的另一截面图；以及
图6示出了用于制造风力涡轮转子叶片的叶片根部的根部衬套的方法的实施例的框图。
[0023]附图标记列表
1风力涡轮
2转子
3机舱 4塔架
5叶片
6轮毂
7部分
8叶片根部
9根部衬套
10衬套本体
11孔
12壁
13壁
14表面
15防腐蚀层
16孔
17打孔器
18箭头
19箭头
20销
21环
51方法步骤
52方法步骤
53方法步骤。
【具体实施方式】
[0024]在附图中，相同的附图标记指代相同或功能上等效的元件，除非另有说明。
[0025]图1示出了根据一个实施例的风力涡轮I。
[0026]风力涡轮I包括连接到设置在机舱3内侧的发电机(未示出)上的转子2。机舱3被设置在风力涡轮I的塔架4的上端处。
[0027]转子2包括三个叶片5。叶片5被连接到风力涡轮I的轮毂6。这类转子2可具有范围在例如从30米至160米的范围内的直径。叶片5经受高风力负载。与此同时，叶片5需要是轻质的。出于这些原因，现代风力涡轮I中的叶片5由纤维增强复合材料制造成。在本文中，玻璃纤维出于成本原因通常是优于碳纤维的。通常，使用呈单向纤维垫形式的玻璃纤维。
[0028]图2示出了根据一个实施例的叶片5。
[0029]叶片5包括:空气动力学设计的部分7，其被成形以便实现风能的最佳利用；以及用于将叶片5连接到轮毂6的叶片根部8。叶片5可以借助于螺栓固定到轮毂6。
[0030]图3示出了叶片根部8的端视图。
[0031]叶片根部8包括多个根部衬套9，其用于将叶片5可释放地连接到轮毂6。根部衬套9被嵌入到叶片根部8中，使得螺栓(未示出)能够被螺接到根部衬套9的内螺纹中，以用于与其牢固但可释放的接合。根部衬套9的数量是任意的。在图3中，仅示出了三个根部衬套9。
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