專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，特別涉及ー種部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片。
背景技術(shù)：
風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片通常包括翼型，該翼型具有相對(duì)圓形的前緣和相對(duì)窄的尾緣，該葉片具有吸カ側(cè)(曝露于相對(duì)低的氣壓)和壓カ側(cè)(曝露于相對(duì)高的氣壓)。在斯科爾特 瓦辛克(Scholte-Wassink)轉(zhuǎn)讓給GE能源(GE Energy)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朥S 2009/0148285公開(kāi)了ー種具有多片段葉片的風(fēng)カ渦輪機(jī)，其中，外片段可相對(duì) 內(nèi)片斷俯仰。美國(guó)專(zhuān)利No. 5263846中公開(kāi)了ー種用于飛機(jī)機(jī)翼的槳距控制組件。圖I示出了部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片的放大的俯仰連接位片段。部分變槳距分カ渦輪機(jī)葉片100包括在俯仰連接位通過(guò)槳距系統(tǒng)106聯(lián)接在一起的內(nèi)葉片段102和外葉片段104。通過(guò)槳距系統(tǒng)106的轉(zhuǎn)動(dòng)，外葉片段104可相對(duì)于內(nèi)葉片段102俯仰。通過(guò)俯仰外葉片段104進(jìn)入或遠(yuǎn)離渦輪機(jī)處的風(fēng)的方向，外葉片段104的槳距角可控制，以調(diào)節(jié)風(fēng)カ渦輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。參見(jiàn)圖2，造成葉片性能的效率損失的部分變槳距葉片的ー個(gè)特征是，沿著葉片的縱軸凸出時(shí)，鄰近的葉片段的尾緣之間的產(chǎn)生的間隙。圖2中，內(nèi)、外葉片段段102，104具有共同的前緣108，和各自的尾緣110a，110b,整個(gè)葉片100的壓カ側(cè)用112表示，整個(gè)葉片100的吸カ側(cè)用114表示。當(dāng)外葉片段104相對(duì)于內(nèi)葉片段102俯仰時(shí)，沿著葉片100的長(zhǎng)度方向可見(jiàn)，兩個(gè)尾緣110a，IlOb之間的總體葉片翼型中形成間隙(用116表示)。由于間隙116意味著外葉片段104的壓カ側(cè)和鄰近的內(nèi)葉片段102的吸力側(cè)之間沒(méi)有障礙物，該尾緣間隙Il6的出現(xiàn)導(dǎo)致從葉片100的壓カ側(cè)112至吸カ側(cè)114的空氣泄露。弗里伯格(Friberg)轉(zhuǎn)讓給麥克唐納道格拉斯(McDonnel Douglas)公司的美國(guó)專(zhuān)利US 5518210中公開(kāi)了飛機(jī)機(jī)翼的鄰近部分之間間隙的封合。Dl描述了ー種機(jī)翼，其中，封板附接于翼型，使得偏轉(zhuǎn)副翼產(chǎn)生的流向間隙被覆蓋。通過(guò)表面和翼型之間的間隙防止氣流泄露，降低了空氣動(dòng)力學(xué)阻力，提高了飛行效率。本發(fā)明的目的是提供ー種部分變槳距葉片設(shè)計(jì)，在風(fēng)カ渦輪機(jī)運(yùn)行中，降低了這種尾緣間隙的負(fù)面影響。
發(fā)明內(nèi)容
因此，提供一種至少35米長(zhǎng)的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，該風(fēng)力渦輪機(jī)葉片具有空氣動(dòng)力學(xué)翼型，該翼型具有前緣和尾緣，該風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片包括內(nèi)葉片段；和外葉片段，該內(nèi)葉片段和外葉片段在俯仰連接位處聯(lián)接，使得外葉片段可相對(duì)于內(nèi)葉片段俯仰，其中，風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片包括設(shè)于所述俯仰連接位處的截平的翼型，其中，該截平的翼型設(shè)于尾緣處。俯仰連接位處的截平的翼型，用于縮小或防止內(nèi)、外葉片段的尾緣之間的間隙的形成，當(dāng)沿著葉片翼型的縱向方向看時(shí)，是指尾緣間隙。當(dāng)一個(gè)葉片段的壓カ側(cè)的表面相交于另ー個(gè)葉片段的吸カ側(cè)表面時(shí)，產(chǎn)生這種間隙，因此，當(dāng)沿著葉片的縱向方向看時(shí)，在鄰近的葉片段的尾緣之間形成間隙。防止這種尾緣間隙的形成，阻止了在俯仰連接位處產(chǎn)生漩渦，并且防止由于間隙的出現(xiàn)，從葉片的壓力側(cè)至葉片的吸カ側(cè)的空氣泄漏。例如，設(shè)置所述截平的翼型，使得，當(dāng)沿著葉片的縱軸凸出吋，對(duì)于大于預(yù)定角度的外葉片段的槳距角，第一個(gè)所 述葉片段的壓カ側(cè)的表面相交于第二個(gè)所述葉片段的吸力側(cè)的表面，對(duì)于低于所述預(yù)定角度的槳距角，防止葉片段的尾緣之間的俯仰連接位處形成尾緣間隙。設(shè)定俯仰連接位處的截平部的尺寸，使得對(duì)于起初的預(yù)定范圍的槳距角，可防止形成尾緣間隙或翼型間隙。如果這種預(yù)定范圍的槳距角覆蓋了渦輪機(jī)在可預(yù)測(cè)的風(fēng)カ條件下的最有可能的槳距角，則對(duì)于風(fēng)カ渦輪機(jī)產(chǎn)生的大多數(shù)總能量而言，出現(xiàn)在尾緣間隙的低效不會(huì)發(fā)生，該低效是由于尖端損失等等而產(chǎn)生。典型地，所述預(yù)定槳距角在4至12度之間，例如，在6至10度，或8度，或大約8度之間。因此，對(duì)于0度的槳距角和預(yù)定槳距角之間的角度，例如，8度的俯仰，一個(gè)葉片段的表面?zhèn)群土硪蝗~片段的壓カ側(cè)之間沒(méi)有交叉，這防止了尾緣間隙的形成以及任何相關(guān)的漩渦等等。優(yōu)選地，在任何正的和負(fù)的預(yù)定槳距角之間，例如，-8度至+8度之間，防止形成尾緣間隙。例如，所述內(nèi)葉片段和所述外葉片段包括在所述俯仰連接位處的截平的葉片翼型，所述翼型在其尾緣處截平，其中設(shè)置所述截平的尾緣，使得當(dāng)所述外葉片段相對(duì)于所述內(nèi)葉片段俯仰時(shí)，沿著葉片的縱軸凸出的所述外葉片段的截平的尾緣表面相交于內(nèi)葉片段的截平的尾緣表面。這個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)、外葉片段都包括截平部，以防止俯仰時(shí)形成尾緣間隙。邊緣表面之間的相交或重疊，確保了葉片俯仰時(shí)不會(huì)形成間隙。例如，設(shè)置所述截平的尾緣，使得當(dāng)所述外葉片段在0至10度的槳距角俯仰時(shí)，例如0至8度，所述截平的尾緣表面產(chǎn)生凸出的相交。這覆蓋了大多數(shù)風(fēng)カ渦輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情形，以及最大部分的年度能量消耗。相交包括邊緣表面完全成直線(xiàn)，或者沿著從渦輪機(jī)末端能看見(jiàn)的高度，沿著渦輪機(jī)縱向方向觀(guān)看，邊緣表面在一點(diǎn)交叉。例如，內(nèi)葉片段包括在所述俯仰連接位處的截平的葉片翼型，該截平的葉片翼型在其尾緣處截平，以及，所述外葉片段包括在所述俯仰連接位處的未截平的葉片翼型；或內(nèi)葉片段包括在所述俯仰連接位處的未截平的葉片翼型，以及，外葉片段包括在所述俯仰連接位處的截平的葉片翼型，該截平的葉片翼型在其尾緣處截平；其中，設(shè)置所述截平的尾緣表面，使得當(dāng)所述外葉片段相對(duì)于所述內(nèi)葉片段俯仰時(shí)，沿著葉片的縱向方向凸出時(shí)，所述截平的尾緣表面相交于未截平的葉片翼型的表面。這個(gè)實(shí)施例中，葉片的內(nèi)葉片段或外葉片段中僅有ー個(gè)是截平的。設(shè)置截平部，使得未截平葉片段的尾緣與截平的尾緣表面重疊，以防止形成尾緣間隙。截平的尾緣表面可相交于未截平葉片段的壓カ側(cè)表面或吸カ側(cè)表面，這取決于哪個(gè)葉片段是截平的，以及俯仰的方向。例如，表面之間的重疊至少在外葉片段的俯仰角小于8度時(shí)產(chǎn)生，也就是，在渦輪機(jī)的大多數(shù)總能量產(chǎn)生時(shí)確保出現(xiàn)表面之間的重疊/相交。在一個(gè)實(shí)施例中，所述內(nèi)葉片段包括在所述俯仰連接位處的截平的翼型。在這個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述內(nèi)葉片段包括截平的葉片翼型和未截平的葉片翼型，其中，所述截平的葉片翼型的弦長(zhǎng)大致等于鄰近的所述內(nèi)葉片段的鄰近的未截平的葉片翼型的弦長(zhǎng)。如果內(nèi)葉片段是截平的，優(yōu)選地，截平部在鄰近葉片的俯仰連接位產(chǎn)生，當(dāng)移動(dòng)遠(yuǎn)離俯仰連接位吋，內(nèi)葉片段相對(duì)未截平。
附加地或可選擇地，所述外葉片段包括在所述俯仰連接位處的截平的葉片翼型。一些實(shí)施例中，所述外葉片段包括截平的葉片翼型和未截平的葉片翼型，以及所述截平的葉片翼型和未截平的葉片翼型之間的過(guò)渡區(qū)域?？梢岳斫獾氖牵馊~片段上的任何截平部可設(shè)定尺寸，以近似于鄰近的內(nèi)葉片段的弦長(zhǎng)。因此，如果大多數(shù)外葉片段具有比內(nèi)葉片的相對(duì)小的弦長(zhǎng)，則可沿著葉片的縱向長(zhǎng)度方向，利用過(guò)渡區(qū)域?yàn)槿~片翼型提供平滑的調(diào)整。截平段可設(shè)于ー個(gè)葉片段或兩個(gè)葉片段上。例如，所述俯仰連接位處的內(nèi)葉片段的弦長(zhǎng)大致等于所述俯仰連接位處的外葉片段的弦長(zhǎng)。為了提高葉片設(shè)計(jì)的效率，優(yōu)選地，在鄰近的葉片段的空氣動(dòng)力學(xué)翼型之間，沒(méi)有大量的不連續(xù)部。例如，葉片包括設(shè)于所述俯仰連接位處的外殼件，其中所述外殼件形成具有所述截平的尾緣的空氣動(dòng)力學(xué)翼型。截平段可以以在俯仰連接位處或周?chē)O(shè)置適當(dāng)?shù)耐鈿ぜ驅(qū)Я骷男问?，?duì)現(xiàn)有的葉片設(shè)計(jì)進(jìn)行改迸。例如，所述外殼件可設(shè)于至少ー個(gè)葉片段周?chē)?，或設(shè)于俯仰連接位處的所述葉片段之間的間隙中。一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)于所述俯仰連接位處的所述截平的翼型包括在所述俯仰連接位處的約4-5米之間的弦長(zhǎng)，其中，所述翼型的截平末端的高度在所述俯仰連接位處至少為30厘米。優(yōu)選地，至少ー個(gè)葉片段在尾緣處包括在俯仰連接位處的截平的葉片翼型，其中，所述截平的翼型從所述俯仰連接位處延伸，延伸的距離等于所述至少ー個(gè)葉片段的總的縱向長(zhǎng)度的2%至50%之間，例如，5%至25%之間，或5%至15%之間，或5%至10%之間。實(shí)施例中，內(nèi)葉片段包括截平的翼型，優(yōu)選地，截平部沿著所述內(nèi)葉片段從所述俯仰連接位縱向延伸，延伸的距離大致等于所述內(nèi)葉片段的總的縱向長(zhǎng)度的2%至50%之間，例如，5%至25%之間，或5%至15%之間，或5%至10%之間?？梢岳斫獾氖?，使用的實(shí)施例中，截平部甚至沿著大于內(nèi)葉片段的總的縱向長(zhǎng)度的50%或70%或90%，直至約100%的長(zhǎng)度上延伸。實(shí)施例中，外葉片段包括截平的翼型，可選擇地，截平部沿著所述外葉片段從所述俯仰連接位縱向延伸，延伸的距離大致等于所述外葉片段的總的縱向長(zhǎng)度的2%至50%之間，例如，5%至25%之間，或5%至15%之間，或5%至10%之間。可選擇地，截平部設(shè)于俯仰連接位區(qū)域內(nèi)，遠(yuǎn)離該區(qū)域的葉片段的翼型大致未改變。例如，風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片的空氣動(dòng)力學(xué)翼型具有最大厚度T和從翼型的的前緣至尾緣的弦長(zhǎng)C，其中，進(jìn)行截平，使得T/C至少為0. I或至少為0. 2或至少為0. 3。例如，ー個(gè)實(shí)施例中，截平翼型，使得該翼型具有最大I. I米的厚度，以及從前緣至截平的尾緣的弦長(zhǎng)為5米。—個(gè)實(shí)施例中，設(shè)于所述俯仰連接位處的所述截平的翼型包括在所述俯仰連接位處約4-5米之間的的弦長(zhǎng)，其中，所述翼型的截平末端的高度在所述俯仰連接位處至少為30厘米。進(jìn)ー步的增強(qiáng)的實(shí)施方式包括，但不限于以下的組合內(nèi)葉片段和/或外葉片段 的整個(gè)長(zhǎng)度被截平；內(nèi)葉片段的翼型包括失速控制的葉片翼型，外葉片段包括俯仰控制的葉片翼型；所述內(nèi)葉片段的表面積大致等于所述外葉片段的表面積；所述內(nèi)葉片段約是整個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片長(zhǎng)度的1/3 ;風(fēng)力渦輪機(jī)葉片進(jìn)一歩包括至少ー個(gè)設(shè)于所述俯仰連接位處的失速?lài)鷻?；風(fēng)力渦輪機(jī)葉片進(jìn)一歩包括至少ー個(gè)設(shè)于所述俯仰連接位處的橋接件，以在所述俯仰連接位處大致覆蓋鄰近的葉片段之間的空間。還提供ー種風(fēng)カ渦輪機(jī)，包括根據(jù)如上所述的任何實(shí)施例的葉片。這種風(fēng)力渦輪機(jī)包括渦輪機(jī)塔架，設(shè)于所述塔架頂部的機(jī)艙，轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于所述機(jī)艙上的轉(zhuǎn)子輪轂，以及至少兩個(gè)設(shè)于所述轉(zhuǎn)子輪轂上的風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片。
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的實(shí)施例，僅通過(guò)舉例方式，并參考相應(yīng)的附圖，其中圖I是現(xiàn)有技術(shù)的部分變槳距葉片的已知的俯仰連接位的放大立體圖；圖2是俯仰時(shí)圖I的俯仰連接位的橫截面視圖；圖3是雙葉片部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)的立體圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明用于圖3的風(fēng)カ渦輪機(jī)的風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片的立體圖；和圖5是俯仰時(shí)圖4的葉片的俯仰連接位的橫截面視圖；圖6是由外殼件環(huán)繞以提供截平的尾緣的基本葉片的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖3，部分變槳距雙葉片風(fēng)カ渦輪機(jī)總體上用10表示。風(fēng)カ渦輪機(jī)10包括風(fēng)力渦輪機(jī)塔架12，設(shè)于所述塔架12頂部的機(jī)艙14，設(shè)于所述機(jī)艙14處的轉(zhuǎn)子輪轂16。第一和第二部分變槳距轉(zhuǎn)子葉片18，20設(shè)于所述轉(zhuǎn)子輪轂16相対的兩側(cè)。圖2中，示出的塔架12設(shè)于風(fēng)力渦輪機(jī)基體22上，基體22可包括任何合適的風(fēng)力渦輪機(jī)基座?？梢岳斫獾氖牵m然示出的實(shí)施例描述本發(fā)明用于岸上風(fēng)カ渦輪機(jī)，但可以理解的是，本發(fā)明可同樣應(yīng)用于離岸環(huán)境的風(fēng)カ渦輪機(jī)。第一和第二部分變槳距轉(zhuǎn)子葉片18，20各自包括葉片主體，該葉片主體具有安裝于所述轉(zhuǎn)子輪轂16的根末端18a，20a和遠(yuǎn)部尖端18b，20b。轉(zhuǎn)子葉片18，20包括設(shè)于所述根末端18a，20a處的各自的內(nèi)葉片段24，26，以及設(shè)于所述遠(yuǎn)部尖端18b，20b處的各自的外葉片段28，30。轉(zhuǎn)子葉片18，20進(jìn)ー步包括設(shè)于每個(gè)葉片的內(nèi)葉片段24，26和外葉片段28，30之間的連接位處的槳距系統(tǒng)(未示出)。槳距系統(tǒng)用于相對(duì)于內(nèi)葉片段24，26俯仰外葉片段28，30。圖3中，示出的轉(zhuǎn)子葉片18未俯仰(也就是，外葉片段28，30以0度的槳距角俯仰)?？梢岳斫獾氖牵瑑?nèi)葉片段24，26和外葉片段28，30包括大致圓形的末端片段，用于聯(lián)接至相應(yīng)的圓形的槳距系統(tǒng)。雖然示出的實(shí)施例是雙葉片風(fēng)カ渦輪機(jī)設(shè)計(jì)，可以理解的是，本發(fā)明同樣可應(yīng)用于具有任何數(shù)量的部分變槳距葉片的風(fēng)カ渦輪機(jī)，例如，三葉片部分變槳距分力渦輪機(jī)。圖4示出部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片18，其具有根末端18a和尖端18b，以及內(nèi)、外葉片段24，28。如參見(jiàn)圖3所述，內(nèi)、外葉片段24，28在俯仰連接位(用32表示)聯(lián)接在一起，其中，內(nèi)葉片段24的俯仰連接位末端24a和外葉片段28的俯仰連接位末端28a聯(lián)接至槳距系統(tǒng)34，使得外葉片段28相對(duì)于內(nèi)葉片段24俯仰。葉片18包括空氣動(dòng)力學(xué)翼型，其具有用36表示的前緣(其總體上面向風(fēng))和用38 表示的尾緣(其總體上遠(yuǎn)離風(fēng))。葉片18的上表面是葉片18的吸カ側(cè)(用40表示)，葉片的下表面是壓カ側(cè)(用42表示)。在葉片18的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，壓カ側(cè)42將會(huì)在葉片主體的相對(duì)高的壓カ側(cè)上，吸カ側(cè)40曝露于比壓カ側(cè)42低的空氣壓カ下。葉片18包括在俯仰連接位32區(qū)域內(nèi)的截平的葉片翼型。內(nèi)葉片段24包括鄰近俯仰連接位32的截平的尾緣44，以及外葉片段28包括鄰近俯仰連接位32的截平的尾緣46。設(shè)于俯仰連接位32處的截平部44，46確保當(dāng)外葉片段28俯仰吋，至少在俯仰角的起初范圍內(nèi)，鄰近的葉片段24，28的尾緣之間不形成的尾緣間隙。參見(jiàn)圖5，當(dāng)外葉片段28相對(duì)于內(nèi)葉片段24俯仰時(shí)，示出在俯仰連接位34處的葉片18的橫截面。設(shè)計(jì)截平的尾緣44，46，使得當(dāng)外葉片段28向上俯仰至預(yù)定最大角度(在用箭頭A所示的正向)，鄰近的葉片翼型的尾緣會(huì)在縱向方向上重疊，以防止在俯仰連接位32處形成尾緣間隙。這防止了在俯仰連接位32處發(fā)生從葉片18的壓カ側(cè)42至吸カ側(cè)40的空氣泄漏。預(yù)定角度通常在4至12度之間，例如，在6至10度之間，或8度。截平的表面44，46可設(shè)計(jì)為ー個(gè)高度，使得葉片翼型重疊，以在正常運(yùn)轉(zhuǎn)下，防止在外葉片段28的任何典型槳距角形成尾緣間隙?？蛇x擇地，設(shè)定截平的表面44，46的尺寸，以確保在起初的預(yù)定槳距角范圍內(nèi)沒(méi)有尾緣間隙形成，也就是，在渦輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中最可能用到的槳距角?？蛇x擇地，槳距角可由這種正常運(yùn)轉(zhuǎn)下的最大預(yù)定角度限制。預(yù)定角度通常在4至12度之間例如，在6至10度之間，或8度。槳距角的范圍是正向和負(fù)向。風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片翼型包括從前緣36，38至尾緣44，46的弦長(zhǎng)C，最大厚度T (通常朝向翼型的前緣36)。翼型的截平部通常在葉片上執(zhí)行，T/C比例為至少20%，例如，翼型厚度約I米，弦長(zhǎng)約5米。在一個(gè)例子中，設(shè)于俯仰連接位的截平的翼型包括在所述俯仰連接位處約4-5米的弦長(zhǎng)，其中，所述翼型在所述俯仰連接位處的截平的尾緣表面末端的高度至少為30厘米。這種實(shí)施例確保在_8度至+8度的槳距角之間沒(méi)有尾緣間隙形成，該槳距角提供了一個(gè)范圍的槳距角，該范圍的槳距角覆蓋了大多數(shù)特定風(fēng)カ渦輪機(jī)的總能量產(chǎn)生。圖4示出的實(shí)施例中，外葉片段28包括變尖的過(guò)渡區(qū)域，該區(qū)域從鄰近俯仰連接位32的內(nèi)葉片段28的截平部46的相對(duì)長(zhǎng)的弦長(zhǎng)過(guò)渡，外葉片段28的剰余部的相對(duì)短的弦長(zhǎng)朝葉片18的尖端18b延伸。在內(nèi)葉片段24處，葉片18具有沿著內(nèi)葉片段24的大多長(zhǎng)度的的大致相同的弦長(zhǎng)，遠(yuǎn)離圓形根末端18a。截平部44處的弦長(zhǎng)大致等于鄰近的未截平部的弦長(zhǎng)。可以理解的是，本發(fā)明的其他實(shí)施例可采用替代設(shè)計(jì)的截平部，在具有不同弦長(zhǎng)的葉片的部分之間，可以包括或不包括過(guò)渡區(qū)域，這取決于期望的葉片設(shè)計(jì)構(gòu)造。在替代的實(shí)施例中，尾緣的截平部可僅應(yīng)用于葉片段24，28中的一個(gè)葉片段，也就是，內(nèi)葉片段24是截平的，則外葉片段28是未截平的，反之亦然。這種情形下，未截平的葉片段的尾緣延伸越過(guò)截平的葉片段的截平的尾緣。設(shè)置截平部，使得當(dāng)外葉片段俯仰吋，至少在起初范圍的槳距角，不形成尾緣間隙。如圖4所示，葉片18的截平的片段從俯仰連接位32沿著葉片尾緣38的一部分延伸一段短的距離。例如，截平的尾緣從俯仰連接位32延伸的距離大致等于所述的葉片段的長(zhǎng)度的約10%。進(jìn)ー步可選擇地，截平的尾緣可沿著內(nèi)葉片段24的尾緣的整個(gè)長(zhǎng)度延伸。如圖6所示，葉片可設(shè)置為基礎(chǔ)葉片48，其具有尖的尾緣50并不具有截平的尾緣， 以及在所述俯仰連接位處環(huán)繞一個(gè)或兩個(gè)所述內(nèi)和外葉片段的外殼件52或?qū)Я髡?。所述外殼?2可成型為，在俯仰連接位處呈現(xiàn)具有截平的尾緣(44，64)的空氣動(dòng)力學(xué)翼型。使用外殼件52的好處是，截平的尾緣(44，64)可在現(xiàn)有的部分變槳距葉片設(shè)計(jì)上改進(jìn)得到。本發(fā)明提供可一種新的部分變槳距葉片設(shè)計(jì)，其改進(jìn)了風(fēng)カ渦輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。由于設(shè)定截平部尺寸，使得當(dāng)外葉片段俯仰時(shí)，防止形成尾緣間隙，減輕了俯仰連接位處的漩渦和空氣泄漏的影響，導(dǎo)致葉片效率提高。本發(fā)明不限于本文描述的實(shí)施例，可在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)修改和適用。
權(quán)利要求
1.一種至少35米長(zhǎng)的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，該風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片具有空氣動(dòng)カ學(xué)翼型，所述翼型具有前緣和尾緣，所述風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片包括 內(nèi)葉片段；和 外葉片段， 所述內(nèi)葉片段和所述外葉片段在俯仰連接位處聯(lián)接，使得所述外葉片段可相對(duì)于所述內(nèi)葉片段俯仰， 其中，所述風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片包括設(shè)于所述俯仰連接位處的截平的翼型，其中，所述截平的翼型設(shè)于所述尾緣處。
2.如權(quán)利要求I所述的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，其特征在于，所述內(nèi)葉片段和所述外葉片段包括在所述俯仰連接位處的截平的葉片翼型，所述翼型在其尾緣處截平，其中，設(shè)置所述截平的尾緣，使得當(dāng)所述外葉片段相對(duì)于所述內(nèi)葉片段在小于或等于預(yù)定角度俯仰時(shí)，沿著所述葉片的縱軸凸出的所述外葉片段的截平的尾緣表面，相交于所述內(nèi)葉片段的截平的尾緣表面。
3.如權(quán)利要求I所述的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，其特征在干， 所述內(nèi)葉片段包括在所述俯仰連接位處的截平的葉片翼型，所述葉片翼型在其尾緣處截平，所述外葉片段包括在所述俯仰連接位處的未截平的葉片翼型；或 所述內(nèi)葉片段包括在所述俯仰連接位處的未截平的葉片翼型，所述外葉片段包括在所述俯仰連接位處的截平的葉片翼型，所述葉片翼型在其尾緣處截平； 其中，設(shè)置所述截平的尾緣表面，使得當(dāng)所述外葉片段相對(duì)于所述內(nèi)葉片段在小于或等于預(yù)定角度俯仰時(shí)，沿著所述葉片的縱向方向凸出的所述截平的尾緣表面相交于未截平的葉片翼型的表面。
4.如權(quán)利要求I所述的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，其特征在于，設(shè)置所述截平的翼型，使得當(dāng)沿著所述葉片的縱軸凸出吋，對(duì)于大于預(yù)定角度的所述外葉片段的槳距角，第一個(gè)所述葉片段的壓カ側(cè)的表面相交于第二個(gè)所述葉片段的吸カ側(cè)的表面，其中，俯仰限制在小于或等于正常運(yùn)轉(zhuǎn)下的預(yù)定角度，以對(duì)于小于所述預(yù)定角度的槳距角，防止在葉片段的尾緣之間的俯仰連接位處形成尾緣間隙。
5.如權(quán)利要求2，3或4所述的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，其特征在于，所述預(yù)定角度在4至12度之間。
6.如權(quán)利要求5所述的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，其特征在于，所述預(yù)定的槳距角為8度。
7.如權(quán)利要求1-4任ー權(quán)利要求所述的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，其特征在于，所述內(nèi)葉片段在所述俯仰連接位處的弦長(zhǎng)大致等于所述外葉片段在所述俯仰連接位處的弦長(zhǎng)。
8.如權(quán)利要求1-4任ー權(quán)利要求所述的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，其特征在于，至少ー個(gè)所述葉片段包括在所述俯仰連接位處的截平的葉片翼型，其中，所述截平的翼型從所述俯仰連接位處延伸，延伸的距離等于所述至少ー個(gè)葉片段的總的縱向長(zhǎng)度的2%至50%之間。
9.如權(quán)利要求8所述的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，其特征在于，所述截平的翼型從所述俯仰連接位處延伸，延伸的距離等于所述至少ー個(gè)葉片段的總的縱向長(zhǎng)度的10%。
10.如權(quán)利要求1-4任ー權(quán)利要求所述的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，其特征在于，所述葉片包括具有未截平的尾緣和外殼件的基礎(chǔ)葉片，所述外殼件在所述俯仰連接位處圍繞所述基礎(chǔ)葉片，其中，所述外殼件形成具有所述截平的尾緣的空氣動(dòng)力學(xué)翼型。
11.如權(quán)利要求1-4任ー權(quán)利要求所述的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片，其特征在于，所述風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片的空氣動(dòng)力學(xué)翼型具有最大厚度T和從所述翼型的前緣至尾緣的弦長(zhǎng)C，其中所述T/C的比值至少為0. 2。
12.—種風(fēng)カ渦輪機(jī)，其包括如權(quán)利要求1-4任ー權(quán)利要求所述的部分變槳距風(fēng)カ渦輪機(jī)葉片。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于部分變槳距風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片，其中該葉片具有設(shè)于葉片俯仰連接位處的截平的空氣動(dòng)力學(xué)翼型。截平的尾緣用于防止俯仰時(shí)在部分變槳距葉片的內(nèi)、外葉片段的尾緣之間形成尾緣間隙，因此當(dāng)俯仰部分變槳距葉片時(shí)，減輕了空氣泄露等的負(fù)面影響。
文檔編號(hào)F03D1/06GK102865188SQ20121020148
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者邁克爾·弗里德里奇, 彼得·格雷伯 申請(qǐng)人:遠(yuǎn)景能源(丹麥)有限公司