用于风力涡轮转子叶片的柔性延伸部制造技术

本公开内容涉及一种用于风力涡轮的转子叶片组件。转子叶片组件包括转子叶片，该转子叶片具有表面，该表面限定在叶片末端与叶片根部之间延伸的压力侧、吸力侧、前缘和后缘。此外，转子叶片组件包括具有第一端和第二端的柔性延伸部。更特别地，第一端安装到转子叶片的表面，且第二端是自由的。因而，在风力涡轮的操作期间，柔性延伸部随转子叶片的改变的攻角被动地调整，从而减小叶片负载上的变化。从而减小叶片负载上的变化。从而减小叶片负载上的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于风力涡轮转子叶片的柔性延伸部


[0001]本公开内容大体上涉及风力涡轮，且更特别地涉及连接到风力涡轮转子叶片以用于减小转子叶片的负载变化的柔性延伸部或稳定器。

技术介绍

[0002]风力被认为是目前可得的最清洁、最环境友好的能源中的一种，且风力涡轮在该方面获得了增加的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型件(airfoil)原理来获取风的动能。转子叶片传送呈旋转能形式的动能，以便转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱(或如果不使用齿轮箱，直接地联接到发电机)。发电机然后将机械能转换成电能，该电能可部署至公用网。
[0003]当从前缘到后缘的流在转子叶片的顶部表面与底部表面之间产生压力差时，生成升力。理想地，升力在时间上恒定，以提供传送至发电机的最佳的动能量。然而，当风的流入在空间和时间上变化时，转子叶片经受可变的流入状况且生成可变的升力，其引起叶片负载的变化。
[0004]特定的升力取决于多种因素，诸如到来的空气流特性(例如雷诺数、风速、流入的大气湍流)和转子叶片的特性(例如翼型件区段、叶片翼弦和厚度、扭曲分布、桨距角等)，其全体引起关于转子叶片的局部攻角，该局部攻角引起特定的升力。
[0005]在风力涡轮的操作期间攻角上的变化可导致作用于转子叶片以及传动系构件的负载强烈变化。因而，一些风力涡轮实施转子叶片的变桨来减轻此类负载变化。
[0006]更还有，本领域不断寻求用于减小在操作期间攻角上的此类变化以便减小叶片负载上的对应变化的新的且改进的系统和方法。因此，本公开内容涉及一种连接到风力涡轮转子叶片的柔性延伸部，其响应于改变的攻角被动地调整转子叶片的翼型件形状。

技术实现思路

[0007]本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中明显，或可通过实施本专利技术来获悉。
[0008]在一方面，本公开内容涉及一种用于风力涡轮的转子叶片组件。转子叶片组件包括转子叶片，该转子叶片具有表面，该表面限定在叶片末端与叶片根部之间延伸的压力侧、吸力侧、前缘和后缘。此外，转子叶片组件包括具有第一端和第二端的柔性延伸部。更特别地，第一端安装到转子叶片的表面，而第二端是自由的。因而，在风力涡轮的操作期间，柔性延伸部随转子叶片的改变的攻角被动地调整或移动，从而减小叶片负载上的变化。
[0009]在一个实施例中，柔性延伸部可包括延伸板。在额外的实施例中，延伸板可包括构造成增加其柔性的一个或多个开口。
[0010]在另一实施例中，延伸部可包括在第二端处从延伸板延伸的格尼(gurney)襟翼。在此外的实施例中，延伸部可包括从延伸板延伸的一个或多个格尼翼。例如，在某些实施例中，一个或多个格尼翼可大体上垂直于延伸板延伸。在额外的实施例中，格尼翼可由固定到
延伸板的支承部件居中支承。在此类实施例中，格尼翼构造成随转子叶片的改变的攻角朝彼此挠曲。
[0011]在额外的实施例中，转子叶片组件可包括设置在延伸部的第一端与转子叶片的表面之间的结合层。因而，结合层将延伸部的第一端结合到转子叶片。在此类实施例中，结合层可包括焊缝、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、丙烯酸、设置在相反的外粘合层之间的内丙烯酸泡沫层，或任何其它合适的结合层。
[0012]在此外的实施例中，柔性延伸部可由任何合适的材料(诸如热塑性材料或热固性材料)构成。另外，柔性延伸部可用纤维材料来增强。例如，在此类实施例中，纤维材料可包括玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、陶瓷纤维、纳米纤维、木纤维、竹纤维、金属纤维或类似物。
[0013]在还另一实施例中，柔性延伸部可经由任何合适的制造工艺来形成，包括但不限于注射模塑、三维(3-D)打印、二维(2-D)拉挤、3-D拉挤、热成型、真空成型、压力成型、囊成型、自动纤维沉积、自动纤维带沉积或真空灌注。
[0014]在某些实施例中，转子叶片组件还可包括安装到转子叶片的多个柔性延伸部。
[0015]在另一方面，本公开内容涉及一种用于减小风力涡轮的转子叶片的负载上的变化的方法。方法包括将柔性延伸部的第一端安装到转子叶片的表面，其中柔性延伸部的第二端保持自由。此外，方法包括在风力涡轮的操作期间响应于转子叶片的改变的攻角经由柔性延伸部被动地调整转子叶片的沿翼弦的翼型件形状。
[0016]在一个实施例中，方法还可包括根据沿转子叶片的翼展位置或空气动力学特性中的至少一种来改变柔性延伸部的柔性。应理解的是，方法还可包括本文中描述的额外步骤和/或特征中的任一个。
[0017]在又一方面，本公开内容涉及一种风力涡轮。风力涡轮包括从支承表面延伸的塔架、安装在塔架顶上的机舱，以及具有可旋转毂的转子，其中多个转子叶片安装到该可旋转毂。此外，转子叶片中的每个具有表面，该表面限定在末端与根部之间延伸的压力侧、吸力侧、前缘和后缘。风力涡轮还包括具有第一端和第二端的至少一个柔性延伸部。更特别地，柔性延伸部的第一端安装到转子叶片的表面中的一个，而第二端是自由的。因而，在风力涡轮的操作期间，延伸部随转子叶片的改变的攻角来挠曲，从而减小叶片负载上的变化。应理解的是，风力涡轮还可包括本文中描述的额外特征中的任一个。
[0018]参照以下描述和所附权利要求书，本专利技术的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合于该说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出本专利技术的实施例，且与描述一起用来解释本专利技术的原理。
附图说明
[0019]针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且开放(enabling)的公开内容(包括其最佳模式)在参照附图的说明书中阐述，在附图中：图1示出根据常规构造的风力涡轮的透视图；图2示出根据本公开内容的转子叶片组件的一个实施例的透视图；图3示出根据本公开内容的转子叶片组件的一个实施例的截面图；图4示出根据本公开内容的转子叶片组件的一个实施例的局部透视图，特别地示出安
装到转子叶片的多个柔性延伸部；图5示出根据本公开内容的转子叶片组件的另一实施例的局部透视图，特别地示出具有安装到转子叶片的格尼襟翼的多个柔性延伸部；图6示出根据本公开内容的转子叶片组件的还另一实施例的局部透视图，特别地示出具有安装到转子叶片的格尼襟翼的多个柔性延伸部；图7示出根据本公开内容的转子叶片组件的又一实施例的局部透视图，特别地示出具有安装到转子叶片的格尼襟翼的多个柔性延伸部；图8示出根据本公开内容的转子叶片组件的另一实施例的局部透视图，特别地示出具有安装到转子叶片的格尼翼的多个柔性延伸部；图9示出根据本公开内容的转子叶片组件的另一实施例的局部透视图，特别地示出具有安装到转子叶片的格尼翼的多个柔性延伸部；图10示出根据本公开内容的转子叶片组件的一个实施例的截面图，特别地示出经由结合层安装到转子叶片的柔性延伸部；以及图11示出根据本公开内容的用于减小风力涡轮的转子叶片的负载上的变化的方法的流程图。
具体实施方式
[0020]现在将详细地参照本专利技术的实施例，其一个或多个示例在图中示出。每个示例提供作为本专利技术的解释，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种用于风力涡轮的转子叶片组件，包括：转子叶片，所述转子叶片具有表面，所述表面限定在叶片末端与叶片根部之间延伸的压力侧、吸力侧、前缘和后缘；以及柔性延伸部，所述柔性延伸部包括第一端和第二端，所述第一端安装到所述转子叶片的表面，所述第二端是自由的，其中，在所述风力涡轮的操作期间，所述柔性延伸部随所述转子叶片的改变的攻角被动地调整，从而减小叶片负载上的变化。2.根据权利要求1所述的转子叶片组件，其特征在于，所述延伸部包括延伸板。3.根据权利要求2所述的转子叶片组件，其特征在于，所述延伸板包括构造成增加其柔性的一个或多个开口。4.根据权利要求2所述的转子叶片组件，其特征在于，所述转子叶片组件还包括在所述第二端处从所述延伸板延伸的格尼襟翼。5.根据权利要求2所述的转子叶片组件，其特征在于，所述转子叶片组件还包括从所述延伸板延伸的一个或多个格尼翼。6.根据权利要求5所述的转子叶片组件，其特征在于，所述一个或多个格尼翼由固定到所述延伸板的支承部件居中支承，所述一个或多个格尼翼构造成随所述转子叶片的改变的攻角朝彼此挠曲。7.根据权利要求1所述的转子叶片组件，其特征在于，所述转子叶片组件还包括设置在所述延伸部的第一端与所述转子叶片的表面之间的结合层，所述结合层将所述延伸部的第一端结合到所述转子叶片。8.根据权利要求7所述的转子叶片组件，其特征在于，所述结合层包括焊缝、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、丙烯酸或设置在相反的外粘合层之间的内丙烯酸泡沫层中的至少一种。9.根据权利要求1所述的转子叶片组件，其特征在于，所述延伸部由热塑性材料或热固性材料中的至少一种构成。10.根据权利要求9所述的转子叶片组件，其特征在于，所述延伸部用纤维材料来增强，所述纤维材料包括玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、陶瓷纤维、纳米纤维、木纤维、竹纤维或金属纤维中的至少一种。11.根据权利要求1所述的转子叶片组件，其特征在于，所述延伸部经由注射模塑、三维(3-D)打印、二维(2-D)拉挤、3-D拉挤、热成型、真空成型、压力成型、囊成型、自动纤维沉积、自动纤维带沉积或真空灌注中的至少一种来形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：