本发明专利技术涉及一种用于增加由风力涡轮机进行的能量捕获的系统和方法。本发明专利技术涉及一种叶片。所述叶片包括近端和远端，以及在所述近端和所述远端之间延伸的明显拱部，其中所述明显拱部邻近后缘并且位于所述叶片的吸力侧，并且在某个位置的所述明显拱部的幅度在所述位置处的所述叶片的横截面的弦的长度的大约0.7％至大约1.4％之间变化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及风カ涡轮机的领域，并且更具体地涉及包括明显拱部的风カ涡轮机叶片。
技术介绍
风カ涡轮机在可再生发电源的领域中变得越来越重要。近来，除了常规发电方法以外，风カ涡轮机技术已应用于大規模发电应用。因此，在变化的风カ条件下最小化风カ涡轮机的负荷的同时最大化性能至关重要。典型地，风カ涡轮机的性能由于风カ涡轮机的运行条件的变化而减小。运行条件典型地包括环境条件，例如风向、风速、迎角等。例如，风向的变化可能改变叶片的迎角，这可能改变叶片的性能。然而，这样的环境条件可能超出人的控制。所以，已试图检测运行条件并且相应地控制风カ涡轮机以在不利状况下增加风カ涡 轮机的性能。为了增加风カ涡轮机的性能，也已试图设计可以经受运行条件的变化的最佳翼型。最佳翼型可以基于风カ涡轮机的运行条件和若干參数之间的各种关系进行设计。所述參数例如包括操作迎角和翼型性质，即，升力系数、曳カ系数、失速角等。例如，图I显示了具有吸力侧的示例性一般翼型。如图I中所示，风流在分离点从翼型的吸力侧过早地分离。风的过早分离形成大分离区域，并且由于曳カ系数的増加而增加作用于翼型的曳力。因此，可能减小具有带这样的翼型的叶片的风力涡轮机的性能。考虑到以上情况，有益的并且有利的是提供一种系统，所述系统包括具有最佳设计或轮廓的叶片。特别地，将有益的是提供具有最佳设计或轮廓的翼型以在更宽的操作裕度上增加系统的性能。
技术实现思路
简而言之，根据本专利技术的一方面，提出了ー种叶片。该叶片包括近端和远端，以及在近端和远端之间延伸的明显拱部，其中该明显拱部邻近后缘并且位于叶片的吸カ侧，并且在某个位置的明显拱部的幅度在所述位置处的叶片的横截面的弦的长度的大约O. 7%至大约I. 4%之间变化。根据另ー个方面，提出了ー种系统。该系统包括多个叶片，其中多个叶片的每ー个包括多个翼型，多个翼型的每ー个包括明显拱部，其中该明显拱部位于吸カ侧并且邻近多个翼型的每ー个的后缘，并且明显拱部包括在多个翼型的每ー个的弦的长度的大约O. 7%至大约I. 4%之间变化的幅度。根据本专利技术的又ー个方面，提出了ー种风カ涡轮机。该风カ涡轮机包括多个叶片，其中多个叶片的每ー个包括多个翼型，多个翼型的每ー个包括明显拱部，其中该明显拱部位于吸カ侧并且邻近多个翼型的每ー个的后缘，并且明显拱部包括在多个翼型的每ー个的弦的长度的大约O. 7%至大约I. 4%之间变化的幅度。根据本专利技术的又ー个方面，提出了ー种水平轴线风カ涡轮机。该水平轴线风カ涡轮机包括多个叶片，其中多个叶片的每ー个包括多个翼型，多个翼型的每ー个包括一部分明显拱部，其中该明显拱部位于吸カ侧并且邻近多个翼型的每ー个的后缘，并且明显拱部包括在多个翼型的每ー个的弦的长度的大约O. 7%至大约I. 4%之间变化的幅度。根据本专利技术的又ー个方面，提出了ー种组装转子叶片的方法。所述方法包括以下步骤形成所述转子叶片的多个模块，其中模块中的ー个或多个或模块的各部分包括明显拱部，以及相继地联接模块以形成转子叶片，其中明显拱部邻近后缘并且位于转子叶片的吸カ侧，并且在某个位置的明显拱部的幅度在所述位置处的叶片的横截面的弦的长度的大约O. 7%至大约I. 4%之间变化。附图说明当參考附图阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其他特征、方面和优点将变得明显，在附图中相似的附图标记始终表示相似的部件，其中图I示出了一般翼型，所述翼型显示了由于翼型的轮廓引起的风流的过早分离； 图2是根据本专利技术的实施例的包括多个叶片的示例性风カ涡轮机系统的示意图，每个叶片包括明显拱部；图3显示了根据本专利技术的实施例的叶片的翼型以示出翼型的示例性明显拱部；图4显示了根据本专利技术的实施例的包括明显拱部的翼型以示出由于明显拱部引起的对风流分离的影响；以及图5是根据本专利技术的实施例的流程图，所述流程图表示在用于组装具有明显拱部的叶片的示例性方法中涉及的步骤。具体实施例方式如下面详细地所述，本专利技术的实施例涉及ー种叶片，所述叶片具有在叶片的近端和远端之间延伸的明显拱部。更特别地，本专利技术的实施例涉及ー种叶片的翼型，所述翼型具有在吸力侧并且邻近翼型的后缘的明显拱部。当在本专利技术中使用吋，术语“翼型”可以用于表示由叶片的横截面限定的设计或形状。现在參考图2，显示了根据专利技术的实施例的示例性风カ涡轮机系统200的示意图。在当前预期的构造中，风カ涡轮机系统200包括风カ涡轮机201。风カ涡轮机201可以是水平轴线风カ涡轮机、竖直轴线风カ涡轮机或顺风向风カ涡轮机。当在本申请中使用时，术语“风カ涡轮机”可以用于表示将风的动能转换为机械能的旋转式机器。机械能然后可以被转换为电能。风カ涡轮机201由风流202作用。风カ涡轮机201包括多个叶片204、206、208和塔架210。在一个实施例中，叶片204、206、208的每ー个包括明显拱部。当在本申请中使用时，术语“明显拱部”可以用于表示叶片的横截面的平均拱线上的凸起，其中平均拱线上的凸起产生叶片的吸カ侧的表面上的凸起。当在本申请中使用吋，术语“平均拱线”用于表示限定叶片的横截面的形状的假想线。如图2中所示，叶片204、206、208的每ー个具有近端和远端。例如，叶片204具有近端212和远端214，并且叶片206具有近端216和远端218。类似地，叶片208具有近端220和远端222。在一个实施例中，叶片204、206、208的每ー个的明显拱部从相应近端212、216,220分别延伸到相应远端214、218、222。例如，在当前预料的构造中，明显拱部从相应的近端212、216、220延伸到相应的远端214、218、222。如图2中所示，叶片204的横截面300包括明显拱部302。明显拱部302延迟风流202的分离，并且因此使得发电量増加。为了易于理解，将參考图3更详细地解释明显拱部302。此外，将參考图4更详细地解释使得发电量增加的风流202的分离的延迟。图3显示了根据本专利技术的实施例的叶片204的横截面300以示出示例性明显拱部302。术语“横截面”和“翼型”将可互換使用。如图3中所示，翼型300包括明显拱部302、前缘304、后缘306、压カ侧308、吸カ侧310、弦312和平均拱线314。当在本申请中使用吋，术语“平均拱线”用于表示限定翼型的形状的假想线。更特别地，术语“平均拱线”可以用于表示翼型的上表面和下表面之间的中途点的轨迹。应当注意的是当翼型300不包括明显拱部302时，翼型300的形状可以由平均拱线316限定。然而，当翼型300包括明显拱部302吋，翼型300的形状由平均拱线314限定。所以，将明显拱部302包括在翼型300中使平均拱线316的位置偏移。平均拱线316的位置的偏移产生另ー个平均拱线314。 如图3中所示，明显拱部302位于吸カ侧310并且邻近后缘306。在一个实施例中，明显拱部302被定位成离前缘304的距离在弦312的长度的大约60%至大约80%之间变化。在另ー个实施例中，明显拱部302被定位成离后缘306的距离在弦312的长度的大约20%至大约40%之间变化。另外，明显拱部302的幅度d可以在弦312的长度的大约O. 7%至大约I. 4%之间变化。当在本申请中使用吋，术语“幅度”可以用于表示不包括明显拱部的翼型的平均拱线和在将明显拱部包括在翼本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.22 US 13/053,3681.一种叶片，包括 近端和远端，以及在所述近端和所述远端之间延伸的明显拱部， 其中所述明显拱部邻近后缘并且位于所述叶片的吸カ侧，并且在某个位置的所述明显拱部的幅度在所述位置处的所述叶片的横截面的弦的长度的大约O. 7%至大约I. 4%之间变化。2.根据权利要求I所述的叶片，其特征在于，所述明显拱部被定位成离所述横截面的前缘的距离在所述弦的长度的大约60%至大约80%之间变化。3.根据权利要求I所述的叶片，其特征在于，所述邻近后缘是离所述横截面的后缘在所述弦的长度的大约20%至大约40%之间变化的距离。4.根据权利要求I所述的叶片，其特征在于，所述位置处的所述幅度是不包括所述明显拱部的所述叶片的横截面的平均拱线与当相应横截面包括所述明显拱部时形成的相应横截面的另ー个平均拱线之间的距离。5.一种系统,包括 多个叶片，其中所述多个叶片的每ー个包括多个翼型，所述多个翼型的每ー个包括明显拱部， 其中所述明显拱部位于吸カ侧并且邻近所述多个翼型的每ー个的后缘，并且所述明显拱部包括在所述多个翼型的每ー个的弦的长度的大约O. 7%至大约I. 4%之间变化的幅度。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述明显拱部被定位成离所述多个翼型的每ー个的前缘的距离在所述弦的长度的大约60%至大约80%之间变化。7.根据权利要求5所述的风カ涡轮机，其特征在于，所述邻近后缘是离所述后缘在所述弦的长度的大约20%至大约40%之间变化的距离。8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统是水平轴线风カ涡轮机、竖直轴线风カ涡轮机和...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·罗加纳桑，S·迪，A·古普塔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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