[發明專利]風力渦輪機轉子葉片

有效

• 申請號: 201710009788.6
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN106907292B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: B.S.蓋伯;E.L.貝爾
• 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: 金飛;譚祐祥

本發明涉及一種風力渦輪機轉子葉片。在一個實施例中，轉子葉片包括尖端、根部和在該尖端與該根部之間延伸的主體。該主體具有界定壓力側、吸力側、前緣和后緣的表面。該主體還界定了內側部分、外側部分和在該內側部分與該外側部分之間的彎曲部分。該彎曲部分被界定成使該外側部分相對于該內側部分向外延伸。該彎曲部分被加強以減少彎曲部分在轉子葉片偏轉期間張開。

本申請為2011年12月15日提交的專利申請“風力渦輪機轉子葉片”（申請號：201110437091.1，申請人：通用電氣公司）的分案申請。

技術領域

本發明總體涉及風力渦輪機轉子葉片，并且更具體地涉及具有提供各種塔架間隙優勢的特征的轉子葉片。

背景技術

風力被認為是目前可獲得的最清潔、最環保能源之一，并且就此點使風力渦輪機獲得越來越多的關注。現代風力渦輪機通常包括塔架、發電機、齒輪箱、機艙和一個或多個轉子葉片。轉子葉片利用已知的翼片原理（foil principle）捕獲風的動能。轉子葉片將轉動能形式的用于使聯接轉子葉片的軸旋轉的動能傳遞至齒輪箱，或者在不使用齒輪箱的情況下直接傳遞至發電機。然后，發電機將機械能轉換成可以運用到公用電網的電能。

通常，轉子葉片的設計受到與塔架相距的間隙閾值距離的限制。例如，在風力渦輪機運行期間，轉子葉片可能會朝著塔架偏轉。為了降低轉子葉片與塔架碰觸并損壞風力渦輪機的危險，各認證規定要求，轉子葉片設計成當轉子葉片偏轉時占用不超過例如約三分之二的靜間隙距離。通常，靜間隙距離是葉片尖端和塔架之間的非偏轉距離。

這樣，要求的間隙閾值距離限制了通常已知的轉子葉片的設計和性能。針對該限制的已知現有技術的方案包括，例如，將整體的翼弦向曲線結合在遠離塔架的轉子葉片中，調節傾斜角，使轂呈錐形，和/或使轉子葉片的根部處呈錐形。然而，在這些現有技術的轉子葉片的極度偏轉過程中，轉子葉片的動作通常類似于梁，盡管存在翼弦向彎曲部，但轉子葉片的尖端會“張開”并且可能會撞擊塔架。

因此，需要用于風力渦輪機的改進的轉子葉片。具體地，一種具有在提高轉子葉片性能的同時能維持合適的塔架間隙的改進特征的轉子葉片將會是有優勢的。

發明內容

本發明的方面和優點將在下面的說明中部分地進行闡明，或者可以通過說明變得顯而易見，或者可以通過本發明的實施而認識到。

在一個實施方式中，公開一種用于風力渦輪機的轉子葉片。該轉子葉片包括尖端、根部以及在尖端和根部之間延伸的主體。該主體具有界定了壓力側、吸力側、前緣和后緣的表面。該主體還界定了內側部分、外側部分和在內側部分與外側部分之間的彎曲部分。彎曲部分被界定成使外側部分相對于內側部分向外延伸。彎曲部分被加強以減少彎曲部分在轉子葉片偏轉期間張開。

所述彎曲部分界定了一個小于或者等于約20度的彎曲角，或者一個小于或者等于約15度的彎曲角。所述彎曲部分具有一個在所述轉子葉片的跨度的約50%與約100%之間的跨度方向位置，或者具有一個在所述轉子葉片的跨度的約60%與約95%之間的跨度方向位置。所述主體的所述內側部分大致向外彎曲，所述外側部分大致向外彎曲。

進一步地，所述彎曲部分限定了一個彎曲角和一個跨度方向位置，其中，一個尖端距離由所述尖端和所述內側部分界定，并且其中，所述彎曲角和所述跨度方向位置被構造成使所述尖端距離在約5米與約1米之間的范圍內，或者所述彎曲角和所述跨度方向位置被構造成使所述尖端距離在約3米與約1米之間的范圍內。所述彎曲部分可被構造成使所述外側部分在所述轉子葉片的設計最大偏轉期間大致平行于塔架。所述彎曲部分界定了一個曲率半徑，并且其中，所述曲率半徑在約1600毫米與約3000毫米之間的范圍內，或者所述曲率半徑可在約1750毫米與約2500毫米之間的范圍內。所述轉子葉片還包括多個至少部分地延伸貫穿所述彎曲部分、并且被構造成加強所述彎曲部分的內部長條梁。所述轉子葉片還包括一個設置在所述內側部分與所述外側部分之間的連接套筒，所述連接套筒至少部分地界定所述彎曲部分、并且被構造成加強所述彎曲部分。