连结复合部件的部段的方法与流程

1.本主题大体上涉及复合部件的连结，并更特别地涉及用于风力涡轮的分段式转子叶片和使用一个或多个内部气囊连结它们的方法。


背景技术：

2.风电被认为是目前可获得的最清洁、最环保的能源之一，并且风力涡轮在这方面已经得到越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。机舱包括联接至齿轮箱和联接至发电机的转子组件。转子组件和齿轮箱被安装在位于机舱内的台板支撑框架上。一个或多个转子叶片使用已知的翼型原理捕获风的动能。转子叶片以旋转能量的形式传递动能，以便转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则直接连接到发电机。发电机然后将机械能转换为电能，并且该电能被传递到容纳在塔架内的转换器和/或变压器，并随后部署到公用电网。现代风力发电系统典型地采取风电场的形式，其具有多个这样的风力涡轮发电机，所述风力涡轮发电机可操作以为将功率提供至电力网的传输系统供应功率。
3.现代转子叶片的构造大体上包括蒙皮或壳部段、相对的翼梁帽和在相对的翼梁帽之间延伸的一个或多个抗剪腹板。蒙皮典型地由纤维复合材料的层和轻质芯材料制造，并形成转子叶片的外部空气动力学翼型形状。此外，翼梁帽通过在转子叶片的内部两侧上提供沿转子叶片的翼展的结构元件来提供增加的转子叶片的强度。此外，翼梁帽典型地由玻璃纤维增强的复合材料构造成，然而用于一些较大的叶片的翼梁帽可由碳纤维增强的复合材料构造成。(一个或多个)抗剪腹板大体上包括类似于结构梁的部件，这些部件基本上垂直地在相对的翼梁帽之间延伸，并延伸跨过外蒙皮之间的转子叶片的内部部分。典型地，转子叶片的各个部段、部件和/或元件可经由粘合剂彼此粘附。粘附的质量以及部段、部件和/或元件的对齐可能影响成品转子叶片的强度和/或性能。
4.因此，本领域正在不断寻求新的和改进的用于连结复合部件的部段的系统和方法。因此，本公开针对的是用于采用气囊组件以促进转子叶片部段的连结的方法。


技术实现要素：

5.本发明的各方面和优点将在以下描述中被部分地阐述，或根据描述可为显而易见的，或可通过本发明的实践而被习知。
6.在一个方面，本公开针对的是一种用于连结转子叶片的转子叶片部段的方法。该方法可包括提供第一叶片部段和将气囊组件定位在第一叶片部段上。该方法还可包括将粘合元件定位在第一叶片部段上的第一位置中。另外，该方法可包括将第二叶片部段与第一叶片部段一起定位，以便在两者之间限定内部空腔。粘合元件和气囊组件可位于内部空腔内。第二叶片部段可相对于在第一位置中的粘合元件限定间隙。此外，该方法可包括对气囊组件充气，以对粘合元件施加力，从而使粘合元件从第一位置移动到接触第一叶片部段和第二叶片部段的第二位置。在粘合剂在第二位置中的情况下，可允许粘合元件固化，以便将
第一叶片部段固定至第二叶片部段。
7.在实施例中，第一叶片部段可包括吸力侧表面或压力侧表面，而第二叶片部段可包括相对的吸力侧表面或压力侧表面。此外，将粘合元件定位在第一叶片部段上的第一位置中可包括：将粘合元件放置在第一叶片部段上；和模制在第一叶片部段上的粘合元件，以便建立在第一位置中的粘合元件的第一横截面轮廓。
8.在附加的实施例中，对气囊组件充气以对粘合元件施加力可使在第一位置中的粘合元件的第一横截面轮廓改变为在第二位置中的第二横截面轮廓。
9.在另外的实施例中，气囊组件可限定在第一端部和第二端部之间延伸的长度。气囊组件可包括：外气囊，其构造成接触粘合元件；可渗透衬垫，其定位在外气囊的径向内侧；和内气囊，其定位在可渗透衬垫的径向内侧。
10.在又一另外的实施例中，内气囊可沿着所述长度具有恒定的最大直径。
11.在实施例中，内气囊可至少包括第一气囊部分和第二气囊部分。第一气囊部分可具有大于第二气囊部分的最大直径的最大直径。
12.在附加的实施例中，气囊组件可包括沿着所述长度定位的至少一个状态传感器。(一个或多个)状态传感器可配置成在粘合元件的固化期间记录指示内部空腔内的温度、压力和/或湿度的数据。
13.在另外的实施例中，气囊组件可包括迷宫式结构，所述迷宫式结构具有多个预先形成的转弯。
14.在又一另外的实施例中，该方法可包括在允许粘合元件固化后，从内部空腔中移除气囊组件的至少一部分。
15.在实施例中，该方法可包括在允许粘合元件固化后，将外气囊的至少一部分保留在内部空腔内。
16.在附加的实施例中，对气囊组件充气可包括：经由进入端口将加压流体引入到气囊组件中；和在允许粘合元件固化时，将气囊组件保持在目标压力。
17.在另外的实施例中，气囊组件可包括至少一个压力传感器，用于检测气囊组件内的压力值。
18.在又一另外的实施例中，将气囊组件维持在目标压力可包括响应于在固化期间粘合元件的发热膨胀而减少气囊组件内的加压流体。此外，该方法可包括响应于在发热膨胀后在允许粘合元件固化时粘合元件的收缩而将附加量的加压流体引入到气囊组件中。
19.在实施例中，目标压力可至少为6千帕，并且小于或等于14千帕。
20.在附加的实施例中，该方法可包括在对气囊组件充气时，经由引入一定量的加热流体以便提高内部空腔内的温度来维持内部空腔内的目标温度。
21.在另外实施例中，该方法可包括在单纯地对气囊组件充气时，经由流通一定量的环境温度或冷的流体以降低内部空腔内的温度来维持内部空腔内的目标温度。
22.在另一方面，本公开针对的是一种用于连结复合部件的部段的方法。该方法可包括提供第一部段和将气囊组件定位在第一部段上。此外，该方法可包括将粘合元件定位在第一部段上的第一位置和将第二部段与第一部段一起定位，以便在两者之间限定内部空腔。粘合元件和气囊组件可位于内部空腔内。第二部段可相对于在第一位置中的粘合元件限定间隙。该方法还可包括对气囊组件充气，以对粘合元件施加力，从而使粘合元件从第一
位置移动到接触第一部段和第二部段的第二位置。此外，该方法可包括允许粘合元件固化，以便将第一部段固定至第二部段。该方法还可包括本文所述的任何操作和/或特征。
23.参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
24.在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员而言的本发明的完整且能够实现的公开内容，包括其最佳模式，在附图中：
25.图1示出了根据本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图；
26.图2示出了图1的转子叶片中的一个的透视图；
27.图3示出了根据本公开的分段式转子叶片的一个实施例的横截面视图；
28.图4示出了图2的转子叶片的一部分的横截面视图，特别地示出了根据本公开的在第一位置中的粘合元件；
29.图5示出了图2的转子叶片的一部分的横截面视图，特别地示出了根据本公开的在第二位置中的粘合元件；
30.图6示出了图2的转子叶片的一部分的横截面视图，特别地示出了根据本公开的粘合元件从第一位置到第二位置的过渡；
31.图7示出了根据本公开的气囊组件的横截面视图；
32.图8示出了根据本公开的气囊组件的一个实施例的侧视图；
33.图9示出了根据本公开的气囊组件的一个实施例的侧视图；
34.图10示出了根据本公开的气囊组件的一个实施例的俯视图；以及
35.图11示出了根据本公开的用于连结转子叶片的转子叶片部段的方法的一个实施例的流程图。
36.在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在代表本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
37.现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中被示出。每个示例通过解释本发明而不是限制本发明的方式被提供。实际上，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中做出各种修改和变化。例如，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可与另一实施例一起使用以产生再一另外的实施例。因此，意图是，本发明覆盖如归入所附权利要求书的范围内的这样的修改和变化及其等同物。
38.如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可能够互换地使用，以将一个部件与另一个区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
39.术语“联接”、“固定”、“附接至”等指直接联接、固定或附接以及通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定或附接两者，除非本文另有指定。
40.如本文在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言被应用于修饰任何定量表
示，该任何定量表示可能够允许变化而不导致与之相关的基本功能的改变。因此，由一个或多个术语诸如“大约”、“近似”和“基本上”修饰的值并不限于指定的精确值。至少在一些情况下，近似语言可对应于用于测量值的仪器的精度、或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可指在10％的裕度内。
41.在这里以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，这样的范围被识别并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可彼此单独地组合。
42.大体上，本公开针对的是用于连结复合部件的部段(诸如复合转子叶片的转子叶片部段)的系统和方法。当复合部件由多个部段形成时，这些部段可经由粘合剂彼此粘附。典型地，用粘合剂粘附两个部段可通过在结合区中放置过多的粘合剂并然后用大量的力和加固使两个部段在一起。换句话说，为了确保粘合剂的覆盖范围，结合区和/或部段之间的空腔可被过度填充。当以这种方式连结部段时，在结合线的长度上，粘合剂的液压阻力可能相当高。这种液压阻力可能导致一个部段相对于另一个部段的侧移(sheer movement)。由于侧移，复合部件的部段(例如，转子叶片的叶片部段)可能未对齐。应当意识到的是，部段的未对齐可降低所产生的复合部件的强度和/或可使用性，或者可能需要高水平(significant level)的附加加工，以使复合部件可使用。因此，本公开提出连结复合构件的部段的新型系统和方法，这些系统和方法促进部段的对齐并使部段在一起，而不需要克服液压阻力。
43.特别地，本公开包括有效消除在采用过量的粘合剂来粘附复合部件的部段时可能遇到的液压阻力的系统和方法。为了在不需要克服液压阻力的情况下实现部段的期望粘附，可将粘合元件定位在第一部段上的第一位置中。第一位置可为其中粘合元件不侵占(encroach upon)第一部段的接触区域的位置。粘合元件可具有抗下垂的成分和粘度，并且因此可形成为当在第一位置中时具有第一横截面轮廓。气囊组件也可定位在第一部段上，邻近于粘合元件。
44.在粘合元件在第一位置中的情况下，可将第二部段定位成与第一部段的接触区域接触。该定位可包括以对于最终复合部件所需的对齐来布置第一部段和第二部段。例如，当复合部件是复合转子叶片时，第一部段和第二部段可为是压力侧表面和吸力侧表面，它们对齐以形成成品转子叶片的后缘。
45.第二部段与第一部段的定位可在它们之间限定内部空腔，该内部空腔可包含粘合元件和气囊组件。然而，当与第一部段一起定位时，第二部段也可相对于粘合元件限定间隙。换句话说，当粘合元件在第一位置中并具有第一横截面轮廓时，第二部段可相对于第一部段在最终位置中对齐而不接触粘合元件。因此，在第一位置中的粘合元件与第二部段之间的间隙可促进第一部段和第二部段的对齐，而无需克服任何液压阻力。
46.为了消除粘合元件和第二部段之间的间隙，并由此将第一和第二部段粘附在一起，可对气囊组件充气，以对粘合元件施加力。该力可使粘合元件从第一位置移动到第二位置和/或从第一横截面轮廓过渡到第二横截面轮廓。当在第二位置中时，粘合元件可接触第一叶片部段和第二叶片部段。因此，当固化时，粘合元件可将第一叶片部段固定至第二叶片部段。
47.应当意识到的是，尽管将参考风力涡轮的部件大体上在本文中描述本主题，但公
开的方法大体上可用于沿接头结合任何两个或更多个复合零件。
48.现在参考附图，图1示出根据本公开的风力涡轮100的一个实施例的透视图。如图所示，风力涡轮100大体上包括从支撑表面104延伸的塔架102、安装在塔架102上的机舱106、和联接至机舱106的转子108。转子108包括可旋转的毂110和联接至毂110并从毂110向外延伸的至少一个转子叶片112。例如，在图示的实施例中，转子108包括三个转子叶片112。然而，在备选实施例中，转子108可包括多于或少于三个转子叶片112。每个转子叶片112可围绕毂110间隔开，以促进旋转转子108，从而使来自风的动能能够转变成可用的机械能，并随后转变成电能。例如，毂110可能够旋转地联接至定位在机舱106内的电气系统的发电机，以允许产生电能。应当意识到的是，图1的视图仅被提供用于说明目的，以将本发明置于示例性的使用领域中。还应当意识到的是，本发明不限于任何特定类型的风力涡轮构造。
49.现在参考图2和图3，示出了根据本公开的图1的风力涡轮100的转子叶片112的一个实施例的透视图和横截面视图。如图所示，转子叶片112可包括分布在叶片末梢114和叶片根部116之间的多个单独的叶片部段113。每个单独的叶片部段113可为唯一构造的，使得多个叶片部段113限定完整的转子叶片112，其具有设计的空气动力学轮廓、长度和其它期望的特性。例如，每个叶片部段113可具有对应于邻近叶片部段113的空气动力学轮廓的空气动力学轮廓。因此，叶片部段的空气动力学轮廓可形成转子叶片112的连续空气动力学轮廓。因此，转子叶片112可包括任何合适数量的部段113。
50.大体而言，转子叶片112可包括在前缘122和后缘124之间延伸的压力侧表面118和吸力侧表面120。此外，转子叶片112可具有沿着翼展方向轴线(as)延伸的翼展(s)和沿翼弦方向轴线(ac)延伸的翼弦(c)。此外，如图所示，翼弦(c)可在转子叶片112的整个翼展(s)上改变。因此，局部翼弦可被限定在转子叶片112上的任何翼展方向位置处。
51.在实施例中，叶片部段113可至少包括第一叶片部段126和第二叶片部段128。此外，如图所示，第一叶片部段126可包括例如压力侧表面118或吸力侧表面120。此外，如图所示，第二叶片部段128可包括相对的吸力侧表面120或压力侧表面118。
52.如图3中进一步描绘的，转子叶片112可包括一个或多个结构部件，诸如箱形梁结构130，其包括转子叶片112的压力侧表面118或吸力侧表面120中的任一者或两者上的翼梁帽132、134。此外，转子叶片112也可包括在翼梁帽132、134之间延伸的一个或多个抗剪腹板136。应当理解的是，尽管示出了箱形梁构造，但任何其它合适的结构构造也可包括在转子叶片112中。此外，如图所示，压力侧表面118和/或吸力侧表面120可用网格结构138进行加固。
53.现在参考图4-11，其中呈现了根据本公开的用于连结转子叶片112的转子叶片部段113的系统和方法400的多个实施例。例如，如图11中所示，示出了用于连结转子叶片112的转子叶片部段113的方法400的一个实施例的流程图。大体而言，方法400在本文中被描述为涉及连结风力涡轮转子叶片。然而，应当意识到的是，公开的方法400可使用本领域现在已知的或以后开发的任何其它合适的转子叶片来实现，而且也不限于风力涡轮。此外，尽管图11出于说明和讨论的目的描绘了以特定顺序执行的步骤，但本文描述的方法不限于任何特定的顺序或排列。使用本文提供的公开内容的本领域技术人员将意识到，方法的各种步骤可被省略、重排、组合和/或以各种方式调整。此外，应当意识到的是，在形成转子叶片112的盲结合(其中结合区可被定位在转子叶片112内)时，本文提供的公开内容可为特别有益
的。
54.如在(402)所示，方法400可包括提供第一叶片部段126。如在404描绘的，方法400可包括将气囊组件300定位在第一叶片部段126上。此外，如在406描绘的，方法400可包括将粘合元件302定位在第一叶片部段126上的第一位置304中，如在图4中特别描绘的。如在408描绘的，方法400可包括将第二叶片部段128与第一叶片部段1267一起定位，以便在两者之间限定内部空腔306。在实施例中，粘合元件302和气囊组件300可被定位在内部空腔306内。此外，第二叶片部段128可相对于在第一位置304中的粘合元件302限定间隙308。如在410进一步描绘的，方法400可包括对气囊组件300充气以对粘合元件302施加力，从而使粘合元件从第一位置304移动到第二位置310，如图5和图6中特别描绘的。第二位置310可接触第一叶片部段126和第二叶片部段128。此外，如在412描绘的，方法400可包括允许粘合元件302固化，从而将第一叶片部段126固定至第二叶片部段128。在实施例中，方法400还可包括在允许粘合元件302固化之后从内部空腔306中移除气囊组件300的至少一部分。
55.特别地参考图4，其中示出了根据本公开的实施例的叶片部段113、粘合元件302和气囊组件300的布置的横截面描绘。如所描绘的，粘合元件302可被模制以建立第一横截面轮廓312。在实施例中，粘合元件302可既可塑又抗下垂。换句话说，粘合元件302可具有可允许粘合元件302保持第一横截面轮廓312直到受到压缩力的作用的成分和粘度。在实施例中，粘合元件302可被模制，并然后在第一叶片部段126上被放置在第一位置304中。然而，在附加的实施例中，粘合元件302可被放置在第一叶片部段126上，并然后被模制以建立第一横截面轮廓312。
56.在实施例中，第一位置304可为其中粘合元件302不侵占第一叶片部段126的接触区域314的位置。接触区域314可包括第一叶片部段126的一部分，该部分形成为与第二叶片部段128的对应区域相配合。换句话说，接触区域314可代表转子叶片112的部分，其中使得第一叶片部段126和第二叶片部段128在一起而处于对于成品转子叶片112(或其它复合部件)而言的期望对齐。应当意识到的是，在接触区域314内存在粘合剂，如通常实践的，可能需要在使第一叶片部段126和第二叶片部段128在一起时克服粘合剂的液压阻力。因此，还应当意识到的是，在第一位置304中粘合元件302远离接触区域314的定位可促进建立第一叶片部段126和第二叶片部段128之间的期望对齐。
57.在实施例中，气囊组件300可被放置在第一叶片部段126上。该定位可将气囊组件300放置成邻近于在第一位置304中的粘合元件302。如图4中描绘的，气囊组件300可在放气状态(ds)下被放置在第一叶片部段126上。应当意识到的是，气囊组件300可大体上平行于粘合元件302。
58.在实施例中，将气囊组件300定位成邻近于粘合元件302可将气囊组件300定位在粘合元件302和约束特征316之间。约束特征316可为在粘合元件302对面为气囊组件300提供支撑的结构。换句话说，气囊组件300可构造成借助于约束特征316产生反作用力(react off of the constraining feature)以对粘合元件302施加力。因此，约束特征316可联接至第一叶片部段126和第二叶片部段128中的至少一者，或与之一体地形成。例如，在实施例中，约束特征316可为抗剪腹板136。在附加的实施例中，约束特征316可为转子叶片112的蒙皮的增材制造的特征，诸如突起、隔板或其它类似特征。在附加的实施例中，约束特征316可为联接至第一叶片部段126和第二叶片部段128中的至少一者的至少一个隔板(例如，泡沫
隔板、轻木隔板和/或任何其它合适的隔板)。在又一另外的实施例中，约束特征316可包括第一叶片部段126和/或第二叶片部段128的凹陷。此外，在另外的实施例中，约束特征316可为至少一个粘合带，其被构造成将气囊组件300固定到第一叶片部段126。
59.仍然参考图4，在实施例中，第二叶片部段128可与第一叶片部段126一起定位。如前面所提及的，将第二叶片部段128与第一叶片部段126一起定位可包括使第二叶片部段128的一部分在接触区域314处与第一叶片部段126接触。例如，在实施例中，第一叶片部段126可为吸力侧表面120，并且第二叶片部段128可为压力侧表面118，使它们在一起以形成转子叶片112的后缘124。
60.在实施例中，将第二叶片部段128与第一叶片部段126一起定位还可在第一叶片部段126和第二叶片部段128之间限定内部空腔306。内部空腔306可为至少包含粘合元件302和气囊组件300的受约束空间。在实施例中，内部空腔306可例如在大体上平行于后缘124的翼展方向上延伸。在实施例中，内部空腔306可由第一叶片部段126、第二叶片部段128和约束特征316界定。应当意识到的是，内部空腔306的横截面形状可至少部分地由复合部件的期望最终形状确定。例如，在实施例中，内部空腔306可为至少部分地由压力侧表面118和吸力侧表面120限定的转子叶片112的中空部分。
61.如图5和图6中描绘的，在实施例中，经由引入非氧化性/不可燃性流体(例如空气、氮气等)，可将气囊组件300从放气状态(ds)过渡到充气状态(is)。在实施例中，气囊组件300可被充气到至少6千帕并小于或等于14千帕的压力。应当意识到的是，将气囊组件300的充气压力限制成小于或等于14千帕可利于符合安全法规，并且可在气囊组件300意外减压的情况下减轻对人员的风险。
62.在实施例中，对气囊组件300充气可对粘合元件302施加力，该力可将在第一位置304中的粘合元件302的第一横截面轮廓312改变为在第二位置310中的第二横截面轮廓318。换句话说，经由气囊组件300对粘合元件302施加力可改变粘合元件302相对于第一叶片部段126和第二叶片部段128的横截面形状和/或位置。例如，在给定的翼展位置处，第二横截面轮廓318的最大厚度(t)可大于相同翼展位置处的第一横截面轮廓312的最大厚度(t)。另外，在实施例中，第二横截面轮廓318的翼弦长度(l)可小于第一横截面轮廓312的翼弦长度(l)。
63.应当意识到的是，第一横截面轮廓312和第二横截面轮廓318的大体上楔形描绘是示例性的横截面形状，并且第一横截面轮廓312和第二横截面轮廓318可形成为具有任何合适的横截面形状。在第一位置304中，合适的横截面形状可为保持粘合元件302和第二叶片部段128之间的间隙308的任何形状。在第二位置中，可使粘合元件与第一叶片部段和第二叶片部段二者接触。因此，合适的形状可由第一叶片部段126和第二叶片部段128的相对面确定。
64.在实施例中，将粘合元件302过渡成第二横截面轮廓318和/或过渡到第二位置310可消除粘合元件302与第二叶片部段128之间的间隙308。因此，响应于由气囊组件300施加力而使粘合元件302过渡(如由箭头320指示的那样)可导致粘合元件302与第一叶片部段126和第二叶片部段128二者接触的定位，从而促进第一叶片部段126结合到第二叶片部段128。
65.现在参考图7，其中示出了根据本公开的实施例的气囊组件300的横截面描绘。如
图7中描绘的，在实施例中，气囊组件300可包括构造成接触粘合元件302的外气囊322。在实施例中，外气囊322的至少一部分可在允许粘合元件302固化之后保留在内部空腔306内。
66.在实施例中，可渗透衬垫324可定位在外气囊322的径向内侧。可渗透衬垫324可由构造成允许一定量的流体经由多个通道通过的材料形成。可渗透衬垫324可由编织结构、开放网格结构、开放孔眼结构和/或适合于建立多个通道的任何其它结构形成。例如，在实施例中，可渗透衬垫324可为构造成促进空气的通过的编织布或形成的网状结构。
67.仍然参考图7，在实施例中，气囊组件300还可包括内气囊326，该内气囊326定位在可渗透衬垫324的径向内侧。外气囊322和内气囊326可为流体不可渗透的。例如，外气囊322和内气囊326可由乳胶、硅胶、塑料或其它合适的材料或材料组合形成。例如，在实施例中，外气囊322和内气囊326可以由塑料形成，该塑料可为聚乙烯塑料(例如lldpe塑料)。外气囊322和内气囊326可具有两毫米或更小、诸如小于0.5毫米的厚度。应当意识到的是，减小外气囊322和内气囊326的厚度可降低气囊组件300的重量，并可促进在组装后气囊组件300的至少一部分保留在复合部件中。此外，相对于采用较厚塑料的气囊，利用薄塑料(例如小于0.5毫米)可降低气囊组件300的成本。
68.应当意识到的是，可渗透衬垫324在外气囊322和内气囊326之间的部署可促进流体在外气囊322和内气囊326之间通过。因此，在其中内气囊326发生泄漏的实施例中，逸出内气囊326的流体的部分可沿着可渗透层324被传递并从气囊组件300排到转子叶片112之外。如果外气囊322以某种方式穿孔，这继而又可排除将流体流引入粘合元件302中。
69.现在参考图8-图9，其中示出了根据本公开的实施例的气囊组件300的侧视图描绘。如所描绘的，在实施例中，气囊组件300可限定在第一端部328和第二端部329之间延伸的长度(b
l
)(例如，气囊长度)。在实施例中，如图8中描绘的，内气囊326可沿着长度(b
l
)具有恒定的最大直径(bd)(例如，气囊直径)。
70.在附加的实施例中，诸如特别在图9中描绘的，内气囊326可至少包括第一气囊部分332和第二气囊部分334。在这样的实施例中，第一气囊部分332可具有最大直径(bd)，该最大直径(bd)大于第二气囊部分334的最大直径(bd)。应当意识到的是，利用不同最大直径的气囊部分可促进气囊组件300适形于内部空腔306。还应当意识到的是，利用不同最大直径的气囊部分可促进在不同的翼展位置处施加不同的力大小。
71.仍然参考图8和图9，在实施例中，气囊组件300还可包括沿着长度(b
l
)定位的至少一个状态传感器336。(一个或多个)状态传感器336可配置成监测/记录指示内部空腔306内的温度、压力和/或湿度的数据。例如，在实施例中，(一个或多个)状态传感器336可配置成在粘合元件302的固化期间获取指示的数据。相应地，(一个或多个)状态传感器336在各种实施例中可为温度计、压力传感器、湿度计和/或其组合。
72.在实施例中，气囊组件300还可包括可操作地联接至内气囊326的至少一个进入端口337。(一个或多个)进入端口337还可以可操作地联接至加压流体源338。加压流体源338可为罐和/或泵，其被构造成经由(一个或多个)进入端口337将非氧化/不可燃流体引入气囊组件300中(例如，引入内气囊326中)。在实施例中，气囊组件300可为封闭系统，使得可引入单一部分的流体来在气囊组件300内建立目标压力。在实施例中，在允许粘合元件302固化时，可在气囊组件内保持目标压力。
73.在附加实施例中，气囊组件300可构造为开放的或半开放的系统，其中气囊组件
300还包括至少一个出口阀342。(一个或多个)出口阀342可被构造成允许从气囊组件300内排出流体的至少一部分。在这样的实施例中，加压流体源338可被构造成保持加压流体经由(一个或多个)进入端口337流入内气囊326中并经由(一个或多个)出口阀342从气囊组件300流出。因此，在实施例中，气囊组件300还可包括至少一个压力传感器340，该至少一个压力传感器340配置成检测气囊组件300内的压力值。在这样的实施例中，由(一个或多个)压力传感器340检测到的压力可用于针对加压流体源338设置流率，以便在允许粘合元件302固化时将气囊组件300保持在目标压力。
74.在实施例中，气囊组件300内的加压流体的量可响应于在固化期间检测到粘合元件302的发热膨胀而减少。例如，在实施例中，(一个或多个)状态传感器336可检测到可指示发热膨胀的气囊组件300内温度和/或压力的升高。响应于该检测，内气囊326内的一定量的加压流体可经由(一个或多个)出口阀342从气囊组件330排出，以便将气囊组件330内的压力保持在目标压力(例如，小于或等于14千帕)。
75.在另外的实施例中，可响应于检测到粘合元件302的收缩而将附加量的加压流体引入到气囊组件中。例如，在实施例中，粘合元件302可在发热膨胀后收缩。这种收缩可能需要引入附加量的加压流体，以便保持目标压力(例如，至少6千帕)。应当意识到的是，在实施例中，粘合元件302的固化周期可首先需要在发热膨胀的时段期间减少气囊组件300内的加压流体。这之后可能需要在发热膨胀的时段之后的收缩时段期间引入附加量的加压流体，以便在整个固化周期内保持目标压力。
76.在实施例中，方法400可包括采用加压流体来保持内部空腔306内的目标温度。因此，在实施例中，在对气囊组件300充气时，可经由引入一定量的加热气体来保持目标温度。通过将一定量的加热流体引入内气囊326中，内部空腔306内的温度可升高。这种温度升高可由(一个或多个)状态传感器336监测，并且引入气囊组件300中的加热流体的量和/或温度可根据需要调整，以保持目标温度。应当意识到的是，升高空腔306内的温度可促进粘合元件302的固化。例如，内部空腔306的加热可在内部空腔306内建立大体上均匀的温度梯度。大体上均匀的温度梯度可促进比可以其它方式能够获得的更均匀的固化。此外，在实施例中，内部空腔306的加热可加速粘合元件302的固化速率。
77.在另外的实施例中，采用加压流体以保持内部空腔306内的目标温度可包括使一定量的处于环境温度或低于环境温度的(例如，冷的)加压流体流通通过气囊组件300，以便降低内部空腔306内的温度。例如，在实施例中，(一个或多个)状态传感器336可检测内部空腔306内的温度，该温度可超过温度阈值。温度阈值可指示这样的温度，在高于该温度时，粘合元件302可发生不稳定的固化或其它不期望的特性。在附加的实施例中，可期望的是，通过降低环境温度来减缓粘合元件302的固化速率。在任一实施例中，使加压流体流通通过气囊组件300可在内部空腔306内发生冷却效应。
78.现在参考图10，其中示出了根据本公开的实施例的粘合元件302、气囊组件300和约束特征316的布置的描绘的俯视图。如所描绘的，在实施例中，气囊组件300可形成为具有迷宫式结构。在实施例中，迷宫式结构可包括多个预先形成的转弯344。应当意识到的是，多个预先形成的转弯344可促进气囊组件300适形于约束特征316。这继而可促进对粘合元件302施加均匀的力。然而，在附加实施例中，利用迷宫式结构可利于定制在转子叶片112的各个翼展位置处对粘合元件302施加的力。
79.此外，本领域技术人员将认识到，来自不同实施例的各种特征的可互换性。类似地，所描述的各种方法步骤和特征、以及针对每种这样的方法和特征的其它已知等同物可由本领域的普通技术人员混合和匹配，以根据本公开的原理构造附加的系统和技术。当然，应当理解的是，根据任何特定的实施例，可能不一定会实现上面描述的所有这些目标或优点。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本文描述的系统和技术可以实现或优化如本文教导的一个优点或一组优点的方式来体现或实施，而不一定实现如本文可能教导或暗示的其它目标或优点。
80.本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域中的任何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以及执行任何结合的方法。本发明的可专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括与权利要求书的字面语言没有区别的结构要素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有无实质性差别的等同结构要素，则这样的其它示例旨在处于权利要求书的范围内。
81.本发明的另外的方面由以下条款的主题提供：
82.条款1.一种用于连结转子叶片的转子叶片部段的方法，所述方法包括：提供第一叶片部段；将气囊组件定位在所述第一叶片部段上；将粘合元件定位在所述第一叶片部段上的第一位置中；将第二叶片部段与所述第一叶片部段一起定位，以便在两者之间限定内部空腔，所述粘合元件和所述气囊组件位于所述内部空腔内，所述第二叶片部段相对于在所述第一位置中的所述粘合元件限定间隙；对所述气囊组件充气，以对所述粘合元件施加力，从而使所述粘合元件从所述第一位置移动到接触所述第一叶片部段和所述第二叶片部段的第二位置；和允许所述粘合元件固化，以便将所述第一叶片部段固定至所述第二叶片部段。
83.条款2.根据条款1所述的方法，其中，所述第一叶片部段包括吸力侧表面或压力侧表面中的一者，而所述第二叶片部段包括相对的吸力侧表面或压力侧表面，并且其中，将所述粘合元件定位在所述第一叶片部段上的所述第一位置中还包括：将所述粘合元件放置在所述第一叶片部段上；和模制所述粘合元件，以便当在所述第一位置中时建立所述粘合元件的第一横截面轮廓。
84.条款3.根据任一前述条款所述的方法，其中，对所述气囊组件充气以对所述粘合元件施加所述力将在所述第一位置中的所述粘合元件的所述第一横截面轮廓改变为在所述第二位置中的第二横截面轮廓。
85.条款4.根据任一前述条款所述的方法，其中，所述气囊组件限定在第一端部和第二端部之间延伸的长度，所述气囊组件包括：外气囊，其被构造成接触所述粘合元件；可渗透衬垫，其定位在所述外气囊的径向内侧；和内气囊，其定位在所述可渗透衬垫的径向内侧。
86.条款5.根据任一前述条款所述的方法，其中，所述内气囊沿着所述长度具有恒定的最大直径。
87.条款6.根据任一前述条款所述的方法，其中，所述内气囊至少包括第一气囊部分和第二气囊部分，所述第一气囊部分具有大于所述第二气囊部分的最大直径的最大直径。
88.条款7.根据任一前述条款所述的方法，其中，所述气囊组件还包括：沿着所述长度
定位的至少一个状态传感器，其中所述至少一个状态传感器配置成在所述粘合元件的固化期间记录指示所述内部空腔内的温度、压力和湿度中的至少一者的数据。
89.条款8.根据任一前述条款所述的方法，其中，所述气囊组件还包括迷宫式结构，所述迷宫式结构包括多个预先形成的转弯。
90.条款9.根据任一前述条款所述的方法，还包括：在允许所述粘合元件固化后，从所述内部空腔中移除所述气囊组件的至少一部分。
91.条款10.根据任一前述条款所述的方法，还包括：在允许所述粘合元件固化后，将外气囊的至少一部分保留在所述内部空腔内。
92.条款11.根据任一前述条款所述的方法，其中，对所述气囊组件充气包括：经由进入端口将加压流体引入到所述气囊组件中；和在允许所述粘合元件固化时，将所述气囊组件保持在目标压力。
93.条款12.根据任一前述条款所述的方法，其中，所述气囊组件包括至少一个压力传感器，用于检测所述气囊组件内的压力值。
94.条款13.根据任一前述条款所述的方法，其中，将所述气囊组件保持在所述目标压力还包括：响应于在所述固化期间所述粘合元件的发热膨胀而减少所述气囊组件内的所述加压流体；和响应于在所述发热膨胀后在允许所述粘合元件固化时所述粘合元件的收缩而将附加量的加压流体引入到所述气囊组件中。
95.条款14.根据任一前述条款所述的方法，其中，所述目标压力至少为6千帕，并且小于或等于14千帕。
96.条款15.根据任一前述条款所述的方法，还包括：在对所述气囊组件充气时，经由引入一定量的加热流体以便提高所述内部空腔内的温度来保持所述内部空腔内的目标温度。
97.条款16.根据任一前述条款所述的方法，还包括：在对所述气囊组件充气时，经由流通一定量的环境温度或冷的流体以降低所述内部空腔内的温度来保持所述内部空腔内的目标温度。
98.条款17.一种用于连结复合部件的部段的方法，所述方法包括：提供第一部段；将气囊组件定位在所述第一部段上；将粘合元件定位在所述第一部段上的第一位置中；将第二部段与所述第一部段一起定位，以便在两者之间限定内部空腔，所述粘合元件和所述气囊组件位于所述内部空腔内，所述第二部段相对于在所述第一位置中的所述粘合元件限定间隙；对所述气囊组件充气，以对所述粘合元件施加力，从而使所述粘合元件从所述第一位置移动到接触所述第一部段和所述第二部段的第二位置；和允许所述粘合元件固化，以便将所述第一部段固定至所述第二部段。
99.条款18.根据任一前述条款所述的方法，其中，将所述粘合元件定位在所述第一部段上的所述第一位置中还包括：将所述粘合元件放置在所述第一部段上；和模制所述粘合元件，以便建立在所述第一位置中时的所述粘合元件的第一横截面轮廓，其中，对所述气囊组件充气以对所述粘合元件施加所述力将在所述第一位置中的所述粘合元件的第一横截面轮廓改变为在所述第二位置中的第二横截面轮廓。
100.条款19.根据任一前述条款所述的方法，其中，所述气囊组件限定在第一端部和第二端部之间延伸的长度，所述气囊组件包括：外气囊，其被构造成接触所述粘合元件；可渗
透衬垫，其定位在所述外气囊的径向内侧；和内气囊，其定位在所述可渗透衬垫的径向内侧。
101.条款20.根据任一前述条款所述的方法，其中，对所述气囊组件充气包括：经由进入端口将加压流体引入所述气囊组件中；和在允许所述粘合元件固化时，将所述气囊组件保持在目标压力。

技术特征：
1.一种用于连结转子叶片的转子叶片部段的方法，所述方法包括：提供第一叶片部段；将气囊组件定位在所述第一叶片部段上；将粘合元件定位在所述第一叶片部段上的第一位置中；将第二叶片部段与所述第一叶片部段一起定位，以便在两者之间限定内部空腔，所述粘合元件和所述气囊组件位于所述内部空腔内，所述第二叶片部段相对于在所述第一位置中的所述粘合元件限定间隙；对所述气囊组件充气，以对所述粘合元件施加力，从而使所述粘合元件从所述第一位置移动到接触所述第一叶片部段和所述第二叶片部段的第二位置；和允许所述粘合元件固化，以便将所述第一叶片部段固定至所述第二叶片部段。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一叶片部段包括吸力侧表面或压力侧表面中的一者，而所述第二叶片部段包括相对的吸力侧表面或压力侧表面，并且其中，将所述粘合元件定位在所述第一叶片部段上的所述第一位置中还包括：将所述粘合元件放置在所述第一叶片部段上；和模制所述粘合元件，以便当在所述第一位置中时建立所述粘合元件的第一横截面轮廓。3.根据权利要求2所述的方法，其中，对所述气囊组件充气以对所述粘合元件施加所述力将在所述第一位置中的所述粘合元件的所述第一横截面轮廓改变为在所述第二位置中的第二横截面轮廓。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气囊组件限定在第一端部和第二端部之间延伸的长度，所述气囊组件包括：外气囊，其被构造成接触所述粘合元件；可渗透衬垫，其定位在所述外气囊的径向内侧；和内气囊，其定位在所述可渗透衬垫的径向内侧。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述内气囊沿着所述长度具有恒定的最大直径。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述内气囊至少包括第一气囊部分和第二气囊部分，所述第一气囊部分具有大于所述第二气囊部分的最大直径的最大直径。7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述气囊组件还包括：沿着所述长度定位的至少一个状态传感器，其中所述至少一个状态传感器配置成在所述粘合元件的固化期间记录指示所述内部空腔内的温度、压力和湿度中的至少一者的数据。8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述气囊组件还包括迷宫式结构，所述迷宫式结构包括多个预先形成的转弯。9.根据权利要求4所述的方法，还包括：在允许所述粘合元件固化后，从所述内部空腔中移除所述气囊组件的至少一部分。10.根据权利要求9所述的方法，还包括：在允许所述粘合元件固化后，将外气囊的至少一部分保留在所述内部空腔内。11.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述气囊组件充气包括：经由进入端口将加压流体引入到所述气囊组件中；和
在允许所述粘合元件固化时，将所述气囊组件保持在目标压力。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述气囊组件包括至少一个压力传感器，用于检测所述气囊组件内的压力值。13.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述气囊组件保持在所述目标压力还包括：响应于在所述固化期间所述粘合元件的发热膨胀而减少所述气囊组件内的所述加压流体；和响应于在所述发热膨胀后在允许所述粘合元件固化时所述粘合元件的收缩而将附加量的加压流体引入到所述气囊组件中。14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述目标压力至少为6千帕，并且小于或等于14千帕。15.根据权利要求1所述的方法，还包括：在对所述气囊组件充气时，经由引入一定量的加热流体以便提高所述内部空腔内的温度来保持所述内部空腔内的目标温度。16.根据权利要求1所述的方法，还包括：在对所述气囊组件充气时，经由流通一定量的环境温度或冷的流体以降低所述内部空腔内的温度来保持所述内部空腔内的目标温度。17.一种用于连结复合部件的部段的方法，所述方法包括：提供第一部段；将气囊组件定位在所述第一部段上；将粘合元件定位在所述第一部段上的第一位置中；将第二部段与所述第一部段一起定位，以便在两者之间限定内部空腔，所述粘合元件和所述气囊组件位于所述内部空腔内，所述第二部段相对于在所述第一位置中的所述粘合元件限定间隙；对所述气囊组件充气，以对所述粘合元件施加力，从而使所述粘合元件从所述第一位置移动到接触所述第一部段和所述第二部段的第二位置；和允许所述粘合元件固化，以便将所述第一部段固定至所述第二部段。18.根据权利要求17所述的方法，其中，将所述粘合元件定位在所述第一部段上的所述第一位置中还包括：将所述粘合元件放置在所述第一部段上；和模制所述粘合元件，以便建立在所述第一位置中时的所述粘合元件的第一横截面轮廓，其中，对所述气囊组件充气以对所述粘合元件施加所述力将在所述第一位置中的所述粘合元件的第一横截面轮廓改变为在所述第二位置中的第二横截面轮廓。19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述气囊组件限定在第一端部和第二端部之间延伸的长度，所述气囊组件包括：外气囊，其被构造成接触所述粘合元件；可渗透衬垫，其定位在所述外气囊的径向内侧；和内气囊，其定位在所述可渗透衬垫的径向内侧。20.根据权利要求17所述的方法，其中，对所述气囊组件充气包括：经由进入端口将加压流体引入所述气囊组件中；和
在允许所述粘合元件固化时，将所述气囊组件保持在目标压力。21.一种转子叶片，包括：第一叶片部段，第二转子叶片部段，其与所述第一叶片部段一起定位，以便在两者之间限定内部空腔，任选地，定位在所述内部空腔内的气囊组件，和固化的粘合元件，其与所述内部空腔一起定位并粘附至所述第一叶片部段和所述第二叶片部段。22.根据权利要求21所述的转子叶片，其中，所述内部空腔是包含所述粘合元件和任选地包含所述气囊组件的受约束空间。23.根据权利要求21-22中任一项所述的转子叶片，还包括约束特征，优选地，所述内部空腔由所述第一叶片部段、所述第二叶片部段和所述约束特征界定。24.根据权利要求23所述的转子叶片，其中，所述约束特征联接至所述第一叶片部段和所述第二叶片部段中的至少一者，或与所述第一叶片部段和所述第二叶片部段中的至少一者一体地形成。25.根据权利要求23-24中任一项所述的转子叶片，其中，所述约束特征是抗剪腹板。26.根据权利要求23-24中任一项所述的转子叶片，其中，所述约束特征是所述转子叶片的蒙皮的增材制造的特征。27.根据权利要求23-24中任一项所述的转子叶片，其中，所述约束特征是至少一个隔板。28.根据权利要求23-24中任一项所述的转子叶片，其中，所述约束特征是至少一个粘合带，所述粘合带构造成将所述气囊组件固定至所述第一叶片部段。29.根据权利要求23-28中任一项所述的转子叶片，其中，所述气囊组件定位在所述约束特征和所述粘合元件之间，优选地，所述气囊组件构造成借助于所述约束特征产生反作用力以对所述粘合元件施加力。30.根据权利要求23-28中任一项所述的转子叶片，其中，在所述约束特征和所述粘合元件之间存在空腔，并且优选地，没有气囊组件定位在所述空腔中。31.根据权利要求22-30中任一项所述的转子叶片，其中，所述粘合元件在被固化之前，通过所述气囊组件被迫与所述第一叶片部段和所述第二叶片部段接触。31.一种可通过根据权利要求1-16中任一项所述的方法获得的转子叶片。

技术总结
提供了用于连结复合部件的方法，复合部件诸如为风力涡轮(100)的转子叶片(112)。因此，提供第一叶片部段(1267,126)，并且气囊组件(300,330)定位在其上。此外，粘合元件(302)定位在第一叶片部段(1267,126)上的第一位置(304)中。第二叶片部段(128)与第一叶片部段(1267,126)一起定位，以便在两者之间限定内部空腔(306)。内部空腔(306)包含粘合元件(302)和气囊组件(300,330)，但粘合元件(302)当在第一位置(304)中时不接触第二叶片部段(128)。气囊组件(300,330)被充气以使粘合元件(302)过渡到与第一叶片部段(1267,126)和第二叶片部段(128)二者都接触的第二位置(310)。在粘合元件(302)与两个叶片部段(113)都接触的情况下，允许粘合元件(302)固化，以便使叶片部段(113)彼此固定。彼此固定。彼此固定。


技术研发人员：P
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：2021.12.23
技术公布日：2023/9/14