專利名稱：轉(zhuǎn)子葉片組件以及調(diào)整風(fēng)機(jī)中轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)載特性的方法
轉(zhuǎn)子葉片組件以及調(diào)整風(fēng)機(jī)中轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)載特性的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明大體涉及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，確切地說(shuō)，涉及具有可移動(dòng)頭部部件的轉(zhuǎn)子葉片組件，以及用于調(diào)整風(fēng)機(jī)中轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)載特性的方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)能被認(rèn)為是目前可用的最清潔、最環(huán)保的能源之一，在這一方面，風(fēng)機(jī)已獲得廣泛關(guān)注?，F(xiàn)代風(fēng)機(jī)通常包括塔筒、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、機(jī)艙以及一片或多片轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片使用已知的翼型理論來(lái)捕獲風(fēng)的動(dòng)能。轉(zhuǎn)子葉片以轉(zhuǎn)動(dòng)能的形式傳輸動(dòng)能，以使軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 所述軸將轉(zhuǎn)子葉片連接到齒輪箱，或者，如果未使用齒輪箱，則直接連接到發(fā)電機(jī)。之后，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，從而輸送到公用設(shè)施電網(wǎng)中。
風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的大小常受到對(duì)此類轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)載要求的限制。例如，增大轉(zhuǎn)子葉片可提高發(fā)電量，但也可導(dǎo)致潛在負(fù)載(loading potential)增大。例如高風(fēng)速期間或因其他各種因素而導(dǎo)致的過(guò)度負(fù)載可能會(huì)損壞轉(zhuǎn)子葉片和/或毀壞風(fēng)機(jī)。因此，這些轉(zhuǎn)子葉片的設(shè)計(jì)受限于轉(zhuǎn)子葉片的潛在負(fù)載，從而導(dǎo)致發(fā)電量降低。
人們已作出各種努力，以根據(jù)風(fēng)機(jī)的負(fù)載環(huán)境，來(lái)調(diào)整運(yùn)行期間轉(zhuǎn)子葉片的潛在負(fù)載。例如，人們已努力減小相對(duì)較高負(fù)載期間的潛在負(fù)載。此類努力已包括在轉(zhuǎn)子葉片上使用擾流板和/或后緣襟翼，所述擾流板和/或后緣襟翼可在此類負(fù)載較高的時(shí)期中進(jìn)行部署。但是，本領(lǐng)域中需要更有效的方法和設(shè)備來(lái)減小此類潛在負(fù)載。
因此，一種改良型轉(zhuǎn)子葉片組件以及用于調(diào)整風(fēng)機(jī)的負(fù)載特性的方法可較為有利。例如，可在風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間按照需要調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片的潛在負(fù)載的轉(zhuǎn)子葉片組件將很有利。發(fā)明內(nèi)容
以下說(shuō)明書(shū)將部分闡明本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)，或者，這些方面和優(yōu)點(diǎn)在說(shuō)明書(shū)中可能是顯而易見(jiàn)的，或者通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明能夠推導(dǎo)出。
在一項(xiàng)實(shí)施例中，揭示了一種用于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片組件。所述轉(zhuǎn)子葉片組件包括轉(zhuǎn)子葉片，其表面設(shè)有在葉尖與葉根之間延伸的壓力側(cè)、吸入側(cè)、前緣和后緣。所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)一步設(shè)有翼展和翼弦。所述轉(zhuǎn)子葉片包括主體，其界定所述壓力側(cè)、所述吸入側(cè)和所述后緣的至少一部分；以及頭部部件，其可相對(duì)于所述主體移動(dòng)。所述轉(zhuǎn)子葉片組件進(jìn)一步包括控制器，其可通過(guò)操作以移動(dòng)所述頭部部件。
其中所述頭部部件包括板和接合區(qū)，所述板界定與所述前緣相鄰的所述壓力側(cè)或所述吸入側(cè)中一者的一部分，且可平移以露出所述接合區(qū)。其中所述頭部部件包括頭部，所述頭部界定所述前緣的至少一部分。其中所述頭部可沿大體垂直于所述翼展和所述翼弦的方向平移。其中所述頭部可沿大體翼弦方向平移。其中所述頭部可圍繞大體翼展方向軸旋轉(zhuǎn)。
所述的轉(zhuǎn)子葉片組件，其中所述軸位于所述壓力側(cè)和所述吸入側(cè)之間。所述軸位于所述壓力側(cè)或所述吸入側(cè)中的一者上。
所述的轉(zhuǎn)子葉片組件，其進(jìn)一步包括，放置在所述壓力側(cè)或所述吸入側(cè)中一者上的所述頭部和所述主體之間的膜。
所述的轉(zhuǎn)子葉片組件，其中所述控制器經(jīng)配置以根據(jù)穩(wěn)定的反饋回路來(lái)移動(dòng)所述頭部部件。
在一項(xiàng)實(shí)施例中，揭示了一種風(fēng)機(jī)，包括多片轉(zhuǎn)子葉片，所述多片轉(zhuǎn)子葉片中每片轉(zhuǎn)子葉片的表面設(shè)有在葉尖與葉根之間延伸的壓力側(cè)、吸入側(cè)、前緣和后緣，所述多片轉(zhuǎn)子葉片中的每片轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)一步設(shè)有翼展和翼弦，所述多片轉(zhuǎn)子葉片中的至少一片轉(zhuǎn)子葉片包括主體，其界定所述壓力側(cè)、所述吸入側(cè)和所述后緣的至少一部分；以及頭部部件， 其可相對(duì)于所述主體移動(dòng)；以及控制器，其可通過(guò)操作以移動(dòng)所述多片轉(zhuǎn)子葉片中的所述至少一片轉(zhuǎn)子葉片的所述頭部部件。其中所述頭部部件包括板和接合區(qū)，所述板界定與所述前緣相鄰的所述壓力側(cè)或所述吸入側(cè)中一者的一部分，且可平移以露出所述接合區(qū)。其中所述頭部部件包括頭部，所述頭部界定所述前緣的至少一部分。其中所述頭部部件可平移。其中所述頭部部件可旋轉(zhuǎn)。所述的風(fēng)機(jī)，其中所述控制器經(jīng)配置以根據(jù)穩(wěn)定的反饋回路來(lái)移動(dòng)所述頭部部件。
在另一項(xiàng)實(shí)施例中，揭示了一種用于調(diào)整風(fēng)機(jī)中轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)載特性的方法。所述方法包括，測(cè)量所述轉(zhuǎn)子葉片的所述負(fù)載特性，以及相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子葉片的主體移動(dòng)所述轉(zhuǎn)子葉片的頭部部件。所述主體界定所述轉(zhuǎn)子葉片的壓力側(cè)、吸入側(cè)和后緣的至少一部分。所述的方法，其中如果所述負(fù)載特性超過(guò)最大負(fù)載特性，則移動(dòng)所述頭部部件。所述的方法，其中所述頭部部件包括板和接合區(qū)，所述板界定與所述轉(zhuǎn)子葉片的前緣相鄰的所述壓力側(cè)或所述吸入側(cè)中一者的一部分，且可平移以露出所述接合區(qū)。所述的方法，其中所述頭部部件包括頭部，所述頭部界定所述轉(zhuǎn)子葉片的前緣的至少一部分。
參考以下具體實(shí)施方式
和所附權(quán)利要求書(shū)可以更好地理解本發(fā)明的這些以及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。附圖并入本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，展示了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，并與具體說(shuō)明一起解釋本發(fā)明的原理。


本說(shuō)明書(shū)參考附圖，針對(duì)所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，完整且可實(shí)現(xiàn)地揭示了本發(fā)明，包括其最佳模式，其中
圖I是根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的風(fēng)機(jī)的透視圖2是根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的轉(zhuǎn)子葉片組件的俯視圖3是根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例處于關(guān)閉位置的轉(zhuǎn)子葉片組件的截面圖4是根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例處于打開(kāi)位置的轉(zhuǎn)子葉片組件的截面圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例處于關(guān)閉位置的轉(zhuǎn)子葉片組件的截面圖
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例處于打開(kāi)位置的轉(zhuǎn)子葉片組件的截面圖
圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例處于打開(kāi)位置的轉(zhuǎn)子葉片組件的截面圖
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例處于關(guān)閉位置的轉(zhuǎn)子葉片組件的截面圖
圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例處于打開(kāi)位置的轉(zhuǎn)子葉片組件的截面圖
圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例處于關(guān)閉位置的轉(zhuǎn)子葉片組件的截面圖；以及
圖11是根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例處于打開(kāi)位置的轉(zhuǎn)子葉片組件的截面圖。
元件符號(hào)列表
參考標(biāo)號(hào)部件參考標(biāo)號(hào)部件10風(fēng)機(jī)12塔筒14機(jī)艙16轉(zhuǎn)子葉片18轉(zhuǎn)子輪轂22壓力側(cè)24吸入側(cè)26前緣28后緣32葉尖34葉根42翼弦44翼展52內(nèi)側(cè)區(qū)域54外側(cè)區(qū)域100轉(zhuǎn)子葉片組件102主體104頭部部件110板112接合區(qū)(Trip zone)
114致動(dòng)裝置116臂120頭部122方向124翼展方向軸132接合區(qū)134膜136致動(dòng)裝置150控制器
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各實(shí)施例，附圖中圖示了本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例。各個(gè)實(shí)例用以解釋本發(fā)明而非限制本發(fā)明。事實(shí)上，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的前提下，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明做出各種修改和變化。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分進(jìn)行說(shuō)明或描述的特征可用于其他實(shí)施例中，從而得到另一個(gè)實(shí)施例。因此，本發(fā)明應(yīng)涵蓋所有屬于所附權(quán)利要求書(shū)及其等效物的范圍內(nèi)的此類修改和變化。
圖1所示為采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的風(fēng)機(jī)10。風(fēng)機(jī)10包括塔筒12，所述塔筒上安裝有機(jī)艙14。多片轉(zhuǎn)子葉片16安裝到轉(zhuǎn)子輪轂18，所述轉(zhuǎn)子輪轂轉(zhuǎn)而連接到轉(zhuǎn)動(dòng)主轉(zhuǎn)子軸的主法CN 102979683 A書(shū)明說(shuō)4/7頁(yè)蘭。風(fēng)機(jī)發(fā)電和控制部件安置在機(jī)艙14內(nèi)。圖I僅作說(shuō)明目的，以示例性地說(shuō)明本發(fā)明。 應(yīng)了解，本發(fā)明并不限于任意特定類型的風(fēng)機(jī)配置。
參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片16可包括外表面，其設(shè)有在前緣26與后緣28之間延伸的壓力側(cè)22和吸入側(cè)24 (見(jiàn)圖3至圖5和圖7)，且所述轉(zhuǎn)子葉片可從葉尖32延伸到葉根34。如所屬領(lǐng)域所熟知，此外表面可為具有大體氣動(dòng)輪廓的大體氣動(dòng)表面。
在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子葉片16可包括從葉尖32到葉根34以端對(duì)端的次序?qū)R的多個(gè)單獨(dú)的葉片段。每個(gè)單獨(dú)的葉片段可采用獨(dú)特配置，以便多個(gè)葉片段構(gòu)成一個(gè)具有設(shè)計(jì)好的氣動(dòng)廓線、長(zhǎng)度和其他所需特性的完整轉(zhuǎn)子葉片16。例如，每個(gè)葉片段的氣動(dòng)廓線可對(duì)應(yīng)于相鄰葉片段的氣動(dòng)廓線。因此，葉片段的氣動(dòng)廓線可形成轉(zhuǎn)子葉片16的連續(xù)氣動(dòng)廓線?；蛘撸D(zhuǎn)子葉片16可形成為具有設(shè)計(jì)好的氣動(dòng)廓線、長(zhǎng)度和其他所需特性的單個(gè)整體葉片。
在示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子葉片16可以彎 曲。彎曲轉(zhuǎn)子葉片16可使轉(zhuǎn)子葉片16在大體拍打方向和/或在大體沿邊方向上彎曲。拍打方向通?？山忉尀闅鈩?dòng)升力作用于轉(zhuǎn)子葉片16上的方向(或反方向)。沿邊方向通常垂直于拍打方向。轉(zhuǎn)子葉片16在拍打方向上的彎曲也稱為預(yù)彎曲，而在沿邊方向上的彎曲也稱為掃掠。因此，彎曲的轉(zhuǎn)子葉片16可能是預(yù)彎曲和/或掃掠的。彎曲可使得轉(zhuǎn)子葉片16在風(fēng)機(jī)10運(yùn)行期間更能承受拍打方向負(fù)載和沿邊方向負(fù)載，且可在風(fēng)機(jī)10運(yùn)行期間進(jìn)一步使轉(zhuǎn)子葉片16遠(yuǎn)離塔筒12。
轉(zhuǎn)子葉片16可進(jìn)一步設(shè)有翼弦42和翼展44。如圖2和圖4所示，翼弦42可隨轉(zhuǎn)子葉片16的翼展44而變化。因此，可在轉(zhuǎn)子葉片16上沿翼展44的任意一點(diǎn)處為轉(zhuǎn)子葉片16設(shè)定局部翼弦。
此外，轉(zhuǎn)子葉片16可設(shè)有內(nèi)側(cè)區(qū)域52和外側(cè)區(qū)域54。內(nèi)側(cè)區(qū)域52可為從葉根 34延伸的轉(zhuǎn)子葉片16的翼展方向部分。舉例而言，在某些實(shí)施例中，內(nèi)側(cè)區(qū)域52可包括始于葉根34的翼展44的約33%、40%、50%、60%、67%或其間的任何百分比或百分比范圍、 或任何其他合適的百分比或百分比范圍。外側(cè)區(qū)域54可為從葉尖32延伸的轉(zhuǎn)子葉片16 的翼展方向部分，且在某些實(shí)施例中，可包括內(nèi)側(cè)區(qū)域52與葉尖32之間的轉(zhuǎn)子葉片16的剩余部分。或者或此外，在某些實(shí)施例中，外側(cè)區(qū)域54可包括始于葉尖32的翼展44的約 33%,40%,50%,60%,67%或其間的任何百分比或百分比范圍、或任何其他合適的百分比或百分比范圍。
如圖3至圖11所示，本發(fā)明可進(jìn)一步涉及轉(zhuǎn)子葉片組件100。根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片組件100包括主體102以及一個(gè)或多個(gè)頭部部件104。主體102界定壓力側(cè)22、吸入側(cè)24和后緣28的至少一部分。在某些實(shí)施例中，主體102可進(jìn)一步界定前緣26的至少一部分。頭部部件104可相對(duì)于主體102移動(dòng)。頭部部件104可包括轉(zhuǎn)子葉片16的頭部或其任意部分，或者可包括在所述頭部中的任何合適裝置或部件，例如前緣26中或者與前緣 26相鄰的壓力側(cè)22或吸入側(cè)24中，如下文所述。頭部部件104的移動(dòng)可調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片16 的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載特性。負(fù)載特性可包括，例如，升力、推力、扭矩、阻力或者風(fēng)機(jī)10運(yùn)行期間轉(zhuǎn)子葉片16可能受到的任何其他合適的負(fù)載分量。負(fù)載特性的調(diào)整可包括,增大或減小此類負(fù)載特性，從而增大或減小轉(zhuǎn)子葉片16的負(fù)載和潛在負(fù)載。此外，如下文所述，頭部部件104可在風(fēng)機(jī)10運(yùn)行期間，根據(jù)轉(zhuǎn)子葉片16的當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)，按照需要或要求移動(dòng)。這樣可在負(fù)載相對(duì)較高或較低時(shí)期中，按照要求調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片16的潛在負(fù)載，且可進(jìn)一步有7利地恢復(fù)到正常負(fù)載時(shí)期中轉(zhuǎn)子葉片16的標(biāo)準(zhǔn)潛在負(fù)載。
在某些實(shí)施例中，如圖3和圖4所示，頭部部件104可包括板110接合區(qū)(trip zone) 112。在這些實(shí)施例中，主體102可包括壓力側(cè)22、吸入側(cè)24、前緣26和后緣28中的至少一部分。接合區(qū)112可為通道、凹陷處或設(shè)于通常與前緣26相鄰的壓力側(cè)22或吸入側(cè)24中的其他合適凹口。當(dāng)接合區(qū)112例如與轉(zhuǎn)子葉片16上的風(fēng)流接觸時(shí)，接合區(qū)112 可擾亂設(shè)有接合區(qū)112的表面上的所述風(fēng)流。所述擾亂可調(diào)整風(fēng)機(jī)10的負(fù)載特性，例如降低負(fù)載特性，從而減小轉(zhuǎn)子葉片16的負(fù)載和潛在負(fù)載。
板110可界定與前緣26相鄰的壓力側(cè)22和吸入側(cè)24的一部分。具體而言，可調(diào)整板110的大小和形狀，以覆蓋接合區(qū)112，如圖所示。此外，板110可移動(dòng)，以露出接合區(qū) 112。例如，圖3所示為大體覆蓋接合區(qū)112的處于關(guān)閉位置的板110，而圖4所示為大體露出接合區(qū)112處于打開(kāi)位置的板112。在某些實(shí)施例中，如圖所示，板110通?？善揭?，以露出接合區(qū)112，例如方法是相對(duì)于壓力側(cè)22或吸入側(cè)24滑動(dòng)。所述滑動(dòng)可發(fā)生在壓力側(cè)22或吸入側(cè)24外部，如圖所示，或者發(fā)生在這些表面內(nèi)部。或者或此外，板110可根據(jù)需要或要求旋轉(zhuǎn)，以露出接合區(qū)112。板110可沿翼弦方向軸、翼展方向軸、大體垂直于翼弦方向軸和翼展方向軸的軸，或者圍繞這些軸，或者沿任何其他合適的方向進(jìn)行平移或旋轉(zhuǎn)。 應(yīng)了解，板110可在完全關(guān)閉位置和完全打開(kāi)位置之間移動(dòng)，且可根據(jù)需要或要求進(jìn)一步移動(dòng)到二者之間的任何位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載特性的漸增式調(diào)整。
致動(dòng)裝置114可被包括在內(nèi)，用于相對(duì)于接合區(qū)112且相對(duì)于壓力側(cè)22和/或吸入側(cè)24移動(dòng)板110。致動(dòng)裝置114可包括任何合適的可致動(dòng)部件，例如液壓致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器、電動(dòng)致動(dòng)器、齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)、螺釘、輪軸機(jī)制。致動(dòng)裝置114可連接到板110，用于根據(jù)需要或要求來(lái)移動(dòng)板110。在某些實(shí)施例中，致動(dòng)裝置114例如可包括連接在合適的可致動(dòng)部件以及板110之間的臂116，用于響應(yīng)于可致動(dòng)部件的致動(dòng)來(lái)移動(dòng)板110。因此，致動(dòng)裝置114可使板110在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置之間移動(dòng)，且移動(dòng)到二者之間的任何位置。
在其他實(shí)施例中，如圖5至圖11所示，頭部部件104可包括頭部120。頭部120可為轉(zhuǎn)子葉片16沿大體翼弦方向的前端部分，且因此可界定前緣26的至少一部分。此外，頭部120可界定壓力側(cè)22和/或吸入側(cè)24的一部分，如圖所示。頭部120可相對(duì)于主體102 移動(dòng)。例如，如下文所述，在某些實(shí)施例中，頭部120可相對(duì)于主體102轉(zhuǎn)移/平移，而在其他實(shí)施例中，頭部120還可，或者可相對(duì)于主體102旋轉(zhuǎn)。
圖5至圖7所示為根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的頭部120。圖5所示為處于大體關(guān)閉位置的頭部120，而圖6和圖7所示為處于替代性大體打開(kāi)位置的頭部120。在這些實(shí)施例中，頭部120通?？上鄬?duì)于主體102轉(zhuǎn)移/平移。例如，在如圖7所示的某些實(shí)施例中，頭部120可沿大體翼弦方向轉(zhuǎn)移/平移。因此，頭部120可沿大體翼弦方向轉(zhuǎn)移/平移到主體102之中和/或之外。在其他實(shí)施例中，頭部120可沿大體翼展方向轉(zhuǎn)移/平移。在如圖6所示的其他實(shí)施例中，頭部120可沿大體垂直于翼展44和翼弦42的方向122轉(zhuǎn)移/ 平移。
圖8至圖11所示為根據(jù)本發(fā)明各種其他實(shí)施例的頭部120。圖8和圖10所示為處于大體關(guān)閉位置的頭部120，而圖9和圖11所示為處于大體打開(kāi)位置的頭部120。在這些實(shí)施例中，頭部120通?？上鄬?duì)于主體102旋轉(zhuǎn)。例如，在如圖所示的某些實(shí)施例中，頭部 120可圍繞大體翼展方向軸124旋轉(zhuǎn)。軸124可位于壓力側(cè)22和吸入側(cè)24之間，如圖8和圖9所示,或者可位于壓力側(cè)22或吸入側(cè)24上,如圖10和圖11所示。在其他實(shí)施例中， 頭部120可圍繞大體翼弦方向軸旋轉(zhuǎn)，或者圍繞大體垂直于翼展44和翼弦42的軸旋轉(zhuǎn)。
在圖6和圖7所示的某些實(shí)施例中，如上所述，頭部120的移動(dòng)可產(chǎn)生且露出一個(gè)或多個(gè)接合區(qū)132。當(dāng)接合區(qū)132例如與轉(zhuǎn)子葉片16上的風(fēng)流接觸時(shí)，接合區(qū)132可擾亂設(shè)有接合區(qū)132的表面上的所述風(fēng)流。所述擾亂可調(diào)整風(fēng)機(jī)10的負(fù)載特性，例如降低負(fù)載特性，從而減小轉(zhuǎn)子葉片16的負(fù)載和潛在負(fù)載。
在其他實(shí)施例中，如圖8至圖11所示，膜134可放置在壓力側(cè)26和/或吸入側(cè)28 上的頭部120和主體102之間。膜134可因頭部120的移動(dòng)而覆蓋潛在接合區(qū)。膜134可附接到頭部120，從而與頭部120 —起移動(dòng)，且覆蓋潛在接合區(qū)，或者所述膜可附接到主體 102。在這些實(shí)施例中，當(dāng)移動(dòng)的頭部120例如與轉(zhuǎn)子葉片16上的風(fēng)流接觸時(shí)，頭部120的經(jīng)過(guò)調(diào)整的空氣動(dòng)力特性可調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片16的一個(gè)或多個(gè)表面上的所述風(fēng)流。因此，擾亂可調(diào)整風(fēng)機(jī)10的負(fù)載特性,例如提高或降低負(fù)載特性,從而增大或減小轉(zhuǎn)子葉片16的負(fù)載和潛在負(fù)載。
應(yīng)了解，頭部120可在完全關(guān)閉位置和完全打開(kāi)位置之間移動(dòng)，且可根據(jù)需要或要求進(jìn)一步移動(dòng)到二者之間的任何位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載特性的漸增式調(diào)整。
致動(dòng)裝置136可被包括在內(nèi)，用于相對(duì)于主體102移動(dòng)頭部120。致動(dòng)裝置136 可包括任何合適的可致動(dòng)部件，例如液壓致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器、電動(dòng)致動(dòng)器、齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)、螺釘、輪軸機(jī)制。致動(dòng)裝置136可連接到頭部120，用于根據(jù)需要或要求來(lái)移動(dòng)頭部120。 在某些實(shí)施例中，致動(dòng)裝置136例如可包括連接在合適的可致動(dòng)部件以及頭部120之間的臂(未圖示)，用于響應(yīng)于可致動(dòng)部件的致動(dòng)來(lái)移動(dòng)頭部120。因此，致動(dòng)裝置136可使頭部120在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置之間移動(dòng)，且移動(dòng)到二者之間的任何位置。
還應(yīng)了解，根據(jù)本發(fā)明的頭部部件104可延伸穿過(guò)轉(zhuǎn)子葉片16的翼展44的任何部分。例如，頭部部件104可延伸穿過(guò)內(nèi)側(cè)區(qū)域52的全部或一部分、外側(cè)區(qū)域54的全部或一部分，或者可延伸穿過(guò)內(nèi)側(cè)區(qū)域52和外側(cè)區(qū)域54的全部或一部分。因此，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片組件100可包括一個(gè)或多個(gè)頭部部件104，其通常沿大體翼展方向彼此相鄰放置。
根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片組件100可進(jìn)一步包括控制器150?？刂破?50可通過(guò)操作以移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)頭部部件104，如上所述。因此，頭部部件104和/或致動(dòng)裝置114或 136可以通信方式連接到控制器150。此通信連接可通過(guò)以下兩種連接實(shí)現(xiàn)，即導(dǎo)線或其他導(dǎo)線管或臍帶纜等物理連接；或者基于紅外頻率、蜂窩頻率、聲頻、光頻或射頻的連接等無(wú)線連接。控制器150可并入合適的控制系統(tǒng)(未圖示)，例如手持式遙控器、個(gè)人數(shù)字助理、 移動(dòng)電話、獨(dú)立懸吊式控制器或計(jì)算機(jī)中。操作員可通過(guò)控制器150來(lái)手動(dòng)操作頭部部件 104，或者通過(guò)使用并入控制器150中的合適程序邏輯可使所述頭部部件半自動(dòng)化或全自動(dòng)化。
在某些實(shí)施例中，控制器150可經(jīng)配置以根據(jù)持續(xù)的反饋回路來(lái)移動(dòng)頭部部件。 因此，控制器150可包括合適的軟件和/或硬件，以對(duì)轉(zhuǎn)子葉片16的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載特性進(jìn)行持續(xù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和解釋，并按照要求移動(dòng)頭部部件104，從而使此負(fù)載特性保持在預(yù)定限幅內(nèi)或保持在預(yù)定最小值以上或預(yù)定最大值以下?？刂破?50、回路以及軟件和/或硬件可進(jìn)一步以通信方式連接到傳感器(未圖示)，所述傳感器安裝到轉(zhuǎn)子葉片16上。傳感器可測(cè)量并報(bào)告此負(fù)載特性。
在某些實(shí)施例中，控制器150等轉(zhuǎn)子葉片組件100可包括失效-安全機(jī)制。失效-安全機(jī)制可為機(jī)械機(jī)制，或者可為包括在控制器150中的硬件或軟件。失效-安全機(jī)制可確保，如果頭部部件104和/或控制器150失效，則頭部部件104移動(dòng)到失效-安全位置。失效-安全位置可為完全打開(kāi)位置、完全關(guān)閉位置或二者之間的任何其他合適位置。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于調(diào)整風(fēng)機(jī)10中轉(zhuǎn)子葉片16的負(fù)載特性的方法。所述方法包括，例如測(cè)量轉(zhuǎn)子葉片16的負(fù)載特性的步驟。測(cè)量此負(fù)載特性例如可由控制器150 執(zhí)行，所述控制器可包括用于對(duì)轉(zhuǎn)子葉片16的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載特性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和解釋的硬件和軟件，且可進(jìn)一步包括安裝到轉(zhuǎn)子葉片16上的傳感器，所述傳感器用于測(cè)量并報(bào)告此負(fù)載特性。
所述方法可進(jìn)一步包括，例如，相對(duì)于轉(zhuǎn)子葉片16的主體102移動(dòng)轉(zhuǎn)子葉片16的頭部部件104。此外，在某些實(shí)施例中，如果負(fù)載特性超過(guò)最大負(fù)載特性，則頭部部件104可移動(dòng)。最大負(fù)載特性可為對(duì)于轉(zhuǎn)子葉片16而言的預(yù)定量或量的限幅。在這些實(shí)施例中，如果負(fù)載特性超過(guò)最大負(fù)載特性，則頭部部件104可移動(dòng)到完全打開(kāi)位置或完全關(guān)閉位置， 或者二者之間的任何位置，且當(dāng)負(fù)載特性不再超過(guò)最大負(fù)載特性時(shí)，所述頭部部件可移動(dòng)回原始位置(通常為完全關(guān)閉位置)。
本說(shuō)明書(shū)使用了各種實(shí)例來(lái)揭示本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)以及實(shí)施所涵蓋的任何方法。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)界定，并可包括所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員想出的其他實(shí)例。 如果其他此類實(shí)例的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書(shū)的字面意義相同，或如果此類實(shí)例包括的等效結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書(shū)的字面意義無(wú)實(shí)質(zhì)差別，則此類實(shí)例也屬于權(quán)利要求書(shū)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，包括 轉(zhuǎn)子葉片(16)，其表面設(shè)有在葉尖(32)與葉根(34)之間延伸的壓力側(cè)(22)、吸入側(cè)(24)、前緣(26)和后緣(28)，所述轉(zhuǎn)子葉片(16)進(jìn)一步設(shè)有翼展(44)和翼弦(42)，所述轉(zhuǎn)子葉片(16)包括 主體(102)，其界定所述壓力側(cè)(22)、所述吸入側(cè)(24)和所述后緣(28)的至少一部分；以及 頭部部件(104)，其可相對(duì)于所述主體(102)移動(dòng)；以及 控制器(150)，其可通過(guò)操作以移動(dòng)所述頭部部件(104)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其中所述頭部部件(104)包括板(110)和接合區(qū)(112)，所述板(110)界定與所述前緣(26)相鄰的所述壓力側(cè)(22)或所述吸入側(cè)(24)中一者的一部分，且可轉(zhuǎn)移以露出所述接合區(qū)(112)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其中所述頭部部件(104)包括頭部(120)，所述頭部(120)界定所述前緣(26)的至少一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其中所述頭部(120)可沿大體垂直于所述翼展(44)和所述翼弦(42)的方向(122)轉(zhuǎn)移。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其中所述頭部(120)可沿大體翼弦方向轉(zhuǎn)移。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其中所述頭部(120)可圍繞大體翼展方向軸(124)旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其中所述軸位于所述壓力側(cè)(22)和所述吸入側(cè)(24)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其中所述軸位于所述壓力側(cè)(22)或所述吸入側(cè)(24)中的一者上。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其進(jìn)一步包括，設(shè)置在所述壓力側(cè)(22)或所述吸入側(cè)(24)中一者上、所述頭部(120)和所述主體(102)之間的膜(134)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其中所述控制器(150)經(jīng)配置以根據(jù)持續(xù)的反饋回路來(lái)移動(dòng)所述頭部部件(104)。
11.一種風(fēng)機(jī)(10),包括 多片轉(zhuǎn)子葉片(16)，所述多片轉(zhuǎn)子葉片(16)中每片轉(zhuǎn)子葉片的表面設(shè)有在葉尖(32)與葉根(34)之間延伸的壓力側(cè)(22)、吸入側(cè)(24)、前緣(26)和后緣(28)，所述多片轉(zhuǎn)子葉片(16)中的每片轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)一步設(shè)有翼展(44)和翼弦(42)，所述多片轉(zhuǎn)子葉片(16)中的至少一片轉(zhuǎn)子葉片包括 主體(102)，其界定所述壓力側(cè)(22)、所述吸入側(cè)(24)和所述后緣(28)的至少一部分；以及 頭部部件(104)，其可相對(duì)于所述主體(102)移動(dòng)；以及 控制器(150)，其可通過(guò)操作以移動(dòng)所述多片轉(zhuǎn)子葉片(16)中的所述至少一片轉(zhuǎn)子葉片的所述頭部部件(104)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的風(fēng)機(jī)(10)，其中所述頭部部件(104)包括板(110)和接合區(qū)(112)，所述板(110)界定與所述前緣(26)相鄰的所述壓力側(cè)(22)或所述吸入側(cè)(24)中一者的一部分，且可轉(zhuǎn)移以露出所述接合區(qū)(112)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的風(fēng)機(jī)(10)，其中所述頭部部件(104)包括頭部(120)，所述頭部(120)界定所述前緣(26)的至少一部分。
14.一種用于調(diào)整風(fēng)機(jī)(10)中轉(zhuǎn)子葉片(16)的負(fù)載特性的方法，所述方法包括 測(cè)量所述轉(zhuǎn)子葉片(16)的所述負(fù)載特性；以及 相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子葉片(16)的主體(102)移動(dòng)所述轉(zhuǎn)子葉片(16)的頭部部件(104)，所述主體(102)界定所述轉(zhuǎn)子葉片(16)的壓力側(cè)(22)、吸入側(cè)(24)和后緣(28)的至少一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中如果所述負(fù)載特性超過(guò)最大負(fù)載特性，則移動(dòng)所述頭部部件(104)。
全文摘要
本發(fā)明涉及并揭示一種用于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片組件，以及一種用于調(diào)整風(fēng)機(jī)中轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)載特性的方法。所述轉(zhuǎn)子葉片組件包括轉(zhuǎn)子葉片，其表面設(shè)有在葉尖與葉根之間延伸的壓力側(cè)、吸入側(cè)、前緣和后緣。所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)一步設(shè)有翼展和翼弦。所述轉(zhuǎn)子葉片包括主體，其界定所述壓力側(cè)、所述吸入側(cè)和所述后緣的至少一部分；以及頭部部件，其可相對(duì)于所述主體移動(dòng)。所述轉(zhuǎn)子葉片組件進(jìn)一步包括控制器，其可通過(guò)操作以移動(dòng)所述頭部部件。還公開(kāi)了一種風(fēng)機(jī)或用于調(diào)整風(fēng)機(jī)中轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)載特性的方法。
文檔編號(hào)F03D7/00GK102979683SQ201210328399
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者C.A.卡羅爾, J.G.魯伊德科, D.S.佩塞特斯基 申請(qǐng)人:通用電氣公司