具有用于平板翼梁缘条的内部支架的转子叶片的制作方法

本主题大体上涉及风轮机，并且更具体地涉及转子叶片，其包括由预固化层压板形成的翼梁缘条，以及内部支架，该内部支架构造成放置在转子叶片的外皮或外壳附近，以便提供平或平面表面用于将预固化层压板组装在其顶部上。

背景技术：

风力认作是目前可用的最清洁的最环境友好的能量源中的一种，并且风轮机在该方面得到增加的关注。现代风轮机典型地包括塔架、发电机、变速箱、机舱和一个或更多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型件原理从风捕获动能，并且将动能通过旋转能传输，以使轴转动，该轴将转子叶片联接于变速箱，或者如果不使用变速箱，则直接联接于发电机。发电机接着将机械能转化成电能，该电能可部署至公用电网。

风轮机转子叶片典型地包括由复合层压材料形成的本体外皮或外壳。大体上，本体壳相对轻质，并且具有并未构造成耐受在操作期间施加在转子叶片上的弯矩和其它负载的结构性质(例如，刚度、抗弯阻力和强度)。此外，风轮机叶片变得日益更长，以便产生更多功率。结果，叶片必须较硬并且因此较重，以便缓解转子上的负载。

为了增大转子叶片的刚度、抗弯阻力和强度，本体壳典型地使用接合壳的内表面的一个或更多个结构构件(例如，具有构造在其间的抗剪腹板的相对的翼梁缘条)来增强。翼梁缘条典型地由层压复合物(例如，玻璃纤维层压复合物和/或碳纤维层压复合物)构成，其包括铺设在叶片模具内并且随后灌注有树脂的干的或非固化的织物板层。然而，此类材料可难以在制造过程期间控制，并且/或者通常由于非固化织物的处理和灌注大层压结构的挑战而易于故障和/或高度劳动密集。

就此而言，最近作出尝试来由预制的预固化层压复合物形成翼梁缘条，该预制的预固化层压复合物可生产成较厚的区段，并且典型地不易于故障。然而，这些较厚的预固化层压物的使用也在叶片制造过程期间提出了独特的挑战。例如，由于此类板的刚度，故较厚的预固化层压物提出了关于使独立层压板层或板符合叶片的期望曲率的挑战。

因此，具有允许预制的预固化层压复合板用于形成叶片的翼梁缘条而不需要此类板符合转子叶片的翼弦曲率的特征的转子叶片将是本技术中受欢迎的。

技术实现要素：

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

在一方面，本主题针对一种用于风轮机的转子叶片。转子叶片可大体上包括形成转子叶片的外皮的壳，其中壳限定翼弦曲率。转子叶片还可包括在壳内沿转子叶片的翼展方向延伸的翼梁缘条。翼梁缘条可由预固化层压板的组件形成。此外，转子叶片可包括直接定位在壳与翼梁缘条之间的内部支架。内部支架可包括在壳附近延伸的外表面和与外表面相对的内表面。外表面可限定大体上对应于壳的翼弦曲率的一部分的弯曲轮廓，并且内表面可限定翼梁缘条在转子叶片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面。内部支架可对应于用于转子叶片的预制插入件。

在另一方面，本主题针对一种用于风轮机的转子叶片。转子叶片可大体上包括形成转子叶片的外皮的壳，其中壳限定翼弦曲率。转子叶片还可包括在壳内沿转子叶片的翼展方向延伸的翼梁缘条。翼梁缘条可由预固化层压板的组件形成。此外，转子叶片可包括直接定位在壳与翼梁缘条之间的内部支架。内部支架可包括在壳附近延伸的外表面和与外表面相对的内表面。外表面可限定大体上对应于壳的翼弦曲率的一部分的弯曲轮廓，并且内表面可限定翼梁缘条在转子叶片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面。内部支架可由多个织物板层形成，其中织物板层限定沿转子叶片的翼弦方向的变化宽度。

在又一方面，本主题针对一种用于风轮机的转子叶片。转子叶片可大体上包括形成转子叶片的外皮的壳，其中壳限定翼弦曲率。转子叶片还可包括在壳内沿转子叶片的翼展方向延伸的翼梁缘条。翼梁缘条可由预固化层压板的组件形成。此外，转子叶片可包括直接定位在壳与翼梁缘条之间的内部支架。内部支架可包括在壳附近延伸的外表面和与外表面相对的内表面。外表面可限定大体上对应于壳的翼弦曲率的一部分的弯曲轮廓，并且内表面可限定翼梁缘条在转子叶片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面。内部支架可由多个织物板层形成，其中织物板层以交错布置沿转子叶片的翼弦方向提供。

技术方案1. 一种用于风轮机的转子叶片，所述转子叶片包括：

壳，其形成所述转子叶片的外皮，所述壳限定翼弦曲率；

翼梁缘条，其在所述壳内沿所述转子叶片的翼展方向延伸，所述翼梁缘条由预固化层压板的组件形成；以及

内部支架，其直接定位在所述壳与所述翼梁缘条之间，所述内部支架包括在所述壳附近延伸的外表面和与所述外表面相对的内表面，所述外表面限定大体上对应于所述壳的所述翼弦曲率的一部分的弯曲轮廓，所述内表面限定所述翼梁缘条在所述转子叶片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面，

其中所述内部支架对应于用于所述转子叶片的预制插入件。

技术方案2. 根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，所述预固化层压板一个在另一个顶部上直接堆叠到所述内部支架的所述内表面上。

技术方案3. 根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，所述内部支架由低密度材料形成。

技术方案4. 根据技术方案3所述的转子叶片，其特征在于，所述低密度材料对应于低密度泡沫材料。

技术方案5. 根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，由所述内部支架的所述内表面限定的所述平面表面大体上平行于所述转子叶片的所述翼弦方向延伸。

技术方案6. 根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，所述翼梁缘条限定矩形截面形状。

技术方案7. 根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，各个预固化层压板形成所述翼梁缘条的单层。

技术方案8. 根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，所述预固化层压板对应于拉挤板。

技术方案9. 根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片对应于模块化转子叶片，并且其中所述壳对应于所述模块化转子叶片的叶片根部区段、前缘节段或后缘节段中的一个的外壳。

技术方案10. 一种用于风轮机的转子叶片，所述转子叶片包括：

壳，其形成所述转子叶片的外皮，所述壳限定翼弦曲率；

翼梁缘条，其在所述壳内沿所述转子叶片的翼展方向延伸，所述翼梁缘条由预固化层压板的组件形成；以及

内部支架，其直接定位在所述壳与所述翼梁缘条之间，所述内部支架包括在所述壳附近延伸的外表面和与所述外表面相对的内表面，所述外表面限定大体上对应于所述壳的所述翼弦曲率的一部分的弯曲轮廓，所述内表面限定所述翼梁缘条在所述转子叶片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面，所述内部支架由多个织物板层形成，

其中所述多个织物板层限定沿所述转子叶片的所述翼弦方向的变化宽度。

技术方案11. 根据技术方案10所述的转子叶片，其特征在于，各个织物板层的所述宽度在所述内部支架从所述壳朝所述翼梁缘条向内延伸时增大。

技术方案12. 根据技术方案10所述的转子叶片，其特征在于，各个织物板层的所述宽度在所述内部支架从所述壳朝所述翼梁缘条向内延伸时减小。

技术方案13. 根据技术方案10所述的转子叶片，其特征在于，所述预固化层压板一个在另一个顶部上直接堆叠到所述内部支架的所述内表面上。

技术方案14. 根据技术方案10所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片还包括关于所述多个织物板层散布在所述内部支架内的多个织物纤维束。

技术方案15. 根据技术方案10所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片对应于模块化转子叶片，并且其中所述壳对应于所述模块化转子叶片的叶片根部区段、前缘节段或后缘节段中的一个的外壳。

技术方案16. 一种用于风轮机的转子叶片，所述转子叶片包括：

壳，其形成所述转子叶片的外皮，所述壳限定翼弦曲率；

翼梁缘条，其在所述壳内沿所述转子叶片的翼展方向延伸，所述翼梁缘条由预固化层压板的组件形成；以及

内部支架，其直接定位在所述壳与所述翼梁缘条之间，所述内部支架包括在所述壳附近延伸的外表面和与所述外表面相对的内表面，所述外表面限定大体上对应于所述壳的所述翼弦曲率的一部分的弯曲轮廓，所述内表面限定所述翼梁缘条在所述转子叶片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面，所述内部支架由多个织物板层形成，

其中所述多个织物板层以交错布置沿所述转子叶片的所述翼弦方向提供。

技术方案17. 根据技术方案16所述的转子叶片，其特征在于，各个织物板层在定位在所述内表面附近的内端部与定位在所述外表面附近的外端部之间延伸，其中各个织物板层的所述内端部以重叠构造设有沿所述壳的方向定位在所述内端部附近的所述多个织物板层中的第一织物板层，并且各个织物板层的所述外端部以重叠构造设有沿所述翼梁缘条的方向定位在所述外端部附近的所述多个织物板层中的第二织物板层。

技术方案18. 根据技术方案16所述的转子叶片，其特征在于，所述预固化层压板一个在另一个顶部上直接堆叠到所述内部支架的所述内表面上。

技术方案19. 根据技术方案16所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片还包括关于所述多个织物板层散布在所述内部支架内的多个织物纤维束。

技术方案20. 根据技术方案16所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片对应于模块化转子叶片，并且其中所述壳对应于所述模块化转子叶片的叶片根部区段、前缘节段或后缘节段中的一个的外壳。

本发明的这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。

附图说明

针对本领域技术人员的包括其最佳模式的本发明的完整且开放的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：

图1示出了根据本主题的方面的风轮机的一个实施例的侧视图；

图2示出了根据本主题的方面的模块化转子叶片的一个实施例的透视组装视图；

图3示出了图2中所示的模块化转子叶片的透视分解视图；

图4示出了图2和3中所示的模块化转子叶片的叶片根部区段的透视图；

图5示出了围绕线5-5截取的图4中所示的叶片根部区段的截面视图，特别示出了叶片根部区段，其包括外壳、由预固化层压板形成的相对的翼梁缘条，以及定位在外壳与各个翼梁缘条之间的内部支架；

图6示出了图5中所示的叶片根部区段的截面视图的放大部分；

图7示出了图5和6中所示的预固化层压板中的一个的一部分的透视图；

图8示出了图2和3中所示的模块化转子叶片的前缘节段和后缘节段中的两个的截面视图，特别示出了各个边缘节段与叶片翼梁缘条和抗剪腹板分解开，并且包括构造成定位在翼梁缘条中的一个附近的内部支架；

图9示出了图8中所示的构件的一部分在此类构件组装在一起之后的近视截面视图；

图10示出了图5中所示的叶片根部区段的放大局部截面视图，其类似于图6中所示的截面视图，特别示出了可定位在外壳与各个翼梁缘条之间的内部支架的另一个实施例；

图11示出了图10中所示的内部支架的备选实施例的截面视图；

图12示出了图5中所示的叶片根部区段的放大局部截面视图，其类似于图6中所示的截面视图，特别示出了可定位在外壳与各个翼梁缘条之间的内部支架的又一个实施例；

图13示出了图5中所示的叶片根部区段的放大局部截面视图，其类似于图6中所示的截面视图，特别示出了可定位在外壳与各个翼梁缘条之间的内部支架的又一个实施例；

图14示出了图5中所示的叶片根部区段的放大局部截面视图，其类似于图6中所示的截面视图，特别示出了可定位在外壳与各个翼梁缘条之间的内部支架的又一个实施例；

图15示出了根据本主题的方面的非模块化转子叶片的一个实施例的透视图，特别示出了转子叶片，其包括外壳、相对的翼梁缘条和定位在外壳与各个翼梁缘条之间的内部支架。

部件列表

10 蒸汽涡轮

12 塔架

14 支承表面

16 机舱

18 转子

20 可旋转毂

22 转子叶片

24 叶片根部区段

26 叶片区段

28 叶片区段

28 节段

30 叶片区段

30 节段

32 叶片区段

32 节段

34 叶片区段

34 节段

36 纵轴线

36 叶片节段

38 根部端部

40 末端端部

42 压力侧

44 吸入侧

46 前缘

48 后缘

50 翼展

52 翼弦

54 根部部分

56 翼梁缘条

58 翼梁缘条

60 外侧端部

62 末端部分

64 翼梁缘条

66 翼梁缘条

68 内侧端部

70 第一侧区段

72 第二侧区段

74 第一侧区段

76 第二侧区段

78 翼梁缘条接头

80 抗剪腹板

82 构件

100 内部支架

102 外壳

104 芯部材料

106 预固化层压板

108 纤维材料

110 树脂材料

112 纤维方向

100A 第一内部支架

100A 外支架

100B 第二内部支架

100B 外支架

114 外表面

116 内表面

118 翼弦方向

200A 内部支架

200B 内部支架

200C 内部支架

200D 内部支架

202A 外壳

202B 外壳

204 芯部材料

214 外表面

216 内表面

218 外表面

220 内表面

230 第一接头端部

232 第二接头端部

234 第一接头端部

236 第二接头端部

250 压力侧和吸入侧接缝或接头

300 内部支架

316 外表面

316 内表面

318 内表面

318 外表面

360 织物板层

362 翼弦宽度

370 内端

372 外端

380 织物纤维束

400 转子叶片

402 外壳

404 叶片根部

406 叶片末端

408 翼梁缘条

410 内部支架

420 基准线。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。各个实例经由阐释本发明而非限制本发明来提供。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本发明中作出各种改型和变型，而不脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生再一个实施例。因此，意图是，本发明覆盖归入所附权利要求及它们的等同物的范围内的此类改型和变型。

大体上，本主题针对一种转子叶片，其包括由预固化层压板形成的相对的翼梁缘条，以及构造成定位在转子叶片的外壳与各个翼梁缘条之间的内部支架。具体而言，在若干实施例中，内部支架可包括构造成符合由转子叶片的外壳限定的翼弦曲率的外表面，以及限定平的平台或支架的内表面。因此，预固化层压板可一个在另一个顶部上直接堆叠到内部支架的内表面上，而不需要板符合转子叶片的曲率或符合任何其它弯曲表面。就此而言，较厚的板可用于形成翼梁缘条，由此减少与制造翼梁缘条相关联的材料和劳动成本。

在若干实施例中，内部支架可对应于预制构件或插入件，其构造成在叶片制造过程期间关于转子叶片的外壳安装。例如，在特定实施例中，内部支架可由低密度材料形成，如，低密度泡沫材料，并且可具体成形为配合在制造的(多个)叶片构件内。在其它实施例中，内部支架可构造成在转子叶片的外壳内构建或以其它方式形成，或连接在转子叶片的外壳内。例如，在一个实施例中，内部支架可由多个织物板层形成，该多个织物板层组装在转子叶片的外壳内。

应当认识到的是，在若干实施例中，本主题的预固化层压板可对应于拉挤板。如大体上理解的，"拉挤复合物"或"拉挤物"大体上包含增强材料(例如，纤维或织造或编织绳股)，其浸渍有树脂，并且通过加热的静止模具拉制，使得树脂固化或经历聚合。就此而言，制造拉挤复合物的过程典型地特征为复合材料的连续过程，其产生具有恒定截面(例如，矩形截面)的复合物部分。然而，在其它实施例中，本文中所述的预固化层压板可使用任何其它适合的过程如带压制造过程来形成。

现在参照附图，图1示出了风轮机10的一个实施例的侧视图。如所示，风轮机10大体上包括从支承表面14(例如，地面、混凝土垫或任何其它适合的支承表面)延伸的塔架12。此外，风轮机10还可包括安装在塔架12上的机舱16和联接于机舱16的转子18。转子18包括可旋转毂20和联接于毂20且从毂20向外延伸的至少一个转子叶片22。例如，在所示实施例中，转子18包括三个转子叶片22。然而，在备选实施例中，转子18可包括多于或少于三个的转子叶片22。各个转子叶片22可围绕毂20间隔，以便于使转子18旋转来使得动能能够从风转变成可用的机械能，并且随后转变成电能。例如，毂20可以可旋转地联接于定位在机舱16内的发电机(未示出)，以容许产生电能。

现在参照图2-5，可与图1中所示的风轮机10一起使用的模块化转子叶片22和/或模块化转子叶片22的构件的若干视图根据本主题的方面示出。具体而言，图2示出了模块化转子叶片22的组装的透视图，并且图3示出了图2中所示的转子叶片22的分解视图。图4示出了图2和3中所示的模块化转子叶片22的叶片根部区段24的透视图。此外，图5示出了围绕线5-5截取的图4中所示的叶片根部区段24的截面视图。

如所示，转子叶片22具有模块化构造，其包括构造成联接在一起来形成整个转子叶片的多个叶片区段24, 26, 28, 30, 32, 34。例如，在所示实施例中，转子叶片22包括预先形成的叶片根部区段24、设置成与叶片根部区段24相对的预先形成的叶片末端区段26，以及多个中间叶片节段28,30,32,34，其构造成沿转子叶片的纵轴线36布置在叶片根部区段24与叶片末端区段26之间。叶片根部区段24可大体上构造成限定或形成叶片根部或根部端部38，用于将转子叶片22联接于风轮机10的毂20(图1)。类似地，末端区段26可大体上限定叶片末端或末端端部40，其对应于沿其纵轴线36的转子叶片22的最外部分。

当组装时，转子叶片22可大体上限定大致空气动力轮廓，如，通过限定对称或弧形的翼型形截面。例如，如图5中所示，转子叶片22可限定在前缘46与后缘48之间延伸的压力侧42和吸入侧44。此外，如图2中具体所示，组装的转子叶片22可大体上具有限定叶片22的根部端部38与末端端部40之间的总长度的翼展50，以及限定叶片22的前缘46与后缘48之间的总长度的翼弦52。如大体上理解的，当转子叶片22从其根部端部38延伸至其末端端部40时，翼弦52可大体上相对于翼展50改变长度。

如图4中具体所示，叶片根部区段24可大体上包括根部部分54和与根部部分54共同灌注的一个或更多个连续的纵向翼梁缘条56,58，其中(多个)翼梁缘条56,58大体上从根部部分54沿转子叶片22的翼展方向向外延伸。根部部分54可在叶片根部区段24的根部端部38与外侧端部60之间纵向地延伸。如图4中所示，根部端部38可大体上限定大致圆形截面，其在根部部分54接近其外侧端部60时过渡到翼型形截面。就此而言，根部端部38的大致圆形截面可允许转子叶片22安装于风轮机10的毂20。此外，在若干实施例中，根部部分54的外侧端部60可限定用于转子叶片22的最大翼弦。

类似地，如图3中所示，叶片末端区段26可大体上包括末端部分62和与末端部分62共同灌注的一个或更多个连续的纵向翼梁缘条64,66，其中(多个)翼梁缘条64,66大体上从末端部分62沿转子叶片22的翼展方向向外延伸。末端部分62可在叶片末端区段26的内侧端部68与末端端部40之间纵向地延伸。

如以上指示的，转子叶片22还可包括构造成定位在根部区段24与末端区段26之间的多个中间叶片节段28, 30, 32, 34, 36。例如，如图3中具体所示，转子叶片22可包括多个前缘节段28和多个后缘节段30，它们构造成沿转子叶片22的纵轴线36组装在叶片根部区段24与叶片末端区段26之间。在此类实施例中，各个前缘节段28可构造成限定转子叶片22的前缘46的翼展区段，并且可包括第一侧区段70和第二侧区段72，它们从前缘46延伸，以便分别形成转子叶片22的压力侧42和吸入侧44的部分。类似地，各个后缘节段30可构造成限定转子叶片22的后缘48的翼展区段，并且可包括第一侧区段74和第二侧区段76，它们从后缘48延伸，以便分别形成转子叶片22的压力侧42和吸入侧44的部分。就此而言，为了组装转子叶片22，各个前缘节段28的侧区段70,72可构造成联接于对应的后缘节段30的侧区段74,76，以形成转子叶片22的翼展区段，其包括在叶片22的前缘46与后缘48之间延伸的完整的压力侧42和吸入侧44。例如，如将在下面描述的，前缘节段28和后缘节段30的侧区段70, 72, 74, 76可在与转子叶片22的结构构件(例如，翼梁缘条56, 58, 64, 66)重叠的压力侧和吸入侧接缝或接头250处联接在一起。

此外，如图3中所示，除前缘节段28和后缘节段30之外，转子叶片22在某些实施例中还可包括至少一个压力侧节段32和/或至少一个吸入侧节段34。在此类实施例中，(多个)压力侧节段32可大体上对应于转子叶片22的翼展区段，其在前缘46与后缘48之间延伸，以便限定叶片22的压力侧42。类似地，(多个)吸入侧节段34可大体上对应于转子叶片22的翼展区段，其在前缘46与后缘48之间延伸，以便限定叶片22的吸入侧44。就此而言，为了组装转子叶片22，各个压力侧节段32可在转子叶片22的前缘46和后缘48处联接于对应的吸入侧节段34。

仍参照图2-5，转子叶片22还可包括一个或更多个结构构件，其构造成向转子叶片22提供增大的刚度、抗弯阻力和/或强度。例如，如以上指示的，转子根部区段24可包括相对的沿纵向延伸的翼梁缘条56,58，其构造成从叶片根部区段24的根部部分54朝叶片末端区段26沿转子叶片22的翼展方向向外延伸。类似地，叶片末端区段26可包括两个相对的沿纵向延伸的翼梁缘条64,66，它们构造成从叶片末端区段26的末端部分62朝叶片根部区段24沿转子叶片22的翼展方向向内延伸。在此类实施例中，叶片根部区段24和叶片末端区段26可构造成经由它们的相应的翼梁缘条56, 58, 64, 66连结于彼此。例如，在若干实施例中，叶片根部翼梁缘条56,58的外端部可构造成在翼梁缘条接头78(图2)处联接于叶片末端翼梁缘条64,66的内端部，以便将叶片根部区段24联接于叶片末端区段26。

应当认识到的是，转子叶片22还可包括一个或更多个附加结构构件。例如，如图5中所示，转子叶片22可包括一个或更多个抗剪腹板80，其构造成在相对的叶片根部翼梁缘条56,58之间和/或在相对的叶片末端翼梁缘条64,66之间延伸。此外，如图2和3中所示，转子叶片22还可包括辅助的结构构件82，其构造成联接于叶片根部区段24的根部部分54，并且在大体上邻近叶片22的后缘48的位置处沿转子叶片22的翼展方向从其向外延伸。

此外，应当认识到的是，在备选实施例中，转子叶片22可具有任何其它适合的模块化构造，包括具有任何其它适合的数量和/或构造的叶片区段和/或叶片节段。例如，在一个实施例中，转子叶片22可仅包括定位在叶片根部区段24与叶片末端区段26之间的前缘节段28和后缘节段30。在另一个实施例中，转子叶片22可仅包括定位在叶片根部区段24与叶片末端区段26之间的压力侧节段32和吸入侧节段34。

如将在下面描述的，转子叶片22的各种翼梁缘条56,58,64,66可由预固化层压板形成，这可在将翼梁缘条56, 58, 64, 66并入到转子叶片22的叶片根部区段24和/或叶片末端区段26中时提出独特的挑战。例如，通常难以使预固化层压板符合转子叶片22的曲率，特别是转子叶片区段24的相当大的翼弦曲率。为了解决该问题，本主题针对内部支架，其可定位在转子叶片22的外皮与各个翼梁缘条56, 58, 64, 66之间，以提供用于组装预固化层压板的平的平台或支架。

可根据本主题的方面使用的适合的内部支架100的一个实施例在图5和6中示出。如以上指示的，图5示出了围绕线5-5截取的图4中所示的叶片根部区段24的截面视图。此外，图6示出了图5中所示的叶片根部区段24的截面的放大部分。

如图5和6中所示，叶片根部区段24可包括外壳102，其大体上用作叶片根部区段24的外壳体或外皮。在若干实施例中，叶片根部区段24的外壳102可由多个壳构件或区段形成。例如，在一个实施例中，外壳102可由大体上限定叶片根部区段24的压力侧42的第一壳半部和大体上限定叶片根部区段24的吸入侧44的第二壳半部制成，其中此类壳半部在叶片22的前缘46和后缘48处装固于彼此。作为备选，外壳102可形成为单个集成构件。

此外，外壳102可大体上由任何适合的材料形成。例如，在一个实施例中，外壳102可完全由层压复合材料形成，如碳纤维增强的层压复合物或玻璃纤维增强的层压复合物。作为备选，外壳102的一个或更多个部分可构造为分层构造，并且可包括设置在层压复合材料的层之间的由轻质材料(如，木材(例如，轻木))形成的芯部材料。例如，如图5和6中所示，外壳102可包括沿叶片根部区段24的相对的翼梁缘条56,58的任一侧定位的芯部材料104。

如以上指示的，叶片根部区段24的各个翼梁缘条56,58可由多个预固化层压板106形成。具体而言，在若干实施例中，预固化层压板106可堆叠在彼此顶部上，使得各个板形成翼梁缘条56,58的单层。堆叠的板106可接着使用任何适合的手段连结在一起，例如，通过将板106真空灌注在一起，或通过经由粘合剂、半浸料坯材料或预浸料坯材料将板106粘结在一起，以完成翼梁缘条56,58的组装。

在若干实施例中，各个预固化层压板106可对应于拉挤板。例如，图7示出了在板106对应于拉挤板时的图5和6中所示的预固化层压板106中的一个的一部分的透视图。在此类实施例中，一种或更多种纤维材料108(例如，玻璃或碳纤维)可在制造过程期间固化，以形成各个独立的拉挤板。例如，纤维108可使用任何适合的手段来浸渍有至少一种树脂材料110。在特定实施例中，树脂材料110可包括任何适合的树脂，包括但不限于聚酯、聚氨酯、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸二乙醇酯(PET)、乙烯酯、环氧树脂等。浸渍的纤维108可接着通过加热的静止模具拉制，使得树脂110固化或经历聚合来形成各个板106。独立形成的板106接着可组装或连结在一起(例如，经由二次灌注过程或使用粘合剂)来形成所得的翼梁缘条56,58。如图7中具体所示，包括在各个板106内的纤维108可大体上沿共同的纤维方向112定向。在若干实施例中，纤维方向112可平行于转子叶片22的纵向或翼展方向延伸。就此而言，容纳在用于形成各个翼梁缘条56,58的各个板内的纤维112可大体上沿翼梁缘条56,58的长度在翼展方向上延伸。

回头参照图5和6，根据本主题的方面，内部支架100可定位在叶片根部区段24的外壳102与各个翼梁缘条56,58之间。具体而言，如图5中所示，第一内部支架100A可定位在外壳102与翼梁缘条56之间，沿转子叶片22的压力侧42延伸。类似地，第二内部支架100B可定位在外壳102与翼梁缘条58之间，沿转子叶片22的吸入侧44延伸。各个内部支架100A,100B可大体上构造成沿翼梁缘条56,58的长度在翼展方向上延伸。

如图6中具体所示，各个内部支架100A,100B可包括定位在叶片根部区段24的外壳102附近并且/或者接触其的外表面114，以及定位在对应的翼梁缘条56,58附近并且/或者接触其的内表面116。在若干实施例中，各个内部支架100A,100B的外表面114可构造成符合外壳102的翼弦曲率。例如，如图6中所示，内部支架100B的外表面114大体上限定沿转子叶片22的翼弦方向的弯曲轮廓，其大体上匹配或符合邻近支架100B延伸的外壳102的部分的翼弦曲率。

此外，各个内部支架100A,100B的内表面116可大体上构造成限定平或平面的表面，以便提供用于相邻翼梁缘条56,58的非弯曲平台或支架。具体而言，如图6中所示，内部支架100B的内表面116限定大体上平行于转子叶片22的翼弦方向(图6中由箭头118指示)延伸的平或平面的表面。就此而言，当组装各个翼梁缘条56,58时，预固化层压板106可堆叠在各个内部支架100A,100B的平的内表面116的顶部上，以形成翼梁缘条56,58的总体形状，而不需要板106符合转子叶片22的翼弦曲率。

在若干实施例中，各个内部支架100A,100B可由低密度材料形成。例如，适合的低密度材料可包括但不限于低密度泡沫材料，如，聚苯乙烯泡沫(例如，膨胀的聚苯乙烯泡沫)、聚氨酯泡沫、其它泡沫橡胶/基于树脂的泡沫，以及各种其它开室和闭室泡沫。作为备选，低密度材料可包括其它适合的(多种)低密度材料，如，轻木、软木和/或类似的低密度材料。

此外，在若干实施例中，各个内部支架100A,100B可对应于用于转子叶片22的预制插入件。例如，各个内部支架100A,100B可形成、机加工或以其它方式制造为与叶片根部区段24的其余部分分开的构件。在此类实施例中，当叶片根部区段24随后制造时(例如，当叶片根部区段24的压力侧半部制造时)，各个内部支架100A,100B可在模具内直接定位在用于形成叶片根部区段24的外壳102的板层的顶部上。一旦内部支架100A,100B定位在模具内，则预固化层压板106可接着直接堆叠到支架100A,100B的内表面116上。随后的灌注过程可接着在模具内组装的各种构件上执行，以将所有此类构件连结在一起。

应当认识到的是，类似的内部支架也可在模块化转子叶片22的其它区段或节段中的一个或更多个内使用，以提供平的平台或支架，以容纳本文中所述的各种翼梁缘条56, 58, 64, 66的矩形截面形状。例如，转子叶片22的叶片末端区段26可包括定位在其翼梁缘条64,66与形成叶片末端区段26的外壳体或外皮的外壳之间的内部支架。类似地，(多个)内部支架可用于中间叶片节段28, 30, 32, 34中的一个或更多个内，以提供平的平台或支架用于容纳从叶片根部区段24和/或叶片末端区段26向外延伸的翼梁缘条56, 58, 64, 66。

例如，图8和9示出了适合的内部支架200A, 200B, 200C, 200D的实例，其可在上文参照图2和3描述的模块化转子叶片22的前缘节段28和后缘节段30内使用。具体而言，图8示出了围绕线8-8截取的图2中所示的转子叶片22的截面视图，其中前缘节段28和后缘节段30与叶片根部区段24的翼梁缘条56,58分解开。此外，图9示出了图8中所示的构件的组装截面视图，特别示出了在吸入侧44或转子叶片22附近延伸的根部翼梁缘条58附近的构件的部分的近视截面视图。

如以上指示的，各个前缘节段28可大体上包括第一侧区段70和第二侧区段72，它们从转子叶片22的前缘46延伸，以便形成叶片22的压力侧42和吸入侧44的部分。在若干实施例中，第一侧区段70和第二侧区段72可大体上由外壳202A形成，外壳202A用作前缘节段28的外壳体或外皮。例如，如图8中所示，外壳202A可大体上从第一接头端部230延伸至第二接头端部232，其中外壳202A在第一接头端部230与第二接头端部232之间的位置处形成转子叶片22的前缘46。

此外，如以上指示的，各个后缘节段30可大体上包括从转子叶片22的后缘48延伸的第一侧区段74和第二侧区段76，以便形成叶片22的压力侧42和吸入侧44的部分。在若干实施例中，第一侧区段74和第二侧区段76可大体上由外壳202B形成，外壳202B用作后缘节段30的外壳体或外皮。例如，如图8中所示，外壳202B可大体上从第一接头端部234延伸至第二接头端部236，其中外壳202B在第一接头端部234与第二接头端部236之间的位置处形成转子叶片22的后缘48。

应当认识到的是，前缘节段28和后缘节段30的外壳202A,202B可大体上由任何适合的材料形成。例如，在一个实施例中，壳202A,202B可完全由层压复合材料形成，如，碳纤维增强的层压复合物或玻璃纤维增强的层压复合物。作为备选，壳202A,202B的一个或更多个部分可构造为分层构造，并且可包括设置在层压复合材料的层之间的由轻质材料(如，木材(例如，轻木))形成的芯部材料。例如，如图8和9中所示，各个壳202A,202B可包括芯部材料204，其构造成沿叶片根部区段24的相对的翼梁缘条56,58中的各个的一侧定位。

此外，如图8和9中所示，前缘节段28和后缘节段30可均包括分别从它们的接头端部230, 232, 234, 236沿外壳202A,202B的内部延伸的内部支架200A, 200B, 200C, 200D。具体而言，前缘节段28可包括从前缘节段28的第一接头端部230在转子叶片22的压力侧42上沿外壳202A的内部延伸的第一内部支架200A，以及从前缘节段28的第二接头端部232在转子叶片22的吸入侧44上沿外壳202B的内部延伸的第二内部支架200B。如图9中特别所示，前缘节段28的内部支架200A,200B中的各个可包括定位在外壳202A附近的外表面214，以及与外表面214相对的内表面216。类似于上文所述的外支架100A,100B，各个内部支架200A,200B的外表面214可大体上构造成符合前缘节段28的外壳202A的翼弦曲率，而各个内部支架200A,200B的内表面216可大体上限定用于容纳或支承相邻翼梁缘条56,58的平或平面的表面。

类似地，如图8和9中所示，后缘节段30可包括从后缘节段30的第一接头端部234在转子叶片22的压力侧42上沿外壳202B的内部延伸的第一内部支架200C，以及从后缘节段30的第二接头端部236在转子叶片22的吸入侧44上沿外壳202B的内部延伸的第二内部支架200D。如图9中具体所示，后缘节段30的内部支架200C,200D中的各个可包括定位在后缘节段30的外壳202B附近的外表面218，以及与外表面218相对的内表面220。类似于上文所述的内部支架100A, 100B, 200A, 200B，各个内部支架200C,200D的外表面218可大体上构造成符合后缘节段30的外壳202B的翼弦曲率，而各个内部支架200C,200D的内表面220可大体上限定用于容纳或支承相邻翼梁缘条56,58的平或平面的表面。

如图9中具体所示，当前缘节段28和后缘节段30的接头端部230, 232, 234, 236连结在一起以形成沿转子叶片22的压力侧和吸入侧的压力侧和吸入侧接缝或接头250时，前缘节段28和后缘节段30的相邻支架200A, 200B, 200C, 200D可构造成与彼此对准，使得支架200A, 200B, 200C, 200D的内表面216,220形成大致连续的平或平面的表面。就此而言，相邻翼梁缘条56,58可支承或以其它方式直接定位在内部支架200A, 200B, 200C, 200D的对准表面216,220附近，而不需要形成翼梁缘条56,58的预固化层压板106符合转子叶片22的翼弦曲率。

应当认识到的是，类似于上文所述的内部支架100A,100B，内部支架200A, 200B, 200C, 200D可由低密度材料形成，如，低密度泡沫材料，并且/或者可对应于预制构件。例如，各个内部支架200A, 200B, 200C, 200D可形成、机加工或以其它方式制造为与各个内部支架200A, 200B, 200C, 200D设计成安装在其内的前缘节段28或后缘节段30的其余部分分开的构件。

还应当认识到的是，前缘节段28和后缘节段30可构造成使用任何适合的手段在压力侧和吸入侧接缝250处连结在一起。例如，在一个实施例中，前缘节段28和后缘节段30可使用(多种)粘合剂连结。在另一个实施例中，前缘节段28和后缘节段30可使用湿层合过程或任何其它适合的过程以织物板层连结。作为另一个实例，在其中前缘节段28和后缘节段30由相容的热塑性材料形成的实施例中，此类节段28,30可在压力侧和吸入侧接缝250处焊接在一起。

如以上指示的，在若干实施例中，公开的内部支架可对应于由(多种)低密度材料形成的预制构件。在其它实施例中，内部支架可构造成建造或以其它方式形成到叶片构件的外壳上，并且/或者可由任何其它适合的材料形成。例如，图10示出了适合的内部支架300的另一个实施例，其可根据本主题的方面使用，特别示出了图6中所示的叶片根部区段24的类似的截面视图，其中内部支架300安装在叶片根部区段24的外壳102与其翼梁缘条中的一个58之间。

如图10中所示，与由低密度材料形成相对，内部支架300由多个织物板层360(例如，单向玻璃板层)形成，其组装或堆叠到叶片根部区段24的外壳102的内部上。在所示实施例中，内部支架300包括五个织物板层360，其一个在另一个顶部上组装在外壳102与相邻的翼梁缘条58之间。在其它实施例中，内部支架300可包括少于五个织物板层或多于五个织物板层。

应当认识到的是，一旦织物板层360组装，则各种板层360可使用任何适合的过程连结在一起。例如，在一个实施例中，板层360可使用随后的灌注过程连结在一起，以使不由织物板层360中的一个占据的限定在外壳102与翼梁缘条58之间的任何容积可填充有适合的树脂。作为备选，如果织物板层360可对应于预浸料坯织物板层，则织物板层360可固化成将各种板层连结在一起。

如图10中所示，在组装时，内部支架300可大体上限定定位在外壳102附近的外表面316和与外表面316相对的内表面318。类似于上文所述的内部支架100A, 100B, 200A, 200B, 200C, 200D，内部支架300的外表面316可大体上构造成符合外壳102的翼弦曲率，而内部支架300的内表面318可大体上限定用于容纳或支承相邻的翼梁缘条58的平或平面的表面。

在若干实施例中，为了实现内部支架300的弯曲外表面316和平内表面318，织物板层360中的一个或更多个可构造成限定翼弦宽度362，其不同于其它织物板层360的翼弦宽度362。例如，如图10中所示，各个织物板层360限定不同的翼弦宽度362，其中翼弦宽度362在内部支架300从外壳102沿相邻翼梁缘条58的方向向内延伸时大体上减小，使得最接近外壳102的织物板层360限定最大翼弦宽度362，并且最接近翼梁缘条58的织物板层360限定最小翼弦宽度362。在另一个实施例中，如图11中所示，织物板层360的翼弦宽度362可在内部支架300从外壳102沿相邻翼梁缘条58的方向向内延伸时大体上增大。在此类实施例中，最接近外壳102的织物板层360可限定最小翼弦宽度362，并且最接近翼梁缘条58的织物板层360可限定最大翼弦宽度362。

在又一个实施例中，图10和11中所示的内部支架300可通过以重叠或交错布置堆叠具有相同或不同翼弦宽度的织物板层360来形成。例如，图12示出了实施例，其中织物板层360沿转子叶片22的翼弦方向118(由图12中的箭头指示)以交错布置横跨外壳102的内部组装，以使各个织物板层360与内部支架300的一个或更多个相邻的织物板层360重叠(在此类织物板层360沿翼弦方向延伸时)。具体而言，如图11中所示，各个织物板层360在定位在内部支架300的内表面316附近的内端部370与定位在内部支架300的外表面318附近的外端部372之间延伸，使得各个织物板层360的内端部370以重叠构造提供，其中织物板层360沿外壳102的方向定位成紧邻于其，并且/或者各个织物板层360的外端部372以重叠构造提供，其中织物板层360沿翼梁缘条58的方向定位成紧邻于其。类似于上文参照图10和11所述的构造，图12中所示的板层的布置可允许内部支架300的外表面316大体上符合外壳102的翼弦曲率，而内部支架300的内表面318可大体上限定用于容纳或支承相邻翼梁缘条58的平或平面的表面。

应当认识到的是，在其它实施例中，织物板层360可以以任何其它适合的方式布置，并且/或者可具有允许形成内部支架的任何其它适合的大小参数，其提供了符合转子叶片22的翼弦曲率的弯曲外表面和提供用于相邻翼梁缘条的平面平台或支架的平内表面。例如，在备选实施例中，织物板层360的厚度、长度和/或宽度可按需要变化，以实现用于内部支架的期望的总体形状。

此外，应当认识到的是，在另外的实施例中，织物板层360可与任何其它适合的(多种)材料组合来形成内部支架300。例如，图13示出了实施例，其中多个织物板层360与多个织物纤维束380组合(即，未缝在一起并且因此不形成板层的纤维的小簇或束。)具体而言，在若干实施例中，织物纤维束380可围绕织物板层360和/或在织物板层360之间散布，以便占据不另外由板层360占据的内部支架300的容积的部分。类似于上文参照图10-12所述的构造，织物板层360和织物纤维束380的布置可选择成允许内部支架300的外表面316大体上符合外壳102的翼弦曲率，同时内部支架300的内表面318大体上限定用于容纳或支承相邻的翼梁缘条58的平或平面的表面。

在若干实施例中，各个织物纤维束380可包括多个单向纤维，其构造成沿大体上平行于转子叶片的翼展方向的方向延伸。在此类实施例中，纤维还可构造成大体上平行于包括在形成相邻翼梁缘条58的各个板106内的纤维108的纤维方向112(图7)延伸。

在又一个备选实施例中，内部支架300可大致由多个织物纤维束380形成，而不包括上述织物板层360中的任一个。例如，图14示出了实施例，其中内部支架300由多个单向织物纤维束380形成。在此类实施例中，织物纤维束380可与适合的树脂材料连结在一起，以形成支架300的总体形状。类似于上文参照图10-13所述的构造，织物纤维束380的布置可选择成允许内部支架300的外表面316大体上符合外壳102的翼弦曲率，同时内部支架300的内表面318大体上限定用于容纳或支承相邻的翼梁缘条58的平或平面的表面。

此外，应当认识到的是，尽管本主题大体上在本文中参照使用模块化转子叶片22内的内部支架以便提供用于支承或容纳由预固化层压板形成的矩形翼梁缘条的平表面来描述，但公开的内部支架和翼梁缘条可类似地包括在常规(或非模块化)转子叶片内。例如，图15示出了非模块化转子叶片400的透视图。如所示，转子叶片400包括在叶片根部404与相对的叶片末端406之间纵向地或在翼展方向上延伸的外壳402，其中叶片根部404构造成联接于对应的风轮机的毂20(图1)。此外，如由虚线指示的，转子叶片22可包括两个沿纵向延伸的翼梁缘条408(仅示出了其中一个)，其沿外壳402的压力侧和吸入侧在叶片根部404与叶片末端406之间在翼展方向上延伸。类似于上述翼梁缘条56, 58, 64, 66，翼梁缘条408可由预固化层压板的组件形成，如图5-7中所示的板106。

此外，如由图15中的假想线指示的，转子叶片400还可包括两个内部支架410(仅示出了其中一个)，其中各个内部支架410定位在外壳402与翼梁缘条408中的一个之间。在此类实施例中，各个内部支架410可大体上构造成与上文参照图5-12所述的内部支架100A, 100B, 200A, 200B, 200C, 200D, 300相同或相似，以使内部支架300包括构造成符合转子叶片22的翼弦曲率的外弯曲表面和用于支承或容纳相邻翼梁缘条408的内平表面两者。例如，在一个实施例中，在由基准线420指示的位置处的图15中所示的转子叶片400的截面构造可大体上与图6中所示的转子叶片22的部分的截面构造相同或相似。

该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。