[發明專利]具有吸力側小翼的風力渦輪機轉子葉片

有效

• 申請號: 201110197718.0
• 申請日: 2011-07-15
• 公開（公告）號: CN102338028A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: K.U.克格勒;R.維杜拉;A.M.D.弗雷爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

技術領域

本主題大體涉及用于風力渦輪機的轉子葉片，并且更具體而言，涉及具有吸力側小翼的風力渦輪機轉子葉片。

背景技術

風能被看作是目前可獲得的最清潔的、最環境友好的能源之一，并且在這點上風力渦輪機已經獲得更多的關注。現代風力渦輪機典型地包括塔架、發電機、齒輪箱、機艙和一個或多個轉子葉片。轉子葉片使用已知的翼型原理來從風中捕獲動能，并且通過旋轉能來傳遞此動能，以使將轉子葉片聯接到齒輪箱上(或如果沒有使用齒輪箱的話，則直接聯接到發電機上)的軸旋轉。然后發電機將機械能轉換成可被部署到公用電網的電能。

為了確保風能保持為可行的能源，已經作出努力來通過修改風力渦輪機的大小、構造和容量來增加能量輸出。一種這樣的修改是在各個風力渦輪機轉子葉片的葉尖處包括翼尖裝置，例如小翼。一般而言，可采用小翼來提高風力渦輪機的整體效率和性能。例如，小翼可減少在轉子葉片的葉尖處產生的翼展方向的流的量，并且因此減小在轉子葉片上的阻力。還可將小翼安裝在轉子葉片上，以減小風力渦輪機的總直徑，以及降低葉片發出的噪音。另外，小翼還可提供風力渦輪機的功率系數的增大，并且因而降低風力渦輪機產生的能量的成本。

雖然可通過遠離風力渦輪機塔架而延伸的小翼(即壓力側小翼)和朝向塔架而延伸的小翼(即吸力側小翼)兩者來對風力渦輪機提供上面描述的各種性能優點，但是一般理解，最大的性能優點可由吸力側小翼提供。但是，對于具有在塔架的上風的轉子的風力渦輪機而言，吸力側小翼可為非常成問題的。具體而言，將吸力側小翼安裝在傳統的轉子葉片上會減小在轉子葉片的葉尖和塔架之間的距離。塔架間隙的這種減小可顯著地增加轉子葉片中的一個或多個撞擊塔架的風險。當發生塔架撞擊時，可顯著地損害轉子葉片和塔架，并且在一些情況下，塔架撞擊甚至可擊倒整個風力渦輪機。因而，塔架撞擊是非常昂貴的，并且需要相當長的停機時間來維修或更換受損構件。

因此，存在對可允許有吸力側小翼而不增加轉子葉片撞擊塔架的可能性的轉子葉片的需要。

發明內容

將在以下描述中部分地闡述本發明的各方面和優點，或根據描述，這些方面和優點可為顯而易見的，或可通過實踐本發明來學習這些方面和優點。

在一方面，本主題公開了一種用于風力渦輪機的轉子葉片。該轉子葉片包括葉根部分、葉尖和在葉根部分和葉尖之間延伸的主體。主體包括壓力側和吸力側。另外，小翼可由主體限定。小翼可在轉子葉片的葉尖處終止，并且在朝主體的吸力側的方向上向內延伸。另外，彎曲部可限定在主體中，使得主體的一部分在朝主體的壓力側的方向上向外延伸。

在另一方面，本主題公開了一種風力渦輪機。該風力渦輪機可包括塔架和安裝在塔架的頂上的機艙。轉子可聯接到機艙上，并且可包括轂。風力渦輪機還可包括從轂延伸的至少一個轉子葉片。轉子葉片可限定在朝塔架的方向上向內延伸的吸力側小翼。另外，彎曲部可限定在轉子葉片中，使得轉子葉片的一部分沿遠離塔架的方向向外延伸。

參照以下描述和所附權利要求，本發明的這些和其它特征、方面和優點將變得更好理解。結合在本說明書中且構成本說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，并且附圖與描述一起用來闡述本發明的原理。

附圖說明

參照附圖，在說明書中闡述了本發明的針對本領域的普通技術人員作出的完整和能夠實現的公開，包括其最佳模式，其中：

圖1示出了傳統的風力渦輪機的透視圖；

圖2示出了根據本主題的各方面的風力渦輪機轉子葉片的一個實施例的側視圖；

圖3示出了根據本主題的各方面的、在圖2中示出的轉子葉片的放大局部視圖；

圖4示出了根據本主題的各方面的用于風力渦輪機的風力渦輪機轉子葉片的另一個實施例的側視圖；以及，

圖5示出了根據本主題的各方面的風力渦輪機轉子葉片的又一個實施例的側視圖，具體而言示出了處于非偏轉/未加載位置中和處于偏轉/加載位置中的轉子葉片，并且比較了這樣的位置與傳統的直轉子葉片的位置。

部件列表：

10???????????風力渦輪機

12???????????塔架

14???????????支承件

16???????????機艙

18???????????轉子

20???????????轂

22???????????傳統的轉子葉片

24???????????葉根部分

26???????????負荷轉移區域