[發明專利]用于風力渦輪的可折疊葉片和使用方法

在審

• 申請號: 202010883360.6
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112443449A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: V·V·利相斯基
• 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: 危凱權;金飛

一種風力渦輪，其包括聯接到可旋轉轂的多個可折疊轉子葉片。機械促動結構聯接到多個可折疊轉子葉片，以將多個可折疊轉子葉片移動到基本垂直于水平轉子軸線的展開狀態以從到來的流體流中獲取動能，以及將多個可折疊轉子葉片移動到基本平行于水平轉子軸線的非展開狀態。機械促動結構包括：多個齒輪，其各自在單個固定的旋轉點處聯接到多個可折疊轉子葉片中的一個；螺桿，其設置成與多個齒輪中的每個協同接合；以及彈簧，其設置在螺桿附近，且構造成補償多個可折疊轉子葉片中的每個上的靜態風載。還公開一種方法。

技術領域

本文中公開的實施例大體上涉及一種包括多個可折疊轉子葉片的風力渦輪，該多個可折疊轉子葉片用于在風速超過額定值時減小風力渦輪的轉子上的靜態負載。

背景技術

風力被認為是目前可得的最清潔、最環境友好的能源中的一種，且風力渦輪在該方面獲得了增加的關注。現代的風力渦輪典型地包括塔架、發電機、齒輪箱、機艙，以及一個或多個轉子葉片。取決于轉子相對于機艙的放置，風力渦輪可構造為逆風渦輪或順風渦輪機。轉子葉片使用已知的翼型原理獲取風的動能。轉子葉片傳送呈旋轉能形式的動能，以轉動軸，該軸將轉子葉片聯接到齒輪箱(或如果不使用齒輪箱，直接聯接到發電機)。發電機然后將機械能轉換成電能，該電能可部署至公用網。

轉子葉片典型地精確設計和制造成將風能有效地轉換成旋轉運動，從而為發電機提供足夠的旋轉能以用于產生功率。葉片效率大體上取決于葉片形狀和表面平整度。令人遺憾的是，在操作期間，風力渦輪可遇到變化的風況。轉子葉片可設計為在不超過額定值的風況下操作。額定風值限定為風力渦輪產生渦輪銘牌上的功率量所處的最低風速。當風況超過該額定值時，可導致風力渦輪以太快的速度轉動，對風力渦輪構件(包括但不限于轉子葉片)造成機械損壞。損壞可包括葉片彎曲或折斷，支承塔架損壞等。另外，在相同位置處，風況可變化，使得針對特定狀況的轉子葉片的設計效率低下。

因此，需要一種轉子葉片，該轉子葉片適于在變化的風況下操作。將期望可在多種環境狀況下運行的轉子葉片。

發明內容

本公開內容解決現有技術的這些和其它缺點，其提供用于風力渦輪的可折疊轉子葉片。

根據實施例，提供一種構造成用于從流體流中取得能量的風力渦輪。該風力渦輪包括轉子，該轉子包括可旋轉轂、聯接到轂的多個可折疊轉子葉片以及聯接到多個可折疊轉子葉片的機械促動結構。多個可折疊轉子葉片可圍繞水平轉子軸線旋轉。多個可折疊轉子葉片中的每個在葉片根部處具有單個固定的旋轉點。機械促動結構聯接到多個可折疊轉子葉片，且響應于到來的流體流來使多個可折疊轉子葉片在展開狀態與非展開狀態之間移動。機械促動結構包括多個齒輪、螺桿和彈簧。多個可折疊轉子葉片中的每個在單個固定的旋轉點處聯接到多個齒輪中的一個。螺桿設置成與多個齒輪中的每個協同接合。彈簧設置在螺桿附近，且構造成補償多個可折疊轉子葉片中的每個上的靜態風載。

根據另一實施例，提供一種構造成用于從流體流中取得能量的風力渦輪。該風力渦輪包括轉子，該轉子包括可旋轉轂、多個可折疊轉子葉片以及聯接到多個可折疊轉子葉片的機械促動結構。多個可折疊轉子葉片聯接到轂且可圍繞水平轉子軸線旋轉。多個可折疊轉子葉片中的每個在葉片根部處具有單個固定的旋轉點。機械促動結構將多個可折疊轉子葉片移動到基本垂直于水平轉子軸線的展開狀態，以從到來的流體流中獲取動能，并將多個可折疊轉子葉片移動到基本平行于水平轉子軸線的非展開狀態。機械促動結構包括多個齒輪、螺桿和彈簧。多個可折疊轉子葉片中的每個在單個固定的旋轉點處聯接到多個齒輪中的一個，且可響應于到來的流體流來旋轉。螺桿設置成與多個齒輪中的每個協同接合。彈簧設置在螺桿附近，且構造成補償多個可折疊轉子葉片中的每個上的靜態風載。多個齒輪中的每個的旋轉沿與到來的流體流相反的方向在螺桿上施加力且通過螺桿對彈簧施加壓縮。