专利名称：在风力涡轮机翼梁中的优质纤维材料使用的优化的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及风力涡轮机叶片设计。
背景技术：
风力涡轮机叶片包括壳体和其它结构部件，所述其它结构部件可以在叶片的基部或根部附近最厚。这些部件在叶片中点附近的区域和越过叶片中点的区域中的重量成为减小叶片自重力矩的关键因素，而这些部件在叶片根部附近的重量较不重要。使用具有高刚度重量比或强度重量比的优质材料能够减小这些部件的重量，并且会显著地提高叶片的性能。然而，这些优质材料比其它材料贵。对这些优质材料的使用的优化会显著地节约成分以及提供较好的机械性能。借助于材料过渡区将优质纤维的板层(plies)连结到其它材料，可以仅在外部叶片中使用优质材料。这种材料过渡区难以构建到外侧叶片分段(section)的有限内部体积中，这是由于在材料重叠区域中需要额外的厚度以过渡工作应变并且克服来自起始材料层和结束材料层的应力集中源。
发明内容
在一个方面中，提供一种风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片包括叶片壳体和至少部分地位于所述叶片壳体内的主翼梁，该主翼梁包括第一翼梁帽(spar cap)、第二翼梁帽和在第一翼梁帽和第二翼梁帽之间延伸的至少一个抗剪腹板，其中第一翼梁帽包括 第一部件，所述第一部件包括第一材料，其中第一部件在沿着叶片壳体的至少一半长度延伸的翼梁帽的分段上具有基本恒定的厚度；和第二部件，所述第二部件定位成与第一部件相邻并且包括第二材料，其中第二材料与第一材料不同。在另一方面中，提供一种风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片包括叶片壳体和至少部分地位于所述叶片壳体内的主翼梁，该主翼梁包括第一翼梁帽、第二翼梁帽和在第一翼梁帽和第二翼梁帽之间延伸的至少一个抗剪腹板，其中第一翼梁帽包括第一部件，所述第一部件包括第一材料；和第二部件，所述第二部件包括第二材料，第二材料与第一材料不同，其中第一部件包括多个第一材料板层，所述多个第一材料板层至少在叶片的内侧区域中的第一点和位于远离第一点超过叶片长度的50%处的第二点之间延伸。在又一个方面中，提供一种翼梁，所述翼梁包括第一翼梁帽、第二翼梁帽和在第一翼梁帽的内表面与第二翼梁帽的内表面之间延伸的至少一个抗剪腹板，其中第一翼梁帽包括第一部件，所述第一部件包括恒定厚度的分段，所述恒定厚度的分段具有基本恒定厚度的第一材料；和第二部件，所述第二部件具有在第二部件的长度上变化的厚度，其中第一部件的基本恒定厚度的分段的长度大于第二部件的长度。
图1是包括三个风力涡轮机叶片的风力涡轮机的立体4
图2是风力涡轮机叶片的俯视平面图；图3是图2的风力涡轮机叶片的剖视图；图4是可替代的风力涡轮机叶片的剖视图，其中主翼梁包括两个抗剪腹板；图5是示例性的翼梁结构的侧视图，其中翼梁帽主要由单种类型的材料形成；图6是另一个示例性的翼梁结构的侧视图，其中翼梁帽由优质材料和其它材料的混合物形成；以及图7是图5的示例性的翼梁结构的俯视图。
具体实施例方式图1绘制出示例性的风力涡轮机10，所述风力涡轮机10包括三个风力涡轮机叶片 100，所述三个风力涡轮机叶片100从安装在塔40上的风力涡轮机毂30径向地延伸。风力涡轮机沿着方向20旋转，以便使叶片100的前缘110和后缘120如图1中所示定向。图2是图1的示例性的风力涡轮机叶片100的俯视平面图。叶片的弦长是在扭曲面内从前缘110开始测量到后缘120，所述扭曲面的外部部分位于叶片100在全功率设置中的旋转平面附近。该弦长最初随着与叶片根部130相距的距离增大而增大，直到达到最大弦长150为止，并且继而朝向叶片的尖端140减小。典型的现代风力涡轮机叶片的外表面(在本文中也称为壳体)包括内壳板 (skin)、外壳板和稳定的芯部。典型地，这些壳板从叶片的前缘或鼻部延伸到叶片的后缘或尾部，以便最小化或者避免在中间点处切割或者连结织物的需要，从而简化叶片的构造。对于非常大的叶片而言，可能难以得到从鼻部延伸到尾部的足够宽的织物，从而需要连结织物分段，但是典型地最小化这些连结部。因此，这些壳板典型地沿着其长度提供恒定的机械性能，例如壳板的剪切模量。图3是沿着图2的线3-3得到的图2的叶片100的示例性剖视图。叶片100包括上壳体160a和下壳体160b以及位于上下壳体之间的内部加强结构，所述内部加强结构包括翼梁帽170a和170b以及抗剪腹板172。如上所述，壳体160a和160b是复合结构。特别地，壳体160a包括外壳板162a、内壳板16 和位于外壳板和内壳板之间的芯部166a。外壳板16 和内壳板16 可以包括具有适当厚度的玻璃纤维或其它适当的材料。外壳板16 和内壳板16 的特定厚度和性能可以在多种实施例中显著地改变。在本文中称为翼梁或主翼梁的内部加强结构包括一对翼梁帽170a和170b，所述一对翼梁帽170a和170b与上下壳体的内壳板16 和164b相邻地延伸并且延伸了壳体的部分弦长；和抗剪腹板172，所述抗剪腹板172在翼梁帽170a和170b之间延伸。在所示的实施例中，翼梁帽170a和170b布置在壳体的内壳板和外壳板之间与芯部的分段相邻。在该实施例中，壳板可以在翼梁帽和芯部分段上方形成以形成壳体160a和160b，并且壳体可以继而被组装以形成叶片。然而，在可替代的实施例中，可以形成没有翼梁帽的壳体，以便使内壳板与外壳板接触，从而在芯部分段之间留有稍后可以放置翼梁帽的空隙。在所示的实施例中，单抗剪腹板172在翼梁帽170a和170b之间延伸以形成基本 I形梁结构。在某些实施例中，抗剪腹板172以及翼梁帽170a和170b中的某些或全部包括诸如碳纤维的高性能材料，尽管这些结构件可以在结构件内的不同的位置处包括多种材料。
在可替代的实施例中，涡轮机叶片可以包括多于一个的抗剪腹板，所述多于一个的抗剪腹板在上下翼梁帽之间延伸以形成可以提供额外刚度的大致盒状的翼梁，并且本文所述的实施例能够与这种结构一起使用。图4示出风力涡轮机叶片200的可替代的实施例，其中，主翼梁290包括两个翼梁帽270a和270b，所述两个翼梁帽270a和270b与上壳体^Oa和下壳体^Ob的内壳板和相邻地延伸。第一抗剪腹板27 在上翼梁帽270a的前缘和下翼梁帽270b的前缘之间延伸，并且第二抗剪腹板272b在上翼梁帽270a 的后缘和下翼梁帽270b的后缘之间延伸。因此，翼梁290具有基本盒状的横截面。在可替代的实施例中，抗剪腹板可以不从翼梁帽的前缘和后缘延伸，而是在沿着翼梁四0的弦向宽度的一个或多个位置处从较靠近翼梁帽270a和270b的中心的位置延伸。双抗剪腹板翼梁可以提供额外的刚度，而在以上图3中所示的单抗剪腹板可以提供诸如降低的扭转阻力的机械特性，这在某些实施例中是有利的，例如当涡轮机叶片利用掠扭联接(swe印-twist coupling)来提高性能时。涡轮机叶片100在安装到涡轮机上时会受到多种载荷。动力产生转矩、拖曳力和重力可以主要作用在旋转平面内，从而使蜗轮机叶片受到平面内的弯曲，也称为沿边弯曲 (edgewise bending) 0该沿边弯曲将产生典型地沿着旋转方向(例如图2中由102所指示的方向)的变形，由此导致叶片沿着前向方向弯曲或扫掠(swe印)。动力产生转矩大体上控制空气阻力，并且当叶片旋转时重力净效应将平均为零。抗沿边弯曲的阻力大体上由叶片的壳体结构提供。涡轮机叶片也会受到在旋转平面外起作用的载荷，例如作用在叶片的面向表面 (facing surface)上的风力，以及由空气流过叶片所产生的提升力。这些力将产生涡轮机叶片在旋转平面外的例如沿着图3中的方向104的襟翼方向弯曲(flapwise bending)。抗襟翼方向弯曲的阻力大体上通过由抗剪腹板172和翼梁帽170a和170b所形成的梁结构提供，尽管某些剪切力由鼻部和后缘路径所承载。在操作下，叶片可以受到近似为倒三角载荷的载荷，在叶片根部处具有零推力，并且在尖端处具有最大推力。可以通过使叶片在根部外侧的部分处较薄来提高叶片的空气动力效率，这是由于外侧分段行进时的线速度大于与根部较靠近的分段的线速度。然而，翼型较薄会减小叶片的强度和刚度，这既是因为减小了翼梁的尺寸从而影响翼梁的惯性力矩， 又是因为用于翼梁帽中的材料的空间会随着叶片尺寸的减小而减小。叶片受到最高应变的部分将依据叶片的特定设计和负载条件而改变，然而，最高应变典型地在叶片约2/3跨距至3/4跨距的区域中的分段处在承受载荷时出现。因为该最大应变区域典型地位于远离叶片根部的较大距离处，所以该区域中的额外重量将对叶片的性能有显著的影响。相反地，虽然在叶片的靠近根部的分段中的载荷会非常高，但是可以增加材料的厚度来进行补偿，并且叶片与根部相邻的部分中的额外重量对叶片的机械性能将没有那么大的影响。图5绘制出示例性的翼梁390的侧视图，所述翼梁390包括上翼梁帽370a、下翼梁帽370b以及在上翼梁帽370a和下翼梁帽370b之间延伸的抗剪腹板372。用虚线示出叶片300的外部壳体。如可以看到，翼梁帽370a和370b的厚度典型地沿着翼梁帽的长度随着从叶片根部向外的距离增大而减小，从叶片根部处的最初较厚的区域开始，向叶片尖端附近的较薄区域渐缩。在叶片的根部端部处，翼梁帽370a和370b可以包括根部集积部(buildup) M0，在所述根部集积部MO中翼梁帽的厚度显著增大以允许根部经由T形螺栓或其它适当的固定结构固定到涡轮机毂。因为固定结构可以产生应力集中区域，所以较厚的根部集积部MO防止相应的应变增大超过期望的水平。在正尖端处，翼梁帽370a和370b可以在叶片的端部之前终止，从而仅让叶片壳体在叶片的尖端处提供必要的刚度。因为应变会在叶片的尖端附近显著减小，并且壳体可以提供足够的刚度以抵抗尖端处的机械失效，所以上述构造是可能的。也可以看到的是，在所示的实施例中，翼梁帽370a和370b的外表面以大致线性的形式朝向尖端渐缩，由于叶片壳体的厚度在叶片的长度上变化最小，因此所述翼梁帽370a和370b的外表面与叶片壳体的外表面基本平行地延伸。在某些实施例中，翼梁帽的内表面也可以以大致线性的形式渐缩， 但是也可以遵循弯曲路径或其他非线性路径，如图所示。因为翼梁帽的内部面向表面的形状不决定叶片外表面的形状，所以厚度可以以非线性的形式渐缩，以在沿着翼梁390的每个位置处提供期望的刚度量而没有改变叶片的空气动力轮廓。在某些实施例中，翼梁帽可以在翼梁帽的长度上由单种材料制成。在特定的实施例中，翼梁帽可以包括诸如玻璃纤维的材料，所述材料的刚度重量比或强度重量比会要求在外侧区域中包含额外的材料以提供期望的强度。在其它实施例中，可以使用具有较高刚度或强度比的材料，并且翼梁帽可以相应地制得较薄，从而减少翼型的外侧分段的重量和厚度。具有高于玻璃纤维的强度重量比和刚度重量比的材料的示例包括碳纤维、S-玻璃和木料/环氧树脂/碳。术语优质材料在本文中用于指可以具有期望的机械性能的材料，例如增大的刚度、强度、或刚度重量比或强度重量比。使用具有较高刚度重量比或强度重量比的优质材料会增加这种叶片的生产成本。 因为可以具有更期望的机械性能的某些材料会更昂贵，所以会增加生产成本。另外，因为在加工这些材料所需要的制造工艺和经验中具有额外的复杂性，所以这些材料会更加难以使用。因为在使用优质材料中会出现成本增加，所以从使用这种材料作为翼梁帽中的单种材料或主要材料所获得的优点由于多种原因不能负担成本。例如，使用优质材料以在叶片的靠近根部的内侧分段中提供较厚的翼梁帽，这样将允许减小叶片的总重量。然而，如上所述，在叶片的靠近根部的内侧分段的额外重量不及较远外侧处的额外重量那么显著地影响叶片的机械性能，而形成较厚的翼梁帽分段所需要的优质材料的量会非常昂贵。另外，优质材料频繁地以平片或板层的形式提供，并且厚度显著变化的分段的形成会需要切割多个板层以形成期望的形状。因为对刚度重量比或强度重量比进行优化的关键区域位于叶片的外侧分段中，所以叶片的某些实施例包括的翼梁帽在内侧分段中使用玻璃纤维或其它较便宜和/或较重的材料，而在外侧分段中使用碳纤维或其它优质材料。然而，该实施例将沿着翼梁帽的长度在不同的材料之间需要界面。这些界面典型地引入根部和优质材料二者的板层降落(ply drop)，并且诸如碳纤维的某些优质材料的性能可以由于板层降落受到显著地影响，尤其当纤维处于压缩而不是张紧中时。这些板层降落也是由疲劳导致的潜在失效点。图6示出可替代的翼梁490，所述翼梁490包括优质材料和另一种材料二者，并且所述翼梁490以优化优质材料使用的方式如此优化。翼梁490包括上翼梁帽470a，所述上翼梁帽470a包括由优质材料形成的外部分段49 和由另一种材料形成的内部分段49如。 在某些实施例中，外部分段49 可以包括碳纤维，而内部分段49 可以包括玻璃纤维，尽管也可以使用多种的可替代材料。外部分段49 的厚度在外部分段49 的恒定厚度的分段510上保持基本恒定，所述恒定厚度的分段510可以从根部或靠近根部的位置越过叶片受到峰值应变的点延伸到叶片的外侧分段。在某些实施例中，恒定厚度的分段510可以延伸超过叶片长度的大致66%，在其它实施例中可以延伸超过叶片长度的75%，并且在又一些其它实施例中可以延伸超过叶片长度的80 %、85 %、或90 %。内部部分49 的厚度在叶片根部附近最大，并且在叶片的外侧分段中减小。在所示的实施例中，内部部分49 在外部分段49 终止之前终止，以便使在翼梁帽470a的外部区域中的翼梁帽的分段主要地或者全部地由优质材料构成，不论什么样的结合剂或粘结剂都可以用于构造翼梁帽。翼梁帽470a的外部分段49 的恒定厚度的分段510包括优质材料的板层，所述优质材料的板层在该分段的整个长度或基本整个长度上延伸。因为外部分段49 的分段 510具有基本恒定的厚度，所以该分段的全部或大部分可以由在分段510的整个长度或基本整个长度上延伸的优质材料的板层形成。通过避免板层降落，外部分段49 的性能对于给定量的优质纤维可以进行优化，这是因为外部分段492将较好地尤其进行张紧、压缩和疲劳。翼梁帽仅一部分是优质材料并且具有减小的厚度，该事实在翼梁帽的制造期间较容易进行较高质量的控制，由此进一步提高翼梁帽的总体性能。在其它实施例中，翼梁帽的优质材料分段可以在分开模制操作中制成，以进一步最大化制造利益。如上所述，优质材料在翼梁帽的最外部分上的放置，这将其距襟翼方向中立弯曲面尽可能远地放置，从而最大化由翼梁帽的最外部分给予的强度和刚度。然而，如果优质材料分段位于翼梁帽内的其它材料中的某些或全部的内部，则仍可以实现显著的优点。因为分段510延伸越过叶片中的出现尖峰应变的点，所以优质材料提供在叶片的较薄外部分段中所需要的额外刚度，同时最小化重量的增加。因此，由于外侧叶片分段的重量较轻，提供了较好的叶片机械性能。内部分段49 中的额外材料提供期望的额外强度和刚度，并且使用额外的材料所增加的额外重量将对叶片性能没有显著的影响，就好像在外侧分段中增加重量一样。翼梁490的外部分段49 可以包括外部分段520，在所述外部分段520处翼梁帽的厚度通过降低板层来减小。这可以通过从最外或最内板层开始降低板层来实现，但是也可以通过降低外部分段49 的内部中的板层来实现。叶片400 (用虚线示出其外部壳体) 可以延伸越过翼梁490，以便使叶片的尖端分段530不包括诸如翼梁490的内部支撑构件。翼梁490还包括抗剪腹板472以及下翼梁帽470b，所述下翼梁帽470b在所示实施例中包括与上翼梁帽470a基本对应的结构。在图6中所示的特定实施例中，下翼梁帽470b 的外部分段492b的厚度与上翼梁帽470a的外部分段49 的厚度基本相同，并且下翼梁帽 470b的内部分段494b的形状与上翼梁帽470a的内部分段49 的形状基本相同。图7是图6的翼梁490的俯视图。可以看到的是，所示实施例中的上翼梁帽470a 包括基本恒定宽度的分段阳0 ；和在叶片的外半部附近的分段560，其中上翼梁帽的宽度向内渐缩。翼梁帽470a的上部分段49 由此可以在上部分段49 的大部分长度上具有恒定宽度的分段。在某些实施例中，恒定宽度的分段可以延伸到从根部开始的叶片长度的至少50%和75%之间的点，并且在特定的实施例中可以延伸到从根部开始的叶片长度的大致65%的点。恒定宽度的翼梁帽的使用可以通过减少切割和材料搬运具有成本上的优势，并且优质材料的恒定渐缩的分段可以减小对于给定量的优质材料而言的废弃料。在所示的实施例中，上翼梁帽470a的内部分段494a(图7中未示出)不延伸越过上翼梁帽的外部分段的边缘，但是在其它实施例(未示出)中，翼梁帽的总宽度可以通过加宽上翼梁帽的内部部分而在根部附近增大。在该实施例中，翼梁帽的内部部分可以延伸越过翼梁帽的外部部分的侧部，并且由此可以沿着翼梁帽的上部部分的侧部与上叶片壳体直接接触。在其它实施例中，上翼梁帽470a和下翼梁帽470b可以不是对称的。在某些实施例中，上下翼梁帽的内部分段和外部分段中的任一个或二者的厚度和/或形状可以依据预期的加载而改变。例如，翼梁的实施例可以包括具有优质织物的外部分段的上翼梁帽，所述优质织物的外部分段比下翼梁帽中的优质织物的外部分段厚，或者下翼梁帽可以根本不包括优质织物。在其它实施例中，上翼梁帽中的优质织物的恒定厚度的分段可以长于或短于下翼梁帽中的优质织物的恒定厚度的分段。在其它实施例中，可以改变优质织物分段和其它材料在翼梁帽中的相应放置。在某些实施例中，优质织物可以位于其它材料的全部或一部分的内部上，以便使优质织物通过一层其它材料与叶片壳体分开。例如，在某些实施例中，尤其在优质材料部件与翼梁帽或叶片壳体的其余部分分开形成的实施例中，可以在叶片壳体和优质材料部件之间设置一层或多层玻璃纤维或类似的材料。所述一层或多层其它材料可以在优质材料部件和叶片壳板之间提供结构上活动的基床(bedding)以便于相对于叶片壳体的其余部分固定优质材料部件。在表面冲击的情况下，所述一层或多层其它材料也可以为优质材料提供额外的保护。 在某些实施例中，翼梁帽中的其它材料中的大部分或全部可以位于优质材料部件和叶片壳体之间。在该实施例中，优质材料部件可以与翼梁腹板(多个翼梁腹板)的边缘相邻地或甚至接触。此外，虽然以上优质材料部件的实施例的说明已经讨论了基本恒定厚度的分段， 但是可以预料到包含在优质材料部件的基本恒定厚度的分段内或与其相邻的优质材料的某些板层降落，并且落入上述实施例的范围内。通过包含在翼梁帽的分段的长度上延伸的优质材料的板层所实现的优点将不会由于包含不在所述分段的整个长度上延伸的其它材料的区域或优质材料的额外板层而无效，即使在所述分段的整个长度上延伸的优质材料的板层之间布置那些额外的板层或材料区域。因此，需要理解的是，归因于包含该层或板层降落，可以容许优质材料的厚度上的某些变化。在其它实施例中，虽然优质材料的板层在以上某些实施例中描述为从叶片根部附近的分段处开始，但是在叶片的根基和优质材料分段的开端之间的实际距离可以依据给定叶片的设计而变化。特别地，根部集积部通常基本上比在根部集积部之外的翼梁帽厚，而且该厚度可以允许用于将优质材料连结到其它材料，且基本上没有由于增加所述连结所需要的材料重量而影响叶片性能。在其它实施例中，也可以容许越过根部集积部的较厚分段并且用于连结优质材料和其它材料，从而进一步增大叶片的根部和优质材料的开端之间的距
离O可以预料到上述实施例和方法的多种组合。还可以认识到的是，根据实施例，本文所述的任何方法的作用和活动可以以其它顺序执行，可以一起被添加、合并或省去(例如， 对于实施方法而言，并不是所有作用和活动是必要的)，除非文章另外具体地且清楚地阐述以外。虽然以上详细的描述已经示出、描述并且指出应用到各种实施例的新颖特征，但是可以对过程装置的形式和细节进行多种省略、替代和改变。可以得到没有提供本文所阐述的所有特征和优点的某些形式，并且某些特征可以与其它特征分开使用或实施。
权利要求
1.一种风力涡轮机叶片，其包括叶片壳体；和至少部分地位于所述叶片壳体内的主翼梁，所述主翼梁包括第一翼梁帽、第二翼梁帽和在所述第一翼梁帽和所述第二翼梁帽之间延伸的至少一个抗剪腹板，其中，所述第一翼梁帽包括第一部件，所述第一部件包括第一材料，其中所述第一部件在沿着所述叶片壳体的至少一半长度延伸的所述第一翼梁帽的分段上具有基本恒定的厚度；和第二部件，所述第二部件定位成与所述第一部件相邻并且包括第二材料，其中所述第二材料与所述第一材料不同。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一部件的基本恒定厚度的分段包括多个所述第一材料的板层，所述多个第一材料的板层沿着所述基本恒定厚度的分段的长度延伸。
3.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一材料的强度重量比大于所述第二材料的强度重量比。
4.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一材料的刚度重量比大于所述第二材料的刚度重量比。
5.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一翼梁帽的第一部件沿着所述叶片壳体的内表面延伸，并且其中，所述第一部件布置在所述第一翼梁帽的第二部件的至少一部分与所述叶片壳体的内表面之间。
6.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一翼梁帽的第二部件的至少一部分沿着所述叶片壳体的内表面延伸，并且其中，所述第二部件的所述至少一部分布置在所述第一翼梁帽的第一部件与所述叶片壳体的内表面之间。
7.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一材料包括碳纤维。
8.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第二材料包括玻璃纤维。
9.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述翼梁帽的第一部件的外侧端部位于所述第一翼梁帽的第二部件的外侧端部的外侧。
10.一种风力涡轮机叶片，其包括叶片壳体；和至少部分地位于所述叶片壳体内的主翼梁，所述主翼梁包括第一翼梁帽、第二翼梁帽和在所述第一翼梁帽和所述第二翼梁帽之间延伸的至少一个抗剪腹板，其中所述第一翼梁帽包括第一部件，所述第一部件包括第一材料；和第二部件，所述第二部件包括第二材料，所述第二材料与所述第一材料不同，其中，所述第一部件包括多个所述第一材料的板层，所述多个第一材料的板层至少在所述叶片的内侧区域中的第一点和位于远离所述第一点超过所述叶片长度的50%处的第二点之间延伸。
11.根据权利要求10所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一点位于所述叶片根部附近。
12.根据权利要求10所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一点位于所述叶片的根部集积分段内。
13.一种翼梁，其包括第一翼梁帽，其中，所述第一翼梁帽包括第一部件，所述第一部件包括恒定厚度的分段，所述恒定厚度的分段具有基本恒定厚度的第一材料；和第二部件，所述第二部件具有在所述第二部件的长度上变化的厚度，其中，所述第一部件的基本恒定厚度的分段的长度大于所述第二部件的长度；第二翼梁帽；和至少一个抗剪腹板，所述至少一个抗剪腹板在所述第一翼梁帽的内表面与所述第二翼梁帽的内表面之间延伸。
14.根据权利要求13所述的翼梁，其中，所述第二翼梁帽包括第一部件，所述第一部件包括恒定厚度的分段，所述恒定厚度的分段具有基本恒定厚度的第一材料；和第二部件，所述第二部件具有在所述第二部件的长度上变化的厚度，其中，所述第一部件的基本恒定厚度的分段的长度大于所述第二部件的长度。
15.根据权利要求14所述的翼梁，其中，所述第一翼梁帽的第一部件的恒定厚度的分段具有与所述第二翼梁帽的第一部件的恒定厚度的分段的厚度基本相等的厚度。
16.根据权利要求13所述的翼梁，其中，所述第一翼梁帽的第一部件包括位于所述恒定厚度的分段外侧的渐缩的分段。
17.根据权利要求13所述的翼梁，其中，所述第一翼梁帽的第一部件包括基本恒定宽度的分段。
18.根据权利要求13所述的翼梁，其中，所述第一翼梁帽的第一部件的恒定厚度的分段在所述第一部件的至少66%的长度上延伸。
19.根据权利要求13所述的翼梁，其中，所述第一翼梁帽的第一部件的恒定厚度的分段在所述第一部件的至少80%的长度上延伸。
全文摘要
在风力涡轮机叶片的构造中使用优质材料可以提高叶片效率并且能够使用较薄的叶片。通过提供一种具有恒定厚度的优质材料的分段的翼梁帽，优质材料的使用可以被优化以更加有效地使用优质材料。可以在叶片根部附近添加可能比优质材料更便宜和更重的其它材料以给叶片提供额外的强度和刚度。
文档编号B64C11/20GK102458984SQ201080027815
公开日2012年5月16日 申请日期2010年5月20日 优先权日2009年5月21日
发明者迈克尔·D·朱泰克 申请人:迈克尔·D·朱泰克