风力涡轮机转子叶片制造技术

本发明专利技术涉及一种风力涡轮机转子叶片。在一个实施例中，转子叶片包括尖端、根部和在该尖端与该根部之间延伸的主体。该主体具有界定压力侧、吸力侧、前缘和后缘的表面。该主体还界定了内侧部分、外侧部分和在该内侧部分与该外侧部分之间的弯曲部分。该弯曲部分被界定成使该外侧部分相对于该内侧部分向外延伸。该弯曲部分被加强以减少弯曲部分在转子叶片偏转期间张开。

Rotor blade of wind turbine

The invention relates to a rotor blade of a wind turbine. In one embodiment, the rotor blade includes a tip, a root, and a body extending between the tip and the root. The body has a surface defining a pressure side, a suction side, a leading edge, and a trailing edge. The body also defines an inner portion, an outer portion, and a curved portion between the inner portion and the outer portion. The bent portion is defined so that the outer portion extends outward relative to the inner portion. The bent portion is strengthened to reduce the bending portion opening during the deflection of the rotor blade.

【技术实现步骤摘要】
风力涡轮机转子叶片本申请为2011年12月15日提交的专利申请“风力涡轮机转子叶片”（申请号：201110437091.1，申请人：通用电气公司）的分案申请。
本专利技术总体涉及风力涡轮机转子叶片，并且更具体地涉及具有提供各种塔架间隙优势的特征的转子叶片。
技术介绍
风力被认为是目前可获得的最清洁、最环保能源之一，并且就此点使风力涡轮机获得越来越多的关注。现代风力涡轮机通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片利用已知的翼片原理（foilprinciple）捕获风的动能。转子叶片将转动能形式的用于使联接转子叶片的轴旋转的动能传递至齿轮箱，或者在不使用齿轮箱的情况下直接传递至发电机。然后，发电机将机械能转换成可以运用到公用电网的电能。通常，转子叶片的设计受到与塔架相距的间隙阈值距离的限制。例如，在风力涡轮机运行期间，转子叶片可能会朝着塔架偏转。为了降低转子叶片与塔架碰触并损坏风力涡轮机的危险，各认证规定要求，转子叶片设计成当转子叶片偏转时占用不超过例如约三分之二的静间隙距离。通常，静间隙距离是叶片尖端和塔架之间的非偏转距离。这样，要求的间隙阈值距离限制了通常已知的转子叶片的设计和性能。针对该限制的已知现有技术的方案包括，例如，将整体的翼弦向曲线结合在远离塔架的转子叶片中，调节倾斜角，使毂呈锥形，和/或使转子叶片的根部处呈锥形。然而，在这些现有技术的转子叶片的极度偏转过程中，转子叶片的动作通常类似于梁，尽管存在翼弦向弯曲部，但转子叶片的尖端会“张开”并且可能会撞击塔架。因此，需要用于风力涡轮机的改进的转子叶片。具体地，一种具有在提高转子叶片性能的同时能维持合适的塔架间隙的改进特征的转子叶片将会是有优势的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在下面的说明中部分地进行阐明，或者可以通过说明变得显而易见，或者可以通过本专利技术的实施而认识到。在一个实施方式中，公开一种用于风力涡轮机的转子叶片。该转子叶片包括尖端、根部以及在尖端和根部之间延伸的主体。该主体具有界定了压力侧、吸力侧、前缘和后缘的表面。该主体还界定了内侧部分、外侧部分和在内侧部分与外侧部分之间的弯曲部分。弯曲部分被界定成使外侧部分相对于内侧部分向外延伸。弯曲部分被加强以减少弯曲部分在转子叶片偏转期间张开。所述弯曲部分界定了一个小于或者等于约20度的弯曲角，或者一个小于或者等于约15度的弯曲角。所述弯曲部分具有一个在所述转子叶片的跨度的约50%与约100%之间的跨度方向位置，或者具有一个在所述转子叶片的跨度的约60%与约95%之间的跨度方向位置。所述主体的所述内侧部分大致向外弯曲，所述外侧部分大致向外弯曲。进一步地，所述弯曲部分限定了一个弯曲角和一个跨度方向位置，其中，一个尖端距离由所述尖端和所述内侧部分界定，并且其中，所述弯曲角和所述跨度方向位置被构造成使所述尖端距离在约5米与约1米之间的范围内，或者所述弯曲角和所述跨度方向位置被构造成使所述尖端距离在约3米与约1米之间的范围内。所述弯曲部分可被构造成使所述外侧部分在所述转子叶片的设计最大偏转期间大致平行于塔架。所述弯曲部分界定了一个曲率半径，并且其中，所述曲率半径在约1600毫米与约3000毫米之间的范围内，或者所述曲率半径可在约1750毫米与约2500毫米之间的范围内。所述转子叶片还包括多个至少部分地延伸贯穿所述弯曲部分、并且被构造成加强所述弯曲部分的内部长条梁。所述转子叶片还包括一个设置在所述内侧部分与所述外侧部分之间的连接套筒，所述连接套筒至少部分地界定所述弯曲部分、并且被构造成加强所述弯曲部分。本专利技术还提供一种风力涡轮机，包括：多个转子叶片，所述多个转子叶片中的至少一个包括：一个尖端；一个根部；以及一个主体，其在所述尖端与所述根部之间延伸并且具有界定压力侧、吸力侧、前缘和后缘的表面，所述主体还界定了内侧部分、外侧部分、和在所述内侧部分与所述外侧部分之间的弯曲部分，所述弯曲部分被界定成使所述外侧部分相对于所述内侧部分向外延伸，其中，所述弯曲部分被加强以减少所述弯曲部分在所述转子叶片偏转期间张开。所述弯曲部分界定了一个小于或者等于约20度的弯曲角。进一步地，所述弯曲部分界定了一个弯曲角和一个跨度方向位置，其中，一个尖端距离由所述尖端和所述内侧部分界定，并且其中，所述弯曲角和所述跨度方向位置被构造成使所述尖端距离在约5米与约1米之间的范围内。所述弯曲部分界定了一个曲率半径，并且其中，所述曲率半径在约1600毫米与约3000毫米之间的范围内。所述转子叶片还包括多个至少部分地延伸贯穿所述弯曲部分、并且被构造成加强所述弯曲部分的内部长条梁。所述转子叶片还包括一个设置在所述内侧部分与所述外侧部分之间的连接套筒，所述连接套筒至少部分地界定了所述弯曲部分并且被构造成加强所述弯曲部分。参照下面的说明和权利要求将更好地理解本专利技术的这些和其它特征、方面和优点。包含在该说明书中并构成该说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施方式，并且与说明一起用于解释本专利技术的原理。附图说明在该说明书中参照附图阐明了本专利技术的包括其最佳方式并对本领域普通技术人员进行指导的完整和可能的公开内容，在附图中：图1示出常规风力涡轮机的透视图；图2是根据本专利技术的一个实施例的转子叶片的侧视图；图3是图2所示的根据本专利技术的一个实施例的转子叶片的局部放大图；图4是根据本专利技术的一个实施例的转子叶片的侧视图，具体示出处于非偏转/卸载位置以及处于偏转/加载位置的转子叶片，并且将这些位置与常规转子叶片的位置进行比较；图5是根据本专利技术的一个实施例的一个包括各种加强特征的转子叶片沿图2中线5--5的横剖视图；图6是根据本专利技术的另一个实施例的一个包括各种加强特征的转子叶片沿图2中线6--6的横剖视图；图7是根据本专利技术的另一个实施例的包括各种加强特征的转子叶片的透视图；以及，图8是根据如图7所示的实施例的一个包括各种加强构件的转子叶片沿图7中线8--8的横剖视图。具体实施方式现在将详细参照本专利技术的实施方式，在附图中示出其一个或多个示例。提供各示例以解释本专利技术，不是限定本专利技术。实际上，对本领域技术人员而言显而易见的是，在不背离本专利技术的范围或者精神的前提下能够对本专利技术做出各种改变和变型。例如，作为一个实施例的一部分所显示或者描述的特征能够与另一个实施例一起使用以产生又一个实施方式。因此，可以确定的是，本专利技术覆盖落入权利要求的范围内的这些改变和变型以及它们的等同物。图1所示为一种常规构造的风力涡轮机10。风力涡轮机10包括塔架12，机舱14安装在塔架12上。多个转子叶片16安装在转子毂18上，转子毂18又与旋转主转子轴的主凸缘连接。风力涡轮机的发电和控制部件容纳在机舱14内。为了说明性的目的，提供图1的视图，仅将本专利技术置于用途的示例性领域中。应理解的是，本专利技术并不局限于任何具体类型的风力涡轮机构造。在风力涡轮机10的运行期间，风从方向20冲击转子叶片16（参见图2），致使转子叶片16绕着旋转轴线旋转。当转子叶片16旋转并遭受离心力时，转子叶片16还遭受各种力和弯曲力矩。因此，转子叶片16会从一个中间的或者非偏转位置偏转至一个偏转或者加载位置，由此减小叶片16与塔架12之间的塔架间隙。为了监测叶片16的位置并且降低塔架撞击的可能性，可以建立预定塔架间隙阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于风力涡轮机的转子叶片，所述转子叶片包括：尖端；根部；以及主体，其在所述尖端与所述根部之间延伸并且具有界定压力侧、吸力侧、前缘和后缘的表面，所述主体还界定内侧部分、外侧部分、以及在它们之间的弯曲部分，所述外侧部分包括所述尖端，所述弯曲部分被界定成使得整个所述外侧部分相对于所述内侧部分向外延伸，其中，所述弯曲部分被加强以减少所述弯曲部分在所述转子叶片偏转期间的张开。

【技术特征摘要】
2010.12.15 US 12/9687391.一种用于风力涡轮机的转子叶片，所述转子叶片包括：尖端；根部；以及主体，其在所述尖端与所述根部之间延伸并且具有界定压力侧、吸力侧、前缘和后缘的表面，所述主体还界定内侧部分、外侧部分、以及在它们之间的弯曲部分，所述外侧部分包括所述尖端，所述弯曲部分被界定成使得整个所述外侧部分相对于所述内侧部分向外延伸，其中，所述弯曲部分被加强以减少所述弯曲部分在所述转子叶片偏转期间的张开。2.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述弯曲部分界定小于或者等于约20度的弯曲角。3.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述弯曲部分界定小于或者等于约15度的弯曲角。4.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述弯曲部分具有在所述转子叶片的跨度的约50%与约100%之间的跨度方向位置。5.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述弯曲部分具有在所述转子叶片的跨度的约60%与约95%之间的跨度方向位置。6.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述主体的所述内侧部分大致向外弯曲。7.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述主体的所述外侧部分大致向外弯曲。8.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述弯曲部分界定弯曲角和跨度方向位置，其中，尖端距离由所述尖端和所述内侧部分界定，并且其中，所述弯曲角和所述跨度方向位置被构造成使得所述尖端距离在约5米与约1米之间的范围内。9.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述弯曲部分界定弯曲角和跨度方向位置，其中，尖端距离由所述尖端和所述内侧部分界定，并且其中，所述弯曲角和所述跨度方向位置被构造成使得所述尖端距离在约3米与约1米之间的范围内。10.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述弯曲部分被构造成使得所述外侧部分在所述转子叶片的设计最大偏转期间大致平行于塔架。11.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述弯曲部分界定曲率半径，并且其中...

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