在襟翼方向上限定角度的铰接风力涡轮机叶片制造技术

公开了一种具有风力涡轮机叶片(5)的水平轴线风力涡轮机(1)，风力涡轮机叶片(5)包括铰链(6)，铰链被布置成在距风力涡轮机叶片(5)的内梢端(5a)非零距离且距风力涡轮机叶片(5)的外梢端(5b)非零距离处将风力涡轮机叶片(5)连接至风力涡轮机(1)的叶片承载结构(4)。铰链区域与外梢端(5b)之间布置有外叶片部分(7)，并且铰链区域与内梢端(5a)之间布置有内叶片部分(8)。外叶片部分(7)从铰链区域沿着第一方向延伸，并且内叶片部分(8)从铰链区域沿着第二方向延伸，并且第一方向和第二方向之间形成角度α，其中，0

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在襟翼方向上限定角度的铰接风力涡轮机叶片


[0001]本专利技术涉及一种水平轴线风力涡轮机，其中风力涡轮机叶片经由铰链连接至风力涡轮机的叶片承载结构。根据本专利技术的风力涡轮机叶片减少了风力涡轮机上的负载，特别是减少了风力涡轮机的风力涡轮机叶片、轮毂、传动系和塔架上的负载，并且改善了风力涡轮机的能量转换。

技术介绍

[0002]风力涡轮机通常被控制以便提供期望的功率输出并且以便控制风力涡轮机上的负载。对于水平轴线风力涡轮机，即具有围绕基本上水平的旋转轴线旋转的转子的风力涡轮机，这可以通过控制风力涡轮机叶片的变桨角实现。在这种情况下，通过使风力涡轮机叶片围绕纵向轴线旋转来调节风力涡轮机叶片相对于来风的迎角。
[0003]作为替代方案，风力涡轮机可以设置有这样的风力涡轮机叶片，这些风力涡轮机叶片经由铰链连接至叶片承载结构，从而允许在风力涡轮机叶片和叶片承载结构之间限定的枢转角变化。在这样的风力涡轮机中，风力涡轮机的转子的直径以及由此转子扫过的面积在枢转角发生变化时发生变化。
[0004]为了允许风力涡轮机叶片如上所述枢转，风力涡轮机叶片必须安装在轮毂上，使得风力涡轮机叶片的至少一部分在水平方向上布置在距塔架一段距离处。这将允许风力涡轮机叶片的内部部分经过塔架和机舱，而没有在其之间发生碰撞的风险。然而，其还导致风力涡轮机叶片的质心沿着水平方向定位在距塔架一段距离处，并且这会将不均匀负载引入到风力涡轮机上，尤其是引入到轮毂、传动系和塔架上。此外，随着风力涡轮机叶片朝向更大的枢转角枢转，质心将进一步远离塔架移动。为了限制这种影响，存在对风力涡轮机叶片的长度的限制，并且由此存在对风力涡轮机的最大可获得的转子直径的限制。
[0005]US 4,632,637公开了一种高速顺风水平轴线风力涡轮机，其具有三个周向间隔开的轻质叶片，这些叶片具有内支撑臂以及径向向外布置的叶片段，这些叶片段枢转地连接至支撑臂，以便在高风况或高转速下顺风折叠成直的。

技术实现思路

[0006]本专利技术的实施方式的目的是提供一种具有铰接的风力涡轮机叶片的风力涡轮机，在这种风力涡轮机中，风力涡轮机上的负载在不降低功率生产的情况下被减小。
[0007]本专利技术的实施方式的另一目的是提供一种具有铰接的风力涡轮机叶片的风力涡轮机，在这种风力涡轮机中，最大转子直径在不增加风力涡轮机上的负载的情况下增大。
[0008]本专利技术提供了一种风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片限定内梢端与外梢端之间的空气动力学轮廓，所述风力涡轮机叶片包括：
[0009]铰链，其被布置成在所述风力涡轮机叶片的铰链区域中将所述风力涡轮机叶片连接至风力涡轮机的叶片承载结构，所述铰链区域被布置在距所述内梢端一段距离且距所述外梢端一段距离处；
[0010]外叶片部分，其被布置在所述铰链区域和所述外梢端之间；以及
[0011]内叶片部分，其被布置在所述铰链区域与所述内梢端之间，
[0012]其中，所述外叶片部分从所述铰链区域沿着第一方向延伸，并且所述内叶片部分从所述铰链区域沿着第二方向延伸，并且其中，所述第一方向和所述第二方向之间形成角度α，其中，0
°
<α<90
°
。
[0013]本专利技术还提供了一种水平轴线风力涡轮机，其包括塔架、经由偏航系统安装在所述塔架上的机舱、以可旋转的方式安装在所述机舱上的轮毂以及限定内梢端与外梢端之间的空气动力学轮廓的至少一个风力涡轮机叶片，所述轮毂包括叶片承载结构，所述风力涡轮机叶片包括：
[0014]铰链，其在所述风力涡轮机叶片的铰链区域中将所述风力涡轮机叶片连接至所述叶片承载结构，所述铰链区域被布置在距所述内梢端非零距离且距所述外梢端非零距离处，所述风力涡轮机叶片由此被布置成相对于所述叶片承载结构在最小枢转角和最大枢转角之间进行枢转运动；
[0015]外叶片部分，其被布置在所述铰链区域和所述外梢端之间；并且
[0016]内叶片部分，其被布置在所述铰链区域与所述内梢端之间，
[0017]其中，所述外叶片部分从所述铰链区域沿着第一方向延伸，并且所述内叶片部分从所述铰链区域沿着第二方向延伸，并且其中，所述第一方向和所述第二方向之间形成角度α，其中，0
°
<α<90
°
。
[0018]因此，本专利技术涉及具有至少一个风力涡轮机叶片的水平轴线风力涡轮机。风力涡轮机叶片限定内梢端与外梢端之间的空气动力学轮廓。风力涡轮机叶片的空气动力学轮廓确保了风力涡轮机叶片能够从风提取能量。
[0019]在本上下文中，用语“内梢端”应当被解释为意指风力涡轮机叶片的被布置成最靠近上面安装了该风力涡轮机叶片的风力涡轮机的轮毂的那个末端。类似地，在本上下文中，用语“外梢端”应当被解释为意指风力涡轮机叶片的被布置成最远离轮毂的那个末端。
[0020]风力涡轮机叶片包括铰链、外叶片部分和内叶片部分。铰链被布置成将风力涡轮机叶片连接至风力涡轮机的叶片承载结构。由此，风力涡轮机叶片被布置成经由铰链相对于叶片承载结构进行枢转运动。由此，取决于铰链的位置以及由此风力涡轮机叶片相对于叶片承载结构的位置，在风力涡轮机叶片和叶片承载结构之间限定出枢转角。因此，枢转角限定了给定的风力涡轮机叶片相对于叶片承载结构并且由此相对于轮毂延伸的方向。这进而确定转子的直径，从而确定了风力涡轮机从风提取能量的能力。
[0021]铰链可以是或包括轴承，例如呈轴颈轴承、滚柱轴承或任何其它合适类型的轴承的形式。
[0022]枢转角可在限定最大转子直径或接近最大转子直径的转子直径的最小枢转角与限定最小转子直径的最大枢转角之间变化。
[0023]铰链被布置在风力涡轮机叶片的铰链区域中。因此，铰链区域限定了风力涡轮机叶片的处在布置铰链的位置处和周围那的一部分。铰链区域被布置在距内梢端非零距离且距外梢端非零距离处。因此，铰链区域且由此铰链不是被布置在风力涡轮机叶片的端部处。
[0024]外叶片部分被布置在铰链区域与外梢端之间。因此，外叶片部分包括外梢端并且相对于铰链区域向外布置。
[0025]类似地，内叶片部分被布置在铰链区域与内梢端之间。因此，内叶片部分包括内梢端并且相对于铰链区域向内布置。
[0026]外叶片部分从铰链区域沿着第一方向延伸，并且内叶片部分从铰链区域沿着第二方向延伸。第一方向与第二方向之间形成角度α，其中，0
°
<α<90
°
。因此，沿着风力涡轮机叶片的长度，更具体地在铰链区域中，限定出弯曲。弯曲可以被精确地限定在铰链位置处，即被精确地限定在风力涡轮机叶片与叶片承载结构铰接的地方。可替代地，弯曲可以仅被限定在铰链区域中，即限定在铰链附近的位置处。
[0027]与内叶片部分和外叶片部分之间没有角度的风力涡轮机叶片的情况相比，内叶片部分和外叶片部分之间的角度α允许风力涡轮机叶片枢转到这样的位置，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种水平轴线风力涡轮机(1)，该水平轴线风力涡轮机包括塔架(2)、经由偏航系统安装在所述塔架(2)上的机舱、以可旋转的方式安装在所述机舱上的轮毂(3)以及限定内梢端(5a)与外梢端(5b)之间的空气动力学轮廓的至少一个风力涡轮机叶片(5)，所述轮毂(3)包括叶片承载结构(4)，所述风力涡轮机叶片(5)包括：铰链(6)，所述铰链在所述风力涡轮机叶片(5)的铰链区域中将所述风力涡轮机叶片(5)连接至所述叶片承载结构(4)，所述铰链区域被布置在距所述内梢端(5a)非零距离且距所述外梢端(5b)非零距离处，所述风力涡轮机叶片(5)由此被布置成相对于所述叶片承载结构(4)在最小枢转角和最大枢转角之间进行枢转运动；外叶片部分(7)，所述外叶片部分被布置在所述铰链区域和所述外梢端(5b)之间；以及内叶片部分(8)，所述内叶片部分被布置在所述铰链区域与所述内梢端(5a)之间；其中，所述外叶片部分(7)从所述铰链区域沿着第一方向延伸，并且所述内叶片部分(8)从所述铰链区域沿着第二方向延伸，并且其中，所述第一方向和所述第二方向之间形成角度α，其中，0
°
<α<90
°
。2.根据权利要求1所述的水平轴线风力涡轮机(1)，其中，所述角度α在襟翼方向上。3.根据权利要求1或2所述的水平轴线风力涡轮机(1)，其中，所述外叶片部分(7)和所述内叶片部分(8)是彼此接合的两个单独的部分。4.根据权利要求3所述的水平轴线风力涡轮机(1)，其中，所述风力涡轮机叶片(5)还包括将所述内叶片部分(8)和所述外叶片部分(7)互连的铰链部分(10)。5.根据权利要求1或2所述的水平轴线风力涡轮机(1)，其中，所述外叶片部分(7)和所述内叶片部分(8)形成一体。6.根据前述权利要求中任一项所述的水平轴线风力涡轮机(1)，其中，所述角度α在5
°
至45
°
的范围内。7.根据前述权利要求中任一项所述的水平轴线风力涡轮机(1)，其中，所述内叶片部分(8)和/或所述外叶片部分(7)在襟翼方向上弯曲。8.根据前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：