高效风轮机叶片，风轮机叶片结构，以及相关系统和制造，组装及使用方法

专利名称：高效风轮机叶片，风轮机叶片结构，以及相关系统和制造，组装及使用方法
技术领域：
本公开内容主要涉及高效风轮机叶片和风轮机叶片结构，包括轻质的，分段的和/ 或其它形式的模组风轮机叶片，以及相关的系统和制造，组装，及使用方法。
背景技术：
由于矿物燃料日益稀少，其提取和加工更加昂贵，能源生产者和消费者越来越对其它形式的能源感兴趣。近来再现的这种能源形式之一是风能。通常通过在倾向于经受稳定的中度风的地理区安置大量风轮机来获取风能。现代的风轮机通常包括连接到一个或多个绕立轴或水平轴旋转的风驱动涡轮机叶片的发电机。一般而言，较大的(例如，较长的)风轮机叶片比短叶片产生能源更有效。相应地， 在风轮机叶片产业中，需要制造尽可能长的叶片。然而，长叶片产生若干挑战。例如，长叶片较重，因此有显著的惯性，而可能会减少这些叶片产生能源的效率，特别是在低风量条件下。另外，长叶片难以制造，并且在很多情况下还难以运输。相应地，仍需有大的，高效的， 轻质的风轮机叶片，和适宜的用于运输和装配这类叶片的方法。附图简沭

图1为风轮机系统的部分等轴测示意图，该系统具有根据此公开的实施方式配置的叶片。图2A为风轮机叶片的侧视部分示意图，其具有根据此公开的一个实施方式的混合桁架/非桁架结构。图2B为图2A所示的风轮机叶片的部分放大示意图。图2C-2F为风轮机叶片部分的横截面示意图，其具有根据此公开的若干实施方式的桁架结构。图3为风轮机叶片的部分等轴测示意图，其具有根据此公开的一个实施方式的形成桁架结构一部分的三个翼梁。图4为风轮机叶片的部分等轴测示意图，其具有根据此公开的一个实施方式的非桁架内部结构。图5A为风轮机叶片内部的部分等轴测示意图，其具有根据此公开的一个实施方式配置的桁架附带构件。图5B-5C为根据此公开的一个实施方式的桁架附带构件的等轴测放大示意图。图5D-5F显示了风轮机叶片内部的若干视图，该叶片具有根据本公开的一个实施方式的至少部分和桁架附带构件固定的桁架结构。图6A为翼梁的部分侧视示意图，该翼梁具有多个部分，每一部分都具有终止于交错位置的多层，以形成非单调变化的结合线。图6B为图6A所示结构的一个实施方式的示意图，根据此公开的一个实施方式，其设置有卡扣，以阻止或限制分层。图6C为图6B所示的翼梁的部分放大示意图。图6D-6G为翼梁的的部分示意图，该翼梁具有根据此公开的进一步的实施方式配置的接合点。图7A为翼梁的部分等轴测示意图，其具有根据此公开的一个实施方式的在毂连接区域成扇形展开的多层。图7B为翼梁的部分等轴测示意图，其有根据此公开的另一个实施方式在毂连接区域连接至扇形渐变段。图8A为根据此公开的一个实施方式配置的风轮机叶片结构子配件的侧视部分示意图，图8B为来自图8A的子配件的肋条的部分放大端部示意图。图9A-9C为根据该公开的一个实施方式配置的内侧，中部，和外侧翼梁部分的部分示意的不按比例的等轴测视图。图9D和9E分别包括图9A和9B的内侧和中部翼梁部分的部分切除侧视图，图9F 为根据此公开的若干实施方式配置的图9A和9B的内侧翼梁部分和中部翼梁部分的相邻尾部连接点的部分侧视图。图IOA和10C-10E是一系列叶片子配件的部分示意侧视图，其示范了根据此公开的一个实施方式制造叶片翼梁的方法的几个阶段，图IOB为代表性的肋条的部分放大端视图，其示范了叶片制造方法另外的阶段。图11A-11C分别为风轮机叶片结构的一部分的放大等轴测视图，代表性肋条的端视图，和风轮机叶片结构的等轴测视图，其显示根据此公开的实施方式制造的翼梁的几个方面。图12A为根据此公开的一个实施方式配置的压缩装置的等轴测视图，图12B为图 12A的压缩装置的部分部件分解等轴测视图。图13A和13B为图12A和12B的压缩装置的第一器具部分的相对尾部的放大等轴测视图。图14A为图12A和12B的压缩装置的第二器具部分的等轴测视图，图14B为图14A 的第二器具部分的部分部件分解等轴测视图。图15为根据此公开的一个实施方式在胶粘剂硬化周期期间被图12A和12B的压缩装置压缩的层压叶片翼梁的放大横截面端视图。图16为铺设器具的部分示意等轴测视图，其示范了根据此公开的另一个实施方式制造风轮机叶片翼梁的方法的几个阶段。

发明内容
详细说明本公开内容主要涉及高效风轮机叶片，风轮机叶片翼梁及其它结构，以及相关的系统和制造，组装，和使用方法。一些众所周知的并且通常与风轮机叶片有关的描述结构和 /或工艺的细节将不在下文中阐述，以避免不必要地阻碍此公开的几种实施方式的描述。此外，尽管以下公开阐述了一些实施方式，一些其它的实施方式可以具有和此部分的叙述不同的结构或不同的组件。特别地，其它实施方式可以有其它部件或缺少一个或多个图1-16 所述的部件。在图1-16中，为了清楚和/或举例说明的目的，许多部件不按比例绘制。图1为完整系统100的等轴测部分示意图，其包括具有按照此公开的一个实施方式配置的叶片Iio的风轮机103。该风轮机103包括塔架101 (图1中显示其一部分)，负载于塔架101顶上的外壳或机舱102，以及设置在外壳102之内的发电机104。发电机104 连接具有伸出于外壳102外的毂105的轴或转轴。叶片110各自包括毂连接部分112，叶片 110在该处连接至毂105，以及从毂105向外径向或纵向设置的梢端121。在图1所示的一个实施方式中，风轮机103包括连接至水平朝向轴的三个叶片。相应地，每个叶片110在其旋转于12点，3点，6点以及9点位置之间时均受到循环变化荷载，因为在每个位置的重力影响是不同的。在其它实施方式中，风轮机103可以包括其它数目的连接到水平朝向轴的叶片，或风轮机103可以具有垂直的或其它方向的轴。在任何这些实施方式中，叶片110可以参考图2A-16，具有按照以下进一步所述细节的布置而配置的结构。图2A为图1所示的叶片110之一的部分切除示意图。叶片110从包括毂连接部分 112的内区域113径向或纵向地向外延伸至包括梢端121的外区域114。毂连接部分112可以包括一个或多个毂连接部件，例如，带螺栓圆周的环，一个或多个轴承座，扣件，和/或其它部件。叶片110在内区域113的内部结构可以和外区域114不同。例如，内区域113可以包括一个桁架结构140，由复数个纵向或径向延伸的梁或翼梁170，弦向延伸的肋条142，以及连接于翼梁170和肋条142之间的桁架杆件143形成。该桁架结构140可以被表层115 围绕(其在图2A中大部分被去除)，该表层115在运作期间向风呈现平滑的空气动力学表面。外区域114可以包括非桁架结构，其将在下文中参考图4作进一步描述。此处使用的术语“桁架结构”通常是指负载结构，其通常包括直而窄的形成闭合形状或单元(例如，三角单元)的构件。术语“非桁架结构”通常是指排列方式不依赖于，或基本不依赖于直而窄的形成闭合形状单元的构件加固的负载结构。这种结构可以包括，例如，单体构造和半单体构造结构。相应地，内区域113的表层115通常为非负载的，而外区域114的表层115为负载的。在图2A所示的实施方式的一个特定方面，叶片110包括三个片段116，显示为第一片段116a，第二片段116b，和第三片段116c。第一和第二片段116a，116b可以各自具有如上所述的桁架结构140，第三片段116c可以具有非桁架结构。相应地，叶片110可以具有用于内部的其全长三分之二的桁架结构，和用于外部的其全长三分之一的非桁架结构。在其它实施方式中，这些值可以不同，其取决于，例如，叶片110的尺寸，形状和/或其它特征。 例如，在一个实施方式中，桁架结构140向外延伸超过跨度或叶片110的长度的大部分，但小于或大于该长度的三分之二。片段116可以独立制造，然后在生产设备处，或在用户安装地点彼此连接。例如，片段116可以各自调整尺寸以符合53英寸或其他合适大小的用于运输的容器。在其它实施方式中，一个或多个片段(例如，第一片段116a和第二片段116b) 可以完全在安装地点构建。在进一步的实施方式中，叶片110可以包括其它数目的片段116(例如，两个或两个以上片段)。在任何这些实施方式中，单个的片段116可以包括肋条142，桁架杆件143， 和延续片段116的长度的翼梁170的部分。片段116可以通过将相邻的翼梁部分联接而彼此联接，例如，如下参照图6A-6C和8A-16所述。例如，第一片段116A可以包括一个或多个第一翼梁片段，其联接至相应的第二片段116b的第二翼梁片段。得到的联接的翼梁可以沿着相应的通常为平滑而连续的纵向轴延伸。在任何这些实施方式中，表层115可以被搁置在桁架结构140上，在相邻的片段116之间的分界面形成或者不形成连接均可。例如，该翼梁部分可以被连接在两个相邻肋条142之间的位置，用相对小的面板的表层115可以覆盖该翼梁连接以及这两个相邻的肋条142。在一个实施方式中，相邻的肋条142可以间隔约一米，并且在其它实施方式中可以为其它值。用较大面板的表层115可以放置于该小面板的内侧和外侧。在另一个实施方式中，表层115可以没有翼展方向接合点，且可以作为连续部件被放置。在任何实施方式中，表层115可以被单独连接于(例如，胶粘结合或超声结合) 肋条142，或连接于肋条142和翼梁170。在任何实施方式中，桁架结构140可以作为负载叶片110的切变和弯曲载荷的主结构。图2B为图2A所示的叶片110的一部分的等轴测示意图，其取自叶片110的内部结构为桁架结构140的位置。相应地，桁架结构140可以包括多个翼梁170(图2B显示四个)，其间隔肋条142。桁架构件143可以在相邻的翼梁170之间相连，例如，采用下文参考图5A-5F所述的技术。图2C-2F为叶片110的横截面示意图，该叶片110具有按照几种实施方式配置的桁架布置。图2C示意了具有四个总体上以矩形排列设置的翼梁170的叶片110。图2D示意了具有六个翼梁170的叶片110，其包括四个总体上以矩形排列设置的翼梁170，和两个另外的翼梁170，一个设置在该总体矩形排列的前方，一个设置在该总体矩形排列的尾部。 图2E示意了具有四个总体上以菱形排列的翼梁170的叶片110，以及图2F示意了具有三个以三角形排列的翼梁170的叶片110。在其它实施方式中，叶片110可以包括具有其它布置的翼梁170。图3为叶片110的内部部分的等轴测示意图，其具有包括三角形排列的翼梁170 的桁架结构140，基本类似于图2F所示。叶片110沿纵向径向，或沿着翼展方向轴S的翼展方向延伸，并沿着横向的弦向轴C首尾延伸，叶片110可以具有向前的前缘区域117，其具有前缘117a，和后缘区域118，其具有后缘118a。叶片110的厚度可以相对于和翼展方向轴S 和弦向轴C横切的厚度轴T进行度量。在图3所示的特定实施方式中，叶片110可以包括三个翼梁170，包括第一翼梁 170a和第二翼梁170b，两者均位于前缘区域117和/或朝向前缘117a并彼此沿着厚度轴T 隔开。叶片110可以进一步包括第三翼梁170c，其位于后缘区域118和/或朝向后缘118a 并沿着弦向轴C和第一翼梁170a和第二翼梁170b隔开。每一个翼梁170a-170c均连接于复数个肋条142(图3可见其一)，其沿着翼展方向轴S依次彼此隔开。每一个翼梁170a-c 均可具有大体上为矩形的横截面。向前的翼梁170a，170的弦向尺寸可以大于厚度尺寸，尾部翼梁170c的厚度尺寸可以大于弦向尺寸。第三翼梁170c可以延伸越过大部分叶片110 的厚度尺寸，并且在一个特定的实施方式中，可以延伸越过全部或者接近全部该厚度尺寸。 例如第三翼梁170c在厚度方向的尺寸大致和肋条142在厚度方向的尺寸相同。图3所示布置的一个特征是，它可以在后缘区域118包括单一翼梁(第三翼梁170c)。例如，桁架结构140可以在任何给定的纵向位置只包括三个纵向延伸的翼梁170，而只有一个翼梁170在后缘区域118。此布置可以使第三翼梁170c的位置比包括四个翼梁的布置(例如，图2B-2C所示布置)在弦向距离上更远离第一和第二翼梁170a，170b。通过间隔第三翼梁170c，使之远离第一和第二翼梁170a，170b，桁架结构140在弦向方向C处理大负荷的能力得到增强。此对于安装至水平轴的风轮机叶片可以特别重要，因为这种叶片在叶片位于前述参考图1的3点和9点位置时，在弦向方向C承受显著的重量载荷。相应地，可以预期此布置可以比至少一些具有四个翼梁的布置更轻和/或更能够在弦向方向上经得起显著的负荷。同时，可以预期此布置将比包括超过四个翼梁的布置，例如如上所述的参考图2D的布置，变得更简单，更轻和/或代价更低。如上所述的内部结构部件可以由适宜的复合和/或非复合材料制造。例如，翼梁 170可以由多层的层压材料组成，其每一层均在适宜的热固性和/或热塑性树脂基质中包括单向玻璃纤维，碳纤维，和/或其它纤维。这些纤维在多数叶片110的长度上通常可以定向为与翼展方向轴S平行，并且在特定位置可以有其它方向，如下文参考图6A-7A所述。在其它实施方式中，还可以通过灌注，预浸渍，拉挤成型，或压模制造复合翼梁。在更进一步的实施方式中，翼梁170可以由金属材料组成，包括机制，锻造或铸造合金，金属层压片，夹层结构，以及金属/复合物混合物(例如，具有金属芯的复合面板，例如，蜂窝状芯)，等等。 桁架构件143可以由铝组成(例如，2024-T6铝)或其他适宜的金属，复合物，或其它原料。 肋条142可以由玻璃纤维和泡沫体或软木组成，例如，夹在玻璃纤维面板之间的软木芯。在其它实施方式中，肋条142可以单独由玻璃纤维组成，没有泡沫体或软木芯，或肋条142可以用其它技术和/或组分形成。例如，肋条142可以具有皱纹或珠状结构。肋条142可以由单一面板，或两个隔开的中间没有芯结构的面板组成。肋条142还可以由金属组成；由复合材料组成，例如在热固性和/或热塑塑料基质中的玻璃纤维，碳纤维，和/或其它纤维；和 /或由(不加固的)塑性材料(例如，无纤维树脂)组成。例如，复合肋条可以通过湿式层压，灌注，预浸渍，喷雾切割纤维，压模，真空成型，和/或其它适宜的大批量生产工艺进行制造。图4是位于如上图2A所示的外部区域114的一部分风轮机叶片110的部分示意图，在这一实施方式中，在外部区域114的风轮机叶片110的内部结构不是桁架结构。例如， 该结构可以包括相对薄的连接板119，其方向通常与厚度轴T平行，并沿着翼展方向轴S延伸。该连接板119可以被整体连接或者形成为具有沿弦向方向C延伸的凸缘120。翼展方向延伸的翼梁470a，470b连接于每一个凸缘120，并依次连接到表层115，其一部分被显示于图4A。在一个实施方式中，该结构可以包括隔开的肋条142，其位于后缘区域118中。在其它实施方式中，此肋条142也可以延伸进入前缘区域117。表层115可以由玻璃纤维-软木-玻璃纤维夹层结构，或玻璃纤维-泡沫体-玻璃纤维夹层结构组成。在其它实施方式中，表层115可以由通过湿法层压，浸渍，预浸渍，喷射切割纤维，压模，真空成型，和/或其它批量生产工艺制造的复合材料组成。表层115在图4所示的外部区域114中，以及图3 所示的内部区域中可以具有相同的结构。肋条142可以具有相似的结构。连接板119和凸缘120可以由玻璃纤维组成，例如，单向玻璃纤维。在其它实施方式中，任何上述组件可以由其它适宜的材料组成。位于外部区域114的翼梁470a，470b可以用各种技术结合至内部区域113 (图2a)处的相应翼梁，包括但不限于，下文中参考图6A-6C和8A-16所述的技术。
20在任何实施方式中，位于外部区域114的翼梁470a，470b可以沿着和内部区域113中配对翼梁相同的通常为平滑而连续的纵轴延伸，以将负载从外部区域114有效转移至内部区域 113。如上所述的参考图2A-4的布置的一个特征是叶片110可以同时包括桁架和非桁架内部结构。此布置的一个优点是其在构造上比只包括桁架结构或只包括非桁架结构的设计更有效。例如，该桁架结构可被用于内部区域113(例如，接近毂)，该处的弯曲载荷高于靠近梢端111处，并且叶片110在该处相对较厚。在外部区域114，该非桁架结构更容易被整合入叶片110的此相对较细的部分。在此区域内的非桁架结构还可预期在构造上比桁架结构更有效，在由桁架构件形成的闭合形状的纵横比变大时，其趋于损失效率。图5A为按照此公开的特定实施方式配置的一部分代表性的桁架结构140的部分等轴测示意的图。在此实施方式中，桁架结构140包括三个翼梁170，称为第一翼梁170a，第二翼梁170b和第三翼梁170c。在其它实施方式中，桁架结构140可以具有其它数目和/或布置的翼梁170。在任何实施方式中，桁架结构140可以在翼梁170之外包括桁架构件143 和肋条142。桁架连接构件150可以将桁架构件143连接至翼梁170。例如，桁架构件143 可以包括第一连接功能部件151a(例如，第一安装孔)，其对准第二连接功能部件151b(例如，第二相应安装孔)，其携带于桁架连接构件150。当这两个连接功能部件151a，151b包括相应的孔时，它们可以通过另外的扣紧构件157相连，例如，铆钉或螺纹紧固件。在其它实施方式中，连接功能部件151a，151b可以彼此直接相连，例如，一个功能部件包括膨胀插脚，另一个包括相应的孔。图5B示范了如图5A所示的桁架结构140的代表性部分。如图5B所示，代表性的桁架连接构件150沿着第二翼梁170b放置，以容纳和连接于多个桁架构件143。每一个桁架构件143可以包括槽145，其容纳桁架连接构件150的凸缘形状的桁架连接部分154。在此实施方式中连接功能部件151a，151b包括相应的孔158a，158b，其与以上所描述的图5A 所示的扣紧构件157相连。图5C是图5A-5B所示的桁架连接构件150之一的等轴测放大示意图。在此实施方式中，桁架连接构件150包括翼梁连接部分152 (例如其具有通道153，相应的翼梁170位于其中，和一个或多个桁架连接部分154(图5B中显示两个)。桁架连接部分IM可以具有平面的凸缘型形状，第二连接功能部件151b(例如，安装孔158b)位于其中。在图5B所示的一个特定实施方式中，桁架连接构件150由两个互补的组件或零件组成第一组件或零件156a和第二组件或零件156b。第一零件156a包括两个第一凸缘部分a，且第二零件 156b包括两个第二凸缘部分15恥。当这两个零件156a，156b被放在一起时，第一凸缘部分15 与相应的第二凸缘部分15 配合，以形成两个凸缘对，每个凸缘对形成桁架连接部分IM之一。相应地，每个第一凸缘部分15 可以和相应的第二凸缘部分为表面至表面接触。第一和第二部分155a，15 可以具有对准的设置为容纳相应扣件的安装孔。这两个零件156a，156b还形成通道153。在此实施方式的一个特定方面，第一零件156a和第二零件 156b经过尺寸调整，以便于它们被放在一起时，得到的通道153比被其围绕的翼梁的横截面略小。相应地，当迫使这两个零件156a，156b彼此相对时，桁架连接构件150可以围绕该相应的翼梁夹紧，由此在适当位置固定桁架连接构件150。例如，当第二连接功能部件151b 包括安装孔时，制造者可以将扣件157穿过该安装孔，以将桁架连接构件150连接至相应的桁架构件143 (图5A)，并且围绕相应的翼梁170夹住桁架连接构件150 (图5A)。在其它实施方式中，桁架连接构件150可以用其它技术形成。例如，桁架连接构件 150可以被挤出，模塑，铸件，或机制。在任何实施方式中，桁架连接构件150可以由轻质材料组成，例如，金属(如铝或钢)，或适宜的复合物。在其它实施方式中，桁架连接构件150 可以由其它易于适应连接功能部件151b的材料组成。桁架连接构件150可以用如上所述的夹持技术，和/或其它技术固定至相应的翼梁，包括但不限于粘合或共固化。在其它实施方式中，桁架连接构件150可以具有其它形状和/或构造。例如，翼梁连接部分152不必延伸围绕相应的翼梁170的整个圆周，而可以延伸围绕只有一部分翼梁 170。在一些桁架连接构件150和翼梁170之间的粘结接合可提供足够强度的实施方式中， 桁架连接构件150和翼梁170的表面接触可以相对较小。桁架连接构件可以包括其它数量的桁架连接部分154，例如，只有一个桁架连接部分154，或者两个以上桁架连接部分154。在更进一步的实施方式中，桁架连接构件150可以由其它材料组成。例如，桁架连接构件150可以由复合材料组成。在特定实施例中，桁架连接构件150由围绕翼梁170的包装绳(例如绳股)形成，其和这些绳(或板)的末端重叠以形成一个或多个凸缘。这些绳股用胶粘剂或通过共固化工艺连接于翼梁170。连接于桁架连接构件150的相应的桁架构件143可以具有容纳该凸缘的槽145，并用胶粘剂固定至该凸缘。参照图5A-5C，如上所示的桁架连接构件150的实施方式的一个特征是其在翼梁 170中不需要孔来提供翼梁170和相应的桁架构件143之间的连接。相反，桁架连接构件 150可以被夹住或者以其它方式固定至翼梁170，并且这些孔可以位于桁架连接构件150 中，而非翼梁170中。当翼梁170包括复合材料时，这种布置可以特别有益，因为通常在这种材料中更难形成安装孔，和/或这种孔更可能在翼梁170中引起裂缝扩展和/或产生应力集中。图5D-5F示意了如上参照图5A所示的桁架结构140的其它视图。图5D是一部分桁架结构140的侧视图，其示意了代表性的肋条142。肋条142包括围绕连接板146延伸的连接板146和凸缘147。连接板146可以包括一个或多个切口 148 (图5D中显示三个)，其容纳相应的翼梁170a-170c。在图5D所示的特定的实施方式中，适应第三翼梁170c的切口 148可以完全延伸通过肋条142的厚度。由此，肋条142的后缘部分141从肋条142的连接板146余下部分起为非连续的。相应地，肋条142的凸缘147可以将肋条142的后缘部分141固定至肋条142的余下部分。图5E是从前缘区域117的前上方位置得到的桁架结构140的视图，图5F是从后缘区域118的上方位置得到的桁架结构140的视图。如图5E和5F所示，这些桁架构件可以包括第一桁架构件143a和第二桁架构件143b。第一桁架构件143a可以位于邻近于相应肋条142的连接板146，并可以被连接至连接板146，特别是通过胶粘剂或其它结合技术。相应地，和桁架连接构件150结合的第一桁架构件143a可以将肋条142固定至翼梁170a-170c。 第二桁架构件14 可以在相邻的肋条142和/或翼梁170之间横向延伸(例如，斜向地)， 以增加桁架结构140的总强度和刚性。图6A为翼梁170的两个部分171之间的连接的部分示意性侧视图。这两个部分可以包括第一部分171a和第二部分171b，且该连接可以沿着非单调变化的(例如，折返)结合线176形成。此结合线在第一和第二部分171a，171b之间比直线或对角结合线预期产生更强的结合。第一和第二部分171a，171b可以各自形成总体翼梁170的不同相邻片段的部分，如上参照图2A所示。例如，第一部分171A可以为图2A所示的第一片段116a的部分， 且第二部分171b可以为第二片段116b的部分。第一部分171a可以包括多个，堆积的，层压的第一层172a，第二部分171b可以包括多个，堆积的，层压的第二层172b。在特定实施方式中，这些层172a，172b可以由单向的纤维材料(例如，玻璃纤维或碳纤维)和相应树脂组成。每一个层172a，172b均可由单层板或多层板(例如六层板)组成。这些层172a，172b可以是预浸渍的层，手工铺设的，拉挤成型的，或可以用其它技术形成，例如，真空辅助转移模塑技术。第一层17 在第一终点 173a终止，第二层172b在第二终点17 终止。位于沿着厚度轴T的不同位置的相邻的终点173a，17 可以相互交错，以形成折返的结合线176。此布置可形成凸起174和相应的凹陷175，凸起174与其吻合。在此实施方式的一个特定方面，每个层都有相对于邻层交错的终点，除非该处的结合线176改变方向。在这种点上，两个相邻层可以终止于同一位置并彼此结合，以防止单一层遭受升高的应力水平。在代表性的制造工艺期间，第一层17 中的每一层被堆积，结合并且固化，第二层172b中的每一层也是如此，而两个部分171a，171b的位置彼此远离。这些层172，172b 在堆积以前被预切割，以使它们在被堆积时形成凹陷175和凸起174。两个部分171a，171b 已经固化之后，凹陷175和/或凸起174可以用胶粘剂涂敷和/或装填。然后使这两个部分171a，171b互相面对面，以便每个部分的凸起174被容纳于另一部分的相应的凹陷175 中。该连接区域即可被结合和固化。图6B是翼梁170的示意图，其具有基本类似于如上参照图6A所示的结合线176。 图6B中亦有显示，翼梁170可以包括一个或多个夹具或带177，其位于或接近于结合线 176。这些夹具177可以调整位置，以防止或停止复合翼梁170中的这些层之间可能出现的分层。例如，如图6C所示，如果可能的分层178起始于两个层17 之间，夹具177提供的压缩力可以防止分层178进一步沿翼展方向发展。夹具177可以位于预期分层风险高的地方，例如在或者接近于图6B所示的最外层172a，172b的终点173之处。在其它实施方式中， 夹具177的功能可以由其它结构提供。例如，如上所述的桁架连接构件150除了为该桁架构件提供连接位点之外，也可以实现此功能。图6D-6G分别是翼梁670a-670d的一系列部分示意性侧视图，其示意了根据此公开的其它实施方式的几种可以在相邻的翼梁部分671之间形成的各种接合。翼梁670可以和上述翼梁170在结构与功能上至少大体相似。例如，如图6D所示，翼梁670a可以包括第一部分671a，其具有多个堆积的，层压的第一层672a，和第二部分671b，其具有多个堆积的，层压的第二层672b。另外，第一部分671a可以沿着厚度轴T非单调变化的(例如，锯齿形)结合线676a被接合至第二部分671b。然而，在此特定的实施方式中，第一层67 和第二层672b分别具有第一终点673a和第二终点673b，其和弦向轴C不平行。亦即，这些终点673相对于弦向轴C是倾斜或歪斜的。这些斜面可以对于每一层具有相同的方向，或者这些特征可以在一层与下一层之间变化。例如，如图6D和6E中虚线所示，在最高层以下的一层可以和最高层的倾斜方向相反。相邻层中的斜面可以直接高于或低于彼此，如图6D和 6E所示，或相邻层中的斜面可以沿翼展方向偏移，以彼此不相覆盖。接着参照图6E，翼梁670b的结构和功能可以和以上详细描述的翼梁670a至少在大体上相似。例如，翼梁670b可以包括第一部分671c，其具有多个堆积的，层压的第一层 67 ，和第二部分671d，其具有多个堆积的，层压的第二层672b。然而，在此特定实施方式中，第一层67 具有形成凸起67 的第一终点673c，且第二层672b具有形成凹陷67 的第二终点673d。凸起67 被容纳于凹陷675中，以形成沿着厚度轴T和弦向轴C非单调变化的结合线676b。接着参照图6F，翼梁670c的结构与功能和以上详细描述的翼梁670a至少大体上相似。然而，在此特定实施方式中，第一层67 包括第一终点67 ,且第二层672包括第二终点673f，它们沿着弦向轴C形成交互的凸起674b和凹陷67恥。这导致沿着弦向轴C而不是沿着厚度轴T非单调变化的结合线676c。接着参照图6G，在此特定实施方式中，第一层67 包括第一终点673g，第二层 672b包括终点67池，它们沿着弦向轴C形成交互的凸起67 和凹陷675c，以及沿着厚度轴 T交互的凸起674d和凹陷675d。如上述讨论中所述，存在广泛种类的非单调变化的，交错的，锯齿形的，重叠的，和/或其它可用于有效而强力地使根据本公开内容的翼梁部分彼此结合的结合线。相应地，本公开内容不局限于任何特定结构的结合线。参照图6A-6G，如上所述实施方式的一个特征是它们可以包括沿着具有锯齿形状， 或者以其它非单调方式变化的结合线彼此连接的翼梁部分。此布置可预期的优点是，该结合线将比简单的垂直或对角粘合线更坚固。另外，可预期该结合线的形成可以被简化，因为它不需要采用很多额外的扣紧部件，反而可以采用通常类似于用于结合两个部分单层的结合技术。此外，在这些翼梁部分之间的结合可以不经加热，或者仅局部加热而形成，其避免了加热整个叶片。上述特征可以依次增进了制造者和/或安装者形成初始为多个片段，然后彼此结合的大风轮机叶片(例如，参照图2A所示的片段116)的便利性，例如，在安装地点。以下参照图8A-16描述适宜的制造工艺的更详细内容。在其它实施方式中，翼梁170可以包括其它构造和/或材料。例如，选定的板可以由金属或碳纤维组成，而非玻璃纤维。这些板不必都具有相同厚度。相应地，为每一层板选定的尺寸和材料可以加以选择，以产生预期的强度，刚性，抗疲劳性和成本。图7A是根据此公开的一个实施方式配置的毂连接部分112的部分示意图。为了示范目的，图7A仅显示毂连接部分112，特别是纵向延伸的翼梁170和毂连接部件之间的过渡段，例如，圆周状延伸的毂连接环180。该环180可以包括非复合物结构，例如，金属元素，并且可以具有如图7A所示的相对短的翼展方向，或在其它实施方式中的较长的翼展方向尺寸。环180或毂连接部分112可以圆周状连续，或由圆周状排列的多个段形成。例如， 毂连接部分112可以对应于每个翼梁170包括一个圆周截面，每个截面都连接至连续的环 180。其它可以被包括于毂连接区域112的毂连接部件未被显示于图7A。毂连接部分112 可以包括到四个翼梁170(如图7A所示)或其它数量的翼梁170(例如，如图3所示的三个翼梁)的过渡段。每一个翼梁170可以包括层压复合层172，且每一个层172可以依次包括多层板例如，在特定实施方式中，每一个翼梁170可以包括十五层172的层压，每层都有总计六层板， 总共九十层板。每一层板可以具有单向定向的纤维。例如，与翼梁轴S成一线，这种纤维偏离翼梁轴S为0度。层172可以一层在另一层上堆积，每层的纤维定向相对于翼梁轴S为0 度，并可以被切割，以具有图7A所示形状。相对于翼梁轴S定向为0度的板数目可以沿着环180延伸的方向减少。例如，这种板的数目可以从图7A右侧(翼梁170在该处具有通常固定的矩形横截面形状)的九十降低到图7A左侧的环180处(该结构在此处具有较薄的拱式形状)的二十。删去的七十层172可以以交错方式终止，以使得此结构的总厚度从右到左逐步降低。由于0 °方向的层172逐渐减少，制造者可以加入相对于翼梁轴S以其它角度定向的层。例如，制造者可以加入具有相对于翼梁轴S为+45°和-45°定向的纤维的层。在一个特定实施方式中，可以加入二十至三十个这种板，以使环180处的板相较于图7A右侧的九十个板，总数在四十和五十之间。通过向毂连接部分112处的结构加入+45° /-45°定向的板，翼梁170运载的负荷可以沿圆周方向散开，并且以更均一的方式在环180处分布。 为了进一步增强此效果，可以通过提供与-45°板相比不同数目的+45°板而“引导”荷载途径。这种布置可以相应地减少或消除穿过环180中的螺栓孔182的单独的螺栓将比其它位于不同圆周位置的螺栓经受明显更高的负载的可能性。因此，此布置不仅预计可从叶片 110的翼型截面至毂连接部分112处的圆截面形状提供平滑的过渡，还预计可以比现有结构更平均地分布负载。图7B是毂连接部分112的另一个示范图，其中翼梁170包括单向延伸纤维组成的层172，其对准翼梁轴S。在此实施方式中，单个的层172终止于终点173。一个或多个各自具有弯曲的扇型形状的终点部件179(例如，板)可以对着翼梁170被对接(butted up)，并且可以包括容纳终止层172的凹陷。在图7B所示的特定实施方式中，此布置包括三个过渡元件179，其中两个在图7B中可见。这两个可见的过渡元件179各自容纳多个层172(例如，四层或更多层17 。在这两个过渡元件179之间的开口 183容纳第三过渡元件(为了清楚起见，图7B中未示出)，其依次容纳剩余的层172。然后每一个过渡元件179可以被连接于环180，其被依次连接到变距轴承181。变距轴承181用于改变使用中的风轮机叶片 110的节距。每一个过渡元件179在其连接至环180处可具有大体拱式的横截面形状，而在其最远离环180的点连接翼梁170处具有大体上平的，矩形或直线围成的横截面形状。在其它实施方式中，在毂连接环180或其它连接功能部件之间的过渡区，以及其余的叶片110可以具有其它布置。例如，扇形板的大体布置或板和过渡元件可以联合被用于其它可能不包括如上所述翼梁的叶片结构。在另一个实施例中，如上所述的 +45° /-45°板的布置可被用于“引导”叶片110中，但不包括翼梁170中的负载(例如，更平均地分布螺孔182处的负荷)，或者包括翼梁或其它和上述布置不同的结构叶片110中的负载。图8A为根据此公开的实施方式配置的风轮机叶片110的制造组件801的部分示意性侧视图，图8B是沿着图8A中的线8B-8B得到的放大端视图，其示范了由工具支柱802 支持的代表性的肋条142。一起参照图8A和8B，制造组件801包括复数个肋条142各自由单独的工具支柱802在适当的翼展方向位置支持。如上所述，涡轮机叶片110包括内侧或第一叶片片段116a，中间或第二叶片片段116b，和外侧或第三叶片片段116c。在此示范实施方式中，第二翼梁170b(例如，下面的或“压力”翼梁)已经被装配于肋条142上。翼梁170b 包括内侧或第一翼梁部分871a，中间或第二翼梁部分871b，和外侧第三翼梁部分871c。接着参照图8B，如以上参照图5D所述，肋条142包括复数个切口 148，它们被设置为容纳相应的桁架连接构件150。更特别地，在此实施方式中，代表性的肋条142包括第一
25切口 148a，其被设置为容纳第一翼梁170a (例如，吸入翼梁；图8A或8B中未示出)，第二切口 148b，其被设置为容纳第二翼梁170b(例如，压力翼梁)，和第三切口 148c，其被设置为容纳第三翼梁170c (例如，尾部翼梁；图8A或8B中也未示出)。如以下更详细描述的内容， 在几个实施方式中，一个或多个翼梁170可以通过将复数个预制复合层在制造组件801上的适当位置进行层压或“拉挤成型”而制造。以下参照图9A-16描述这些实施方式的更详细内容。图9A-9C是根据此公开的实施方式配置的内侧翼梁部分871a，中间翼梁部分 871b，和外侧翼梁部分871c的一系列部分示意性放大等轴测视图。首先参照图9A，在此示范的实施方式中，翼梁170b可以由在制造组件801(图8A)上彼此结合或层压的复数个层 972(分别命名为层97加-0)制造。在特定实施方式中，层972可以包括预制复合材料，例如拉挤成型或拉挤复合材料的“板条”。已知复合材料拉挤成型是制造具有相对坚实的形状， 强度和弹力特性的纤维增强聚合物或树脂产品的制造工艺。在典型的拉挤成型工艺中，加强材料(例如，玻璃纤维，聚芳基酰胺纤维，碳纤维，石墨纤维，Kevlar纤维，和/或其它材料构成的单向纤维，纤维束，粗纺，带等)经过树脂浴(例如，环氧树脂，乙烯酯树脂，聚酯树脂，塑料的液体热固性树脂浴)。然后将湿的纤维部件拉过加热的钢模，其中精确的温度控制使树脂固化，将此材料成型为期望的外形。然后拉挤成型物可以被切割为期望的长度以供使用。可以通过改变树脂混合物，加强材料，模形状，和/或其它制造参数将强度，颜色及其它特性设计入其特性中。在此示范的实施方式中，层972可以由拉挤成型的板条组成，其通常具有矩形横截面。在一个实施方式中，例如，层972的横截面宽度为约2英寸至约12英寸，或约4英寸至约10英寸，横截面厚度为约.10英寸至约.5英寸，或约.25英寸。在其它实施方式中， 层972可以有其它形状和尺寸。在特定实施方式中，层972可以由宾夕法尼亚州阿卢姆岸工业路214号(15521)的Creative Pultrusions公司提供。在其它实施方式中，层972可以由其它类型的拉挤材料以及其它类型的复合材料组成，包括预制的和手工铺设的复合材料。然而在其它实施方式中，可以用其它类型的层压材料完成此处描述的涡轮机叶片翼梁的制造方法。这种材料可以包括，例如，木材(例如，软木，胶合板，等等)，金属(例如，铝， 钛，等等)以及木材，金属，复合材料的组合等等。仍然参照图9A，内侧翼梁部分871a包括内侧尾部979a和外侧尾部979b。每一个尾部包括交错布置的层972。例如，参照外侧尾部979b，每一个层972包括相应的终点 973 (各自命名为终点973a-o)，其相对于相邻的终点973交错，以形成凸起974和相应的凹陷975。另外，在几种实施方式中，层972可以在尾部979朝着终点973渐细。如以下更详细的叙述，此交互的凸起974和凹陷975的布置便于第一翼梁部分871a与第二翼梁部分 871b以非常有效的以锯齿结合线重叠结合的方式结合。接着参照图9B，第二翼梁部分871b还由复数个层972组成，它们具有交错的终点 973，以形成交替排列的凸起974和相应的凹陷975。如同第一翼梁部分871a，第二翼梁部分871b包括内侧尾部979c和外侧尾部979d。然而，如图9B所示，第二翼梁部分871b朝向外侧尾部979d变得更薄(即其厚度渐小)。在此示范的实施方式中，这是通过从内侧尾部 979c向外延伸而依次终结外层972来完成的。这种逐渐变小的翼梁170b可以用来减少重量和/或修整翼梁170b的强度，以降低朝向涡轮机叶片110顶端的结构载荷。
接着参照图9C，第三翼梁部分871c包括内侧尾部979c和相应的外侧尾部979f。 如此视图所示，在接近尾部979f时，通过终结各层972，翼梁170b继续朝向外侧尾部979f变细。图9D和9E包括根据此公开的一个实施方式配置的第一翼梁部分871a和第二翼梁部分871b的显示其它细节的部分示意性放大侧视图。另外，这些图还显示了一些层972 的尾部的几种特征。如图9D所示，第一翼梁部分871a的外侧尾部979b包括复数个分别由各层972的交错终点973形成的交互的凸起974和相应的凹陷975。如此视图进一步所示， 层972的尾部可以朝向终点973逐步变细，以进一步促进并使凸起974/凹陷975成型为逐渐过渡的凹陷/凸起。例如，在此示意的实施方式中，每个层972的最后2至6英寸，或最后约4英寸可以双侧变细(例如，一内层972)或单侧变细(例如，一外层972)为约0. 0英寸至约.07英寸，或约.04英寸的终点973。接着参照图9E，第二翼梁部分871b的内侧尾部979c包括复数个凸起974，其被设置为适应第一翼梁部分871a的外侧尾部979b的相应凹陷975。类似地，内侧尾部979c还包括复数个凹陷975，其被设置为容纳第一翼梁部分871a的外侧尾部979b的相应凸起974。 例如，在制造翼梁170b期间，第一翼梁部分871a的外侧尾部979b上的第一凸起97 被装入第二翼梁部分871b的内侧尾部979c上的相应的第一凹陷97fe。尽管在图8A的制造组件801上组装翼梁170b的期间，尾部979以此方式分别被装在一起，匹配的尾部979实际上在这个时候并不彼此结合，以使叶片部分116(图8A)可以在制造之后分离，以及单独地被运往安装地点。如图9F所示，当第一翼梁部分871a的外侧尾部979b最后在安装地点结合至第二翼梁部分871b的内侧尾部979c时，交互的凸起974和凹陷975形成重叠的或锯齿形的结合线976。如本领域普通技术人员所知，这是非常有效的结构结合，可以避免或至少减少进一步的第一翼梁部分871a和第二翼梁部分871b之间的结合的结构加强。图IOA和10C-10E是图8A的制造组件801的一部分的一系列部分示意性侧视图，其示范了在根据此公开的一个实施方式的涡轮机叶片110的桁架结构上原地制造翼梁 170b的制造方法的各个阶段。图IOb是沿着图IOA中的线IOb-IOb得到的放大端视图，其进一步示意了这种翼梁制造方法的多个方面。首先参照图IOA和10B，肋条142已经被固定至它们的相应设备支柱802，复数个桁架构件143已经被安装(至少临时性地)在相应的桁架连接构件150之间。此示范的实施方式的每个桁架连接构件150包括第一零件1056a和相配的第二零件1056b。如图IOA所示，在翼梁170b构建期间只有第一零件1056a连接于该桁架结构。如以下更详细的讨论，在全部翼梁层772已经被适当地布置在桁架连接构件 150的第一零件1056a上之后，第二零件1056b被安装入位，并固定至第一零件1056a。接着参照图10C，单独的翼梁层772被相继放入每个肋条142的桁架连接构件150 的第一零件1056a上的位置。由于翼梁层772位于彼此顶端，终点773位于如图7A-7E所示位置，以形成期望的翼梁外形。胶粘剂层(例如，环氧粘合剂，热固性树脂胶，等等)可以被涂覆于相邻层772 —个或两个配合表面。在用夹具1002进行堆叠工艺期间，翼梁层772 可以被临时性地固定就位中(例如，C-夹具和/或其它本领域已知适宜的夹具)。接着参照图10D，一旦所有的层772已经被适当地布置在桁架连接构件150的第一零件1056a上，可以用适宜的夹紧工具在胶粘剂固化周期期间压紧层772，例如用以下有更详细叙述的压缩装置1090。更特别地，复数个压缩装置1090可以位于肋条142之间的翼梁部分871之上，以在固化过程期间将层972压在一起。以下参照图12A-15更详细地描述压缩装置1090。接着参照图10E，一旦层972之间的胶粘剂已经固化，即可将每一桁架连接构件 150的第二零件1056b安装在该桁架结构上，并用螺纹紧固件和/或其它适宜的方法结合至相应的第一零件1056a。在一个实施方式中，胶粘剂可以被涂覆于第一零件1056a和翼梁部分871之间，和/或第二零件1056b和翼梁部分871之间，以将翼梁部分871分别结合至桁架连接构件150。在其它实施方式中，这种胶粘剂可以被省略。图IlA是涡轮机叶片110的桁架结构的一部分的放大等轴测视图，图IlB是代表性的肋条142的端视图，其示意了经安装的翼梁170的形态。在一个实施方式中，桁架连接构件150的第二零件105 可以通过将第二零件105 侧向滑入切口 148和第一零件 1056a配合。对于此步骤，桁架构件143的尾部可以被临时性地从桁架连接构件150的相应的桁架连接部分IlM分离。一旦桁架连接构件150的两个零件1056分别在位，桁架构件 143的尾部即可被再结合至桁架连接部分1K4。在一个实施方式中，桁架构件143的尾部和相应的桁架连接部分IlM可以被小尺寸引导性钻孔，然后在最后组装期间全尺寸钻孔。 此外，通过将安装以前冰冻的扣件859固定于相应扣紧孔，使其在安装后膨胀以压力配合， 桁架构件143的尾部可以被连接于桁架连接部分11M。在其它实施方式中，桁架构件143 可以用本领域已知的其它适宜方法连接于桁架连接构件150。图IlC是翼梁170b已经完全组装并被安装在涡轮机叶片110的桁架结构上之后的制造组件801的一部分的部分示意性等轴测视图。参照图IlA和11C，尽管第二翼梁部分871b和第三翼梁部分871c的相配的尾部979在适当位置被组装，以确保它们在最后组装期间整齐地彼此适合，尾部979在桁架制造期间不结合。这使得第二叶片部分116b和第三叶片部分116c在制造设施处可以彼此分离，以运输至安装地点。相应地，在示范的实施方式中，翼梁部分871的尾部979在制造工艺期间彼此不结合，而是形成分离接头1120，当涡轮机叶片110就地组装时，翼梁170将在该处彼此结合。在一个实施方式中，翼梁可以用 2009年5月22日递交的美国临时专利申请号61/180,816所详细描述的系统和方法就地彼此相连，该美国临时专利以参考方式被全文合并于此。叶片片段可以用2009年5月22日递交的美国临时专利申请号61/180，812所详细描述的系统和方法运输至该地点，该美国临时专利以参考方式被全文合并于此。图12A是根据此公开的一个实施方式配置的压缩装置890的等轴测视图，图12B 是该压缩装置1090的部分部件分解等轴测视图。参照图12A和12B，压缩装置1090包括第一设备部分1250a和第二设备部分1250b。在此示范的实施方式中，设备部分1250彼此互为镜象，或彼此至少非常相似。每个设备部分1250包括支撑板12M和由其延伸的相对的侧凸缘1256(各自被称为第一侧凸缘1256a和第二侧凸缘1256b)。如以下更详细的描述， 设备部分1250被设置为以围绕一部分层压的翼梁170的蛘壳布置方式彼此配合，以在这些层之间的胶粘剂固化时将这些翼梁层压紧和压缩(例如层77 在一起。更特别地，每一个设备部分1250包括一个或多个可膨胀的构件1258，其被设置为从支撑板12M向内膨胀， 从而在固化过程期间压缩相应的翼梁截面。在此示范的实施方式中，第一侧面凸缘1256a 稍微比第二侧面凸缘1256b宽，以使配合的凸缘1256在压制和固化过程期间可以重叠并和扣件1252临时结合在一起(例如，螺纹紧固件，如螺栓，螺旋，等等)。每个设备部分1250 还可以包括第一尾部1261和相对的第二尾部1262。可以在尾部1261和1262上提供把手 1253，以便于手工放置，安装和/或移除设备部分1250。设备部分1250可以由具有足够强度，刚性，和制造特性的各种材料制造。例如，在一个实施方式中，设备部分1250可以由铝组成，其经过机制，焊接，或其它，以形成期望的形状。在其它实施方式中，设备部分1250可以由其它适宜的金属制造，包括钢，铜，等等，以及适宜的非金属材料，如复合材料。图13A是第一设备部分1250a的第一尾部1261的部件分解等轴测视图，图1 是第二尾部1262的放大等轴测视图。首先参照图13A，每个设备部分1250包括歧管1360，其用流体(例如压缩空气)来装填或不装填可膨胀构件1258。在此示范的实施方式中，导管 1368(各自称为导管1368a-c)在每个可膨胀构件1258和填充/排泄配件1366之间延伸。 填充/排泄配件1366可以包括螺纹孔1370或其它特征(例如，高压空气接口)，其被设置为容纳相应的配件，供流体通过导管1368各自流入可膨胀构件1258。在一个实施方式中， 例如，可膨胀构件1258可以被填充以压缩空气，以使可膨胀构件1258膨胀，从而在固化周期期间压缩翼梁170的各层。在其它实施方式中，可膨胀构件1258可以填充以其它类型的气体或液体(例如水，油，等等)，以使可膨胀构件1258膨胀并将翼梁的层压缩在一起。可膨胀构件1258的近端部分可以包括端盖1364，以密封该可膨胀构件1258并保持压力。在此示范的实施方式中，端盖1364可以包括两个或两个以上将可膨胀构件1258 的端部包夹其间以防止渗漏的板。在其它实施方式中，其它结构和系统也可以用于密封可膨胀构件1258的近端部分。如图1 所示，可膨胀构件1258的远端部分可以关闭，并用适宜的用复数个扣件1352固定在支撑板12M上的端盖板1365封闭。在其它实施方式中，可膨胀构件1258此端部可以被固定至设备部分1250和/或闭合并用其它合适的方法封闭。图14A是第二设备部分1250b的放大等轴测视图，图14B是第二设备部分1250b 的部分部件分解等轴测视图。参照图14B，每一个可膨胀构件1258可以包括由外层1430 和内层1432组成的具有柔韧性的管状结构。外层1430可以包括适宜的材料，以提供可膨胀构件1258的强度，内层1432可以包括适宜的材料，用于封闭可膨胀构件1258。例如内部封闭层1432可以包括橡皮衬垫，且外层1430可以包括编织尼龙，玻璃纤维，等等。相应地，在一个实施方式中，可膨胀构件1258可以包括在结构与功能上和消防水龙带至少大体相似的结构。在其它实施方式中，可膨胀构件1258可以包括其它材料和具有其它结构。图15是根据此公开的一个实施方式基本上沿着图IOD中的线15-15所取的放大端视图来示范压缩装置1090的用途。在此视图中，翼梁层972已经被适当地置于桁架亚结构上，层间有结合胶粘剂。第一设备部分1250a已经位于翼梁170的一侧，第二设备部分 1250b已经位于另一侧。每个设备部分1250的每个第一凸缘1256a与相对设备部分1250 的相应的第二凸缘1256b重叠。一旦这两个设备部分1250已经被适当地安置，设备部分 1250即通过扣件1252临时性地连接。然后将压力源(例如压缩空气源)连接至每个设备部分1250上的歧管1360，并将可膨胀构件1258膨胀至足够压力。在其膨胀时，可膨胀构件 1258沿层压翼梁170提供平均分布的压力。可以根据需要调整压力，以在固化过程期间提供期望水平的压实和压缩。此外，可以围绕翼梁170包裹以适宜的真空袋或其它薄膜保护层，以避免使胶粘剂沾在压缩装置1090上。在翼梁170已经被适当固化之后，可以通过解除可膨胀构件1258中的压力，以及去除扣件1252，将压缩装置1090解开。
以上详细描述的方法和系统可用于在根据此公开的实施方式的制造的子配件上原地组装风轮机叶片翼梁。更特别地，此公开的若干实施方式已经详细描述了用拉挤的复合材料，例如拉挤的复合材料“板条”制造层压翼梁。有许多优点与一些这类实施方式有关。 这些优点可以包括，例如，和常规制造技术比较，可降低成本和降低风轮机叶片的重量。此外，采用拉挤成型可以减少成品中的尺寸偏差。在某些实施方式中，其它涡轮机叶片结构，例如外皮，肋条，桁架构件等也可以由拉挤复合材料组成。例如，在一个实施方式中，外皮可以由一个或多个拉挤组合构件(例如片)层压在一起组成。在其它实施方式中，桁架构件可以由复合材料拉挤成型物组成。相应地，此处公开的用于从拉挤材料形成涡轮机叶片结构的方法和系统不局限用于涡轮机叶片翼梁或翼梁帽，也可被用于形成其它涡轮机叶片结构。然而，在其它实施方式中，涡轮机叶片翼梁和/或其它叶片结构，例如此处描述的翼梁170，可以用适宜的生产设备由拉挤的复合材料制造。例如，图16示范了具有型面1612 的设备1610，其具有适当的用于翼梁170b的轮廓。为了在设备1610上制造翼梁170b，层 972(例如拉挤板条)相继地放置于型面1612之上。工具针1614和/或其它定位器可被用于精确定位层972。层972可以被重新切割为适当的长度，以使得当被布置在设备表面 1612上时，各自的尾部979分别形成期望的锯齿形连接或重叠指状。尽管此时在相配的尾部979之间没有使用胶粘剂，每个层972在安装于工具之前1610之前被覆盖以胶粘剂。在所有层972已经被放置于工具表面1612上之后，该叠放物(lay up)可以被真空包裹，以将空气从层压材料抽出，并使层972被压缩在一起。该翼梁可以在室温下被固化，或者，如果对于使用的特定胶粘剂有需要，可以通过高压釜或其它方式加热。根据上述内容，应当理解此处已经描述的特定实施方式是为了举例说明，但本发明也许还包括其它实施方式。例如，参照图7A，在四个翼展方向延伸的翼梁的情况下如上所描述的特征也可以被用于风轮机叶片具有其它数量的翼梁，包括三个翼梁的情形下。另外， 如上所述的桁架结构可以具有和这些图中所示不同的布置。在翼梁，肋条和桁架构件之间的结合可以用不同于如上所述的布置。在其它实施方式中，特定实施方式的情形下所述的某些方面可以被结合或去除。进一步地，在与某些实施方式有关的优点已经被描述于这些实施方式的情形时，其它实施方式也可以展现这种优点，而不是所有实施方式必须展现这种优点才落在此公开范围之内。相应地，本发明可以包括其它上文没有明确显示或描述的实施方式。因此，本发明不受除所附权利要求之外的内容限制。
权利要求
1.风轮机系统，包括风轮机叶片，其具有径向内部区域和径向外部区域，其中该内部区域包括毂连接部件，从该毂连接部件向外纵向延伸的内部负载承受桁架结构，和该内部桁架结构携带的外部表层；和该外部区域从该内部桁架结构被纵向向外放置，连接于该内部桁架结构，并具有内部负载承受结构，其不包括负载承受桁架结构，该外部区域进一步包括叶片尖端。
2.根据权利要求1的系统，其中该风轮机叶片具有一全长，其中该内部桁架结构从该毂连接部件延伸至从该毂连接部件起的接近三分之二该全长。
3.根据权利要求1的系统，其中该外部区域包括纵向延伸的翼梁，多个沿着该翼梁间隔的肋条，且一部分该外部表层由该翼梁和肋条携带。
4.根据权利要求1的系统，其中该内部区域的桁架结构包括复数个纵向延伸的翼梁， 多个沿着该翼梁间隔的肋条，以及连接在这些翼梁之间的大体上直窄的桁架构件。
5.根据权利要求1的系统，其中该外部区域具有单体构造式结构。
6.根据权利要求1的系统，其中该外部区域具有半单体构造式结构。
7.根据权利要求1的系统，其中该内部区域的桁架结构包括第一数量的纵向延伸的翼梁，并且其中该外部区域包括第二数量的纵向延伸的翼梁，第二数量比第一数量少。
8.根据权利要求1的系统，其中该内部区域的桁架结构仅包括三个纵向延伸的翼梁， 并且其中该外部区域包括两个纵向延伸的翼梁。
9.根据权利要求1的系统，其中该内部区域的桁架结构包括第一纵向延伸的翼梁，并且其中该外部区域包括第二纵向延伸的翼梁，其中第一和第二翼梁沿着大体平滑的连续纵轴延伸。
10.根据权利要求1的系统，其中该内部区域包括第一片段和从该第一片段向外径向设置的第二片段，该第一片段具有第一翼梁片段，该第二片段具有结合至第一翼梁片段并从第一翼梁片段向外径向设置的第二翼梁片段。
11.用于制造风轮机叶片的方法，包括形成风轮机叶片的径向内部区域，以获得负载承受桁架结构；向该桁架结构添加一表层；形成该风轮机叶片的径向外部区域，以获得非桁架结构；和将该风轮机叶片的内部区域和该风轮机叶片的外部区域彼此连接。
12.根据权利要求11的方法，其中该风轮机叶片的径向外部区域的形成包括形成该风轮机叶片的径向外部区域，以获得单体构造式结构。
13.根据权利要求11的方法，其中该风轮机叶片的径向外部区域的形成包括形成该风轮机叶片的径向外部区域，以获得半单体构造式结构。
14.根据权利要求11的方法，其中该风轮机叶片的径向内部区域的形成包括形成第一径向内部片段和第二径向内部片段，其中该方法进一步包括在安装地点将第一径向内部片段连接至第二径向内部片段；在该安装地点将径向外部区域连接至第二径向内部片段，以形成径向延伸的风轮机叶片，第二径向内部片段位于第一径向内部片段和径向向外区域之间；和在该安装地点将该风轮机叶片装配至风轮机毂。
15.用于操作风轮机的方法，包括旋转携带多个风轮机叶片的风轮机轴；将负载从单个的风轮机叶片通过该叶片的径向内部区域和该叶片的径向外部区域传递至该轴，该径向内部区域包括内部负载承受桁架结构以及由该内部桁架结构携带的外部表层，该径向外部区域包括围绕非桁架结构设置的负载承受表层；和通过绕大体水平的轴旋转该轴，使该单独的风轮机叶片经受循环变化的重力负载。
16.根据权利要求15的方法，其中负载的传递包括将负载从该叶片的外部区域通过该叶片的内部区域传递至该轴。
17.根据权利要求15的方法，其中负载的传递包括将负载从该叶片的外部区域越过翼梁连接传递至该叶片的内部区域，然后至该轴。
18.风轮机系统，包括风轮机叶片，其具有前缘和后缘，该风轮机叶片包括桁架结构，具有朝向该前缘设置的纵向延伸的第一翼梁；朝向该前缘设置并且和该第一翼梁隔开的纵向延伸的第二翼梁；朝向该后缘设置的单一的纵向延伸的第三翼梁；复数个隔开的肋条，各个肋条连接到每一个第一，第二和第三翼梁；在该第一，第二和第三翼梁之中连接的复数个桁架构件；和连接于该翼梁，该肋条，或该翼梁和该肋条并由其携带的外部表层。
19.根据权利要求18的系统，其中该风轮机叶片包括内部区域，其具有大体圆形的毂连接部件，并且由该内部区域向外纵向设置的外部区域。
20.根据权利要求18的系统，其中该第一，第二和第三翼梁是该风轮机叶片在给定的沿着该桁架结构的纵向位置仅有的纵向延伸的翼梁。
21.根据权利要求18的系统，其中该风轮机叶片具有一总体纵向长度，其中该第一，第二和第三翼梁是该风轮机叶片在该叶片的大部分纵向长度上仅有的纵向延伸的翼梁。
22.根据权利要求18的系统，其中该风轮机叶片具有一总体纵向长度，其中该第一，第二和第三翼梁是该风轮机叶片在该叶片的接近三分之二的纵向长度上仅有的纵向延伸的翼梁。
23.根据权利要求18的系统，其中该第一，第二和第三翼梁是该桁架结构的仅有的纵向延伸的翼梁。
24.根据权利要求18的系统，其中单个的肋条包括设置为容纳第一翼梁的第一切口和设置为容纳第二翼梁的第二切口。
25.根据权利要求18的系统，其中单个的的肋条具有连接到第三翼梁并在第三翼梁的前方沿翼弦方向设置的第一连接板部分，并且其中该单个的肋条具有在第三翼梁的尾部沿弦向方向设置的第二连接板部分，该第一和第二连接板部分是非连续的。
26.根据权利要求18的系统，其中该第一翼梁具有矩形横截面形状，其弦向尺寸大于其厚度尺寸，并且该第三翼梁具有矩形横截面形状，其弦向尺寸小于其厚度尺寸。
27.根据权利要求18的系统，其中该第一，第二和第三翼梁各自由层压的复合材料形成。
28.根据权利要求18的系统，其中该风轮机叶片的横截面具有弦向尺寸和厚度尺寸，其中该单一的第三翼梁延伸超过该厚度尺寸的大部分。
29.根据权利要求18的系统，其中该风轮机叶片是第一风轮机叶片，其中该系统进一步包括携带第一风轮机叶片的毂；由该毂携带的第二风轮机叶片；和由该毂携带的第三风轮机叶片，其中每一个该第一，第二和第三风轮机叶片在具有桁架结构的该叶片的所有部分仅有三个纵向延伸的负载承受翼梁。
30.用于操作风轮机的方法，包括旋转携带多个风轮机叶片的风轮机轴；和将负载从单个的风轮机叶片通过该单个的风轮机叶片的内部桁架结构传递至该轴，该风轮机叶片包括两个纵向延伸的朝向该叶片前缘的负载承受翼梁，以及单一的纵向延伸的朝向该叶片后缘的负载承受翼梁。
31.根据权利要求30的方法，其中该轴的旋转包括绕大体水平的轴旋转该轴，其中该方法进一步包括，在该轴旋转时使该单个的的风轮机叶片经受循环变化的重力负载。
32.根据权利要求30的方法，其中该轴的旋转包括绕大体水平的轴旋转该轴，其中该方法进一步包括，在该轴旋转时使该单独的风轮机叶片经受循环变化的沿翼弦方向的重力负载。
33.用于制造风轮机叶片的方法，包括形成只有三个纵向延伸的翼梁的桁架结构，其包括朝向该风轮机叶片前缘的第一翼梁，朝向该风轮机叶片前缘的第二翼梁和设置为朝向该风轮机叶片后缘的第三翼梁；连接这些纵向延伸的翼梁之间的桁架构件；将肋条连接至这些纵向延伸的翼梁；和将外部表层连接至这些肋条，至少一个翼梁，或这些肋条和至少一个翼梁。
34.根据权利要求33的方法，其中肋条与这些纵向延伸的翼梁的连接包括在至少一个肋条的第一切口中容纳第一翼梁，和在至少一个肋条的切口中容纳第二翼梁。
35.根据权利要求33的方法，其中肋条与这些纵向延伸的翼梁的连接包括将至少一个肋条的第一部分连接至第三翼梁，以在弦向方向向前延伸，并布置第三翼梁的至少一个肋条尾部的第二部分，该第一和第二部分彼此是非连续的。
36.根据权利要求33的方法，其中该桁架结构的形成包括用单一的第三翼梁形成该桁架结构，该第三翼梁在厚度方向上延伸超过该风轮机叶片厚度的大部分。
37.风轮机系统，包括风轮机叶片，包括复数个纵向延伸的翼梁；复数个纵向隔开的肋条，各个肋条连接于该纵向延伸的翼梁；复数个桁架连接构件，各个桁架连接构件连接至翼梁，肋条，或翼梁和肋条，在各翼梁， 肋条或翼梁和肋条中均不采用孔；和复数个桁架构件，各个桁架构件在相应的桁架连接构件对之间连接。
38.根据权利要求37的系统，其中该翼梁由复合材料组成，其中该桁架连接构件包括翼梁连接部分和桁架连接部分，该翼梁连接部分围绕翼梁圆周状延伸并夹住该翼梁，该桁架连接部分包括一延伸远离该翼梁的凸缘，并具有第一连接孔；和至少一个该桁架构件包括第二连接孔；并且其中该系统进一步包括延伸通过该第一和第二连接孔但不进入该翼梁的扣件。
39.根据权利要求38的系统，其中该桁架构件具有槽，该桁架连接构件的凸缘被容纳于其中。
40.根据权利要求37的系统，其中一个单个桁架连接构件被结合至翼梁，其中该桁架连接构件由金属构成，且该翼梁由复合材料构成。
41.根据权利要求37的系统，其中一个单个桁架连接构件被结合至翼梁，其中该桁架连接构件和该翼梁均有复合材料构成。
42.根据权利要求41的系统，其中该翼梁和该桁架连接构件为胶粘剂结合。
43.根据权利要求41的系统，其中该翼梁和该桁架连接构件被共固化。
44.根据权利要求37的系统，其中该桁架连接构件包括围绕该翼梁的第一部分圆周状延伸的第一组件，围绕该翼梁的第二部分圆周状延伸的第二组件，和连接该第一和第二组件并在该第一和第二组件之间夹住该翼梁的至少一个扣件。
45.根据权利要求44的系统，其中该扣件被设置为夹住该第一和第二组件之间的翼梁，以及将该桁架构件之一连接至该桁架连接构件。
46.根据权利要求37的系统，其中该翼梁由复合材料组成，其中该桁架连接构件包括围绕该翼梁的第一部分圆周状延伸的第一组件和围绕该翼梁的第二互补部分圆周状延伸的第二组件，该第一组件具有两个第一凸缘，一个从该翼梁以第一方向向外延伸，另一个从该翼梁以不同于该第一方向的第二方向向外延伸，该第二组件具有两个第二凸缘，一个第二凸缘从该翼梁以第一方向向外延伸并被设置为和一个该第一组件的第一凸缘面对面，另一个第二凸缘以第二方向向外延伸并被设置为和另一个该第一组件的第一凸缘面对面，每一个第一凸缘具有第一扣件开口， 每一个第二凸缘具有对准该第一扣件开口相应开口的第二扣件开口 ；具有槽的第一桁架构件，第一凸缘被容纳于该槽中；具有槽的第二桁架构件，第二凸缘被容纳于该槽中；第一扣件，其通过该第一桁架构件，一个第一扣件开口，和相应对准的第二扣件开口， 以将该第一桁架构件固定至该桁架连接构件并围绕该翼梁夹住该第一和第二组件；和第二扣件，其通过第二桁架构件，另一个第一扣件开口，和相应对准的第二扣件开口， 以将该第二桁架构件固定至该桁架连接构件，并围绕该翼梁夹住该第一和第二组件；其中第一和第二扣件都不进入该翼梁。
47.根据权利要求37的系统，其中至少一个桁架构件被连接至一个单个的肋条，并连接至一个桁架连接构件，以提供该翼梁中的一个翼梁和该单个肋条之间的的连接。
48.根据权利要求47的系统，其中该肋条具有连接板和凸缘，该桁架连接构件被连接至该肋条的连接板。
49.根据权利要求37的系统，其中该桁架连接构件被连接至该单个翼梁中的一个，并只围绕该翼梁的一部分延伸。
50.根据权利要求37的系统，其中该桁架连接构件以胶粘剂的方式连接至该单个翼梁中的一个。
51.用于制作风轮机叶片的方法，包括将复数个肋条设置为彼此纵向隔开，该肋条包括第一肋条和第二肋条； 将第一和第二纵向延伸的翼梁设置为邻近于该肋条；将第一桁架连接构件连接至该第一翼梁，该第一肋条，或该第一翼梁和该第一肋条，在各第一翼梁，第一肋条或第一翼梁和第一肋条中均不采用孔；将第二桁架连接构件连接至该第二翼梁，该第二肋条，或该第二翼梁和该第二肋条，在各第二翼梁，第二肋条或第一翼梁和第二肋条中均不采用孔；和连接该第一和第二桁架连接构件之间的桁架构件。
52.根据权利要求51的方法，其中该第一桁架连接构件包括第一组件和第二组件，其中该第一桁架连接构件的连接包括围绕该第一翼梁夹住该第一和第二组件。
53.根据权利要求51的方法，其中该桁架构件是第一桁架构件，其中该第一桁架连接构件包括第一组件和第二组件，第一组件具有两个第一凸缘，一个从该翼梁以第一方向向外延伸，另一个从该翼梁以不同于第一方向的第二方向向外延伸，该第二组件具有两个第二凸缘，一个从该翼梁以第一方向向外延伸，另一个第二凸缘从该翼梁以第二方向向外延伸，其中该第一桁架连接构件的连接包括将该第一组件设置为围绕该第一翼梁的第一圆周部分延伸； 将该第二组件设置为围绕该第一翼梁的第二圆周部分延伸； 将一个该第一凸缘放置为朝向一个第二凸缘，以形成第一凸缘对； 将另一个该第一凸缘放置为朝向另一个第二凸缘，以形成第二凸缘对； 在该第一桁架构件的槽中容纳第一凸缘对； 在该第二桁架构件的槽中容纳第二凸缘对；围绕该翼梁夹住该第一和第二组件并通过将第一扣件通过该第一桁架构件和第一凸缘对，使该第一桁架构件连接至该第一桁架连接构件；和围绕该翼梁夹住该第一和第二组件并通过将第二扣件通过该第二桁架构件和第二凸缘对，使该第二桁架构件连接至该第一桁架连接构件。
54.根据权利要求51的方法，其中该第一桁架连接构件的连接包括将第一桁架连接构件连接至该第一翼梁，其中该第二桁架连接构件的连接包括将第二桁架连接构件连接至该第二翼梁，其中该方法进一步的包括将该第一肋条连接至该桁架构件。
55.根据权利要求M的方法，其中第一肋条至该桁架构件的连接包括将该第一肋条用胶粘剂连接至该桁架构件。
56.根据权利要求M的方法，其中第一肋条包括连接板和凸缘，其中第一肋条至该桁架构件的连接包括将该第一肋条的连接板连接至该桁架构件。
57.根据权利要求51的方法，其中第一桁架连接构件的连接包括将该第一桁架连接构件以胶粘剂结合至该第一翼梁。
58.根据权利要求51的方法，其中该第一桁架连接构件和第一翼梁由复合材料构成， 其中该第一桁架连接构件的连接包括将该第一桁架连接构件和第一翼梁共固化。
59.风轮机系统，包括 风轮机叶片，包括大体拱式的毂连接部件；外部空气动力面，其具有纵轴，横截该纵轴的弦向轴，以及横截该弦向和纵向轴的厚度轴；和沿着该纵轴延伸的翼梁，该翼梁在与该毂连接部件隔开的位置包括复数个相互堆积的层，其中该复数个层在该毂连接部件从矩形横截面形状转变为拱式的横截面形状。
60.根据权利要求59的系统，其中该层包括第一数量的层，其在离该毂连接部件第一距离所设置的第一位置具有大体单向的与纵向轴对准的纤维，和第二数量的层，其在离该毂连接部分第二距离所设置的第二位置具有与该纵向轴对准的单向纤维，该第二距离小于该第一距离，该第二数量小于该第一数量。
61.根据权利要求60的系统，其进一步包括第三数量的层，其在该第二位置相对于该纵向轴定向为非零的正值，以及第四数量的层，其在该第二位置相对于该翼展方向轴定向为非零负值。
62.根据权利要求61的系统，其中该第三数量不同于该第二数量。
63.根据权利要求59的系统，其中该翼梁是三个翼梁之一，每一个都在毂连接部件处具有从矩形横截面形状转变为拱式的横截面形状的堆积层。
64.根据权利要求59的系统，其中该毂连接部件包括环。
65.根据权利要求64的系统，其中该环包括设置为将该风轮机叶片连接于毂的螺栓孔。
66.根据权利要求59的系统，其中该翼梁是第一翼梁，并形成一部分桁架结构，该桁架结构进一步包括第二翼梁，第三翼梁，设置为横截该翼梁的复数个肋条，和复数个在该翼梁和该肋条之间连接的桁架构件。
67.风轮机系统，包括 风轮机叶片，包括外部空气动力面，其具有纵轴，横截该纵轴的弦向轴，以及横截该弦向和纵向轴的厚度轴；沿着该纵轴延伸的翼梁，该翼梁包括复数个彼此堆积的层； 大体拱式的毂连接部件；和连接至该毂连接部件以及该翼梁的层的过渡元件，该过渡元件具有凹陷，该层被容纳于其中，至少一部分该过渡元件具有拱式的横截面形状。
68.根据权利要求67的系统，其中该毂连接部件包括大体圆形的环，其中该过渡元件连接至该大体圆形的环。
69.根据权利要求68的系统，其中该过渡元件包括过渡板，其在与该层的界面具有大体为直线围成的横截面形状，以及在与该大体圆形的环的界面具有大体拱式的形状。
70.根据权利要求67的系统，其中该过渡元件是两个过渡板之一，每一个都具有凹陷以在其中容纳该翼梁的层，第一过渡板容纳第一层，第二过渡板容纳不同于第一层的第二层，第一过渡板被设置为由第二过渡板径向向内。
71.根据权利要求67的系统，其中该翼梁是多个沿着该纵向轴延伸的翼梁之一，每个翼梁包括复数个彼此堆叠的层，其中该过渡元件为复数个过渡板之一，每一个都具有凹陷以在其中容纳一个相应的翼梁的层。
72.根据权利要求67的系统，其中该层是复合材料层。
73.根据权利要求67的系统，其中该翼梁是第一翼梁，并形成一部分桁架结构，该桁架结构进一步包括第二翼梁，第三翼梁，设置为横截该翼梁的复数个肋条，和复数个在该翼梁和该肋条之间连接的桁架构件。
74.用于制造风轮机叶片的方法，包括将翼梁布置为纵向延伸，该翼梁包括复数个堆叠的层，并具有大体上矩形的横截面形状；将拱式的毂连接部件布置为邻近于该翼梁；将该翼梁通过过渡部分机械式连接至该毂连接部件，该过渡部分在该翼梁处的大体矩形横截面形状和该毂连接部件处的拱式形状之间变换。
75.根据权利要求74的方法，其中机械式的连接包括在该翼梁的各层朝向该毂连接部件延伸时，使其形成具有增加的圆周长度和渐增的拱式形状。
76.根据权利要求75的方法，其进一步包括选择该翼梁第一单个复合层以在该第一单个复合层朝向该毂连接部件延伸时获得增加的圆周长度和渐增拱式形状，选择第二单个复合层以在和该毂连接部件相隔的位置终止。
77.根据权利要求75的方法，其进一步包括选择该翼梁的第一单层以在该第一单层(复数)朝向该毂连接部件延伸时获得增加的圆周长度和渐增的拱式形状；选择第二单层(复数)以在和该毂连接部件隔离的位置终止；和加入第三层(复数)代替至少一些第二层(复数)，其中该第一层(复数)具有以第一方向定向的纤维，该第二层(复数)具有以第二方向定向的纤维，并且第三层(复数)具有以不同于第二方向定向的第三方向定向的纤维。
78.根据权利要求77的方法，进一步包括将第二层(复数)的纤维定向为大体和纵向方向平行，将第三层(复数)的纤维定向为不平行于纵向方向。
79.根据权利要求74的方法，其中该翼梁至该毂连接部件的机械式连接包括 在该翼梁和该毂连接部件之间设置过渡元件；将该翼梁的层容纳于该过渡元件的相应凹陷中； 将被容纳的层连接至该过渡元件；和将该过渡元件的拱式部分连接至该毂连接部件。
80.根据权利要求79的方法，其中该过渡元件是第一过渡元件，其中层的容纳包括容纳第一层，其中该方法进一步包括在该翼梁和该毂连接部件之间设置第二过渡元件； 将该翼梁的第二层容纳于该第二过渡元件的相应凹陷中； 将被容纳的层连接至该第二过渡元件；和将该第二过渡元件的拱式部分连接至该毂连接部件，该第二过渡元件被设置为由该第一过渡元件径向向外。
81.根据权利要求79的方法，其中该过渡元件是第一过渡元件，该翼梁是第一翼梁，其中该方法进一步包括将第二翼梁布置为大体上纵向延伸，该第二翼梁包括复数个堆叠的层，并具有大体上矩形的横截面形状；在该第二翼梁和该毂连接部件之间设置第二过渡元件； 将该第二翼梁的层容纳于该第二过渡元件的相应凹陷中； 将被容纳的层连接至该第二过渡元件；和将该第二过渡元件的拱式部分在与第一过渡元件连接该毂连接部件的位置不同的圆周位置连接至该毂连接部件。
82.根据权利要求74的方法，其中该过渡元件包括板，其从该毂连接部件处的拱式横截面形状渐变为与该翼梁界面处的大体直线围成的横截面形状。
83.根据权利要求74的方法，其中该翼梁是第一翼梁，其中该方法进一步包括 将第二翼梁放置为和第一翼梁隔开；将第三翼梁放置为和第一和第二翼梁隔开； 将复数个肋条放置为和该翼梁横切；和连接在该翼梁和肋条之间的复数个桁架构件。
84.风轮机叶片，包括外部空气动力面，其具有纵向延伸的翼展方向轴，横截该翼展方向轴延伸的弦向轴，以及横截该弦向和翼展方向轴延伸的厚度轴；复数个纵向延伸的翼梁，其提供空气动力面的内部支撑，其中至少一个翼梁包括层压的预固化复合材料，该层压的预固化复合材料包括 复数个预固化复合材料层；和插入相邻的预固化复合材料层之间的复数个粘结层。
85.根据权利要求84的风轮机叶片，其中每一个预固化复合材料层包括预固化纤维加固的树脂产品。
86.根据权利要求84的风轮机叶片，其中每一个预固化复合材料层包括预固化的复合材料挤出物。
87.根据权利要求84的风轮机叶片，其中该空气动力面定义翼型横截面，其中该复数个纵向延伸的翼梁包括彼此沿着该厚度轴隔开的压力翼梁和吸入翼梁，以及沿着该弦向轴和该压力和吸入翼梁隔开的尾部翼梁，其中每一个压力，吸入和尾部翼梁均由层压的预固化复合材料挤出物组成。
88.根据权利要求84的风轮机叶片，进一步包括复数个纵向隔开的肋条，其中至少一个翼梁被连接至该肋条。
89.根据权利要求84的风轮机叶片，进一步包括围绕该复数个预固化的复合材料层圆周状夹持的带。
90.根据权利要求84的风轮机叶片，进一步包括 复数个纵向隔开的肋条；和复数个桁架连接构件，其中每一个桁架连接构件包括第一零件和相应的第二零件，其中每一个第一零件被连接至相应的第二零件，以在其中将一部分该预固化的复合材料层夹在中间，并且其中每个桁架连接构件的至少一个该第一零件和该第二零件被连接至该纵向隔开的肋条。
91.风轮机叶片，包括外部空气动力面，其具有纵向延伸的翼展方向轴，横截该翼展方向轴延伸的弦向轴，以及横截该弦向和翼展方向轴的厚度轴；和复数个纵向延伸的翼梁，其中至少一个翼梁包括纵向延伸的第一翼梁部分，其具有复数个层压的第一层，其中各个第一层终止于不同纵向位置，以形成具有复数个第一凸起和第一凹陷的第一端部，各个第一凸起和各个第一凹陷沿着该厚度轴交互；纵向延伸的第二翼梁部分，其具有复数个层压的第二层，其中各个第二层终止于不同的纵向位置，以形成复数个第二凸起和第二凹陷，各个第二凸起和各个第二凹陷沿着该厚度轴交互；和其中各个第二凸起被容纳于相应的第一凹陷中，各个第一凸起被容纳于相应的第二凹陷中，以将该第一翼梁部分结合至该第二翼梁部分。
92.根据权利要求91的风轮机叶片，其中各个第二凸起被结合至相应的第一凹陷，各个第一凸起被结合至相应的第二凹陷，以将该第一翼梁部分沿着结合线结合至该第二翼梁部分，该结合线的位置以非单调的方式变化。
93.根据权利要求91的风轮机叶片，其中各个第二凸起被结合至相应的第一凹陷，各个第一凸起被结合至相应的第二凹陷，以将该第一翼梁部分沿着结合线结合至该第二翼梁部分，该结合线为锯齿形。
94.根据权利要求91的风轮机叶片，其中该复数个层压的第一层包括复数个第一预固化的复合材料层，其中该复数个层压的第二层包括复数个第二预固化的复合材料层。
95.根据权利要求91的风轮机叶片，进一步包括复数个纵向隔开的肋条，其中至少一个翼梁被连接至该肋条。
96.根据权利要求91的风轮机叶片，进一步包括连接板，其中该至少一个翼梁被连接至该连接板。
97.根据权利要求91的风轮机叶片，进一步包括围绕该第一层圆周状夹持的第一带；和围绕该第二层圆周状夹持的第二带。
98.根据权利要求91的风轮机叶片，进一步包括复数个纵向隔开的肋条；和第一桁架连接构件，其中该第一桁架连接构件包括第一零件和相应的第二零件，其中该第一零件被连接至相应的第二零件，以在其中夹持该第一翼梁部分的各个第一层，并且其中该第一桁架连接构件的至少一个该第一零件和该第二零件被连接至一个该纵向隔开的肋条中的第一肋条；和第二桁架连接构件，其中该第二桁架连接构件包括第三零件和相应的第四零件，其中该第三零件被连接至相应的第四零件，以在其中夹持该第二翼梁部分的各个第二层，并且其中该第二桁架连接构件的至少一个该第三零件和该第四零件被连接至一个该纵向隔开的肋条中的第二肋条。
99.风轮机叶片，包括外部空气动力面，其具有纵向延伸的翼展方向轴，横截该翼展方向轴延伸的弦向轴，以及横截该弦向和翼展方向轴的厚度轴；和纵向延伸的第一翼梁部分，其具有复数个层压的第一层，其形成沿着该弦向轴具有复数个第一凸起和第一凹陷的第一翼梁尾部；纵向延伸的第二翼梁部分，其具有复数个第二层压层，其形成沿着该弦向轴具有复数个第二凸起和第二凹陷的第二翼梁尾部；和其中各个第二凸起被容纳于相应的第一凹陷中，各个第一凸起被容纳于相应的第二凹陷中，以将该第一翼梁尾部结合至该第二翼梁尾部。
100.根据权利要求99的风轮机叶片，其中所有的第一层终止于第一尾部，并且所有的第二层终止于第二尾部，其中所有的第一尾部具有第一形状，且所有的第二尾部具有第二形状。
101.根据权利要求99的风轮机叶片，其中所有的第一层终止于第一尾部，所有的第二层终止于第二尾部，其中各个第一尾部具有相应的单独的第一形状，其沿着该弦向轴定义相应的第一凸起和第一凹陷，并且其中各个第二尾部具有单个的第二形状，其沿着该弦向轴定义相应的第二凸起和第二凹陷。
102.根据权利要求99的风轮机叶片，其中所有的第一层终止于沿着该弦向轴具有第一锯齿形状的第一尾部，并且其中所有的第二层终止于沿着该弦向轴具有和该第一锯齿形状互补的第二锯齿形状的第二尾部。
103.用于将复数个预固化复合材料层压制在一起以进行层压的装置，该装置包括第一工具部分，包括第一支撑底座；由第一支撑底座携带的第一可膨胀构件；和和该第一可膨胀构件成流体连通的第一配件；和第二工具部分，包括第二支撑基座；由第二支撑底座携带的第二可膨胀构件；和与该第二可膨胀构件成流体连通的第二配件，其中该第二支撑基座被设置为可操作地与第一支撑基座通过该第一和第二可膨胀构件之间设置有复数个复合材料层结合，其中该第一和第二配件设置为将流体转移入该第一和第二可膨胀构件，以膨胀该可膨胀构件，以及压缩其间的复合材料层。
104.根据权利要求103的装置，其中该第一和第二工具部分被设置为以围绕该复合材料层的蛘壳布置方式彼此配合。
105.根据权利要求103的装置，其中该第一工具部分包括从该第一支撑基座的相对侧向外延伸的第一和第二侧面凸缘，其中该第二工具部分包括从该第二支撑基座的相对侧向外延伸的第三和第四侧面凸缘，并且当该第一工具部分被可操作地与该第二工具部分通过其间设置的复数个复合材料层结合时，其中该第一侧面凸缘被设置为和该第三侧面凸缘重叠，该第二侧面凸缘被设置为和该第四侧面凸缘重叠。
106.根据权利要求103的装置 其中该第一工具部分进一步包括被设置为邻近于该第一可膨胀构件的至少一个第三可膨胀构件；和从该配件延伸至该第一和第三可膨胀构件的第一歧管；和其中该第二工具部分进一步包括被设置为邻近于该第二可膨胀构件的至少一个第四可膨胀构件；和从该配件延伸至该第二和第四可膨胀构件的第二歧管，其中该第一配件被设置为通过该第一歧管将流体转移入该第一和第三可膨胀构件，以对着该复合材料层的一边膨胀该第一和第三可膨胀构件，并且其中该第二配件被设置为将流体通过该第二歧管转移入该第二和第四可膨胀构件，以对着该复合材料层的相对侧膨胀该第二和第四可膨胀构件，以压缩其间的复合材料层。
107.制造风轮机叶片的方法，该方法包括 将纤维移动穿过树脂浴，用树脂润湿该纤维；将该纤维移动通过热模，以固化该树脂，并将该树脂和纤维成型为延长的复合材料挤出物；切割该拉长的复合材料挤出物为单个的部件，以形成复数个拉挤的复合材料部件； 将该复数个拉挤的复合材料部件层压在一起，以形成第一风轮机叶片结构；和将该第一风轮机叶片结构连接至第二风轮机叶片结构，以形成风轮机叶片桁架结构的一部分。
108.根据权利要求107的方法，其中将该复数个拉挤的复合材料部件层压到一起以形成第一风轮机叶片结构包括形成拉长的翼梁。
109.根据权利要求107的方法，其中该风轮机叶片包括外部空气动力面，其具有纵向延伸的翼展方向轴，横切该翼展方向轴的弦向轴，以及横切该弦向和翼展方向轴的厚度轴， 其中将该复数个拉挤复合材料块层压在一起以形成第一风轮机叶片结构包括形成翼梁部分，其中将第一风轮机叶片结构连接至第二风轮机叶片结构包括沿着翼展方向轴定向该翼梁部分，并将该翼梁部分固定地连接至沿着该弦向轴延伸的复数个肋条。
110.根据权利要求107的方法其中该风轮机叶片包括外部空气动力面，其具有纵向延伸的翼展方向轴，横切该翼展方向轴的弦向轴，以及横切该弦向和翼展方向轴的厚度轴；其中将该复数个拉挤复合材料部件层压在一起以形成第一风轮机叶片结构包括将第一复数个拉挤复合材料层层压在一起以形成第一翼梁部分，其具有沿着该弦向轴有复数个第一凸起和第一凹陷的第一翼梁尾部，以及将第二复数个拉挤复合材料层层压在一起以形成第二翼梁部分，其具有沿着该弦向轴有复数个第二凸起和第二凹陷的第二翼梁尾部；和其中将该第一风轮机叶片结构连接至第二风轮机叶片结构包括将各个第一凸起插入相应的第二凹陷，并将各个第二凸起插入相应的第一凹陷，以将该第一翼梁尾部结合至该第二翼梁尾部。
111.制造风轮机叶片的方法，该风轮机叶片具有外部空气动力面，其具有纵向延伸的翼展方向轴，横切该翼展方向轴的弦向轴，以及横切该弦向和翼展方向轴的厚度轴，该方法包括在制造组件中布置复数个涡轮机叶片肋条，其中各个肋条与该弦向轴对准，并沿着该翼展方向轴彼此隔开；布置第一拉长的复合材料层，使其越过沿着该翼展方向轴的复数个肋条； 将胶粘剂涂覆至该第一复合材料层；将第二拉长的复合材料层布置于该胶粘剂层上； 将该第一和第二拉长的复合材料层压制在一起；和固化该胶粘剂，以将该第二复合材料层层叠至个第一复合材料层，以形成在该复数个肋条之间沿着翼展方向轴延伸的翼梁部分。
112.根据权利要求111的方法，其中布置第一拉长的复合材料层，使其越过该复数个肋条包括布置预固化复合材料的第一层，使其越过该肋条，其中将第二拉长的复合材料层布置于胶粘剂层上包括将预固化复合材料的第二层布置在该胶粘剂层上。
113.根据权利要求111的方法，其中布置第一拉长的复合材料层使其越过该复数个肋条包括布置第一拉挤层，使其越过该肋条，其中将第二拉长的复合材料层布置于胶粘剂层上包括将第二拉挤层布置在该胶粘剂层上。
114.根据权利要求111的方法，其中每一个单个的肋条均包括一切口，以在其中放置第一拉长的复合材料层，使其越过该复数个肋条包括将该第一拉长的复合材料层的部分放置入每一切口。
115.根据权利要求111的方法，其中每一个单个的肋条均包括一切口，其中该方法进一步包括在每一个单个的切口中放置各自的配件； 将该各自的配件连接至其相应的肋条；和将该翼梁部分的相应部分连接至每一个单个的配件。
116.根据权利要求111的方法，进一步包括将复数个其它的拉长的复合材料层放置在该第一和第二拉长层上；和在不同的纵向位置终结该单个复合材料层，以形成具有复数个凸起和凹陷的翼梁尾部，各个凸起和各个凹陷沿着该厚度轴交互。
117.根据权利要求111的方法，其中固化胶粘剂以将第二复合材料层层叠至第一复合材料层和形成翼梁部分，该方法包括形成具有复数个凸起和凹陷的翼梁尾部，各个凸起和各个凹陷沿着该弦向轴交互。
118.根据权利要求111的方法，其中该复数个涡轮机叶片肋条是复数个第一涡轮机叶片肋条，其中固化胶粘剂，以将第二复合材料层层叠至第一复合材料层和形成翼梁部分，该方法包括形成具有复数个第一凸起和第一凹陷的第一翼梁尾部的第一翼梁部分，其中该方法进一步包括在第二制造组件中放置复数个第二涡轮机叶片肋条，其中各个第二肋条与该弦向轴对准，并沿着该翼展方向轴彼此隔开；布置第三拉长的复合材料层，使其越过沿着该翼展方向轴的复数个第二肋条； 将第二胶粘剂层涂覆至该第三复合材料层； 将第四拉长的复合材料层布置于该第二胶粘剂层上； 将该第三和第四拉长的复合材料层压制在一起；固化第二胶粘剂层，以将该第三复合材料层层叠至第四复合材料层，并形成在该复数个第二肋条之间沿着该翼展方向轴延伸的第二翼梁部分，该第二翼梁部分包括第二翼梁末端，其具有复数个第二凸起和第二凹陷；将胶粘剂涂覆至该第一翼梁尾部和该第二翼梁尾部；将单个的第一凸起插入相应的单个的第二凹陷，将单个的第二凸起插入相应的第一凹陷，以将该第一翼梁部分结合至该第二翼梁部分。
119.根据权利要求111的方法，其中将该第一和第二拉长的复合材料层压制在一起包括可分开地将复数个压缩装置结合至位于各个的涡轮机叶片肋条之间的该第一和第二层复合材料；和操作该压缩装置，将该第一和第二层复合材料压在一起。
120.根据权利要求111的方法，其中将该第一和第二拉长的复合材料层压制在一起包括将第一工具部分布置在个第一和第二复合材料层的一侧，该第一工具部分具有一个可膨胀构件；将第二工具部分布置在该第一和第二复合材料层的相对侧上； 将该第一工具部分结合至该第二工具部分；和膨胀该可膨胀构件，以将该第一和第二复合材料层压制在一起。
121.根据权利要求111的方法，其中将该第一和第二拉长的复合材料层压制在一起包括将第一工具部分布置在个第一和第二复合材料层的一侧，该第一工具部分具有一个可膨胀构件；将第二工具部分布置在该第一和第二复合材料层的相对侧上；将该第一工具部分结合至该第二工具部分；和加压于该可膨胀构件，以将该第一和第二复合材料层压制在一起。
122.根据权利要求111的方法，其中将该第一和第二拉长的复合材料层压制在一起包括将第一工具部分布置在该第一和第二复合材料层的一侧，该第一工具部分具有第一可膨胀构件；将第二工具部分布置在该第一和第二复合材料层的相对侧上，该第二工具部分具有第二可膨胀构件；将该第一工具部分结合至该第二工具部分；和膨胀该第一和第二可膨胀构件，以将该第一和第二复合材料层压制在一起。
123.用于制作风轮机叶片的方法，该风轮机叶片具有纵向延伸的翼展方向轴，横切该翼展方向轴的弦向轴，以及横切该弦向和翼展方向轴的厚度轴，该方法包括将复数个第一材料层层压在一起以形成纵向延伸的第一翼梁部分，其中各个第一材料层终止于不同的纵向位置，以形成复数个第一凸起和第一凹陷，单个的第一凸起和单个的第一凹陷沿着该厚度轴交错；将复数个第二材料层层压在一起以形成纵向延伸的第二翼梁部分，其中各个第二材料层终止于不同的纵向位置，以形成复数个第二凸起和第二凹陷，单个的第二凸起和单个的第二凹陷沿着该厚度轴交错；将该第一翼梁部分的第一凸起和相应的第二翼梁部分的第二凹陷结合，并将该第二翼梁部分的第二凸起和相应的第一翼梁部分的第一凹陷结合；和在该第二凹陷中固定该第一凸起，并在该第一凹陷中固定该第二凸起。
124.根据权利要求123的方法，其中将复数个第一材料层层压在一起，其包括将复数个第一复合材料层层压在一起，其中将复数个第二材料层层压在一起，其包括将复数个第二复合材料层压在一起。
125.根据权利要求123的方法，其中将复数个第一材料层层压在一起包括将复数个第一预固化复合材料层层压在一起，其中将复数个第二材料层层压在一起包括将复数个第二预固化复合材料层压在一起。
126.根据权利要求123的方法，其中将复数个第一材料层层压在一起包括将复数个第一拉挤复合材料层层压在一起，其中将复数个第二材料层层压在一起包括将复数个第二拉挤复合材料层压在一起。
127.用于制作风轮机叶片的方法，该风轮机叶片具有纵向延伸的翼展方向轴，横切该翼展方向轴的弦向轴，以及横切该弦向和翼展方向轴的厚度轴，该方法包括将复数个第一复合材料层层压在一起以形成纵向延伸的第一翼梁部分，其中该第一翼梁部分包括第一翼梁尾部，其具有复数个第一凸起和第一凹陷；将复数个第二复合材料层层压在一起以形成纵向延伸的第二翼梁部分，其中该第二翼梁部分包括第二翼梁尾部，其具有复数个第二凸起和第二凹陷；将该第一翼梁部分的第一凸起和相应的第二翼梁部分的第二凹陷结合，并将该第二翼梁部分的第二凸起和相应的第一翼梁部分的第一凹陷结合；和在该第二凹陷中结合该第一凸起，并在该第一凹陷中结合该第二凸起。
128.根据权利要求127的方法，其中将复数个第一材料层层压在一起包括将复数个第一预固化复合材料层层压在一起，其中将复数个第二材料层层压在一起包括将复数个第二预固化复合材料层压在一起。
129.根据权利要求127的方法，其中将复数个第一材料层层压在一起包括将复数个第一拉挤复合材料层层压在一起，其中将复数个第二材料层层压在一起包括将复数个第二拉挤复合材料层压在一起。
130.根据权利要求127的方法，其中将复数个第一复合材料层层压在一起包括形成第一翼梁尾部，其具有沿着该弦向轴和单独的第一凹陷交错的单独的第一凸起，其中将复数个第二复合材料层层压在一起包括形成第二翼梁尾部，其具有沿着该弦向轴和单独的第二凹陷交错的单独的第二凸起。
全文摘要
此处公开风轮机系统和方法。代表性的系统包括风轮机叶片，其包括具有内部载荷承受桁架结构的内区域，和具有内部非桁架载荷承受结构的外区域。在特定实施方式中，该桁架结构可以包括三角排列的翼梁，和/或可以包括桁架连接构件，其不通过翼梁中的孔连接该桁架的组件。翼梁可以由复数个拉挤组合构件彼此在纵向延伸部分层压而成。这些纵向延伸部分可以被连接于和每一个翼梁部分的凸起和凹陷交错的接合点。这些叶片可以包括毂连接部分的扇形渐变段，其由层压的多层和/或层压的多层与渐变段板组合而成。
文档编号F03D3/06GK102308083SQ200980156174
公开日2012年1月4日 申请日期2009年12月4日 优先权日2008年12月5日
发明者伯纳德·G·马德里, 科瑞·P·爱伦特, 谢尔登·维豪, 迈尔斯·L·贝克 申请人:模组风能公司