本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于風(fēng)力渦輪機的變槳軸承、葉片、葉輪及連接方法。

背景技術(shù)：

在風(fēng)力渦輪機葉片的制造中，總是努力希望以穩(wěn)定、緊湊且成本效益高的方式來連接由復(fù)合材料制成的葉片根部和由金屬制成的變槳軸承環(huán)。但是，難以高效可靠地將由玻璃纖維/樹脂、木纖維/樹脂、或碳纖維/樹脂制成的葉片固定到由金屬形成的軸承環(huán)。

通常，通過采用螺栓、螺母和其他螺紋件來將葉片根部連接到變槳軸承環(huán)。例如，由鋼制成的軸承環(huán)可以通過安裝在其外周鉆出的孔中的螺栓，來連接到由復(fù)合材料制成的葉片根部。在這種設(shè)計中，彎曲載荷傳遞機制將導(dǎo)致T型螺栓和葉片之間的界面上出現(xiàn)拉力。此外，利用螺栓來連接將不可避免地導(dǎo)致應(yīng)力集中，因此為將應(yīng)力保持在可接受的水平，需要采用較重的葉片根部和變槳軸承設(shè)計。

為此，需要一種能夠不用螺栓將葉片根部連接到變槳軸承的裝置和方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決能夠不用螺栓將葉片根部連接到變槳軸承的問題，本發(fā)明的一個目的是提供風(fēng)力渦輪機的變槳軸承、葉片、葉輪及連接方法，其能夠使得風(fēng)力渦輪機的重量減輕，提高風(fēng)力渦輪機的強度和疲勞壽命，且使風(fēng)力渦輪機的成本和制造難度降低。

本發(fā)明的一個方面提供一種風(fēng)力渦輪機的變槳軸承，包括：軸承內(nèi)圈、軸承外圈和延伸部，軸承內(nèi)圈和軸承外圈中的一者連接到延伸部。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，變槳軸承還包括：至少一個銷，至少一個銷連接到延伸部。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，銷與延伸部一體地形成。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，銷連接到延伸部的徑向內(nèi)側(cè)或徑向外側(cè)上。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部包括外延伸部和內(nèi)延伸部，外延伸部和內(nèi)延伸部沿徑向間隔開以形成徑向間隔。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部包括至少一個第一孔。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部包括至少一個第一孔，并且銷通過第一孔連接到延伸部。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部在徑向上的厚度沿著遠離軸承內(nèi)圈和軸承外圈中的一者的方向逐漸減小。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部包括沿周向分布且間隔開的多個延伸部段。

本發(fā)明的另一方面提供一種風(fēng)力渦輪機的葉片，包括：葉片根部，葉片根部的徑向上設(shè)置有至少一個第二孔。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，葉片根部的第二孔是通孔。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，葉片根部的第二孔是盲孔。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，葉片，還包括：至少一個銷，銷能夠通過第二孔連接到葉片根部。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，葉片根部的第二孔構(gòu)造成使得銷能夠以過盈配合方式設(shè)置在葉片根部的第二孔中。

本發(fā)明的另一方面提供一種風(fēng)力渦輪機的葉輪，包括：葉片，包括葉片根部，葉片根部的徑向上設(shè)置有至少一個第二孔；連接裝置，包括：延伸部；和至少一個銷，其中銷連接到延伸部；和變槳軸承，包括軸承內(nèi)圈和軸承外圈，軸承內(nèi)圈和軸承外圈中的一者連接到延伸部，銷通過第二孔連接到葉片根部。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部包括至少一個第一孔，并且銷通過第一孔連接到延伸部。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，銷與延伸部一體地形成。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部與軸承內(nèi)圈和軸承外圈中的一者一體地形成。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，銷連接到延伸部的徑向內(nèi)側(cè)或徑向外側(cè)上。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部包括外延伸部和內(nèi)延伸部，外延伸部和內(nèi)延伸部沿徑向間隔開以形成徑向間隔，葉片根部設(shè)置在外延伸部和內(nèi)延伸部之間的徑向間隔中。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，銷以過盈配合方式設(shè)置在葉片根部的第二孔中。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，葉片根部的第二孔是通孔，并且銷設(shè)置成穿透葉片根部的第二孔。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，葉片根部的第二孔是盲孔。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部在徑向上的厚度沿著遠離軸承內(nèi)圈和軸承外圈中的一者方向逐漸減小。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，銷布置成使得銷的延伸方向垂直于葉片的變槳軸線。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部包括沿周向分布且間隔開的多個延伸部段，并且銷包括沿周向分布且間隔開的多組銷。

本發(fā)明的另一方面提供一種風(fēng)力渦輪機，包括上述的變槳軸承。

本發(fā)明的另一方面提供一種風(fēng)力渦輪機，包括上述的葉片。

本發(fā)明的另一方面提供一種風(fēng)力渦輪機，包括上述的葉輪。

本發(fā)明的另一方面提供一種風(fēng)力渦輪機的連接方法，包括：使用銷將上述的變槳軸承連接到上述的葉片。

與傳統(tǒng)葉片根部連接方法相比，小直徑的銷對葉片根部不造成或造成很小的損傷，并且在由復(fù)合材料制成的葉片根部中不存在應(yīng)力集中，從而可以減小葉片根部的厚度和長度，并因此降低整個葉片的重量。由于在葉片與變槳軸承的連接中不使用螺栓，不需要進行螺栓預(yù)緊，從而降低連接部位的載荷。由于可以預(yù)定方式來設(shè)置銷，因此具有孔的葉片根部仍然保持較大的凈截面積，并且能夠承載更高的載荷。由于通過獨立的銷陣列來傳遞載荷，提供了多載荷路徑設(shè)計，這可以提高葉片與變槳軸承連接的失效容限。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部示意圖，示出葉片、變槳軸承和輪轂的連接構(gòu)造。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部剖視圖，示出葉片、變槳軸承和輪轂的連接構(gòu)造。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部放大剖視圖，示出示出葉片、連接裝置和變槳軸承的連接構(gòu)造。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部放大剖視圖，示出示出葉片、連接裝置和變槳軸承的連接構(gòu)造。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部放大剖視圖，示出示出葉片、連接裝置和變槳軸承的連接構(gòu)造。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部放大剖視圖，示出示出葉片、連接裝置和變槳軸承的連接構(gòu)造。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的連接裝置的透視圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的連接裝置的透視圖。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的連接方法的流程圖。

圖11是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的連接方法的流程圖。

具體實施方式

下文中，參照附圖描述本發(fā)明的實施例。下面的詳細描述和附圖用于示例性地說明本發(fā)明的原理，本發(fā)明不限于所描述的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書限定。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的示意圖。如圖1所示，風(fēng)力渦輪機1包括至少一個葉片10、變槳軸承30和輪轂40。輪轂40連接到風(fēng)力渦輪機的機艙50。為了簡明起見，風(fēng)力渦輪機中公知的齒輪箱、發(fā)電機等部件未在圖1中示出。在本發(fā)明中，葉片10和變槳軸承30可以一起稱為葉輪。

在示例性實施例中，風(fēng)力渦輪機1包括多個葉片10，例如三個葉片10。這時，風(fēng)力渦輪機1可以包括與葉片10數(shù)量相同的連接裝置20和變槳軸承30。每個葉片10通過連接裝置20連接到變槳軸承30，變槳軸承30連接到輪轂40。

如圖1所示，葉片10包括葉片根部11、葉片主體12和葉片尖端13。在示例性實施例中，葉片根部11至少部分地由復(fù)合材料制成，例如纖維增強復(fù)合材料。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部示意圖，示出葉片10、變槳軸承30和輪轂40的連接構(gòu)造。在示例性實施例中，變槳軸承30是滾動軸承，例如滾珠軸承。在一些實施例中，變槳軸承30是雙列球軸承，例如雙列角接觸球軸承。如圖2所示，變槳軸承30包括軸承內(nèi)圈31和軸承外圈32(參考圖3)。

在示例性實施例中，變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31和/或軸承外圈32由均質(zhì)材料制成，包括金屬材料，例如鋼。在一些實施例中，變槳軸承30的至少一部分包括抗腐蝕涂層。

如圖2所示，葉片10的葉片根部11連接到變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31。變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31連接到輪轂40。例如，軸承內(nèi)圈31通過螺栓等連接到輪轂40。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部剖視圖，示出葉片10、變槳軸承30和輪轂40的連接構(gòu)造。如圖3所示，葉片10的葉片根部11通過連接裝置20連接到變槳軸承30的軸承外圈32。

上文描述葉片根部通過根據(jù)本發(fā)明的連接裝置連接到變槳軸承的軸承外圈。但是，本發(fā)明不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，根據(jù)本發(fā)明的葉片根部也可以通過連接裝置連接到變槳軸承的軸承內(nèi)圈。這時，變槳軸承的軸承外圈例如通過螺栓等連接到輪轂。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部放大剖視圖，示出示出葉片10、連接裝置20和變槳軸承30的連接構(gòu)造。如圖4所示，連接裝置20包括延伸部21和至少一個銷22。在示例性實施例中，連接裝置20包括多個銷22。

在一些實施例中，連接裝置20的至少一部分經(jīng)過疲勞壽命增強處理，以提高其使用壽命。在一些實施例中，連接裝置20的至少一部分包括抗腐蝕涂層。在一些實施例中，連接裝置20還可以包括防雷電單元，以避免或減少由于雷電造成的損害。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部21構(gòu)造成連接到變槳軸承30，例如變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32。在示例性實施例中，延伸部21與變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32一體地形成。在一些實施例中，延伸部21與變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32由相同的材料制成，包括均質(zhì)材料，例如鋼。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部21構(gòu)造成通過銷22連接到葉片10，例如葉片10的葉片根部11。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部21和銷22構(gòu)造成能夠牢固地彼此連接。在一些實施例中，延伸部21和銷22可以分別形成并且然后被連接在一起。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，延伸部21包括第一孔23，使得銷22能夠通過第一孔23連接到延伸部21。在示例性實施例中，延伸部21的第一孔23的形狀構(gòu)造成與銷22的形狀相對應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，延伸部21的第一孔23是通孔。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以適當(dāng)?shù)剡x擇延伸部21的第一孔23的數(shù)量、形狀和位置，只要延伸部21具有足夠的凈截面并且適合于通過銷22將載荷從葉片根部傳遞到延伸部。

在圖4所示的實施例中，延伸部21包括外延伸部211和內(nèi)延伸部212，其中外延伸部211和內(nèi)延伸部212沿徑向間隔開。在本文中，“徑向”表示當(dāng)葉片10和連接裝置20連接時，與葉片10的變槳軸線垂直的方向。葉片根部11包括接合區(qū)域，其中葉片根部11在接合區(qū)域處與延伸部21(例如外延伸部211和/或內(nèi)延伸部212)配合。外延伸部211和內(nèi)延伸部212構(gòu)造成使得葉片根部11的接合區(qū)域能夠布置在外延伸部211和內(nèi)延伸部212之間的徑向間隔中。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，延伸部21(例如外延伸部211)可以具有變化的厚度。在本文中，“延伸部的厚度”表示延伸部沿徑向方向的尺寸。在示例性實施例中，當(dāng)葉片10連接到連接裝置20時，延伸部21的厚度可以沿著葉片10的翼展方向逐漸減小。這時，延伸部21在其橫截面上呈現(xiàn)楔形形狀。

在示例性實施例中，如圖4所示，當(dāng)葉片10連接到連接裝置20時，外延伸部211的厚度可以沿葉片10的翼展方向逐漸減小，內(nèi)延伸部212的厚度可以沿著葉片10的翼展方向逐漸減小。

在示例性實施例中，葉片根部11的接合區(qū)域具有均勻的厚度。在本文中，“接合區(qū)域的厚度”表示接合區(qū)域沿徑向方向的尺寸。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，外延伸部211包括朝向內(nèi)延伸部212的內(nèi)表面213，內(nèi)延伸部212包括朝向外延伸部211的內(nèi)表面214。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，延伸部21還包括與內(nèi)表面213和內(nèi)表面214相鄰的內(nèi)表面215。在示例性實施例中，外延伸部211的內(nèi)表面213和內(nèi)延伸部212的內(nèi)表面214彼此平行。在示例性實施例中，內(nèi)表面213與內(nèi)表面215彼此垂直，和/或內(nèi)表面214與內(nèi)表面215彼此垂直。

在示例性實施例中，連接裝置20構(gòu)造成當(dāng)葉片根部11(接合區(qū)域)布置在外延伸部211和內(nèi)延伸部212之間的徑向間隔中時，葉片根部11接觸內(nèi)表面213和內(nèi)表面214。在一些實施例中，連接裝置20構(gòu)造成使得當(dāng)葉片根部11布置在外延伸部211和內(nèi)延伸部212之間的徑向間隔中時，葉片根部11接觸內(nèi)表面213、內(nèi)表面214和內(nèi)表面215。

如圖4所示，外延伸部211包括至少一個第一孔23A，內(nèi)延伸部212包括至少一個第一孔23B。在示例性實施例中，外延伸部211的第一孔23A的數(shù)量等于內(nèi)延伸部212的第一孔23B的數(shù)量。在一些實施例中，外延伸部211的第一孔23A的數(shù)量可以大于或小于內(nèi)延伸部212的第一孔23B的數(shù)量。在示例性實施例中，外延伸部211的第一孔23A的位置設(shè)置成沿徑向與內(nèi)延伸部212的第一孔23B的位置一一對應(yīng)。在一些實施例中，外延伸部211的至少一部分第一孔23A的位置設(shè)置成沿徑向與內(nèi)延伸部212的至少一部分第一孔23B的位置一一對應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，如圖4所示，葉片根部11包括至少一個第二孔111，以容納銷22。在示例性實施例中，葉片根部11包括多個第二孔111。

在示例性實施例中，葉片根部11的第二孔111的數(shù)量等于延伸部21的第一孔23的數(shù)量(例如，外延伸部211的第一孔23A的數(shù)量和內(nèi)延伸部212的第一孔23B的數(shù)量)。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，葉片根部11的第二孔111是通孔。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以適當(dāng)?shù)剡x擇葉片根部11的第二孔111的數(shù)量、形狀和位置，只要葉片根部11具有足夠的凈截面并且適合于通過銷22將載荷從葉片根部傳遞到延伸部。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，銷22能夠設(shè)置在葉片根部11的第二孔111中以將葉片根部11固定連接到連接裝置20(例如延伸部21)，并進而被固定連接到變槳軸承30(例如軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32)。如圖4所示，在示例性實施例中，銷22能夠插入并穿過延伸部21的第一孔23(例如外延伸部211的第一孔23A和/或內(nèi)延伸部212的第一孔23B)和葉片根部11的第二孔111，從而將葉片根部11固定連接到延伸部21。

在示例性實施例中，銷22能夠以過盈配合方式設(shè)置在葉片根部11的第二孔111中。但是，本發(fā)明不限于此。在一些實施例中，在將銷22設(shè)置在第二孔111中時，可以在銷22與第二孔111之間施加粘結(jié)劑，例如樹脂等。在一些實施例中，在將銷22設(shè)置在第二孔111中時，可以將銷22固定到第二孔111中，例如通過焊接、釘牢等方式。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，銷22可以以規(guī)則排列設(shè)置在葉片根部11的第二孔111中。在示例性實施例中，銷22可以排列成m×n矩陣，其中m和n分別為自然數(shù)。但是，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的實施例，銷22還可以其他規(guī)則的或非規(guī)則的方式排列，只要排列的銷22能夠?qū)⑷~片根部11適當(dāng)?shù)毓潭ㄟB接到變槳軸承30。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，銷22可以沿徑向延伸以設(shè)置在葉片根部11的第二孔111中。在示例性實施例中，銷22可以沿徑向延伸以穿過延伸部21的第一孔23和葉片根部11的第二孔111。但是，本發(fā)明不限于此。在一些實施例中，銷22可以相對于徑向傾斜地設(shè)置在葉片根部11的第二孔111中。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，銷22可以沿與葉片10的變槳軸線垂直的方向設(shè)置在葉片根部11的第二孔111中。在葉片10由纖維增強復(fù)合材料制成的情況下，銷22的延伸方向垂直于葉片10的變槳軸線能夠減少銷22對葉片10中的纖維的破壞，從而有助于保持葉片10的強度并減少葉片10的材料用量。但是，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的實施例，銷22可以相對于葉片10的變槳軸線以其他角度設(shè)置在葉片根部11的第二孔111中。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，銷22可以具有回轉(zhuǎn)體形狀，包括圓柱體、圓錐體、截頂圓錐或由曲線形成的其他回轉(zhuǎn)體形狀，例如釘子形等。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，銷22可以具有非回轉(zhuǎn)體形狀，例如長方體、棱錐、開孔圓柱或圓錐、帶鍵圓柱或圓錐、或其他任意適合的形狀。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，多個銷22可以由相同或不同的材料制成。在一些實施例中，銷22可以具有相同的形狀。在一些實施例中，銷22可以具有不同的形狀。例如，如圖4所示，銷22可以具有不同的長度。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解可以根據(jù)其他參數(shù)將銷22形成為具有不同的形狀，例如橫截面積、直徑、開孔的位置、開孔的長度、鍵的位置、鍵的長度等。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，在葉片根部11由纖維增強復(fù)合材料制成的情況下，銷22的尺寸可以設(shè)計成與纖維增強復(fù)合材料中的纖維束之間的橫截面尺寸相適應(yīng)。這種情況下，銷22可以適當(dāng)?shù)夭逶谌~片根部11中的纖維束之間，以減小或避免對纖維束的破壞，從而保證葉片根部11的強度。例如，銷22的直徑可以在1至3mm之間。

如圖4所示，連接裝置20還可以包括過渡部24，其中延伸部21通過過渡部24連接到變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32。在示例性實施例中，過渡部24沿徑向的厚度大于延伸部21的厚度(例如，外延伸部211或內(nèi)延伸部212的厚度)。過渡部24可以提供延伸部21與軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32之間的平滑過渡，從而使得在風(fēng)力渦輪機工作的過程中，載荷能夠從延伸部21平穩(wěn)地傳遞到變槳軸承30。因此，過渡部24可以減少風(fēng)力渦輪機1的連接裝置20中的應(yīng)力集中，顯著提高連接裝置20的疲勞壽命。

上文描述外延伸部211的內(nèi)表面213和內(nèi)延伸部212的內(nèi)表面214彼此平行。但是，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的實施例，內(nèi)表面213和內(nèi)表面214還可以設(shè)置成非平行的。

上文描述葉片根部11的接合區(qū)域具有均勻的厚度。但是，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的實施例，葉片根部11的接合區(qū)域可以具有變化的厚度。在一些實施例中，葉片根部11的接合區(qū)域的厚度可以沿著朝向葉片尖端13的方向逐漸增大或減小，例如連續(xù)地或間歇性地增大或減小。這種情況下，葉片根部11的接合區(qū)域的厚度的變化可以有助于更好地將載荷從葉片傳遞到變槳軸承。

上文描述延伸部21與變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32一體地形成。但是，本發(fā)明不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，延伸部21還可以與變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32分開地形成，然后連接在一起。在一些實施例中，延伸部21與變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32可以通過例如焊接等方式連接在一起。

上文描述銷22穿透外延伸部211的第一孔23A和內(nèi)延伸部212的第一孔23B。但是，本發(fā)明不限于此。在一些實施例中，銷22可以設(shè)置成不穿透外延伸部211的第一孔23A或內(nèi)延伸部212的第一孔23B。例如，外延伸部211的第一孔23A或內(nèi)延伸部212的第一孔23B可以是盲孔。

上文描述銷22穿透葉片根部11的第二孔111。但是，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，銷22可以設(shè)置成不穿透葉片根部11的第二孔111。例如，葉片根部11的第二孔111可以設(shè)置成盲孔，或者銷22可以僅沿著第二孔111的一部分長度設(shè)置。

上文描述外延伸部211的至少一部分第一孔23A的位置與內(nèi)延伸部212的至少一部分第一孔23B的位置一一對應(yīng)。但是，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，外延伸部211的第一孔23A與內(nèi)延伸部212的第一孔23B可以設(shè)置成彼此交錯。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部放大剖視圖，示出示出葉片10、連接裝置20和變槳軸承30的連接構(gòu)造。

如圖5所示，葉片根部11包括第二孔111，其中至少一部分第二孔111是盲孔。在示例性實施例中，葉片根部11包括上部第二孔111A和下部第二孔111B，其中上部第二孔111A和下部第二孔111B布置成交錯排列。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，外延伸部211包括至少一個第一孔23A，內(nèi)延伸部212包括至少一個第一孔23B。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，銷22能夠設(shè)置在葉片根部11的上部第二孔111A和下部第二孔111B中以將葉片根部11固定連接到連接裝置20(例如延伸部21)，并進而被固定連接到變槳軸承30(例如軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32)。如圖5所示，在示例性實施例中，銷22能夠插入外延伸部211的第一孔23A和葉片根部11的上部第二孔111A，和/或銷22能夠插入內(nèi)延伸部212的第一孔23B和葉片根部11的下部第二孔111B，從而將葉片根部11固定連接到延伸部21。

在圖5所示的實施例中，葉片10、連接裝置20和變槳軸承30的其他結(jié)構(gòu)和構(gòu)造參考上文所述，在此不再贅述。

上文描述延伸部21包括外延伸部211和內(nèi)延伸部212兩者。但是，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的實施例，延伸部21可以包括一個或多于兩個延伸部。

上文描述銷22和延伸部21分別形成并且然后被連接在一起。但是，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的實施例，銷22和延伸部21可以一體地形成。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部放大剖視圖，示出示出葉片10、連接裝置20和變槳軸承30的連接構(gòu)造。

如圖6所示，連接裝置20包括一個延伸部21和至少一個銷22。在示例性實施例中，連接裝置20包括多個銷22。在示例性實施例中，延伸部21構(gòu)造成連接到變槳軸承30，例如變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32。在示例性實施例中，延伸部21與變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32一體地形成。

在示例性實施例中，延伸部21和銷22一體地形成。如圖6所示，銷22設(shè)置在延伸部21的徑向外側(cè)上，具體為銷22從延伸部21的徑向外表面向外延伸。在示例性實施例中，延伸部21的徑向外表面是平面。在一些實施例中，延伸部21的徑向外表面可以是曲面。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，銷22能夠設(shè)置在葉片根部11的第二孔111中以將葉片根部11固定連接到連接裝置20的延伸部21，并進而被固定連接到變槳軸承30(例如軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32)。如圖6所示，在示例性實施例中，設(shè)置在延伸部21上的銷22能夠插入葉片根部11的第二孔111，從而將葉片根部11固定連接到延伸部21。在一些實施例中，銷22設(shè)置成穿透葉片根部11的第二孔111。在一些實施例中，銷22設(shè)置成不穿透葉片根部11的第二孔111。

在一些實施例中，銷22和延伸部21由相同的材料制成，包括均質(zhì)材料，例如鋼。

在圖6所示的實施例中，葉片10、連接裝置20和變槳軸承30的其他結(jié)構(gòu)和構(gòu)造參考上文所述，在此不再贅述。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的局部放大剖視圖，示出示出葉片10、連接裝置20和變槳軸承30的連接構(gòu)造。

與圖6所示的實施例相比，圖7示出銷22設(shè)置在延伸部21的徑向內(nèi)側(cè)上，具體為銷22從延伸部21的徑向內(nèi)表面向內(nèi)延伸。在示例性實施例中，延伸部21的徑向內(nèi)表面是平面。在一些實施例中，延伸部21的徑向內(nèi)表面可以是曲面。如圖7所示，在示例性實施例中，設(shè)置在延伸部21上的銷22能夠插入葉片根部11的第二孔111，從而將葉片根部11固定連接到延伸部21。

在圖7所示的實施例中，葉片10、連接裝置20和變槳軸承30的其他結(jié)構(gòu)和構(gòu)造參考上文所述，在此不再贅述。

根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，如圖2和圖3所示，延伸部21可以沿著周向連續(xù)地布置，即延伸部21沿著周向形成環(huán)形。這種情況下，銷22可以沿周向均勻地或非均勻地分布。在示例性實施例中，銷22可以在延伸部21上全周布置。但是，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，延伸部21可以包括沿著周向分布且間隔開的多個延伸部段。下面將參考圖8和圖9描述根據(jù)本發(fā)明的另外實施例的連接裝置的結(jié)構(gòu)。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的連接裝置的透視圖。如圖8所示，連接裝置20包括延伸部21，其中延伸部21包括沿周向分布且間隔開的多個延伸部段21'。在示例性實施例中，多個延伸部段21'沿周向均勻地分布。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，連接裝置20還包括銷22'。在示例性實施例中，每個延伸部段21'包括至少一個銷22'，例如多個銷22'。在示例性實施例中，延伸部段21'與銷22'一體地形成。在一些實施例中，延伸部段21'和銷22'可以分別形成并且然后被連接在一起，例如通過延伸部段21'上的孔。

在示例性實施例中，各個延伸部段21'包括相同數(shù)量的銷22'。但是，本發(fā)明不限于此。在一些實施例中，設(shè)置在各個延伸部段21'上的銷22'的數(shù)量可以不同。這種情況下，例如可以根據(jù)載荷的分布來確定延伸部段21'上設(shè)置的銷22'的數(shù)量。

在圖8所示的實施例中，葉片10、連接裝置20和變槳軸承30的其他結(jié)構(gòu)和構(gòu)造參考上文所述，在此不再贅述。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的連接裝置的透視圖。與圖8所示的實施例相比，圖9示出連接裝置20的多個延伸部段21'沿周向非均勻地分布。這種情況下，例如可以根據(jù)載荷的分布來確定延伸部段21'的分布。

在示例性實施例中，各個延伸部段21'包括相同數(shù)量的銷22'。在一些實施例中，設(shè)置在各個延伸部段21'上的銷22'的數(shù)量可以不同。

在圖9所示的實施例中，葉片10、連接裝置20和變槳軸承30的其他結(jié)構(gòu)和構(gòu)造參考上文所述，在此不再贅述。

下面將參照上文描述的風(fēng)力渦輪機的結(jié)構(gòu)，描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的將風(fēng)力渦輪機的葉片連接到變槳軸承的方法。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的將風(fēng)力渦輪機的葉片連接到變槳軸承的方法的流程圖。

如圖10所示，在步驟S110處，準(zhǔn)備連接裝置20的延伸部21，并將延伸部21連接到變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32。在一些實施例中，可以通過機加工制造延伸部21。在示例性實施例中，可以使延伸部21與變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32一體地形成。在一些實施例中，可以將延伸部21與變槳軸承30的軸承內(nèi)圈31或軸承外圈32分開地形成，然后連接在一起，例如通過焊接。

在步驟S120處，準(zhǔn)備連接裝置20的銷22，并將銷22連接到延伸部21。在一些實施例中，可以在延伸部21中形成第一孔23，然后將銷22插入到第一孔23中。在一些實施例中，可以將銷22通過過盈配合插入在延伸部21的第一孔23中。在一些實施例中，可以將銷22螺紋連接到延伸部21的第一孔23中。在一些實施例中，可以將銷22與延伸部21一體地形成。

在步驟S130處，準(zhǔn)備葉片根部11并在葉片根部11中形成第二孔111。在示例性實施例中，可以通過鉆孔等方式在葉片根部11中形成第二孔111。在一些實施例中，還可以同時在延伸部21和葉片根部11中通過鉆孔的方式形成第一孔23和第二孔111。

在步驟S140處，將銷22設(shè)置在葉片根部11的第二孔111中。在一些實施例中，將銷22以過盈配合方式設(shè)置在第二孔111中。在一些實施例中，在將銷22設(shè)置在第二孔111中時，可以在銷22與第二孔111之間施加粘結(jié)劑，例如樹脂等。在一些實施例中，在將銷22設(shè)置在第二孔111中時，可以將銷22固定到第二孔111中，例如通過焊接、釘牢等方式。

圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的將風(fēng)力渦輪機的葉片連接到變槳軸承的方法的流程圖。

圖11的方法的步驟S210-S220執(zhí)行的操作與上文參考圖10所描述的步驟S110-S120中執(zhí)行的操作類似，在此不再贅述。

在步驟S230，在銷22上鋪設(shè)多層纖維增強復(fù)合材料以生成葉片根部11，從而使銷22設(shè)置在葉片根部11的第二孔111中。這種情況下，在銷22嵌入葉片根部11中時，銷22的形狀能夠避免對纖維增強復(fù)合材料的破壞。在一些實施例中，在鋪設(shè)多層纖維增強復(fù)合材料后，使復(fù)合材料固化。在一些實施例中，可以使用卷繞或編制技術(shù)來在延伸部21上設(shè)置纖維以使得銷11集成在葉片根部11中。

本發(fā)明中不僅保護上述風(fēng)力渦輪機的變槳軸承、葉片和葉輪，還保護安裝有上述變槳軸承、葉片和葉輪至少一個的風(fēng)力渦輪機。

上文描述根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法應(yīng)用于風(fēng)力渦輪機，特別是葉片根部連接和單獨的葉片連接。但是，本發(fā)明不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域，例如飛行器、船舶等。

盡管已經(jīng)參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)理解，本發(fā)明并不限于上述實施例的構(gòu)造和方法。相反，本發(fā)明意在覆蓋各種修改例和等同配置。另外，盡管在各種示例性結(jié)合體和構(gòu)造中示出了所公開發(fā)明的各種元件和方法步驟，但是包括更多、更少的元件或方法的其它組合也落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。