[发明专利]风力涡轮机叶片

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机叶片，特别涉及一种部分变桨距风力涡轮机叶片。

背景技术

风力涡轮机叶片通常包括翼型，该翼型具有相对圆形的前缘和相对窄的尾缘，该叶片具有吸力侧（曝露于相对低的气压）和压力侧（曝露于相对高的气压）。

在斯科尔特·瓦辛克（Scholte-Wassink）转让给GE能源（GE Energy）的美国专利申请号US 2009/0148285公开了一种具有多片段叶片的风力涡轮机，其中，外片段可相对内片断俯仰。美国专利No.5263846中公开了一种用于飞机机翼的桨距控制组件。

图1示出了部分变桨距风力涡轮机叶片的放大的俯仰连接位片段。部分变桨距分力涡轮机叶片100包括在俯仰连接位通过桨距系统106联接在一起的内叶片段102和外叶片段104。通过桨距系统106的转动，外叶片段104可相对于内叶片段102俯仰。通过俯仰外叶片段104进入或远离涡轮机处的风的方向，外叶片段104的桨距角可控制，以调节风力涡轮机的运转。

参见图2，造成叶片性能的效率损失的部分变桨距叶片的一个特征是，沿着叶片的纵轴凸出时，邻近的叶片段的尾缘之间的产生的间隙。图2中，内、外叶片段段102，104具有共同的前缘108，和各自的尾缘110a，110b，整个叶片100的压力侧用112表示，整个叶片100的吸力侧用114表示。当外叶片段104相对于内叶片段102俯仰时，沿着叶片100的长度方向可见，两个尾缘110a，110b之间的总体叶片翼型中形成间隙（用116表示）。

由于间隙116意味着外叶片段104的压力侧和邻近的内叶片段102的吸力侧之间没有障碍物，该尾缘间隙116的出现导致从叶片100的压力侧112至吸力侧114的空气泄露。

弗里伯格（Friberg）转让给麦克唐纳道格拉斯（McDonnel Douglas）公司的美国专利US 5518210中公开了飞机机翼的邻近部分之间间隙的封合。D1描述了一种机翼，其中，封板附接于翼型，使得偏转副翼产生的流向间隙被覆盖。通过表面和翼型之间的间隙防止气流泄露，降低了空气动力学阻力，提高了飞行效率。

本发明的目的是提供一种部分变桨距叶片设计，在风力涡轮机运行中，降低了这种尾缘间隙的负面影响。

发明内容

因此，提供一种至少35米长的部分变桨距风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片具有空气动力学翼型，该翼型具有前缘和尾缘，该风力涡轮机叶片包括：

内叶片段；和

外叶片段，

该内叶片段和外叶片段在俯仰连接位处联接，使得外叶片段可相对于内叶片段俯仰，其中，风力涡轮机叶片包括设于所述俯仰连接位处的截平的翼型，其中，该截平的翼型设于尾缘处。

俯仰连接位处的截平的翼型，用于缩小或防止内、外叶片段的尾缘之间的间隙的形成，当沿着叶片翼型的纵向方向看时，是指尾缘间隙。当一个叶片段的压力侧的表面相交于另一个叶片段的吸力侧表面时，产生这种间隙，因此，当沿着叶片的纵向方向看时，在邻近的叶片段的尾缘之间形成间隙。防止这种尾缘间隙的形成，阻止了在俯仰连接位处产生漩涡，并且防止由于间隙的出现，从叶片的压力侧至叶片的吸力侧的空气泄漏。

例如，设置所述截平的翼型，使得，当沿着叶片的纵轴凸出时，对于大于预定角度的外叶片段的桨距角，第一个所述叶片段的压力侧的表面相交于第二个所述叶片段的吸力侧的表面，对于低于所述预定角度的桨距角，防止叶片段的尾缘之间的俯仰连接位处形成尾缘间隙。设定俯仰连接位处的截平部的尺寸，使得对于起初的预定范围的桨距角，可防止形成尾缘间隙或翼型间隙。如果这种预定范围的桨距角覆盖了涡轮机在可预测的风力条件下的最有可能的桨距角，则对于风力涡轮机产生的大多数总能量而言，出现在尾缘间隙的低效不会发生，该低效是由于尖端损失等等而产生。

典型地，所述预定桨距角在4至12度之间，例如，在6至10度，或8度，或大约8度之间。

因此，对于0度的桨距角和预定桨距角之间的角度，例如，8度的俯仰，一个叶片段的表面侧和另一叶片段的压力侧之间没有交叉，这防止了尾缘间隙的形成以及任何相关的漩涡等等。优选地，在任何正的和负的预定桨距角之间，例如，-8度至+8度之间，防止形成尾缘间隙。

例如，所述内叶片段和所述外叶片段包括在所述俯仰连接位处的截平的叶片翼型，所述翼型在其尾缘处截平，其中设置所述截平的尾缘，使得当所述外叶片段相对于所述内叶片段俯仰时，沿着叶片的纵轴凸出的所述外叶片段的截平的尾缘表面相交于内叶片段的截平的尾缘表面。