具有用于平板翼梁緣條的內部支架的轉子葉片的制作方法

本主題大體上涉及風輪機，并且更具體地涉及轉子葉片，其包括由預固化層壓板形成的翼梁緣條，以及內部支架，該內部支架構造成放置在轉子葉片的外皮或外殼附近，以便提供平或平面表面用于將預固化層壓板組裝在其頂部上。

背景技術：

風力認作是目前可用的最清潔的最環境友好的能量源中的一種，并且風輪機在該方面得到增加的關注。現代風輪機典型地包括塔架、發電機、變速箱、機艙和一個或更多個轉子葉片。轉子葉片使用已知的翼型件原理從風捕獲動能，并且將動能通過旋轉能傳輸，以使軸轉動，該軸將轉子葉片聯接于變速箱，或者如果不使用變速箱，則直接聯接于發電機。發電機接著將機械能轉化成電能，該電能可部署至公用電網。

風輪機轉子葉片典型地包括由復合層壓材料形成的本體外皮或外殼。大體上，本體殼相對輕質，并且具有并未構造成耐受在操作期間施加在轉子葉片上的彎矩和其它負載的結構性質(例如，剛度、抗彎阻力和強度)。此外，風輪機葉片變得日益更長，以便產生更多功率。結果，葉片必須較硬并且因此較重，以便緩解轉子上的負載。

為了增大轉子葉片的剛度、抗彎阻力和強度，本體殼典型地使用接合殼的內表面的一個或更多個結構構件(例如，具有構造在其間的抗剪腹板的相對的翼梁緣條)來增強。翼梁緣條典型地由層壓復合物(例如，玻璃纖維層壓復合物和/或碳纖維層壓復合物)構成，其包括鋪設在葉片模具內并且隨后灌注有樹脂的干的或非固化的織物板層。然而，此類材料可難以在制造過程期間控制，并且/或者通常由于非固化織物的處理和灌注大層壓結構的挑戰而易于故障和/或高度勞動密集。

就此而言，最近作出嘗試來由預制的預固化層壓復合物形成翼梁緣條，該預制的預固化層壓復合物可生產成較厚的區段，并且典型地不易于故障。然而，這些較厚的預固化層壓物的使用也在葉片制造過程期間提出了獨特的挑戰。例如，由于此類板的剛度，故較厚的預固化層壓物提出了關于使獨立層壓板層或板符合葉片的期望曲率的挑戰。

因此，具有允許預制的預固化層壓復合板用于形成葉片的翼梁緣條而不需要此類板符合轉子葉片的翼弦曲率的特征的轉子葉片將是本技術中受歡迎的。

技術實現要素：

本發明的方面和優點將在以下描述中部分地闡述，或者可從描述為明顯的，或者可通過本發明的實踐學習。

在一方面，本主題針對一種用于風輪機的轉子葉片。轉子葉片可大體上包括形成轉子葉片的外皮的殼，其中殼限定翼弦曲率。轉子葉片還可包括在殼內沿轉子葉片的翼展方向延伸的翼梁緣條。翼梁緣條可由預固化層壓板的組件形成。此外，轉子葉片可包括直接定位在殼與翼梁緣條之間的內部支架。內部支架可包括在殼附近延伸的外表面和與外表面相對的內表面。外表面可限定大體上對應于殼的翼弦曲率的一部分的彎曲輪廓，并且內表面可限定翼梁緣條在轉子葉片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面。內部支架可對應于用于轉子葉片的預制插入件。

在另一方面，本主題針對一種用于風輪機的轉子葉片。轉子葉片可大體上包括形成轉子葉片的外皮的殼，其中殼限定翼弦曲率。轉子葉片還可包括在殼內沿轉子葉片的翼展方向延伸的翼梁緣條。翼梁緣條可由預固化層壓板的組件形成。此外，轉子葉片可包括直接定位在殼與翼梁緣條之間的內部支架。內部支架可包括在殼附近延伸的外表面和與外表面相對的內表面。外表面可限定大體上對應于殼的翼弦曲率的一部分的彎曲輪廓，并且內表面可限定翼梁緣條在轉子葉片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面。內部支架可由多個織物板層形成，其中織物板層限定沿轉子葉片的翼弦方向的變化寬度。

在又一方面，本主題針對一種用于風輪機的轉子葉片。轉子葉片可大體上包括形成轉子葉片的外皮的殼，其中殼限定翼弦曲率。轉子葉片還可包括在殼內沿轉子葉片的翼展方向延伸的翼梁緣條。翼梁緣條可由預固化層壓板的組件形成。此外，轉子葉片可包括直接定位在殼與翼梁緣條之間的內部支架。內部支架可包括在殼附近延伸的外表面和與外表面相對的內表面。外表面可限定大體上對應于殼的翼弦曲率的一部分的彎曲輪廓，并且內表面可限定翼梁緣條在轉子葉片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面。內部支架可由多個織物板層形成，其中織物板層以交錯布置沿轉子葉片的翼弦方向提供。

技術方案1. 一種用于風輪機的轉子葉片，所述轉子葉片包括：

殼，其形成所述轉子葉片的外皮，所述殼限定翼弦曲率；

翼梁緣條，其在所述殼內沿所述轉子葉片的翼展方向延伸，所述翼梁緣條由預固化層壓板的組件形成；以及

內部支架，其直接定位在所述殼與所述翼梁緣條之間，所述內部支架包括在所述殼附近延伸的外表面和與所述外表面相對的內表面，所述外表面限定大體上對應于所述殼的所述翼弦曲率的一部分的彎曲輪廓，所述內表面限定所述翼梁緣條在所述轉子葉片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面，

其中所述內部支架對應于用于所述轉子葉片的預制插入件。

技術方案2. 根據技術方案1所述的轉子葉片，其特征在于，所述預固化層壓板一個在另一個頂部上直接堆疊到所述內部支架的所述內表面上。

技術方案3. 根據技術方案1所述的轉子葉片，其特征在于，所述內部支架由低密度材料形成。

技術方案4. 根據技術方案3所述的轉子葉片，其特征在于，所述低密度材料對應于低密度泡沫材料。

技術方案5. 根據技術方案1所述的轉子葉片，其特征在于，由所述內部支架的所述內表面限定的所述平面表面大體上平行于所述轉子葉片的所述翼弦方向延伸。

技術方案6. 根據技術方案1所述的轉子葉片，其特征在于，所述翼梁緣條限定矩形截面形狀。

技術方案7. 根據技術方案1所述的轉子葉片，其特征在于，各個預固化層壓板形成所述翼梁緣條的單層。

技術方案8. 根據技術方案1所述的轉子葉片，其特征在于，所述預固化層壓板對應于拉擠板。

技術方案9. 根據技術方案1所述的轉子葉片，其特征在于，所述轉子葉片對應于模塊化轉子葉片，并且其中所述殼對應于所述模塊化轉子葉片的葉片根部區段、前緣節段或后緣節段中的一個的外殼。

技術方案10. 一種用于風輪機的轉子葉片，所述轉子葉片包括：

殼，其形成所述轉子葉片的外皮，所述殼限定翼弦曲率；

翼梁緣條，其在所述殼內沿所述轉子葉片的翼展方向延伸，所述翼梁緣條由預固化層壓板的組件形成；以及

內部支架，其直接定位在所述殼與所述翼梁緣條之間，所述內部支架包括在所述殼附近延伸的外表面和與所述外表面相對的內表面，所述外表面限定大體上對應于所述殼的所述翼弦曲率的一部分的彎曲輪廓，所述內表面限定所述翼梁緣條在所述轉子葉片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面，所述內部支架由多個織物板層形成，

其中所述多個織物板層限定沿所述轉子葉片的所述翼弦方向的變化寬度。

技術方案11. 根據技術方案10所述的轉子葉片，其特征在于，各個織物板層的所述寬度在所述內部支架從所述殼朝所述翼梁緣條向內延伸時增大。

技術方案12. 根據技術方案10所述的轉子葉片，其特征在于，各個織物板層的所述寬度在所述內部支架從所述殼朝所述翼梁緣條向內延伸時減小。

技術方案13. 根據技術方案10所述的轉子葉片，其特征在于，所述預固化層壓板一個在另一個頂部上直接堆疊到所述內部支架的所述內表面上。

技術方案14. 根據技術方案10所述的轉子葉片，其特征在于，所述轉子葉片還包括關于所述多個織物板層散布在所述內部支架內的多個織物纖維束。

技術方案15. 根據技術方案10所述的轉子葉片，其特征在于，所述轉子葉片對應于模塊化轉子葉片，并且其中所述殼對應于所述模塊化轉子葉片的葉片根部區段、前緣節段或后緣節段中的一個的外殼。

技術方案16. 一種用于風輪機的轉子葉片，所述轉子葉片包括：

殼，其形成所述轉子葉片的外皮，所述殼限定翼弦曲率；

翼梁緣條，其在所述殼內沿所述轉子葉片的翼展方向延伸，所述翼梁緣條由預固化層壓板的組件形成；以及

內部支架，其直接定位在所述殼與所述翼梁緣條之間，所述內部支架包括在所述殼附近延伸的外表面和與所述外表面相對的內表面，所述外表面限定大體上對應于所述殼的所述翼弦曲率的一部分的彎曲輪廓，所述內表面限定所述翼梁緣條在所述轉子葉片的翼弦方向上沿其延伸的平面表面，所述內部支架由多個織物板層形成，

其中所述多個織物板層以交錯布置沿所述轉子葉片的所述翼弦方向提供。

技術方案17. 根據技術方案16所述的轉子葉片，其特征在于，各個織物板層在定位在所述內表面附近的內端部與定位在所述外表面附近的外端部之間延伸，其中各個織物板層的所述內端部以重疊構造設有沿所述殼的方向定位在所述內端部附近的所述多個織物板層中的第一織物板層，并且各個織物板層的所述外端部以重疊構造設有沿所述翼梁緣條的方向定位在所述外端部附近的所述多個織物板層中的第二織物板層。

技術方案18. 根據技術方案16所述的轉子葉片，其特征在于，所述預固化層壓板一個在另一個頂部上直接堆疊到所述內部支架的所述內表面上。

技術方案19. 根據技術方案16所述的轉子葉片，其特征在于，所述轉子葉片還包括關于所述多個織物板層散布在所述內部支架內的多個織物纖維束。

技術方案20. 根據技術方案16所述的轉子葉片，其特征在于，所述轉子葉片對應于模塊化轉子葉片，并且其中所述殼對應于所述模塊化轉子葉片的葉片根部區段、前緣節段或后緣節段中的一個的外殼。

本發明的這些及其它的特征、方面和優點將參照以下描述和所附權利要求變得更好理解。并入在本說明書中并且構成本說明書的部分的附圖示出了本發明的實施例，并且連同描述用于闡釋本發明的原理。

附圖說明

針對本領域技術人員的包括其最佳模式的本發明的完整且開放的公開在參照附圖的說明書中闡述，在該附圖中：

圖1示出了根據本主題的方面的風輪機的一個實施例的側視圖；

圖2示出了根據本主題的方面的模塊化轉子葉片的一個實施例的透視組裝視圖；

圖3示出了圖2中所示的模塊化轉子葉片的透視分解視圖；

圖4示出了圖2和3中所示的模塊化轉子葉片的葉片根部區段的透視圖；

圖5示出了圍繞線5-5截取的圖4中所示的葉片根部區段的截面視圖，特別示出了葉片根部區段，其包括外殼、由預固化層壓板形成的相對的翼梁緣條，以及定位在外殼與各個翼梁緣條之間的內部支架；

圖6示出了圖5中所示的葉片根部區段的截面視圖的放大部分；

圖7示出了圖5和6中所示的預固化層壓板中的一個的一部分的透視圖；

圖8示出了圖2和3中所示的模塊化轉子葉片的前緣節段和后緣節段中的兩個的截面視圖，特別示出了各個邊緣節段與葉片翼梁緣條和抗剪腹板分解開，并且包括構造成定位在翼梁緣條中的一個附近的內部支架；

圖9示出了圖8中所示的構件的一部分在此類構件組裝在一起之后的近視截面視圖；

圖10示出了圖5中所示的葉片根部區段的放大局部截面視圖，其類似于圖6中所示的截面視圖，特別示出了可定位在外殼與各個翼梁緣條之間的內部支架的另一個實施例；

圖11示出了圖10中所示的內部支架的備選實施例的截面視圖；

圖12示出了圖5中所示的葉片根部區段的放大局部截面視圖，其類似于圖6中所示的截面視圖，特別示出了可定位在外殼與各個翼梁緣條之間的內部支架的又一個實施例；

圖13示出了圖5中所示的葉片根部區段的放大局部截面視圖，其類似于圖6中所示的截面視圖，特別示出了可定位在外殼與各個翼梁緣條之間的內部支架的又一個實施例；

圖14示出了圖5中所示的葉片根部區段的放大局部截面視圖，其類似于圖6中所示的截面視圖，特別示出了可定位在外殼與各個翼梁緣條之間的內部支架的又一個實施例；

圖15示出了根據本主題的方面的非模塊化轉子葉片的一個實施例的透視圖，特別示出了轉子葉片，其包括外殼、相對的翼梁緣條和定位在外殼與各個翼梁緣條之間的內部支架。

部件列表

10 蒸汽渦輪

12 塔架

14 支承表面

16 機艙

18 轉子

20 可旋轉轂

22 轉子葉片

24 葉片根部區段

26 葉片區段

28 葉片區段

28 節段

30 葉片區段

30 節段

32 葉片區段

32 節段

34 葉片區段

34 節段

36 縱軸線

36 葉片節段

38 根部端部

40 末端端部

42 壓力側

44 吸入側

46 前緣

48 后緣

50 翼展

52 翼弦

54 根部部分

56 翼梁緣條

58 翼梁緣條

60 外側端部

62 末端部分

64 翼梁緣條

66 翼梁緣條

68 內側端部

70 第一側區段

72 第二側區段

74 第一側區段

76 第二側區段

78 翼梁緣條接頭

80 抗剪腹板

82 構件

100 內部支架

102 外殼

104 芯部材料

106 預固化層壓板

108 纖維材料

110 樹脂材料

112 纖維方向

100A 第一內部支架

100A 外支架

100B 第二內部支架

100B 外支架

114 外表面

116 內表面

118 翼弦方向

200A 內部支架

200B 內部支架

200C 內部支架

200D 內部支架

202A 外殼

202B 外殼

204 芯部材料

214 外表面

216 內表面

218 外表面

220 內表面

230 第一接頭端部

232 第二接頭端部

234 第一接頭端部

236 第二接頭端部

250 壓力側和吸入側接縫或接頭

300 內部支架

316 外表面

316 內表面

318 內表面

318 外表面

360 織物板層

362 翼弦寬度

370 內端

372 外端

380 織物纖維束

400 轉子葉片

402 外殼

404 葉片根部

406 葉片末端

408 翼梁緣條

410 內部支架

420 基準線。

具體實施方式

現在將詳細參照本發明的實施例，其一個或更多個實例在附圖中示出。各個實例經由闡釋本發明而非限制本發明來提供。實際上，對本領域技術人員而言將顯而易見的是，可在本發明中作出各種改型和變型，而不脫離本發明的范圍或精神。例如，示為或描述為一個實施例的一部分的特征可與另一個實施例一起使用以產生再一個實施例。因此，意圖是，本發明覆蓋歸入所附權利要求及它們的等同物的范圍內的此類改型和變型。

大體上，本主題針對一種轉子葉片，其包括由預固化層壓板形成的相對的翼梁緣條，以及構造成定位在轉子葉片的外殼與各個翼梁緣條之間的內部支架。具體而言，在若干實施例中，內部支架可包括構造成符合由轉子葉片的外殼限定的翼弦曲率的外表面，以及限定平的平臺或支架的內表面。因此，預固化層壓板可一個在另一個頂部上直接堆疊到內部支架的內表面上，而不需要板符合轉子葉片的曲率或符合任何其它彎曲表面。就此而言，較厚的板可用于形成翼梁緣條，由此減少與制造翼梁緣條相關聯的材料和勞動成本。

在若干實施例中，內部支架可對應于預制構件或插入件，其構造成在葉片制造過程期間關于轉子葉片的外殼安裝。例如，在特定實施例中，內部支架可由低密度材料形成，如，低密度泡沫材料，并且可具體成形為配合在制造的(多個)葉片構件內。在其它實施例中，內部支架可構造成在轉子葉片的外殼內構建或以其它方式形成，或連接在轉子葉片的外殼內。例如，在一個實施例中，內部支架可由多個織物板層形成，該多個織物板層組裝在轉子葉片的外殼內。

應當認識到的是，在若干實施例中，本主題的預固化層壓板可對應于拉擠板。如大體上理解的，"拉擠復合物"或"拉擠物"大體上包含增強材料(例如，纖維或織造或編織繩股)，其浸漬有樹脂，并且通過加熱的靜止模具拉制，使得樹脂固化或經歷聚合。就此而言，制造拉擠復合物的過程典型地特征為復合材料的連續過程，其產生具有恒定截面(例如，矩形截面)的復合物部分。然而，在其它實施例中，本文中所述的預固化層壓板可使用任何其它適合的過程如帶壓制造過程來形成。

現在參照附圖，圖1示出了風輪機10的一個實施例的側視圖。如所示，風輪機10大體上包括從支承表面14(例如，地面、混凝土墊或任何其它適合的支承表面)延伸的塔架12。此外，風輪機10還可包括安裝在塔架12上的機艙16和聯接于機艙16的轉子18。轉子18包括可旋轉轂20和聯接于轂20且從轂20向外延伸的至少一個轉子葉片22。例如，在所示實施例中，轉子18包括三個轉子葉片22。然而，在備選實施例中，轉子18可包括多于或少于三個的轉子葉片22。各個轉子葉片22可圍繞轂20間隔，以便于使轉子18旋轉來使得動能能夠從風轉變成可用的機械能，并且隨后轉變成電能。例如，轂20可以可旋轉地聯接于定位在機艙16內的發電機(未示出)，以容許產生電能。

現在參照圖2-5，可與圖1中所示的風輪機10一起使用的模塊化轉子葉片22和/或模塊化轉子葉片22的構件的若干視圖根據本主題的方面示出。具體而言，圖2示出了模塊化轉子葉片22的組裝的透視圖，并且圖3示出了圖2中所示的轉子葉片22的分解視圖。圖4示出了圖2和3中所示的模塊化轉子葉片22的葉片根部區段24的透視圖。此外，圖5示出了圍繞線5-5截取的圖4中所示的葉片根部區段24的截面視圖。

如所示，轉子葉片22具有模塊化構造，其包括構造成聯接在一起來形成整個轉子葉片的多個葉片區段24, 26, 28, 30, 32, 34。例如，在所示實施例中，轉子葉片22包括預先形成的葉片根部區段24、設置成與葉片根部區段24相對的預先形成的葉片末端區段26，以及多個中間葉片節段28,30,32,34，其構造成沿轉子葉片的縱軸線36布置在葉片根部區段24與葉片末端區段26之間。葉片根部區段24可大體上構造成限定或形成葉片根部或根部端部38，用于將轉子葉片22聯接于風輪機10的轂20(圖1)。類似地，末端區段26可大體上限定葉片末端或末端端部40，其對應于沿其縱軸線36的轉子葉片22的最外部分。

當組裝時，轉子葉片22可大體上限定大致空氣動力輪廓，如，通過限定對稱或弧形的翼型形截面。例如，如圖5中所示，轉子葉片22可限定在前緣46與后緣48之間延伸的壓力側42和吸入側44。此外，如圖2中具體所示，組裝的轉子葉片22可大體上具有限定葉片22的根部端部38與末端端部40之間的總長度的翼展50，以及限定葉片22的前緣46與后緣48之間的總長度的翼弦52。如大體上理解的，當轉子葉片22從其根部端部38延伸至其末端端部40時，翼弦52可大體上相對于翼展50改變長度。

如圖4中具體所示，葉片根部區段24可大體上包括根部部分54和與根部部分54共同灌注的一個或更多個連續的縱向翼梁緣條56,58，其中(多個)翼梁緣條56,58大體上從根部部分54沿轉子葉片22的翼展方向向外延伸。根部部分54可在葉片根部區段24的根部端部38與外側端部60之間縱向地延伸。如圖4中所示，根部端部38可大體上限定大致圓形截面，其在根部部分54接近其外側端部60時過渡到翼型形截面。就此而言，根部端部38的大致圓形截面可允許轉子葉片22安裝于風輪機10的轂20。此外，在若干實施例中，根部部分54的外側端部60可限定用于轉子葉片22的最大翼弦。

類似地，如圖3中所示，葉片末端區段26可大體上包括末端部分62和與末端部分62共同灌注的一個或更多個連續的縱向翼梁緣條64,66，其中(多個)翼梁緣條64,66大體上從末端部分62沿轉子葉片22的翼展方向向外延伸。末端部分62可在葉片末端區段26的內側端部68與末端端部40之間縱向地延伸。

如以上指示的，轉子葉片22還可包括構造成定位在根部區段24與末端區段26之間的多個中間葉片節段28, 30, 32, 34, 36。例如，如圖3中具體所示，轉子葉片22可包括多個前緣節段28和多個后緣節段30，它們構造成沿轉子葉片22的縱軸線36組裝在葉片根部區段24與葉片末端區段26之間。在此類實施例中，各個前緣節段28可構造成限定轉子葉片22的前緣46的翼展區段，并且可包括第一側區段70和第二側區段72，它們從前緣46延伸，以便分別形成轉子葉片22的壓力側42和吸入側44的部分。類似地，各個后緣節段30可構造成限定轉子葉片22的后緣48的翼展區段，并且可包括第一側區段74和第二側區段76，它們從后緣48延伸，以便分別形成轉子葉片22的壓力側42和吸入側44的部分。就此而言，為了組裝轉子葉片22，各個前緣節段28的側區段70,72可構造成聯接于對應的后緣節段30的側區段74,76，以形成轉子葉片22的翼展區段，其包括在葉片22的前緣46與后緣48之間延伸的完整的壓力側42和吸入側44。例如，如將在下面描述的，前緣節段28和后緣節段30的側區段70, 72, 74, 76可在與轉子葉片22的結構構件(例如，翼梁緣條56, 58, 64, 66)重疊的壓力側和吸入側接縫或接頭250處聯接在一起。

此外，如圖3中所示，除前緣節段28和后緣節段30之外，轉子葉片22在某些實施例中還可包括至少一個壓力側節段32和/或至少一個吸入側節段34。在此類實施例中，(多個)壓力側節段32可大體上對應于轉子葉片22的翼展區段，其在前緣46與后緣48之間延伸，以便限定葉片22的壓力側42。類似地，(多個)吸入側節段34可大體上對應于轉子葉片22的翼展區段，其在前緣46與后緣48之間延伸，以便限定葉片22的吸入側44。就此而言，為了組裝轉子葉片22，各個壓力側節段32可在轉子葉片22的前緣46和后緣48處聯接于對應的吸入側節段34。

仍參照圖2-5，轉子葉片22還可包括一個或更多個結構構件，其構造成向轉子葉片22提供增大的剛度、抗彎阻力和/或強度。例如，如以上指示的，轉子根部區段24可包括相對的沿縱向延伸的翼梁緣條56,58，其構造成從葉片根部區段24的根部部分54朝葉片末端區段26沿轉子葉片22的翼展方向向外延伸。類似地，葉片末端區段26可包括兩個相對的沿縱向延伸的翼梁緣條64,66，它們構造成從葉片末端區段26的末端部分62朝葉片根部區段24沿轉子葉片22的翼展方向向內延伸。在此類實施例中，葉片根部區段24和葉片末端區段26可構造成經由它們的相應的翼梁緣條56, 58, 64, 66連結于彼此。例如，在若干實施例中，葉片根部翼梁緣條56,58的外端部可構造成在翼梁緣條接頭78(圖2)處聯接于葉片末端翼梁緣條64,66的內端部，以便將葉片根部區段24聯接于葉片末端區段26。

應當認識到的是，轉子葉片22還可包括一個或更多個附加結構構件。例如，如圖5中所示，轉子葉片22可包括一個或更多個抗剪腹板80，其構造成在相對的葉片根部翼梁緣條56,58之間和/或在相對的葉片末端翼梁緣條64,66之間延伸。此外，如圖2和3中所示，轉子葉片22還可包括輔助的結構構件82，其構造成聯接于葉片根部區段24的根部部分54，并且在大體上鄰近葉片22的后緣48的位置處沿轉子葉片22的翼展方向從其向外延伸。

此外，應當認識到的是，在備選實施例中，轉子葉片22可具有任何其它適合的模塊化構造，包括具有任何其它適合的數量和/或構造的葉片區段和/或葉片節段。例如，在一個實施例中，轉子葉片22可僅包括定位在葉片根部區段24與葉片末端區段26之間的前緣節段28和后緣節段30。在另一個實施例中，轉子葉片22可僅包括定位在葉片根部區段24與葉片末端區段26之間的壓力側節段32和吸入側節段34。

如將在下面描述的，轉子葉片22的各種翼梁緣條56,58,64,66可由預固化層壓板形成，這可在將翼梁緣條56, 58, 64, 66并入到轉子葉片22的葉片根部區段24和/或葉片末端區段26中時提出獨特的挑戰。例如，通常難以使預固化層壓板符合轉子葉片22的曲率，特別是轉子葉片區段24的相當大的翼弦曲率。為了解決該問題，本主題針對內部支架，其可定位在轉子葉片22的外皮與各個翼梁緣條56, 58, 64, 66之間，以提供用于組裝預固化層壓板的平的平臺或支架。

可根據本主題的方面使用的適合的內部支架100的一個實施例在圖5和6中示出。如以上指示的，圖5示出了圍繞線5-5截取的圖4中所示的葉片根部區段24的截面視圖。此外，圖6示出了圖5中所示的葉片根部區段24的截面的放大部分。

如圖5和6中所示，葉片根部區段24可包括外殼102，其大體上用作葉片根部區段24的外殼體或外皮。在若干實施例中，葉片根部區段24的外殼102可由多個殼構件或區段形成。例如，在一個實施例中，外殼102可由大體上限定葉片根部區段24的壓力側42的第一殼半部和大體上限定葉片根部區段24的吸入側44的第二殼半部制成，其中此類殼半部在葉片22的前緣46和后緣48處裝固于彼此。作為備選，外殼102可形成為單個集成構件。

此外，外殼102可大體上由任何適合的材料形成。例如，在一個實施例中，外殼102可完全由層壓復合材料形成，如碳纖維增強的層壓復合物或玻璃纖維增強的層壓復合物。作為備選，外殼102的一個或更多個部分可構造為分層構造，并且可包括設置在層壓復合材料的層之間的由輕質材料(如，木材(例如，輕木))形成的芯部材料。例如，如圖5和6中所示，外殼102可包括沿葉片根部區段24的相對的翼梁緣條56,58的任一側定位的芯部材料104。

如以上指示的，葉片根部區段24的各個翼梁緣條56,58可由多個預固化層壓板106形成。具體而言，在若干實施例中，預固化層壓板106可堆疊在彼此頂部上，使得各個板形成翼梁緣條56,58的單層。堆疊的板106可接著使用任何適合的手段連結在一起，例如，通過將板106真空灌注在一起，或通過經由粘合劑、半浸料坯材料或預浸料坯材料將板106粘結在一起，以完成翼梁緣條56,58的組裝。

在若干實施例中，各個預固化層壓板106可對應于拉擠板。例如，圖7示出了在板106對應于拉擠板時的圖5和6中所示的預固化層壓板106中的一個的一部分的透視圖。在此類實施例中，一種或更多種纖維材料108(例如，玻璃或碳纖維)可在制造過程期間固化，以形成各個獨立的拉擠板。例如，纖維108可使用任何適合的手段來浸漬有至少一種樹脂材料110。在特定實施例中，樹脂材料110可包括任何適合的樹脂，包括但不限于聚酯、聚氨酯、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸二乙醇酯(PET)、乙烯酯、環氧樹脂等。浸漬的纖維108可接著通過加熱的靜止模具拉制，使得樹脂110固化或經歷聚合來形成各個板106。獨立形成的板106接著可組裝或連結在一起(例如，經由二次灌注過程或使用粘合劑)來形成所得的翼梁緣條56,58。如圖7中具體所示，包括在各個板106內的纖維108可大體上沿共同的纖維方向112定向。在若干實施例中，纖維方向112可平行于轉子葉片22的縱向或翼展方向延伸。就此而言，容納在用于形成各個翼梁緣條56,58的各個板內的纖維112可大體上沿翼梁緣條56,58的長度在翼展方向上延伸。

回頭參照圖5和6，根據本主題的方面，內部支架100可定位在葉片根部區段24的外殼102與各個翼梁緣條56,58之間。具體而言，如圖5中所示，第一內部支架100A可定位在外殼102與翼梁緣條56之間，沿轉子葉片22的壓力側42延伸。類似地，第二內部支架100B可定位在外殼102與翼梁緣條58之間，沿轉子葉片22的吸入側44延伸。各個內部支架100A,100B可大體上構造成沿翼梁緣條56,58的長度在翼展方向上延伸。

如圖6中具體所示，各個內部支架100A,100B可包括定位在葉片根部區段24的外殼102附近并且/或者接觸其的外表面114，以及定位在對應的翼梁緣條56,58附近并且/或者接觸其的內表面116。在若干實施例中，各個內部支架100A,100B的外表面114可構造成符合外殼102的翼弦曲率。例如，如圖6中所示，內部支架100B的外表面114大體上限定沿轉子葉片22的翼弦方向的彎曲輪廓，其大體上匹配或符合鄰近支架100B延伸的外殼102的部分的翼弦曲率。

此外，各個內部支架100A,100B的內表面116可大體上構造成限定平或平面的表面，以便提供用于相鄰翼梁緣條56,58的非彎曲平臺或支架。具體而言，如圖6中所示，內部支架100B的內表面116限定大體上平行于轉子葉片22的翼弦方向(圖6中由箭頭118指示)延伸的平或平面的表面。就此而言，當組裝各個翼梁緣條56,58時，預固化層壓板106可堆疊在各個內部支架100A,100B的平的內表面116的頂部上，以形成翼梁緣條56,58的總體形狀，而不需要板106符合轉子葉片22的翼弦曲率。

在若干實施例中，各個內部支架100A,100B可由低密度材料形成。例如，適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，膨脹的聚苯乙烯泡沫)、聚氨酯泡沫、其它泡沫橡膠/基于樹脂的泡沫，以及各種其它開室和閉室泡沫。作為備選，低密度材料可包括其它適合的(多種)低密度材料，如，輕木、軟木和/或類似的低密度材料。

此外，在若干實施例中，各個內部支架100A,100B可對應于用于轉子葉片22的預制插入件。例如，各個內部支架100A,100B可形成、機加工或以其它方式制造為與葉片根部區段24的其余部分分開的構件。在此類實施例中，當葉片根部區段24隨后制造時(例如，當葉片根部區段24的壓力側半部制造時)，各個內部支架100A,100B可在模具內直接定位在用于形成葉片根部區段24的外殼102的板層的頂部上。一旦內部支架100A,100B定位在模具內，則預固化層壓板106可接著直接堆疊到支架100A,100B的內表面116上。隨后的灌注過程可接著在模具內組裝的各種構件上執行，以將所有此類構件連結在一起。

應當認識到的是，類似的內部支架也可在模塊化轉子葉片22的其它區段或節段中的一個或更多個內使用，以提供平的平臺或支架，以容納本文中所述的各種翼梁緣條56, 58, 64, 66的矩形截面形狀。例如，轉子葉片22的葉片末端區段26可包括定位在其翼梁緣條64,66與形成葉片末端區段26的外殼體或外皮的外殼之間的內部支架。類似地，(多個)內部支架可用于中間葉片節段28, 30, 32, 34中的一個或更多個內，以提供平的平臺或支架用于容納從葉片根部區段24和/或葉片末端區段26向外延伸的翼梁緣條56, 58, 64, 66。

例如，圖8和9示出了適合的內部支架200A, 200B, 200C, 200D的實例，其可在上文參照圖2和3描述的模塊化轉子葉片22的前緣節段28和后緣節段30內使用。具體而言，圖8示出了圍繞線8-8截取的圖2中所示的轉子葉片22的截面視圖，其中前緣節段28和后緣節段30與葉片根部區段24的翼梁緣條56,58分解開。此外，圖9示出了圖8中所示的構件的組裝截面視圖，特別示出了在吸入側44或轉子葉片22附近延伸的根部翼梁緣條58附近的構件的部分的近視截面視圖。

如以上指示的，各個前緣節段28可大體上包括第一側區段70和第二側區段72，它們從轉子葉片22的前緣46延伸，以便形成葉片22的壓力側42和吸入側44的部分。在若干實施例中，第一側區段70和第二側區段72可大體上由外殼202A形成，外殼202A用作前緣節段28的外殼體或外皮。例如，如圖8中所示，外殼202A可大體上從第一接頭端部230延伸至第二接頭端部232，其中外殼202A在第一接頭端部230與第二接頭端部232之間的位置處形成轉子葉片22的前緣46。

此外，如以上指示的，各個后緣節段30可大體上包括從轉子葉片22的后緣48延伸的第一側區段74和第二側區段76，以便形成葉片22的壓力側42和吸入側44的部分。在若干實施例中，第一側區段74和第二側區段76可大體上由外殼202B形成，外殼202B用作后緣節段30的外殼體或外皮。例如，如圖8中所示，外殼202B可大體上從第一接頭端部234延伸至第二接頭端部236，其中外殼202B在第一接頭端部234與第二接頭端部236之間的位置處形成轉子葉片22的后緣48。

應當認識到的是，前緣節段28和后緣節段30的外殼202A,202B可大體上由任何適合的材料形成。例如，在一個實施例中，殼202A,202B可完全由層壓復合材料形成，如，碳纖維增強的層壓復合物或玻璃纖維增強的層壓復合物。作為備選，殼202A,202B的一個或更多個部分可構造為分層構造，并且可包括設置在層壓復合材料的層之間的由輕質材料(如，木材(例如，輕木))形成的芯部材料。例如，如圖8和9中所示，各個殼202A,202B可包括芯部材料204，其構造成沿葉片根部區段24的相對的翼梁緣條56,58中的各個的一側定位。

此外，如圖8和9中所示，前緣節段28和后緣節段30可均包括分別從它們的接頭端部230, 232, 234, 236沿外殼202A,202B的內部延伸的內部支架200A, 200B, 200C, 200D。具體而言，前緣節段28可包括從前緣節段28的第一接頭端部230在轉子葉片22的壓力側42上沿外殼202A的內部延伸的第一內部支架200A，以及從前緣節段28的第二接頭端部232在轉子葉片22的吸入側44上沿外殼202B的內部延伸的第二內部支架200B。如圖9中特別所示，前緣節段28的內部支架200A,200B中的各個可包括定位在外殼202A附近的外表面214，以及與外表面214相對的內表面216。類似于上文所述的外支架100A,100B，各個內部支架200A,200B的外表面214可大體上構造成符合前緣節段28的外殼202A的翼弦曲率，而各個內部支架200A,200B的內表面216可大體上限定用于容納或支承相鄰翼梁緣條56,58的平或平面的表面。

類似地，如圖8和9中所示，后緣節段30可包括從后緣節段30的第一接頭端部234在轉子葉片22的壓力側42上沿外殼202B的內部延伸的第一內部支架200C，以及從后緣節段30的第二接頭端部236在轉子葉片22的吸入側44上沿外殼202B的內部延伸的第二內部支架200D。如圖9中具體所示，后緣節段30的內部支架200C,200D中的各個可包括定位在后緣節段30的外殼202B附近的外表面218，以及與外表面218相對的內表面220。類似于上文所述的內部支架100A, 100B, 200A, 200B，各個內部支架200C,200D的外表面218可大體上構造成符合后緣節段30的外殼202B的翼弦曲率，而各個內部支架200C,200D的內表面220可大體上限定用于容納或支承相鄰翼梁緣條56,58的平或平面的表面。

如圖9中具體所示，當前緣節段28和后緣節段30的接頭端部230, 232, 234, 236連結在一起以形成沿轉子葉片22的壓力側和吸入側的壓力側和吸入側接縫或接頭250時，前緣節段28和后緣節段30的相鄰支架200A, 200B, 200C, 200D可構造成與彼此對準，使得支架200A, 200B, 200C, 200D的內表面216,220形成大致連續的平或平面的表面。就此而言，相鄰翼梁緣條56,58可支承或以其它方式直接定位在內部支架200A, 200B, 200C, 200D的對準表面216,220附近，而不需要形成翼梁緣條56,58的預固化層壓板106符合轉子葉片22的翼弦曲率。

應當認識到的是，類似于上文所述的內部支架100A,100B，內部支架200A, 200B, 200C, 200D可由低密度材料形成，如，低密度泡沫材料，并且/或者可對應于預制構件。例如，各個內部支架200A, 200B, 200C, 200D可形成、機加工或以其它方式制造為與各個內部支架200A, 200B, 200C, 200D設計成安裝在其內的前緣節段28或后緣節段30的其余部分分開的構件。

還應當認識到的是，前緣節段28和后緣節段30可構造成使用任何適合的手段在壓力側和吸入側接縫250處連結在一起。例如，在一個實施例中，前緣節段28和后緣節段30可使用(多種)粘合劑連結。在另一個實施例中，前緣節段28和后緣節段30可使用濕層合過程或任何其它適合的過程以織物板層連結。作為另一個實例，在其中前緣節段28和后緣節段30由相容的熱塑性材料形成的實施例中，此類節段28,30可在壓力側和吸入側接縫250處焊接在一起。

如以上指示的，在若干實施例中，公開的內部支架可對應于由(多種)低密度材料形成的預制構件。在其它實施例中，內部支架可構造成建造或以其它方式形成到葉片構件的外殼上，并且/或者可由任何其它適合的材料形成。例如，圖10示出了適合的內部支架300的另一個實施例，其可根據本主題的方面使用，特別示出了圖6中所示的葉片根部區段24的類似的截面視圖，其中內部支架300安裝在葉片根部區段24的外殼102與其翼梁緣條中的一個58之間。

如圖10中所示，與由低密度材料形成相對，內部支架300由多個織物板層360(例如，單向玻璃板層)形成，其組裝或堆疊到葉片根部區段24的外殼102的內部上。在所示實施例中，內部支架300包括五個織物板層360，其一個在另一個頂部上組裝在外殼102與相鄰的翼梁緣條58之間。在其它實施例中，內部支架300可包括少于五個織物板層或多于五個織物板層。

應當認識到的是，一旦織物板層360組裝，則各種板層360可使用任何適合的過程連結在一起。例如，在一個實施例中，板層360可使用隨后的灌注過程連結在一起，以使不由織物板層360中的一個占據的限定在外殼102與翼梁緣條58之間的任何容積可填充有適合的樹脂。作為備選，如果織物板層360可對應于預浸料坯織物板層，則織物板層360可固化成將各種板層連結在一起。

如圖10中所示，在組裝時，內部支架300可大體上限定定位在外殼102附近的外表面316和與外表面316相對的內表面318。類似于上文所述的內部支架100A, 100B, 200A, 200B, 200C, 200D，內部支架300的外表面316可大體上構造成符合外殼102的翼弦曲率，而內部支架300的內表面318可大體上限定用于容納或支承相鄰的翼梁緣條58的平或平面的表面。

在若干實施例中，為了實現內部支架300的彎曲外表面316和平內表面318，織物板層360中的一個或更多個可構造成限定翼弦寬度362，其不同于其它織物板層360的翼弦寬度362。例如，如圖10中所示，各個織物板層360限定不同的翼弦寬度362，其中翼弦寬度362在內部支架300從外殼102沿相鄰翼梁緣條58的方向向內延伸時大體上減小，使得最接近外殼102的織物板層360限定最大翼弦寬度362，并且最接近翼梁緣條58的織物板層360限定最小翼弦寬度362。在另一個實施例中，如圖11中所示，織物板層360的翼弦寬度362可在內部支架300從外殼102沿相鄰翼梁緣條58的方向向內延伸時大體上增大。在此類實施例中，最接近外殼102的織物板層360可限定最小翼弦寬度362，并且最接近翼梁緣條58的織物板層360可限定最大翼弦寬度362。

在又一個實施例中，圖10和11中所示的內部支架300可通過以重疊或交錯布置堆疊具有相同或不同翼弦寬度的織物板層360來形成。例如，圖12示出了實施例，其中織物板層360沿轉子葉片22的翼弦方向118(由圖12中的箭頭指示)以交錯布置橫跨外殼102的內部組裝，以使各個織物板層360與內部支架300的一個或更多個相鄰的織物板層360重疊(在此類織物板層360沿翼弦方向延伸時)。具體而言，如圖11中所示，各個織物板層360在定位在內部支架300的內表面316附近的內端部370與定位在內部支架300的外表面318附近的外端部372之間延伸，使得各個織物板層360的內端部370以重疊構造提供，其中織物板層360沿外殼102的方向定位成緊鄰于其，并且/或者各個織物板層360的外端部372以重疊構造提供，其中織物板層360沿翼梁緣條58的方向定位成緊鄰于其。類似于上文參照圖10和11所述的構造，圖12中所示的板層的布置可允許內部支架300的外表面316大體上符合外殼102的翼弦曲率，而內部支架300的內表面318可大體上限定用于容納或支承相鄰翼梁緣條58的平或平面的表面。

應當認識到的是，在其它實施例中，織物板層360可以以任何其它適合的方式布置，并且/或者可具有允許形成內部支架的任何其它適合的大小參數，其提供了符合轉子葉片22的翼弦曲率的彎曲外表面和提供用于相鄰翼梁緣條的平面平臺或支架的平內表面。例如，在備選實施例中，織物板層360的厚度、長度和/或寬度可按需要變化，以實現用于內部支架的期望的總體形狀。

此外，應當認識到的是，在另外的實施例中，織物板層360可與任何其它適合的(多種)材料組合來形成內部支架300。例如，圖13示出了實施例，其中多個織物板層360與多個織物纖維束380組合(即，未縫在一起并且因此不形成板層的纖維的小簇或束。)具體而言，在若干實施例中，織物纖維束380可圍繞織物板層360和/或在織物板層360之間散布，以便占據不另外由板層360占據的內部支架300的容積的部分。類似于上文參照圖10-12所述的構造，織物板層360和織物纖維束380的布置可選擇成允許內部支架300的外表面316大體上符合外殼102的翼弦曲率，同時內部支架300的內表面318大體上限定用于容納或支承相鄰的翼梁緣條58的平或平面的表面。

在若干實施例中，各個織物纖維束380可包括多個單向纖維，其構造成沿大體上平行于轉子葉片的翼展方向的方向延伸。在此類實施例中，纖維還可構造成大體上平行于包括在形成相鄰翼梁緣條58的各個板106內的纖維108的纖維方向112(圖7)延伸。

在又一個備選實施例中，內部支架300可大致由多個織物纖維束380形成，而不包括上述織物板層360中的任一個。例如，圖14示出了實施例，其中內部支架300由多個單向織物纖維束380形成。在此類實施例中，織物纖維束380可與適合的樹脂材料連結在一起，以形成支架300的總體形狀。類似于上文參照圖10-13所述的構造，織物纖維束380的布置可選擇成允許內部支架300的外表面316大體上符合外殼102的翼弦曲率，同時內部支架300的內表面318大體上限定用于容納或支承相鄰的翼梁緣條58的平或平面的表面。

此外，應當認識到的是，盡管本主題大體上在本文中參照使用模塊化轉子葉片22內的內部支架以便提供用于支承或容納由預固化層壓板形成的矩形翼梁緣條的平表面來描述，但公開的內部支架和翼梁緣條可類似地包括在常規(或非模塊化)轉子葉片內。例如，圖15示出了非模塊化轉子葉片400的透視圖。如所示，轉子葉片400包括在葉片根部404與相對的葉片末端406之間縱向地或在翼展方向上延伸的外殼402，其中葉片根部404構造成聯接于對應的風輪機的轂20(圖1)。此外，如由虛線指示的，轉子葉片22可包括兩個沿縱向延伸的翼梁緣條408(僅示出了其中一個)，其沿外殼402的壓力側和吸入側在葉片根部404與葉片末端406之間在翼展方向上延伸。類似于上述翼梁緣條56, 58, 64, 66，翼梁緣條408可由預固化層壓板的組件形成，如圖5-7中所示的板106。

此外，如由圖15中的假想線指示的，轉子葉片400還可包括兩個內部支架410(僅示出了其中一個)，其中各個內部支架410定位在外殼402與翼梁緣條408中的一個之間。在此類實施例中，各個內部支架410可大體上構造成與上文參照圖5-12所述的內部支架100A, 100B, 200A, 200B, 200C, 200D, 300相同或相似，以使內部支架300包括構造成符合轉子葉片22的翼弦曲率的外彎曲表面和用于支承或容納相鄰翼梁緣條408的內平表面兩者。例如，在一個實施例中，在由基準線420指示的位置處的圖15中所示的轉子葉片400的截面構造可大體上與圖6中所示的轉子葉片22的部分的截面構造相同或相似。

該書面的描述使用實例以公開本發明(包括最佳模式)，并且還使本領域技術人員能夠實踐本發明(包括制造和使用任何裝置或系統并且執行任何并入的方法)。本發明的可專利范圍由權利要求限定，并且可包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這些其它實例包括不與權利要求的字面語言不同的結構元件，或者如果這些其它實例包括與權利要求的字面語言無顯著差別的等同結構元件，則這些其它實例意圖在權利要求的范圍內。