可伸缩转子叶片结构制造技术

一种发电系统，其中涡轮（５）安装在塔（４）顶部上或拴系在水下。该涡轮（５）包括转子（６），该转子具有伸出部（２）和与转子毂（９）连接的主叶片（７）。调节设备将伸出叶片设置在主叶片中的缩回位置和转子或多或少地暴露到流体流动的伸出位置之间。当所述转子叶片的伸出叶片部（２）收缩和伸出时，可伸出转子叶片结构通过将所述转子叶片的基体叶片部（８）的结构梁延伸至所述叶片的可伸缩模块而向翼片壳体提供支承。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种发电设备，例如风力涡轮机和洋流涡轮机，并且更特别地涉及一种用于风力涡轮叶片的结构支承件，该风力涡轮叶片具有可拆卸外部空气动力学模块，该空气动力学模块具有可伸缩特征部分，该特征部分在伸出时增大转子直径并且在较低风力期间获得更多的风能，而在缩入(收缩)时减少在较高风力中对风能暴露的部分。
技术介绍
1971年9月20日授予Wood的名称为“收缩式转子”的3,606,571号专利描述了一种安装在飞机机身顶部的收缩式转子。该转子包括可旋转壳体单元，该旋转壳体单元安装在竖直轴上并具有一对可伸缩到该壳体单元中的转子叶片单元。出于在起飞和竖直着陆期间提供竖直上升的目的，提供一种机构以从该壳体单元伸出和收缩该转子叶片单元。该转子叶片机械地连接在一起，使得一个转子叶片的运转必须伴随另一个转子叶片单元的重复且同样的运转，以由此避免上升和惯性力的不平衡作用。为了反抗该转子叶片组件的反作用(偏航)，像在传统直升飞机中那样，在飞机尾部设置螺旋桨。Wood的专利涉及一种用于使航空飞行器竖直上升的收缩式转子结构。该壳体单元安装在飞行器上并可绕轴线旋转，该轴线与上升方向大致对齐，其使用一对转子叶片，该对转子叶片可伸缩地安装在壳体单元中并大致横向于该壳体单元的旋转轴线设置。风力和水流的应用不涉及为航空飞行器提供竖直上升。相反，在风力和水流系统中，该转子安装在固定结构上并可绕轴线旋转，该轴线与风力或水流方向大致对齐。在Wood的专利中，该壳体单元安装在飞行器上并可绕轴线旋转，该轴线与上升方向大致对齐，而不与风-->或水流方向对齐。在风力和水流的应用中，以基本不同的方法使用该转子以获得基本不同的结果。也就是说，该转子与风或水的方向对齐，结果是通过流动而转动该转子以产生电能。在Wood的专利中，该转子与上升方向对齐，结果是通过发动机转动该转子以产生竖直上升。Wood的专利描述了一种用于航空应用的可变直径转子的机构，其中通过发动机驱动该转子，并且该转子垂直于流动介质运动。Wood的专利不能解决风或洋流应用中的需求，其中该转子与流动介质对齐并且由该流动介质驱动而不相对该流动介质运动。1974年6月4日授予Bielawa的名称为“同轴转子偏航控制”的3814351号专利公开了具有通常部分伸出的伸缩式叶片端部的同轴反向旋转转子。该上部和下部转子的叶片可不同地伸出和缩回，以在转子之间产生合成的净转矩。其目的是通过提供伸缩式叶片端部而提供偏航控制，该伸缩式叶片端部由飞行员操作缆绳系统不同地操作，该飞行员操作缆绳操作系统使一个转子端部伸出同时使另一个转子端部缩回。每个叶片由中空翼梁和锥形后缘部组成，该中空翼梁形成前缘并且是该叶片的主要强度元件，该中空翼梁构成了叶片的机翼轮廓。每个叶片具有缩减弦的端部，该端部具有插入叶片翼梁外侧端的空腔中的一端，在该空腔中其可自由滑动。该端部由翼梁上沿枢轴上的前缘安装在间隔开的点处的两个辊子和安装在该翼梁于适当位置携带的枢轴上的辊子支承，以靠近后缘而接合该端部的顶部和底部锥形表面。通过缆绳或柔性带控制上部转子的每个端部的伸出和收缩，该缆绳或柔性带与该端部的内侧端连接并穿过该中空翼梁至安装在该转子毂中的滑轮，利用该滑轮将该缆绳向下引导通过中空驱动轴。在该驱动轴内部，来自上部转子的三个叶片的三根缆绳合并成一根缆绳。通过缆绳类似地控制该下部转子的端部。为了获得偏航控制，压下方向舵踏板，这样使一根缆绳伸出并使另一根缆绳收缩，引起缆绳线轴在相反的方向旋转，一个方向用于卷起缆绳盘上的缆绳，另一个方向用于放松它的缆绳。通过旋转端部一-->直保持拉紧该缆绳，该端部一直通过由直升机发动机驱动的转子叶片产生的离心力向外推动，而不考虑这些端部的轴向位置。Bielawa的专利不能解决可伸出转子叶片系统相对于流动介质固定所引起的问题，该介质可以是空气或水或任何其他流动介质。上述现有技术文献描述了用于航空应用的机构，其中转子由发动机驱动并相对流动介质运动。这些文献不能满足风力或洋流应用的需要，在这些应用中转子由流动介质驱动并且不相对于该流动介质运动，其中对于这种系统的成功，耐用性和耐疲劳性是极其重要的，并且其中在每次旋转中作用于该转子的力是明显变化的。现有技术中用于控制使转子和飞机倾斜的可变直径转子的机构易于受到疲劳故障的影响并且需要大量维护。风力涡轮和洋流涡轮在能快速降低伸出机构性能的环境条件中运转。这种高维护需求带来更高的能量消耗，这导致竞争力较低的再生能量系统。1987年12月1日授予Jamieson的名称为“风力涡轮机”的美国4,710,101号专利公开了一种风力涡轮机，在该风力涡轮机中，可移动的鼻部设置在叶片的前缘处或者靠近该前边缘设置，并且位于叶片的端部或靠近该叶片的端部。该鼻部可从正常的收缩位置在该叶片的纵向上移动，也就是，在该叶片的径向向外移动。该可移动部分有助于翼片部分的上升，并且被移动至产生阻力的前进位置以防止该转子旋转速度的不期望的增加。在正常的收缩位置时，该可移动部分对该翼片部分的空气动力学形状几乎没有有害影响，空气的流向线(flow line)非常平滑地从该可移动部分过渡至该翼片部的其余部分。翼片部的其余部分的导向面具有平面或凹面以当该可移动部分位于前进位置时增加阻力效应。为了进一步增加阻力作用，排气通路(bleed passage)可以从翼片部的其余部分的导向面导向，当该可移动部分移动到前进位置时，露出这些其余部分。该排气通路能延伸至相应翼片部的其余部分的主表面，以使空气从导向面流动至所述主表面从而引起流动分离并增加阻力。事实上露出的部分可包括该可移动-->部分的操纵机构部分，该部分甚至进一步增加该阻力作用。当转子的旋转速度达到可容忍的最大值时，鼻部径向向外运动。鼻部或者在克服弹簧回复力的离心力作用下运动，或者在离心力和致动器的辅助作用下运动，并露出该导向面。该鼻部的向外运动本身将引起叶片横截面的有效再成形，这样在叶片端部，它们完全不像翼片部分。这破坏了产生最大能量的叶片部分的上升。它将会对作为导向面的露出部分带来更多的阻力，该导向面可以是成型的或粗糙的以产生最大阻力。该移动的鼻部在超出端部正常位置的径部产生阻力，在该位置速度更高且效率更大。本专利技术涉及相反作用：增加转子叶片长度以改善叶片外端上的有效气流以增加驱动该转子的效率而不引起阻力或制动。1997年5月20日授予Eikelenbloom的名称为“风力机的转子结构”的5,630,705号专利公开了一种用于将风能转换为机械能的设备。该设备具有基体结构和安装在该基体上且具有水平轴线的转子。该转子具有多个细长转子叶片，这些转子叶片与旋转支承件连接并从该旋转支承件径向延伸。每个转子叶片或每个转子叶片的一部分通过铰接与转子支承件连接，用于使该转子叶片或该转子叶片的一部分的纵向轴线相对于该支承件的旋转轴线倾斜成预定的方向。转子叶片和旋转支承件之间的铰链连接的铰接轴线与转子叶片的纵向轴线和支承件的旋转轴线成锐角。当转子叶片与风向成直角时获得在相对低风速使用的最大风制动面积，而背离风向枢转转子叶片并绕纵向轴线枢转该转子叶片获得在相对高风速使用的较低风制动面积。为了增加风制动面积对于实际风速的可调节性，通过多个细长转子叶片部件形成转子叶片，这些细长转子叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可伸出转子叶片结构，当所述转子叶片的伸出叶片部缩回和伸出时，通过使所述转子叶片的基体叶片部的结构梁延伸至伸出叶片的可伸缩模块而向翼片壳体提供支承。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-7-21 60/832,5511.一种可伸出转子叶片结构，当所述转子叶片的伸出叶片部缩回和伸出时，通过使所述转子叶片的基体叶片部的结构梁延伸至伸出叶片的可伸缩模块而向翼片壳体提供支承。2.根据权利要求1所述的结构，包括：包括基体叶片模块梁(14)的基体叶片模块(8)；和包括伸出叶片模块梁(12)的伸出叶片模块(2)，所述伸出叶片模块梁与所述基体叶片模块梁(14)连接；所述伸出叶片模块(2)包括载体叶片(10)，所述载体叶片与所述基体叶片模块(8)和伸出叶片(11)连接，所述伸出叶片跨在所述伸出叶片模块梁(12)上以伸出和缩回。3.根据权利要求2所述的结构，其中所述伸出叶片模块(2)与所述基体叶片模块(8)可拆卸地连接。4.根据权利要求2或3所述的结构，其中所述伸出叶片(11)通过直线支承吊舱(16)和相应的导轨(17)与所述伸出叶片模块梁(12)连接。5.根据权利要求4所述的结构，其中通过所述伸出叶片模块梁(12)支承所述直线支承吊舱(16)。6.根据权利要求2至5之一所述的结构，其中所述伸出叶片模块梁(12)不与所述载体叶片(10)接触。7.根据权利要求2至6之一所述的结构，其中所述伸出叶片模块梁(12)具有壁的形式，所述壁的上边缘或下边缘与所述载体叶片(10)连接。8.根据权利要求2至6之一所述的结构，其中所述伸出叶片模块梁(12)具有壁的形...

【专利技术属性】
技术研发人员：JGP德尔森，
申请(专利权)人：剪式风能科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]