[發明專利]具有后緣延伸部的風力渦輪機轉子葉片以及連接方法

有效

• 申請號: 201210400794.1
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN103061966B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: B.貝吉帕利;S.赫爾
• 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,楊炯

技術領域

本發明總體涉及風力渦輪機轉子葉片，并且更具體地涉及用于風力渦輪機轉子的后緣延伸部。

背景技術

風能被認為是目前可獲得的最清潔、最具環境友善性的能源之一，并且風力渦輪機在這方面已不斷獲得關注。現代的風力渦輪機典型地包括塔架、發電機、齒輪箱、機艙、以及一個或多個轉子葉片。轉子葉片利用已知的翼型原理捕獲風的動能。轉子葉片對呈旋轉能量形式的動能進行傳遞以使軸轉動，該軸將轉子葉片聯接至齒輪箱，或者如果未使用齒輪箱，則將轉子葉片直接聯接至發電機。發電機接著將機械能轉化為可以配置于公用電網的電能。

風力渦輪機葉片大體設計成用于最佳風速，并且因此在處于其它風速時效率較低。先前對增大用于渦輪機葉片的風速的有效范圍的嘗試涉及這樣的系統：所述系統能夠通過尤其是沿葉片的后緣增加主動或被動的附屬物、襟翼、或者連接至葉片的其它控制表面來修改或改變葉片的空氣動力學外形。

此外，對現代風力渦輪機的持續擔心是渦輪機操作期間所發出的噪聲，對較大的風力渦輪機而言這種噪聲是相當大的。噪聲的一個分量是在葉片上方移動的邊界層空氣與葉片的后緣相互作用的結果。較大的后緣厚度所產生的噪聲水平較大是公認的。將后緣件連接至現有葉片能夠降低由葉片所發出的噪聲是眾所周知的。

無論其預期功能如何，現有的后緣延伸部大體預形成為具有用于特定葉片尺寸的具體的大小和輪廓。因此，這些延伸部的制造成本相對較高并且必須能夠獲得不同尺寸的延伸部的庫存。一旦裝置被連接，就不能進一步改變形狀或輪廓。用于將這些裝置連接至現有葉片的過程是繁瑣和耗時的，并且增加了風力渦輪機產能的總體成本。

因此，改進的用于風力渦輪機葉片的后緣延伸部和相關的連接方法將是期望的。

發明內容

本發明的各個方面以及優點將會在下文的描述中進行部分闡述，或者是通過描述可以顯而易見的，或者是可以通過實施本發明而學到。

在一個實施例中，提供一種風力渦輪機轉子葉片組件并且該風力渦輪機轉子葉片組件包括轉子葉片，該轉子葉片具有壓力側殼體構件、吸力側殼體構件、前緣、和后緣，該轉子葉片在尖端部分與葉片根部之間沿大體展向方向延伸。邊緣延伸部沿后緣連接并且包括：第一條構件，第一條構件具有連接至壓力側殼體構件的展向連接部段；以及第二條構件，第二條構件具有連接至吸力側殼體構件的展向連接部段。第一條構件和第二條構件中的每一個都具有外側邊緣和弦向延伸超過后緣的延伸部段。該延伸部段沿第一條構件和第二條構件的展向長度在后緣的外側彼此粘合連接，條構件的外側邊緣限定了后緣延伸部的粘合粘結的封閉邊緣。

第一條構件和第二條構件可以是相同材料或者不同材料的組合。在特定實施例中，條構件是沿葉片的后緣柔韌并且一致的背粘帶條。可以供給例如呈帶卷形式的帶條，其中從卷測量和切割條。根據例如葉片尺寸、材料的可加工性和硬度、應用于葉片表面的方便度等因素的任何組合，帶條可以具有任何期望的厚度和寬度。

第一條構件和第二條構件可以沿延伸部段直接彼此粘合而無需介入結構部件。然而，在其它實施例中，可能期望沿延伸部段包括第一條構件與第二條構件之間的加固條構件。該加固條構件例如可以是能夠使邊緣延伸部具有期望的最終程度的硬度而不會不利地造成重量增加的復合材料和塑料材料。

對于包括加固條構件的實施例而言，該構件可以粘合連接至第一條構件和第二條構件并且與后緣分開。例如，加固條可以是在將條構件粘合聯接在一起之前被放置在第一條構件和第二條構件的延伸部段之間的單個或雙側粘合條。在備選實施例中，加固條構件可以包括沿其內側邊緣隔開并且直接連接至葉片的壓力側殼體構件和吸力側殼體構件的多個壓力側連接凸臺和吸力側連接凸臺。

在某些實施例中，任何形式的降噪結構構件或特征都可以被限定在延伸部段中。例如，鋸齒部可以沿延伸部段的外側邊緣被限定。

本發明還包括用于形成風力渦輪機轉子葉片上的邊緣延伸部的各種方法實施例，其中轉子葉片具有壓力側殼體構件、吸力側殼體構件、前緣、和后緣，轉子葉片在尖端與根部之間沿大體展向方向延伸。該方法包括以下步驟：沿葉片的后緣將第一條構件連接至壓力側殼體構件，使得第一帶構件的展向部段限定了弦向突出超過后緣的延伸部段；以及沿葉片的后緣將第二條構件連接至吸力側殼體構件，使得第二帶構件的展向部段限定了弦向突出超過后緣的延伸部段。第一條構件和第二條構件的相應的延伸部段（直接或間接地）粘合連接在一起，使得延伸部段的外側邊緣限定了粘結封閉邊緣。