[发明专利]具有后缘延伸部的风力涡轮机转子叶片以及连接方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及风力涡轮机转子叶片，并且更具体地涉及用于风力涡轮机转子的后缘延伸部。

背景技术

风能被认为是目前可获得的最清洁、最具环境友善性的能源之一，并且风力涡轮机在这方面已不断获得关注。现代的风力涡轮机典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱、以及一个或多个转子叶片。转子叶片利用已知的翼型原理捕获风的动能。转子叶片对呈旋转能量形式的动能进行传递以使轴转动，该轴将转子叶片联接至齿轮箱，或者如果未使用齿轮箱，则将转子叶片直接联接至发电机。发电机接着将机械能转化为可以配置于公用电网的电能。

风力涡轮机叶片大体设计成用于最佳风速，并且因此在处于其它风速时效率较低。先前对增大用于涡轮机叶片的风速的有效范围的尝试涉及这样的系统：所述系统能够通过尤其是沿叶片的后缘增加主动或被动的附属物、襟翼、或者连接至叶片的其它控制表面来修改或改变叶片的空气动力学外形。

此外，对现代风力涡轮机的持续担心是涡轮机操作期间所发出的噪声，对较大的风力涡轮机而言这种噪声是相当大的。噪声的一个分量是在叶片上方移动的边界层空气与叶片的后缘相互作用的结果。较大的后缘厚度所产生的噪声水平较大是公认的。将后缘件连接至现有叶片能够降低由叶片所发出的噪声是众所周知的。

无论其预期功能如何，现有的后缘延伸部大体预形成为具有用于特定叶片尺寸的具体的大小和轮廓。因此，这些延伸部的制造成本相对较高并且必须能够获得不同尺寸的延伸部的库存。一旦装置被连接，就不能进一步改变形状或轮廓。用于将这些装置连接至现有叶片的过程是繁琐和耗时的，并且增加了风力涡轮机产能的总体成本。

因此，改进的用于风力涡轮机叶片的后缘延伸部和相关的连接方法将是期望的。

发明内容

本发明的各个方面以及优点将会在下文的描述中进行部分阐述，或者是通过描述可以显而易见的，或者是可以通过实施本发明而学到。

在一个实施例中，提供一种风力涡轮机转子叶片组件并且该风力涡轮机转子叶片组件包括转子叶片，该转子叶片具有压力侧壳体构件、吸力侧壳体构件、前缘、和后缘，该转子叶片在尖端部分与叶片根部之间沿大体展向方向延伸。边缘延伸部沿后缘连接并且包括：第一条构件，第一条构件具有连接至压力侧壳体构件的展向连接部段；以及第二条构件，第二条构件具有连接至吸力侧壳体构件的展向连接部段。第一条构件和第二条构件中的每一个都具有外侧边缘和弦向延伸超过后缘的延伸部段。该延伸部段沿第一条构件和第二条构件的展向长度在后缘的外侧彼此粘合连接，条构件的外侧边缘限定了后缘延伸部的粘合粘结的封闭边缘。

第一条构件和第二条构件可以是相同材料或者不同材料的组合。在特定实施例中，条构件是沿叶片的后缘柔韧并且一致的背粘带条。可以供给例如呈带卷形式的带条，其中从卷测量和切割条。根据例如叶片尺寸、材料的可加工性和硬度、应用于叶片表面的方便度等因素的任何组合，带条可以具有任何期望的厚度和宽度。

第一条构件和第二条构件可以沿延伸部段直接彼此粘合而无需介入结构部件。然而，在其它实施例中，可能期望沿延伸部段包括第一条构件与第二条构件之间的加固条构件。该加固条构件例如可以是能够使边缘延伸部具有期望的最终程度的硬度而不会不利地造成重量增加的复合材料和塑料材料。

对于包括加固条构件的实施例而言，该构件可以粘合连接至第一条构件和第二条构件并且与后缘分开。例如，加固条可以是在将条构件粘合联接在一起之前被放置在第一条构件和第二条构件的延伸部段之间的单个或双侧粘合条。在备选实施例中，加固条构件可以包括沿其内侧边缘隔开并且直接连接至叶片的压力侧壳体构件和吸力侧壳体构件的多个压力侧连接凸台和吸力侧连接凸台。

在某些实施例中，任何形式的降噪结构构件或特征都可以被限定在延伸部段中。例如，锯齿部可以沿延伸部段的外侧边缘被限定。

本发明还包括用于形成风力涡轮机转子叶片上的边缘延伸部的各种方法实施例，其中转子叶片具有压力侧壳体构件、吸力侧壳体构件、前缘、和后缘，转子叶片在尖端与根部之间沿大体展向方向延伸。该方法包括以下步骤：沿叶片的后缘将第一条构件连接至压力侧壳体构件，使得第一带构件的展向部段限定了弦向突出超过后缘的延伸部段；以及沿叶片的后缘将第二条构件连接至吸力侧壳体构件，使得第二带构件的展向部段限定了弦向突出超过后缘的延伸部段。第一条构件和第二条构件的相应的延伸部段（直接或间接地）粘合连接在一起，使得延伸部段的外侧边缘限定了粘结封闭边缘。