[發明專利]用于風力渦輪機的轉子葉片和用于組裝轉子葉片的方法

有效

• 申請號: 201010624693.3
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102116254A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: K·V·勞;M·蘇丹
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術領域

本文描述的主題大體涉及風力渦輪機，并且更具體而言，涉及用于與風力渦輪機一起使用的轉子葉片。

背景技術

至少一些已知的風力渦輪機轉子葉片包括纖維增強的聚合物制成的兩個葉片殼體部分。模制葉片殼體部分，且然后使用適當的粘接材料沿著協作邊緣將葉片殼體部分聯接在一起。葉片殼體部分典型地包括使用適當的、均勻分布的纖維、纖維束或在模具部件中層疊的纖維墊制成的板壁。但是，板壁相對較輕，并且僅具有低的剛度。因此，板壁的韌性和剛度以及抗彎強度不能經受在操作期間施加在轉子葉片上的載荷和力。為了提高轉子葉片的強度，用層壓到葉片殼體部分的內表面上的梁帽來加固葉片殼體部分。至少一些已知的轉子葉片包括在兩個葉片殼體部分之間延伸的、連接梁帽的抗剪腹板。典型地，梁帽和抗剪腹板基本沿著轉子葉片的縱向長度延伸。

至少一些已知的轉子葉片包括由單個模具形成的葉片區段。各個葉片區段的整個長度形成為整體式結構，且然后用結合材料將各個葉片區段聯接在一起。在至少一些已知的轉子葉片中，在轉子葉片的結合區域內發生轉子葉片的故障。另外，隨著近年來風力渦輪機轉子葉片的長度的不斷增加，運輸和修理要求是轉子葉片設計的主要考慮事項。另外，至少一些已知的轉子葉片包括根部部分，根部部分包括圓形截面積，以有利于將轉子葉片連接到輪轂上，從而沿著轉子葉片的長度減小了翼型形狀的長度。

發明內容

在一方面，提供了一種組裝用于與風力渦輪機一起使用的轉子葉片的方法。該方法包括提供葉片側壁，葉片側壁至少部分地限定從葉根朝向轉子葉片的葉尖延伸的腔體，該葉片側壁具有前緣和后緣。結構支承組件至少部分地定位在腔體內，并且從葉根朝向葉尖延伸。結構支承組件包括根部端和相對的尖部端。至少一個支承部件聯接到葉片側壁和結構支承組件上。

在另一方面，提供了一種用于與風力渦輪機一起使用的轉子葉片。該轉子葉片包括葉片側壁，葉片側壁至少部分地限定從葉根朝向轉子葉片的葉尖延伸的腔體。葉片側壁具有前緣和后緣。結構支承組件至少部分地定位在腔體內，并且從葉根朝向葉尖延伸。結構支承組件包括根部端和相對的尖部端。至少一個支承部件聯接在葉片側壁和結構支承組件之間。

在又一方面，提供了一種風力渦輪機。該風力渦輪機包括塔架、聯接到塔架上的機艙、可旋轉地聯接到機艙上的輪轂以及聯接到輪轂上的至少一個轉子葉片。轉子葉片包括葉片側壁，葉片側壁至少部分地限定從葉根朝向轉子葉片的葉尖延伸的腔體。葉片側壁具有前緣和后緣。結構支承組件至少部分地定位在腔體內，并且從葉根朝向葉尖延伸。結構支承組件包括根部端和相對的尖部端。至少一個支承部件聯接在葉片側壁和結構支承組件之間。

本文描述的實施例有利于組裝這樣的轉子葉片：該轉子葉片提高風力渦輪機的年發電量，并且有利于降低制造轉子葉片的總成本。更具體而言，本文描述的轉子葉片包括定位在轉子葉片腔體內的結構支承組件，結構支承組件聯接到風力渦輪機輪轂上，以有助于在風力渦輪機的輪轂處或附近具有翼型形狀的轉子葉根部分。另外，通過提供結構支承組件，本文描述的轉子葉片可組裝在模塊式區段中，從而降低制造轉子葉片的總成本。

附圖說明

圖1是示例性風力渦輪機的一部分的透視圖。

圖2是適于與圖1所示的風力渦輪機一起使用的示例性轉子葉片的透視圖。

圖3是圖2所示的示例性轉子葉片的截面圖。

圖4-7是適于與圖1所示的風力渦輪機一起使用的轉子葉片的備選實施例的截面圖。

圖8是適于與圖1所示的風力渦輪機一起使用的備選轉子葉片的一部分的透視圖。

圖9是適于與圖1所示的風力渦輪機一起使用的另外的備選轉子葉片的一部分的透視圖。

部件列表

10風力渦輪機

12塔架

14支承面

16機艙

18轉子

20輪轂

22轉子葉片

24葉根部分

26葉尖部分

27載荷傳遞區域

28方向

30旋轉軸線

32槳距調節系統

34變槳軸線

36控制系統

38偏航軸線

40變槳組件

42變槳軸承

100轉子葉片

102葉根部分

104尖部部分

108縱向軸線

110葉片側壁

112內表面

114腔體

116第一葉片區段

118第二葉片區段

120前緣

122后緣