本发明专利技术涉及叶片（１），其沿几何轴线（１ｇＸＹ／１ｇＹＺ）从与转子（２）连接的叶根（１１１ＸＹ／１１１ＹＺ）延伸至叶尖（１２２ＸＹ／１２２ＹＺ）。从侧向／前向平面（ＸＹ／ＹＺ）上的投影看到，该叶片具有：从侧／前根（１１１ＸＹ／１１１ＹＺ）延伸至第一中间侧／前点（１１２ＸＹ／１１２ＹＺ）的侧／前根部（１１ＸＹ／１１ＹＺ）；从第二中间侧／前点（１２１ＸＹ／１２１ＹＺ）延伸至侧／前尖（１２２ＸＹ／１２２ＹＺ）的侧／前尖部（１１ＸＹ／１１ＹＺ）。该侧根部（１１ＸＹ）在该侧根（１１１ＸＹ）处与ｙ轴形成锐角α１，０°≤α１≤１０°，且该侧尖部（１２ＸＹ）在第二中间侧点（１２１ＸＹ）处与轴ｙ形成锐角α２，０°≤α２≤１０°。该前根部（１１ＹＺ）在该前根（１１１ＹＺ）处与前俯仰轴线（１ｐＹＺ）形成锐角β１，－１０°≤β１≤１０°，且该前尖部（１２ＹＺ）在第二中间前点（１２１ＹＺ）处与前俯仰轴线（１ｐＹＺ）形成锐角β２，０°≤β２≤１０°。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及风力涡轮机中具有非直线轴线的叶片。
技术介绍
现有技术中有各种不同的采用非直线轴线叶片来提高风力涡轮机性能 的方案。例如EP1019631，其叶片朝着风弯曲，没有采用锥形。上述文件描述了一种 前转子风力涡轮机，包括用于支撑舱体的塔架，舱体内容纳有基本水平的风 力转子主轴，该转子包括轮毂以及从该轮毂延伸出的三个叶片，所述叶片设 计为气动轮廓元件。该叶片从轮毂中的安全或过渡区朝轮毂面前方一定距离 处的尖部区域延伸。在风压作用下弯曲的该叶片，至少沿着该叶片的外三分 之一远离轮毂面向前延伸。EP1596063中，叶片朝着风弯曲，并另外采用了某种锥形。US2006/0067828中，叶片在转子面弯曲，以致叶尖向后弯曲而中部区域 向前弯曲，从而改善气动叶片的性能。本专利技术提供一种非直轴叶片，来改善风力涡轮的气动性能。然而，当前 风力涡轮机(转子直径大于50米)中，由叶片重量决定的质量负载具有很高 的重要性。尤其是，具有非直线轴的叶片会在俯仰轴线机构中产生高转矩或 扭矩，这是由该叶片重量决定的。
技术实现思路
本专利技术中叶片的各个特征定义如下 -几何轴线或叶片轴线确定叶片形状的准线； -俯仰轴线或旋转轴线当改变螺旋角时叶片围绕其旋转； -重量引起的叶片旋转系统转矩由围绕该旋转轴线的叶片的重量产生的转矩；所述转矩会随叶片方位角和由惯性力和空气动力所引起的叶片轴变形发生改变；-旋转系统平均转矩叶片使用寿命内的转矩平均值；通过减小所述平 均转矩，尤其是减小转矩在两极值之间的波动振幅，来降低旋转系统的疲劳和应力。大转子叶片(直径大约为50m)，会增加由风引起的弯曲。现有技术中 已经公知有研发出来的弯曲叶片，以避免叶尖碰触到塔架。从所述弯曲叶片 的几何结构可以看出，现有技术叶片叠的质量中心CDM在运动中与俯仰轴线 是不重叠的。而且，叶片尺寸的增加使得其重量的重要性增大。因此，在桨 距系统的计算中，质量中心相对于俯仰轴线的位置成为设计的标准，假定在 对叶片定向时，其重量产生的转矩或扭矩为Mpturii随着锥度或预弯曲度或重 量增加而增加。本专利技术提供了一种叶片，其形状可产生如下效果正常运行下叶片的负 载使得叶片结构产生变形时，空气动力性能会提高。本专利技术还涉及设计此种 叶片的方法，通过将重心CDM设在所选区域来减小叶片取向的过程中其重量 产生的转矩或扭矩Mpturn，这样来增加叶片和桨距系统的使用寿命。本专利技术的第一方面涉及一种如权利要求l所要求保护的方法。本专利技术的第二方面涉及一种如权利要求3所要求保护的叶片。附图说明一系列附图的简述如下，其描述了本专利技术中非限定性的实施例并有助于 较好地理解本专利技术。图l是本专利技术的方法的流程图。图2A和2B是一风力发电机的侧视图，示出了本专利技术的叶片。 图3是一风力发动机的主视图，示出本专利技术中的叶片。 具体实施例方式图l所示为本专利技术的构造风力涡轮机叶片的方法，该叶片用于减小叶片l 与转子2之间叶根连接处的转矩或扭矩，其特征在于包括a) 形成叶片的预步骤IO，通过选择长度、材料、质量、沿该叶片的质 量分布、容许畸变参量和容许负荷的多个输入参数来获得初始叶片10A;b) 第一叠代20,叠制出无负载下的初始叶片10A的气动轮廓，从而将 叶片1质量中心CDM设在选定位置并获得无负载几何结构叶片20A;c) 标准负载确定30，利用多个外部因素确定工作运行条件，这些因素 选自最常见的风速和角速度Q，从而估算出叶片1的质量中心CDM的位移并获得标准负载叶片30A;也可以基于对相应数值的测量和估算获得所述外部6因素；d)第二叠代40，叠制出在某运行速度下转动的标准负载叶片30A的气 动轮廓，使该叶片1的质量中心CDM逼近俯仰轴线(lpXY/lpYZ)，以获得 工作叶片40A。如图2和3所示，本专利技术还涉及一种风力涡轮机叶片l，包括 具有三个直角坐标轴X， Y， Z的参照系，其中转子2轴向上的第一轴X平行于该转子2的角速度Q，沿所述第一轴X的正 方向由作用在转子2上的风的合矢量V来定义；塔架3轴向上的第二轴Y形成风力涡轮机的转动轴，用来相对于风向定 向转子2，亦称为偏航轴，该第二轴Y垂直于第一轴X，沿所述第二轴Y的正 方向定义为从塔架3底部30至机舱4的方向；平行于地面的第三轴Z垂直于第一轴X和第二轴Y; 该第一轴X、第二轴Y和第三轴Z形成以机舱4为原点的直角参照系。叶片l:沿着几何轴(lgXY/lgYZ)延伸从转子2与叶片1连接的叶根(111XY， 111YZ)至叶尖(122XY， 122YZ); 具有俯仰轴(lpXY/lpYZ)，用于相对于风向定向叶片l，从而修正叶片l螺 旋角；其特征在于，该叶片l具有侧向平面XY上的投影-侧根部(11XY)从侧根(111XY)延伸至第一中间侧点(112XY);侧 尖部(12XY)从第二中间侧点(121XY)延伸至侧尖(122XY);其中侧根部(11XY)在该侧根(111XY)处与Y轴形成锐角al， 0^al^lO。；侧尖部(12XY)在第二中间侧点(121XY)处与Y轴形成锐角a2， (T^ 必10。；将叶片l质量中心CDM逼近至俯仰轴线UpXY/lpYZ)，从而减小叶片围绕俯仰轴线(lpXY/lpYZ) 的转矩或扭矩Mpturm;至Z轴，从而减小发动机舱4的倾斜转矩或扭矩Mziiacelle，以及叶片l 的悬臂转矩或扭矩Mzroot。本专利技术的叶片的第一中间侧点(112XY)和第二中间侧点(121XY)可 以重合。并且，侧部(IIXY、 12XY)在平面XY上的第一投影，即，从前根部 (IIXY)、前尖部(12XY)及其接合部中选出的部分，其可以是直的和弯曲 的。另外，本专利技术的叶片l还具有前向面(YZ)上的投影 前根部(11YZ):从前根(111YZ); 延伸至第一中间前点(112YZ); 前尖部(12YZ) 从第二中间前点(121YZ); 延伸至前尖(122YZ);其中前根部(11YZ)在前根(111YZ)处与前俯仰轴线(lpYZ)形成锐角 pl， -10°S 10°;前尖部(12YZ)在第二中间前点(121YZ)处与前俯仰轴线(lpYZ) 形成锐角(32， 10°。将叶片1质量中心CDM逼近至俯仰轴线(lpXY/lpYZ)，从而减小叶片围绕俯仰轴线(lpXY/lpYZ) 的转矩或扭矩Mpturm;至X轴，从而减小发动机舱4的倾斜转矩或扭矩Mxnacelle，以及叶片l 的悬臂转矩或扭矩Mxroot。与此类似，第一中间前点(112YZ)和第二中间前点(121YZ)可以重合。另外，前部(IIYZ、 12YZ)在平面YZ上的第二投影，S卩，选自前根部 (IIYZ)、前尖部(12YZ)及其接合部的部分，可以是直的和弯曲的。8权利要求1.一种构造风力涡轮机叶片的方法，其减小了叶片(1)与转子(2)之间叶根连接处的扭矩，其特征在于包括a)形成叶片的预步骤(10)，通过选择长度、材料、质量、沿该叶片的质量分布、容许畸变参量和容许负荷的多个输入参数来获得初始叶片(10A)；b)第一叠代(20)，叠制出无负载下的初始叶片(10A)的气动轮廓，从而将叶片(1)的质量中心CDM设在选定位置上并获得无负载几何结构叶片(20A)；c)确定标准负载(30)，利用多个外部因素确定工作运行状本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种构造风力涡轮机叶片的方法，其减小了叶片（１）与转子（２）之间叶根连接处的扭矩，其特征在于包括： ａ）形成叶片的预步骤（１０），通过选择长度、材料、质量、沿该叶片的质量分布、容许畸变参量和容许负荷的多个输入参数来获得初始叶片（１０Ａ）； ｂ）第一叠代（２０），叠制出无负载下的初始叶片（１０Ａ）的气动轮廓，从而将叶片（１）的质量中心ＣＤＭ设在选定位置上并获得无负载几何结构叶片（２０Ａ）； ｃ）确定标准负载（３０），利用多个外部因素确定工作运行状态，这些因素选自最常见的风速和 角速度Ω，从而估算出叶片（１）的质量中心ＣＤＭ的位移并获得标准负载叶片（３０Ａ）； ｄ）第二叠代（４０），叠制出在某运行速度下转动的标准负载叶片（３０Ａ）的气动轮廓，从而使该叶片（１）的质量中心（ＣＤＭ）逼近俯仰轴线（１ｐＸＹ／１ｐＹＺ） 以获得工作叶片（４０Ａ）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡安卡洛斯加西亚安杜哈尔，阿尔瓦罗马特桑斯希尔，麦特巴苏尔托里瓦斯，曼纽尔罗德里格斯马丁，
申请(专利权)人：歌美飒创新技术公司，
类型：发明
国别省市：ES[西班牙]
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