專利名稱：具有后緣延伸部的風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片以及連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，并且更具體地涉及用于風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的后緣延伸部。
背景技術(shù)：
風(fēng)能被認(rèn)為是目前可獲得的最清潔、最具環(huán)境友善性的能源之一，并且風(fēng)力渦輪機(jī)在這方面已不斷獲得關(guān)注。現(xiàn)代的風(fēng)力渦輪機(jī)典型地包括塔架、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、機(jī)艙、以及一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片利用已知的翼型原理捕獲風(fēng)的動(dòng)能。轉(zhuǎn)子葉片對(duì)呈旋轉(zhuǎn)能量形式的動(dòng)能進(jìn)行傳遞以使軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸將轉(zhuǎn)子葉片聯(lián)接至齒輪箱，或者如果未使用齒輪箱，則將轉(zhuǎn)子葉片直接聯(lián)接至發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)接著將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為可以配置于公用電網(wǎng)的電能。風(fēng)力渦輪機(jī)葉片大體設(shè)計(jì)成用于最佳風(fēng)速，并且因此在處于其它風(fēng)速時(shí)效率較低。先前對(duì)增大用于渦輪機(jī)葉片的風(fēng)速的有效范圍的嘗試涉及這樣的系統(tǒng)所述系統(tǒng)能夠通過尤其是沿葉片的后緣增加主動(dòng)或被動(dòng)的附屬物、襟翼、或者連接至葉片的其它控制表面來修改或改變?nèi)~片的空氣動(dòng)力學(xué)外形。此外，對(duì)現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)的持續(xù)擔(dān)心是渦輪機(jī)操作期間所發(fā)出的噪聲，對(duì)較大的風(fēng)力渦輪機(jī)而言這種噪聲是相當(dāng)大的。噪聲的一個(gè)分量是在葉片上方移動(dòng)的邊界層空氣與葉片的后緣相互作用的結(jié)果。較大的后緣厚度所產(chǎn)生的噪聲水平較大是公認(rèn)的。將后緣件連接至現(xiàn)有葉片能夠降低由葉片所發(fā)出的噪聲是眾所周知的。無論其預(yù)期功能如何，現(xiàn)有的后緣延伸部大體預(yù)形成為具有用于特定葉片尺寸的具體的大小和輪廓。因此，這些延伸部的制造成本相對(duì)較高并且必須能夠獲得不同尺寸的延伸部的庫(kù)存。一旦裝置被連接，就不能進(jìn)一步改變形狀或輪廓。用于將這些裝置連接至現(xiàn)有葉片的過程是繁瑣和耗時(shí)的，并且增加了風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)能的總體成本。因此，改進(jìn)的用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的后緣延伸部和相關(guān)的連接方法將是期望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個(gè)方面以及優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在下文的描述中進(jìn)行部分闡述，或者是通過描述可以顯而易見的，或者是可以通過實(shí)施本發(fā)明而學(xué)到。在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片組件并且該風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片組件包括轉(zhuǎn)子葉片，該轉(zhuǎn)子葉片具有壓力側(cè)殼體構(gòu)件、吸力側(cè)殼體構(gòu)件、前緣、和后緣，該轉(zhuǎn)子葉片在尖端部分與葉片根部之間沿大體展向方向延伸。邊緣延伸部沿后緣連接并且包括第一條構(gòu)件，第一條構(gòu)件具有連接至壓力側(cè)殼體構(gòu)件的展向連接部段；以及第二條構(gòu)件，第二條構(gòu)件具有連接至吸力側(cè)殼體構(gòu)件的展向連接部段。第一條構(gòu)件和第二條構(gòu)件中的每一個(gè)都具有外側(cè)邊緣和弦向延伸超過后緣的延伸部段。該延伸部段沿第一條構(gòu)件和第二條構(gòu)件的展向長(zhǎng)度在后緣的外側(cè)彼此粘合連接，條構(gòu)件的外側(cè)邊緣限定了后緣延伸部的粘合粘結(jié)的封閉邊緣。
第一條構(gòu)件和第二條構(gòu)件可以是相同材料或者不同材料的組合。在特定實(shí)施例中，條構(gòu)件是沿葉片的后緣柔韌并且一致的背粘帶條?？梢怨┙o例如呈帶卷形式的帶條，其中從卷測(cè)量和切割條。根據(jù)例如葉片尺寸、材料的可加工性和硬度、應(yīng)用于葉片表面的方便度等因素的任何組合，帶條可以具有任何期望的厚度和寬度。第一條構(gòu)件和第二條構(gòu)件可以沿延伸部段直接彼此粘合而無需介入結(jié)構(gòu)部件。然而，在其它實(shí)施例中，可能期望沿延伸部段包括第一條構(gòu)件與第二條構(gòu)件之間的加固條構(gòu)件。該加固條構(gòu)件例如可以是能夠使邊緣延伸部具有期望的最終程度的硬度而不會(huì)不利地造成重量增加的復(fù)合材料和塑料材料。對(duì)于包括加固條構(gòu)件的實(shí)施例而言，該構(gòu)件可以粘合連接至第一條構(gòu)件和第二條構(gòu)件并且與后緣分開。例如，加固條可以是在將條構(gòu)件粘合聯(lián)接在一起之前被放置在第一條構(gòu)件和第二條構(gòu)件的延伸部段之間的單個(gè)或雙側(cè)粘合條。在備選實(shí)施例中，加固條構(gòu)件可以包括沿其內(nèi)側(cè)邊緣隔開并且直接連接至葉片的壓力側(cè)殼體構(gòu)件和吸力側(cè)殼體構(gòu)件的多個(gè)壓力側(cè)連接凸臺(tái)和吸力側(cè)連接凸臺(tái)。在某些實(shí)施例中，任何形式的降噪結(jié)構(gòu)構(gòu)件或特征都可以被限定在延伸部段中。例如，鋸齒部可以沿延伸部段的外側(cè)邊緣被限定。本發(fā)明還包括用于形成風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片上的邊緣延伸部的各種方法實(shí)施例，其中轉(zhuǎn)子葉片具有壓力側(cè)殼體構(gòu)件、吸力側(cè)殼體構(gòu)件、前緣、和后緣，轉(zhuǎn)子葉片在尖端與根部之間沿大體展向方向延伸。該方法包括以下步驟沿葉片的后緣將第一條構(gòu)件連接至壓力側(cè)殼體構(gòu)件，使得第一帶構(gòu)件的展向部段限定了弦向突出超過后緣的延伸部段；以及沿葉片的后緣將第二條構(gòu)件連接至吸力側(cè)殼體構(gòu)件，使得第二帶構(gòu)件的展向部段限定了弦向突出超過后緣的延伸部段。第一條構(gòu)件和第二條構(gòu)件的相應(yīng)的延伸部段(直接或間接地)粘合連接在一起，使得延伸部段的外側(cè)邊緣限定了粘結(jié)封閉邊緣。在特定實(shí)施例中，該方法包括應(yīng)用呈背粘帶條形式的條構(gòu)件，例如通過從帶卷切割具有合適尺寸的條，或者從平面帶材片切割具有合適尺寸的條。該方法可以包括沿延伸部段將第一條構(gòu)件和第二條構(gòu)件直接彼此粘合而無需介入結(jié)構(gòu)部件。在其它實(shí)施例中，該方法可以包括對(duì)條構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)，例如通過將加固構(gòu)件放置在第一條構(gòu)件與第二條構(gòu)件之間。某些方法實(shí)施例可以包括任何形式的修整步驟，以沿邊緣延伸部實(shí)現(xiàn)期望的外側(cè)邊緣輪廓。例如，延伸部段的外側(cè)部分可以被修剪掉，以限定期望的外形，這可以包括在邊緣延伸部中限定降噪特征，例如鋸齒形外形。本發(fā)明還包括任何形式的具有一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件，所述轉(zhuǎn)子葉片構(gòu)造成具有根據(jù)本文所展示的各個(gè)方面的邊緣延伸部。參照下文的描述以及所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。結(jié)合在本說明書中并且構(gòu)成本說明書一部分的附圖顯示了本發(fā)明的實(shí)施例并且與描述一起用于對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行解釋。


參照附圖，說明書中闡述了面向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的本發(fā)明的完整公開，這種公開使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明，包括本發(fā)明的最佳模式，在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖，該風(fēng)力渦輪機(jī)具有一個(gè)或多個(gè)可以結(jié)合邊緣延伸部的轉(zhuǎn)子葉片組件；圖2是具有后緣延伸部的轉(zhuǎn)子葉片的橫截面圖；圖3是具有后緣延伸部條構(gòu)件的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的透視圖；圖4是具有后緣延伸部的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的部分透視圖和橫截面圖；圖5是具有后緣延伸部的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的備選實(shí)施例的部分透視圖和橫截面圖；圖6是具有后緣延伸部的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的另一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖和橫截面圖；以及圖7是具有后緣延伸部的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的又一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖和橫截面圖。附圖標(biāo)記列表
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片組件，所述風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片組件包括 轉(zhuǎn)子葉片，所述轉(zhuǎn)子葉片具有壓力側(cè)殼體構(gòu)件、吸力側(cè)殼體構(gòu)件、前緣、和后緣，所述轉(zhuǎn)子葉片在尖端與根部之間沿大體展向方向延伸； 邊緣延伸部，所述邊緣延伸部沿所述后緣連接，所述邊緣延伸部包括 第一條構(gòu)件，所述第一條構(gòu)件具有連接至所述壓力側(cè)殼體構(gòu)件的展向連接部段； 第二條構(gòu)件，所述第二條構(gòu)件具有連接至所述吸力側(cè)殼體構(gòu)件的展向連接部段；所述第一條構(gòu)件和所述第二條構(gòu)件中的每一個(gè)都具有外側(cè)邊緣和弦向突出超過所述后緣的延伸部段；并且 所述延伸部段沿所述第一條構(gòu)件和所述第二條構(gòu)件的展向長(zhǎng)度在所述后緣的外側(cè)彼此粘合連接，所述外側(cè)邊緣限定了所述邊緣延伸部的粘合粘結(jié)的封閉邊緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片組件，其特征在于，所述第一條構(gòu)件和所述第二條構(gòu)件包括背粘帶條。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片組件，其特征在于，所述第一條構(gòu)件和所述第二條構(gòu)件沿所述延伸部段彼此直接粘合而無需介入結(jié)構(gòu)部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片組件，其特征在于，所述葉片組件進(jìn)一步包括加固條構(gòu)件，所述加固條構(gòu)件沿所述延伸部段布置在所述第一條構(gòu)件與所述第二條構(gòu)件之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的葉片組件，其特征在于，所述加固條構(gòu)件粘合連接至所述第一條構(gòu)件和所述第二條構(gòu)件并且與所述后緣分開。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的葉片組件，其特征在于，所述加固條構(gòu)件沿所述后緣連接至所述壓力側(cè)或所述吸力側(cè)中的一個(gè)或兩個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的葉片組件，其特征在于，所述加固條進(jìn)一步包括沿其內(nèi)側(cè)邊緣隔開的多個(gè)壓力側(cè)連接凸臺(tái)和吸力側(cè)連接凸臺(tái)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的葉片組件，其特征在于，所述加固條包括纖維增強(qiáng)材料，其中所述材料中的纖維相對(duì)于所述邊緣延伸部的外側(cè)邊緣以大體45°的角度定向。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片組件，其特征在于，所述葉片組件進(jìn)一步包括被限定在所述延伸部段中的降噪結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
10.一種用于形成風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片上的邊緣延伸部的方法，所述轉(zhuǎn)子葉片具有壓力側(cè)殼體構(gòu)件、吸力側(cè)殼體構(gòu)件、前緣、和后緣，所述轉(zhuǎn)子葉片在尖端與根部之間沿大體展向方向延伸，所述方法包括以下步驟 沿所述葉片的所述后緣將第一條構(gòu)件連接至所述壓力側(cè)殼體構(gòu)件，使得第一帶構(gòu)件的展向部段限定了弦向延伸超過所述后緣的延伸部段； 沿所述葉片的所述后緣將第二條構(gòu)件連接至所述吸力側(cè)殼體構(gòu)件，使得第二帶構(gòu)件的展向部段限定了弦向延伸超過所述后緣的延伸部段； 將所述第一條構(gòu)件和所述第二條構(gòu)件的相應(yīng)的延伸部段粘合連接在一起，使得所述延伸部段的外側(cè)邊緣限定了粘結(jié)封閉邊緣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一條構(gòu)件和所述第二條構(gòu)件以背粘帶條的形式應(yīng)用于所述壓力側(cè)殼體構(gòu)件和所述吸力側(cè)殼體構(gòu)件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括沿所述延伸部段將所述第一條構(gòu)件和所述第二條構(gòu)件直接彼此粘合而無需介入結(jié)構(gòu)部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括將加固構(gòu)件放置在所述第一條構(gòu)件與所述第二條構(gòu)件之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括對(duì)所述粘結(jié)封閉邊緣進(jìn)行修整，以沿所述邊緣延伸部實(shí)現(xiàn)期望的外側(cè)邊緣輪廓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述修整包括修剪所述延伸部段的一部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括沿所述延伸部段設(shè)置降噪結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述降噪結(jié)構(gòu)構(gòu)件在將所述條構(gòu)件連接至所述轉(zhuǎn)子葉片之前被限定在所述第一條構(gòu)件和所述第二條構(gòu)件中。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述第一條構(gòu)件和所述第二條構(gòu)件連接至所述轉(zhuǎn)子葉片之后將所述降噪結(jié)構(gòu)構(gòu)件限定在所述延伸部段中。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括沿所述延伸部段的所述外側(cè)邊緣限定鋸齒形外形。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括在風(fēng)力渦輪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)將所述第一條構(gòu)件和所述第二條構(gòu)件連接至所述轉(zhuǎn)子葉片。
全文摘要
本發(fā)明涉及并公開一種風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片組件，該風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片組件包括轉(zhuǎn)子葉片，該轉(zhuǎn)子葉片具有壓力側(cè)、吸力側(cè)、前緣、和后緣，該轉(zhuǎn)子葉片在尖端與根部之間沿大體展向方向延伸。邊緣延伸部沿后緣連接并且包括第一條構(gòu)件，第一條構(gòu)件具有連接至壓力側(cè)的展向連接部段；以及第二條構(gòu)件，第二條構(gòu)件具有連接至吸力側(cè)的展向連接部段。第一條構(gòu)件和第二條構(gòu)件中的每一個(gè)都具有外側(cè)邊緣和弦向突出超過后緣的延伸部段。該延伸部段沿第一條構(gòu)件和第二條構(gòu)件的展向長(zhǎng)度在后緣的外側(cè)彼此粘合連接，并且限定了邊緣延伸部的粘合粘結(jié)的封閉邊緣。還提供了一種用于形成風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片上的邊緣延伸部的方法。
文檔編號(hào)F03D1/06GK103061966SQ20121040079
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者B.貝吉帕利, S.赫爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司