專利名稱：具有設(shè)置在構(gòu)架上方的外皮的轉(zhuǎn)子葉片伸出部的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用于風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及到用于 延伸所述轉(zhuǎn)子葉片的一部分的弦向尺寸的裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)備不斷發(fā)展，以使得設(shè)備能夠獲取以及隨后能夠轉(zhuǎn)換越來越多的由 風(fēng)力轉(zhuǎn)換成電力所表示的能量量。尤其地，期望增加葉片接受風(fēng)力的表面面積，從而能夠更 有效地獲取所述能量。然而，在設(shè)置具有增加的表面面積的轉(zhuǎn)子葉片的同時，葉片結(jié)構(gòu)也會 經(jīng)受增加的載荷。葉片設(shè)計(jì)包含葉片多個特征的最優(yōu)化。這種最優(yōu)化通常包括所使用的機(jī)翼截面 的選擇以及沿著葉片展向長度的機(jī)翼截面的變化、葉片的彎度以及葉片沿著展向長度的扭 轉(zhuǎn)。由于葉片穿過空氣的速度隨著與轉(zhuǎn)子軸轂的距離而增加，因此轉(zhuǎn)子葉片的幾何形狀在 展向方向上改變。此外，隨著與轉(zhuǎn)子軸轂的距離增加，空氣變得“更加平滑”，換句話說，來自 于其它主體(例如轉(zhuǎn)子軸轂自身或者其它相鄰葉片)的干涉更小。為了獲得在葉片根部區(qū)域(即葉片近端)內(nèi)的葉片最優(yōu)設(shè)計(jì)，期望延長弦向尺寸， 從而補(bǔ)償該區(qū)域內(nèi)更慢的切向速度。然而，葉片尺寸的增加會引起結(jié)構(gòu)性問題。圖1顯示了一種傳統(tǒng)類型的轉(zhuǎn)子葉片2，其包括基本上在葉片長度上延伸的承載 翼梁元件4，該翼梁元件4與葉片2的外部表面6相連接。該外部表面通常以平滑形式配 置，從而使得空氣(或其它流體)以流線形方式從該表面上方通過。轉(zhuǎn)子葉片在運(yùn)行中經(jīng) 受巨大的結(jié)構(gòu)性載荷，不僅由于施加到葉片上的空氣動力學(xué)負(fù)載而且由于轉(zhuǎn)子葉片自身結(jié) 構(gòu)的大小和重量。這些負(fù)載主要被傳遞到翼梁元件4并且從翼梁元件傳遞到風(fēng)力渦輪機(jī)的 軸轂(未示出)。在運(yùn)行中，風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片2旋轉(zhuǎn)通過基本垂直定向的平面。由此，各個葉 片經(jīng)受大量的循環(huán)載荷。特別地，沿著葉片2的最前部或者“前導(dǎo)”緣8以及沿著葉片2的 最后部或者“拖尾”緣10會經(jīng)受波動的拉伸及壓縮負(fù)載。在接下來，這些特定的負(fù)載被稱 為“緣向負(fù)載”。緣向負(fù)載在轉(zhuǎn)子葉片2的根部區(qū)域內(nèi)是最明顯的，例如在葉片最靠近風(fēng)力 渦輪機(jī)軸轂30%的位置(一旦安裝之后)。當(dāng)前導(dǎo)緣8和拖尾緣10都經(jīng)受緣向負(fù)載時，拖尾緣的位置距離轉(zhuǎn)子葉片2的中心 軸線越遠(yuǎn)，則由此轉(zhuǎn)子葉片拖尾緣10經(jīng)受的應(yīng)力越高。此外，通過以局部方式增加轉(zhuǎn)子葉 片2根部區(qū)域內(nèi)的弦向尺寸(如圖1中所示)，拖尾緣10會展現(xiàn)出凸出的輪廓(當(dāng)以平面 方式觀察時)。由此，當(dāng)沿著上述輪廓經(jīng)受緣向負(fù)載時，由拖尾緣10限定邊界的材料也會受 到增加的、波動的應(yīng)力。特別地，抗弦向負(fù)載施加到材料上，有力地壓縮拖尾緣10，從而導(dǎo)致 該材料彎曲變形。在一些轉(zhuǎn)子葉片中，橫截面從在最大弦向尺寸區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)出的翼形改變?yōu)樵谵D(zhuǎn)子 葉片根部內(nèi)變成的圓形橫截面。這種改變意味著由拖尾緣10所表現(xiàn)出的曲率更加極端(當(dāng) 以平面方式觀察時)。由于曲率更加極端，由拖尾緣所限定邊界的材料所經(jīng)受的波動應(yīng)力也相應(yīng)地增加。由此，期望提供一種裝置，用于以局部的方式增加葉片的弦長，從而提高轉(zhuǎn)子葉片 的空氣動力學(xué)性能，同時將結(jié)構(gòu)性載荷的對應(yīng)增加降到最低。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片伸出部，所述伸出部被配 置成可連接到轉(zhuǎn)子葉片，所述伸出部包括固定構(gòu)架，所述構(gòu)架具有一個或多個弦向元件以及大致展向元件；以及設(shè)置在所述構(gòu)架上以便由此形成流線形表面的外皮，其中，所述伸出部包括第一 表面和第二表面，兩個表面在伸出部的近端區(qū)域彼此分開以及在伸出部的遠(yuǎn)端區(qū)域彼此連 接，由此形成在使用時所述伸出部連接到上面的轉(zhuǎn)子葉片的延伸拖尾部，并且其中所述伸 出部被配置成將施加在所述外皮上的空氣動力學(xué)負(fù)載沿著弦向元件傳遞到在使用時所述 伸出部連接到上面的轉(zhuǎn)子葉片的拖尾部。通過提供具有包括有外皮的表面的伸出部，獲得了非常有效的、流線形表面，這樣 避免了顯著地增加使用時該伸出部連接到其上的葉片重量。固定構(gòu)架的使用使得伸出部具有強(qiáng)度和穩(wěn)定性，當(dāng)與用于形成伸出部外表面的外 皮相連接時該特性尤其有用。如果伸出部連接到其上的轉(zhuǎn)子葉片經(jīng)受極端載荷，例如靜態(tài)颶風(fēng)載荷，那么構(gòu)架 和伸出部外皮可能會發(fā)生變形。在極端情況下，伸出部可能與轉(zhuǎn)子葉片拆開。因此，轉(zhuǎn)子葉 片得到卸能(depowered)，并且由此在這些極端環(huán)境情況下經(jīng)受降低的載荷。由此，轉(zhuǎn)子葉 片的可能損壞降到最低。固定構(gòu)架的弦向元件可以在伸出部的拖尾緣與大致展向元件相連接。構(gòu)架可包括 纖維加強(qiáng)聚合體(FRP)、木材或金屬(例如鋁)。構(gòu)架可具有大致矩形橫截面或者大致圓形 橫截面。構(gòu)架的元件可以使用拉擠成型技術(shù)制成或者它們由長纖維編織而成。外皮(例如可伸展薄膜)可優(yōu)選地在構(gòu)架上被伸展從而適應(yīng)由構(gòu)架限定的形狀， 即使在載荷狀態(tài)時也能達(dá)到一定的程度。外皮可包括聚酯或尼龍或者可包括纖維加強(qiáng)聚合 體，例如玻璃纖維加強(qiáng)聚合體(GFRP)，Kevlar 和/或碳纖維加強(qiáng)聚合體(CFRP)。構(gòu)架的元件可以直接地結(jié)合到外皮?？蛇x擇地，凹窩可以形成在外皮中，這些凹窩 可以被配置成接收構(gòu)架的結(jié)構(gòu)性元件。可以在第一表面與第二表面之間設(shè)置連接元件，從而控制第一表面與第二表面的 間隔。每個連接元件都可以包括一個或多個線纜、薄膜腹板、全厚度支柱。連接元件可以連 接到第一表面的外皮和第二表面的外皮?？蛇x擇地，連接元件可以連接到支承第一表面和 /或第二表面的弦向元件。第一表面的前導(dǎo)緣和/或第二表面的前導(dǎo)緣可以設(shè)置有各自的附加展向元件。附 加展向元件可以結(jié)合到各自的前導(dǎo)緣或者可選擇地它們可以被凹窩所接收，所述凹窩形成 于第一和/或第二表面的外皮的前導(dǎo)緣中。每個弦向元件都可以連接到各自的附加展向元 件。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，包括結(jié)構(gòu)性一致的葉片部，所述葉片部包括
前導(dǎo)部，其被配置成接收入射到轉(zhuǎn)子葉片上的風(fēng)；以及拖尾部，其設(shè)置在所述前導(dǎo)部的下游并且被配置成從前導(dǎo)部平穩(wěn)地傳送在其上通 過的流體，其中，葉片部的根部區(qū)域被配置成可連接到風(fēng)力渦輪機(jī)的軸轂、以及葉片部被配 置成平穩(wěn)地將經(jīng)受的負(fù)載傳送到葉片部的根部區(qū)域以傳遞到所述軸轂；以及如前面所述的伸出部，所述伸出部被配置成可附接到所述葉片部的拖尾部，例如 在其根部區(qū)域內(nèi)。通過提供具有分離的葉片部和伸出部的轉(zhuǎn)子葉片，能夠獲得很多優(yōu)點(diǎn)·在使用中，沿著轉(zhuǎn)子葉片拖尾緣作用的結(jié)構(gòu)性負(fù)載被移動到更加靠近轉(zhuǎn)子葉片 的中心軸線，由此減小了這種力作用在其上的杠桿臂。·由于伸出部和葉片部可以單獨(dú)地運(yùn)輸?shù)桨惭b場地，因此轉(zhuǎn)子葉片的運(yùn)輸變得更 加容易。如果轉(zhuǎn)子葉片的最大寬度降低的話，那么運(yùn)輸成本通常也會降低?！ねㄟ^僅僅改變伸出部，可以對轉(zhuǎn)子葉片的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化以用于特定的場地位置； 這樣提高了特定產(chǎn)品的靈活性。·伸出部的特別輕質(zhì)的配置減小了轉(zhuǎn)子葉片的質(zhì)量，進(jìn)一步降低了成本。·由此在轉(zhuǎn)子葉片可安裝到其上的風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)備的軸轂上經(jīng)受了較低的重力負(fù)載?！まD(zhuǎn)子葉片的葉片部基本上比已有的轉(zhuǎn)子葉片更加狹窄，使得用于葉片制造的主 外殼模具也相應(yīng)地更加狹窄。由此，模具占用更小的空間并且尤其是需要更小的烤爐來固 化葉片?！p壞的伸出部能夠容易地進(jìn)行更換。葉片部可包括截頭形輪廓，由此拖尾部的根部區(qū)域被配置成接收伸出部。這樣，葉 片部可被設(shè)計(jì)成具有減輕的重量以及基本上平直的結(jié)構(gòu)性最后部緣?？蛇x擇地，葉片部可以是完整的風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片。伸出部附加到該轉(zhuǎn)子葉片 能夠增加所獲得的局部弦長。根據(jù)第三個方面，本發(fā)明提供了一種風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)備，該設(shè)備包括由塔架支承的 轉(zhuǎn)子軸轂，其中一個或多個前述轉(zhuǎn)子葉片附接到轉(zhuǎn)子軸轂。根據(jù)第四方面，本發(fā)明提供了一種風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片伸出部，其包括固定構(gòu)架，其具有一個或多個弦向元件以及大致展向元件；以及設(shè)置在構(gòu)架上以便由此形成流線形表面的薄膜，其中伸出部被配置成將空氣動力 學(xué)載荷從薄膜沿著弦向元件傳遞到轉(zhuǎn)子葉片的拖尾部，伸出部在使用時連接到該拖尾部。壓彎代表風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的傳統(tǒng)剛性外皮的一種主要失效模式，以及在使用薄膜 時能夠避免壓彎，原因是沒有對壓縮負(fù)載進(jìn)行抵抗?！敖Y(jié)構(gòu)性一致”指的是相關(guān)部件(這里指轉(zhuǎn)子葉片的葉片部)提供了有效的整體式 元件，該元件有效地將結(jié)構(gòu)性負(fù)載從葉片部的外側(cè)區(qū)域傳遞到軸轂。這樣，葉片部外側(cè)區(qū)域 經(jīng)受的任意載荷都沿著葉片長度聚集并且容易傳遞到設(shè)備的軸轂?！肮潭?gòu)架”指的是在位/在運(yùn)行時是固定的?！傲骶€形表面”指的是以平滑方式變化的、連續(xù)的表面，相關(guān)流體流在該表面上平 滑地流過，并且所述流體流的流線型很少被破壞或者沒有被破壞。


通過示例并且參考附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，其中圖1表示現(xiàn)有技術(shù)d轉(zhuǎn)子葉片，該葉片在弦向長度上具有展向變化；圖2表示圖1中轉(zhuǎn)子葉片的橫截面(沿X-X方向)；圖3顯示了轉(zhuǎn)子葉片的示意圖，該葉片具有與之附接的伸出部；圖4顯示了轉(zhuǎn)子葉片的示意性橫截面；圖5顯示了另一個轉(zhuǎn)子葉片的示意性橫截面；圖6顯示了轉(zhuǎn)子葉片伸出部；圖7顯示了伸出部與葉片部之間的連接部；以及圖8顯示了伸出部與葉片部之間的替代連接部。
具體實(shí)施例方式圖3顯示了包括葉片部20與伸出部30的轉(zhuǎn)子葉片10。葉片部20的近端或“根 部”端40被配置成連接到風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)備的轉(zhuǎn)子軸轂(未示出)，而葉片部20的遠(yuǎn)端50 從根部端40開始延伸并且由此以懸臂方式支承。該遠(yuǎn)端部50表示葉片10的“末端”。轉(zhuǎn) 子葉片10的長度可以在20到150米的長度范圍內(nèi)，但是通常在20到70米的范圍內(nèi)。伸 出部30附接到根部端40的最后部區(qū)域。在所示實(shí)施例中，伸出部30附接到極端的近端位 置，靠近該轉(zhuǎn)子葉片在使用時與轉(zhuǎn)子軸轂相連接的位置，然而伸出部30可以向著葉片末端 而與該極端近端位置間隔開。圖4顯示了示意圖，該示意圖表示出轉(zhuǎn)子葉片10的根部端40的橫截面。上表面 (如圖中所示)代表葉片部20的抽吸側(cè)60以及下表面(如圖中所示)代表葉片部20的壓 力側(cè)70。同時顯示出葉片部20的典型結(jié)構(gòu)。顯示出承載翼梁元件80，該元件具有位于其 上游的前導(dǎo)部90以及位于其下游的拖尾部100。轉(zhuǎn)子葉片10的葉片部20可由多個子部件組成。然而，子部件以這樣一種方式彼 此連接，即結(jié)構(gòu)負(fù)載在一個子部件和與之相鄰的任一子部件之間易于傳遞。這樣，有效地提 供了整體式元件，從而獲得了結(jié)構(gòu)上的一致。轉(zhuǎn)子葉片10的葉片部20可代表轉(zhuǎn)子葉片的現(xiàn)有設(shè)計(jì)，或者可選擇地代表特殊設(shè) 計(jì)的葉片。圖4代表后一種示例，特殊設(shè)計(jì)的葉片的拖尾部100在根部端40具有截平的輪 廓，由此代表了與伸出部30相附接的最后部表面110’。轉(zhuǎn)子葉片10的葉片部20可以通過單獨(dú)地形成縱向延伸的、結(jié)構(gòu)性翼梁80連同兩 個半殼而制造完成。第一個半殼提供了葉片10的抽吸表面60以及第二個半殼提供了葉片 10的壓力表面70。翼梁及兩個半殼部件進(jìn)行組裝并且結(jié)合在一起，從而形成內(nèi)聚性單元。 在這個示例中，轉(zhuǎn)子葉片10經(jīng)受的主要負(fù)載是由翼梁80所承載。在可選示例中，每個半殼部件自身都得到加強(qiáng)并且前述示例的單獨(dú)翼梁被縱向腹 板所替代，縱向腹板在轉(zhuǎn)子葉片10的葉片部20進(jìn)行組裝時被結(jié)合到各個半殼?？蛇x擇地， 腹板可被省略，在這種情況下，載荷被加強(qiáng)半殼所承載，如圖5中所示。翼梁隨后有效地與 轉(zhuǎn)子葉片10成一體并且該內(nèi)聚性單元以更加分散的方式承載任意載荷。在通常使用中，一旦在風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)備中進(jìn)行組裝，則轉(zhuǎn)子葉片10的根部端40比 末端50行進(jìn)得更慢，并且由此在其上方通過的流體也相應(yīng)地更慢。為了在轉(zhuǎn)子葉片10上獲得優(yōu)選的空氣動力學(xué)載荷模式，期望增加葉片10在根部端40的弦向長度。由此，如圖3 中所示，伸出部30在葉片部20的根部端40附接到最后部表面110’，該表面110’從轉(zhuǎn)子 葉片20的拖尾部100的最后部緣110開始延伸。伸出部30提供了轉(zhuǎn)子葉片10的葉片部 20的抽吸表面60以及轉(zhuǎn)子葉片10的葉片部20的對應(yīng)壓力表面70的延伸部分。這些表面 60,70的延伸部分允許在轉(zhuǎn)子葉片10的主要部分20上建立起的流動模式得到延伸。伸出部30在圖6中進(jìn)一步詳細(xì)描述。伸出部30包括第一表面120和第二表面 130。第一表面120在伸出部30的遠(yuǎn)端區(qū)域160連接到第二表面130。表面120、130在伸 出部30的近端區(qū)域170彼此分開。各個表面120、130均由輕質(zhì)外皮或薄膜材料形成，從而 使伸出部30對轉(zhuǎn)子葉片10整體重量的加成降到最低，以及對由此經(jīng)受的緣向負(fù)載的加成 降到最低。示例性薄膜材料非限制性地包括聚酯、尼龍、聚合材料、纖維加強(qiáng)聚合體(例如 GFRP，Kevlar 和 CFRP)。外皮/薄膜材料進(jìn)行選擇，從而使得它能夠展現(xiàn)出低的拉伸剛度，這能夠抑制負(fù) 載的傳遞。例如，這種材料能夠傳遞的負(fù)載小于傳統(tǒng)的、剛性渦輪機(jī)葉片外皮所能傳遞負(fù)載 的 10%。伸出部30包括用來支承表面120、130的構(gòu)架180。構(gòu)架180包括多個弦向元件 190，在該示例中設(shè)置了兩個弦向元件并且在展向方向上彼此分開，如圖所示。弦向元件190 的展向分布是通過將各個弦向元件190附接到大致縱向延伸、或者“展向”的元件200上而 得以保持，從而獲得了構(gòu)架180?？梢园ǜ郊拥恼瓜蛟?10，如圖6中所示(以虛線)。如果伸出部30被預(yù)先 組裝并且單獨(dú)地運(yùn)輸?shù)饺~片部20的話，那么展向元件210會是特別有用的。制成構(gòu)架180 的示例性材料可以包括木材、金屬(例如鋁)、纖維加強(qiáng)聚合體(FRP)。構(gòu)架元件190、200、 210可以包括拉擠成型的、長纖維纏繞的管件或者被機(jī)加工。元件190、200、210具有大致矩 形或大致圓形橫截面以及可以是空心或?qū)嵭?。在該?shí)施例中，松弛薄膜220在構(gòu)架180上伸展，理想地該薄膜220應(yīng)當(dāng)保持在拉 緊狀態(tài)下。當(dāng)保持在拉緊狀態(tài)時，薄膜的形狀可以通過構(gòu)架施加給它的伸展力而得到保持。薄膜可以簡單地放置在構(gòu)架上方并且可以直接地連接到葉片部20。可選擇地，薄 膜220可以結(jié)合到構(gòu)架180，從而使得薄膜220與構(gòu)架元件190、200之間的相對運(yùn)動得到抑 制。在另一個實(shí)施例中，在薄膜220中形成凹窩以接收構(gòu)架元件190。由此，允許元件 190與薄膜220之間的相對運(yùn)動但是降低最低。在這種配置下，構(gòu)架180的元件不需要直接 地彼此連接，相反地，構(gòu)架180的結(jié)構(gòu)性元件的相對定位是通過在薄膜220中形成的凹窩的 位置而得到限定。伸出部30在使用時連接到葉片部20。在一個實(shí)施例中，薄膜中表示第一表面120 及第二表面130的各個前導(dǎo)緣可以直接地結(jié)合到葉片部20的拖尾部。這種結(jié)合可以是連 續(xù)的，以防止它們之間的相對運(yùn)動，或者可選擇地可包括沿著展向方向具有分離附接點(diǎn)的 離散結(jié)合。這些附接點(diǎn)可以由結(jié)合材料提供或者可選擇地由螺栓提供。如圖7中所示，螺 栓可以由縱向延伸凹口所接收，由此允許了一定程度的展向運(yùn)動，例如從Imm到10mm。沿著第一和第二表面120、130的薄膜220的各個前導(dǎo)緣形成有凹窩，并且展向元 件210可被設(shè)置在這些凹窩之內(nèi)，如圖8中所示。在葉片部20的拖尾部上可設(shè)置對應(yīng)的凹口如圖8所示并且展向元件210可以滑入到該凹口中從而使得伸出部30相對于葉片部20 保持在適當(dāng)位置。如圖所述，伸出部30連接到葉片部20并且以懸臂方式被葉片部20所支承。腹板元件140可以設(shè)置在第一表面120與第二表面130之間并且連接到所述表面 從而限制第一表面120與第二表面130之間的相對運(yùn)動。所述腹板元件140可以通過成形 織物或線纜所提供，每一個都保持在拉緊狀態(tài)下。附加地，拉緊線纜可以設(shè)置在葉片部20 的拖尾部100的最后部表面110’與伸出部30的拖尾緣之間，該拖尾緣是由伸出部30的大 致展向元件200所表示。這種拉緊線纜有助于保持伸出部30的整體形狀。構(gòu)架180使用其自身元件190、200、210的剛度，所述元件與某些元件中的壓縮負(fù) 載相聯(lián)系并且受到其它元件中的拉伸負(fù)載的作用，從而從輕質(zhì)結(jié)構(gòu)獲得剛性。在運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子葉片10經(jīng)受運(yùn)動的氣流?？諝饬髋c轉(zhuǎn)子葉片10之間的相互作用 導(dǎo)致了施加到葉片上的負(fù)載并且葉片隨后發(fā)生移動。當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片10圍繞著軸轂旋轉(zhuǎn)時，由 于葉片10的展弦根據(jù)它在任意時間點(diǎn)的位置而有所不同，則由此經(jīng)受的載荷以恒定的方 式改變。特別地，緣向負(fù)載被引入到葉片部的各個橫向緣中，這些緣向載荷主要由轉(zhuǎn)子葉片 10的重量作用而產(chǎn)生。當(dāng)流體在葉片10上通過時，在葉片10的葉片部20內(nèi)保持主要負(fù)載路徑。伸出部 30的引入使得葉片部20能夠保持更加恒定的弦部。由此，葉片部20的最后部緣110與沒 有使用伸出部30的情況相比明顯地更加平直。通過使最后部緣平直，通過在轉(zhuǎn)子葉片10 極端拖尾緣周圍引導(dǎo)負(fù)載而導(dǎo)致的弦向載荷得以降低并且葉片部20的結(jié)構(gòu)性載荷得到加強(qiáng)。在葉片部20最后部分設(shè)置伸出部30能夠改善轉(zhuǎn)子葉片10的根部端40上的流體 流動，從而使得在該根部區(qū)域40內(nèi)獲得最優(yōu)的提升量、即轉(zhuǎn)子葉片10的有效載荷。伸出部 30上施加的空氣動力學(xué)負(fù)載通過連接裝置而傳遞到葉片部20，而負(fù)載向伸出部30的傳遞 得到抑制。事實(shí)上，當(dāng)緣向負(fù)載從葉片部20的表面110’、110向伸出部30的傳遞被抑制(如 果沒有被阻止的話)時，伸出部30的負(fù)載是顯著地輕的。由此，在轉(zhuǎn)子葉片10的根部端40 可以引入弦向長度的顯著增加，而不會在這個區(qū)域產(chǎn)生顯著的載荷并且不需要對轉(zhuǎn)子葉片 10的剩余部分進(jìn)行顯著地強(qiáng)化以適應(yīng)額外的載荷。已經(jīng)參考特定示例及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明沒有 局限于在此描述的特定示例，而是可以在依據(jù)權(quán)利要求的發(fā)明范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改變。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片伸出部，所述伸出部被配置成可連接到轉(zhuǎn)子葉片，所述伸 出部包括固定構(gòu)架，所述構(gòu)架具有一個或多個弦向元件以及大致展向元件；以及設(shè)置在所述構(gòu)架上以便由此形成流線形表面的外皮，其中，所述伸出部包括第一表面 和第二表面，兩個表面在伸出部的近端區(qū)域彼此分開以及在伸出部的遠(yuǎn)端區(qū)域彼此連接， 由此形成在使用時所述伸出部連接到上面的轉(zhuǎn)子葉片的延伸拖尾部，并且其中所述伸出部 被配置成將施加在所述外皮上的空氣動力學(xué)負(fù)載沿著弦向元件傳遞到在使用時所述伸出 部連接到上面的轉(zhuǎn)子葉片的拖尾部。
2.如權(quán)利要求1所述的伸出部，其特征在于，所述外皮是可伸展薄膜。
3.如權(quán)利要求1或2所述的伸出部，其特征在于，所述固定構(gòu)架的弦向元件在所述伸出 部的拖尾緣連接到所述大致展向元件。
4.如前述權(quán)利要求任一所述的伸出部，其特征在于，所述構(gòu)架的元件包括纖維加強(qiáng)聚 合體、木材及金屬構(gòu)成的組中的一種。
5.如前述權(quán)利要求任一所述的伸出部，其特征在于，所述外皮包括纖維加強(qiáng)聚合體。
6.如權(quán)利要求5所述的伸出部，其特征在于，所述纖維加強(qiáng)聚合體是玻璃纖維加強(qiáng)聚 合體(GFRP)、Kevlar 和碳纖維加強(qiáng)聚合體(CFRP)構(gòu)成的組中的一種。
7.如前述權(quán)利要求任一所述的伸出部，其特征在于，所述構(gòu)架的元件被結(jié)合到所述外皮。
8.如前述權(quán)利要求任一所述的伸出部，其特征在于，所述外皮包括凹窩，所述凹窩被配 置成接收所述構(gòu)架的元件。
9.如前述權(quán)利要求任一所述的伸出部，其特征在于，連接元件被設(shè)置在所述第一表面 與所述第二表面之間，從而控制所述第一表面與所述第二表面的間隔。
10.如權(quán)利要求9所述的伸出部，其特征在于，所述連接元件包括線纜、薄膜腹板以及 支柱構(gòu)成的組中的一種。
11.如權(quán)利要求10所述的伸出部，其特征在于，所述連接元件連接到在第一表面的外 皮以及在第二表面的外皮。
12.如權(quán)利要求10所述的伸出部，其特征在于，所述連接元件被連接在分別支承第一 表面和第二表面的弦向元件之間。
13.如前述權(quán)利要求任一所述的伸出部，其特征在于，所述伸出部包括附加展向元件， 所述附加展向元件設(shè)置在第一表面的前導(dǎo)緣以及第二表面的前導(dǎo)緣中的一個上。
14.如權(quán)利要求13所述的伸出部，其特征在于，每個附加展向元件都被結(jié)合到相應(yīng)前 導(dǎo)緣。
15.如權(quán)利要求13所述的伸出部，其特征在于，每個附加展向元件由形成在第一和第 二表面中的一個的外皮的前導(dǎo)緣中的凹窩所接收。
16.一種風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，包括結(jié)構(gòu)性一致的葉片部，所述葉片部包括前導(dǎo)部，其被配置成接收入射到轉(zhuǎn)子葉片上的風(fēng)；以及拖尾部，其設(shè)置在所述前導(dǎo)部的下游并且被配置成從前導(dǎo)部平穩(wěn)地傳送在其上通過的 流體，其中，葉片部的根部區(qū)域被配置成可連接到風(fēng)力渦輪機(jī)的軸轂、以及葉片部被配置成平穩(wěn)地將經(jīng)受的負(fù)載傳送到葉片部的根部區(qū)域以傳遞到所述軸轂；以及如前述權(quán)利要求任一所述的伸出部，所述伸出部被配置成可附接到所述葉片部的拖尾 部的根部區(qū)域。
17.如權(quán)利要求16所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述伸出部被附接到拖尾部的根部 區(qū)域。
18.如權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述葉片部包括截頭形輪廓，由此葉 片部的拖尾部的根部區(qū)域被配置成接收伸出部。
19.如權(quán)利要求16或17所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述葉片部是風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子 葉片。
20.一種風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)備，包括由塔架支承的轉(zhuǎn)子軸轂，所述設(shè)備包括如權(quán)利要求 16-19任一所述的轉(zhuǎn)子葉片，所述轉(zhuǎn)子葉片附接到轉(zhuǎn)子軸轂上。
全文摘要
一種風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片伸出部(30)，該伸出部被配置成可連接到轉(zhuǎn)子葉片(10)。伸出部(39)包括固定構(gòu)架(180)，其具有一個或多個弦向元件(190)以及大致展向元件(200)。在構(gòu)架上設(shè)置薄膜(120，130)，從而形成流線形表面。伸出部(30)被配置成將空氣動力學(xué)負(fù)載從薄膜開始沿著弦向元件傳遞到在使用時該伸出部連接到上面的轉(zhuǎn)子葉片。
文檔編號F03D1/06GK102112734SQ200980130867
公開日2011年6月29日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月1日
發(fā)明者M·漢考克, T·弗龍斯基 申請人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團(tuán)公司