用於風力機轉子葉片的葉尖小翼的製作方法

2023-12-09 07:19:26

專利名稱：用於風力機轉子葉片的葉尖小翼的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及用於風力機的轉子葉片，更確切地說，涉及用於風力機轉子葉片的葉尖小翼。
背景技術：
風能被認為是目前可用的最清潔、最環保的能源，因此風力機受到了越來越多的關注。現代風力機通常包括塔筒、發電機、齒輪箱、機艙以及一個或多個轉子葉片。轉子葉片使用已知的機翼原理捕獲風的動能，並通過轉動能傳輸動能來驅動一個軸，所述軸將轉子葉片連接到齒輪箱，如果未使用齒輪箱，則直接連接到發電機。然後，發電機將機械能轉換為可以應用到電網中的電能。要保證風能仍為可用的能源，必須通過修改風力機的大小、配置和能力來提高能源輸出。一個此類修改是在每個風力機轉子葉片的葉尖添加翼梢裝置，例如葉尖小翼。通常，葉尖小翼可用於提高風力機的整體效率和性能。例如，葉尖小翼可降低轉子葉片葉尖處產生的翼展向氣流，從而減少轉子葉片上的誘導阻力。葉尖小翼還可安裝在轉子葉片上以減少風力機的整體直徑從而使負載為最小，並減少葉片產生的噪音。此外，葉尖小翼還可提高風力機的風能利用係數，從而減少風力機產生的能源的成本。但是，傳統的葉尖小翼可能具有多種缺點。例如，傳統的葉尖小翼通常附著於轉子葉片，以致葉尖小翼與轉子葉片之間形成尖角。這些尖銳的角可能會，例如，增加葉尖小翼與轉子葉片之間的交叉處的阻力，並可能因此削弱使用葉尖小翼預期帶來的優勢，例如性能提高。此外，傳統已知的混合葉尖小翼雖然據稱可減少葉尖小翼與轉子葉片交叉處的阻力，但可能僅提供最小的性能優勢。因此，可能需要用於風力機中的轉子葉片的改良葉尖小翼。例如，減少葉尖小翼與轉子葉片交叉處的阻力同時提高轉子葉片性能的葉尖小翼會很有幫助。

發明內容
以下說明將部分闡明本發明的各方面內容和優點，或者，這些方面和優點在說明中可能是顯而易見的，或者在通過實踐本發明能夠推導出。在一個實施例中揭示用於風力機的轉子葉片。轉子葉片包括葉根、葉尖以及從葉根延伸的葉身，葉身包括在前緣與後緣之間延伸的壓力側和吸入側。轉子葉片進一步包括在葉身與葉尖之間延伸的葉尖小翼，葉尖小翼包括在前緣與後緣之間延伸的壓力側和吸入側。葉尖小翼進一步包括過渡段，並界定高度、掠角、外傾角和扭曲角。掠角、外傾角和扭曲角在整個過渡段上連續變化。在另一實施例中揭示了一種風力機，包括多個轉子葉片，所述多個轉子葉片中的至少一個包括葉根；葉尖；從所述葉根延伸的葉身，所述葉身包括在前緣與後緣之間延伸的壓力側和吸入側；以及在所述葉身與所述葉尖之間延伸的葉尖小翼，所述葉尖小翼包括在前緣與後緣之間延伸的壓力側和吸入側，所述葉尖小翼進一步包括過渡段並界定高度、掠角、外傾角以及扭曲角，其中，所述掠角、所述外傾角和所述扭曲角在整個所述過渡段上
連續變化。其中，所述過渡段的所述最大掠角在約0度至約80度之間的範圍內；所述掠角在整個所述過渡段上朝所述葉尖連續減小；所述過渡段的所述最大外傾角在約5度至約135 度之間的範圍內；所述外傾角在整個所述過渡段上朝所述葉尖連續增大。參考以下具體說明和所附權利要求書可以更深入地了解本發明的這些以及其他特點、方面和優點。所隨附圖包括在本說明書內並構成本說明書的一個部分，顯示了本發明的各個實施例，且與具體說明一起用於解釋本發明的原理。


本說明書參考附圖，針對所屬領域一般技術人員，完整且可實現地詳細披露了本發明，包括其最佳實施例。其中圖1是本發明的風力機的一個實施例的透視圖；圖2是本發明的轉子葉片的一個實施例的透視圖；圖3是本發明的轉子葉片的另一個實施例的透視圖；圖4是本發明的轉子葉片的一個實施例的後視圖；圖5是本發明的轉子葉片的一個實施例的側視圖；以及圖6是本發明的轉子葉片的一個實施例沿圖2線6-6的上視截面圖。元件符號列表
權利要求
1.一種用於風機(10)的轉子葉片(16)，所述轉子葉片(16)包括葉根(20)；葉尖(22)；從所述葉根(20)延伸的葉身(M)，所述葉身(24)包括在前緣(36)與後緣(38)之間延伸的壓力側(32)和吸入側(34)；以及在所述葉身04)與所述葉尖02)之間延伸的葉尖小翼(40)，所述葉尖小翼00)包括在前緣G6)與後緣08)之間延伸的壓力側G2)和吸入側(44)，所述葉尖小翼00)進一步包括過渡段(54)並界定高度(52)、掠角(62)、外傾角(64)和扭曲角(68)，其中，所述掠角(62)、所述外傾角(64)和所述扭曲角(68)在整個所述過渡段(54)上連續變化。
2.根據權利要求1所述的轉子葉片(16)，其特徵在於所述過渡段(54)的最大掠角 (62)在約O度至約80度之間。
3.根據權利要求1所述的轉子葉片(16)，其特徵在於所述過渡段(54)的最大掠角 (62)在約30度至約80度之間。
4.根據權利要求1所述的轉子葉片(16)，其特徵在於所述過渡段(54)的最大掠角 (62)在約45度至約65度之間。
5.根據權利要求1至4中任一權利要求所述的轉子葉片(16)，其特徵在於所述掠角 (62)在整個所述過渡段(54)上朝所述葉尖0 連續減小。
6.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的轉子葉片(16)，其特徵在於所述過渡段(54)的最大外傾角(64)在約5度至約135度之間。
7.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的轉子葉片(16)，其特徵在於所述過渡段(54)的最大外傾角(64)在約5度至約90度之間。
8.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的轉子葉片(16)，其特徵在於所述過渡段(54)的最大外傾角(64)在約40度至約65度之間。
9.根據權利要求1至8中任一權利要求所述的轉子葉片(16)，其特徵在於所述外傾角(64)在整個所述過渡段(54)上朝所述葉尖0 連續增大。
10.根據權利要求1至9中任一權利要求所述的轉子葉片(16)，其特徵在於所述扭曲角(68)向所述葉尖02)處的最小扭曲角(68)連續變化，所述最小扭曲角(68)在約-0. 1 度至約-10度之間。
11.根據權利要求1至9中任一權利要求所述的轉子葉片(16)，其特徵在於所述扭曲角(68)向所述梢02)處的最大扭曲角(68)連續變化，所述最大扭曲角(68)在約0. 1度至約15度之間。
12.根據權利要求1至11中任一權利要求所述的轉子葉片(16)，所述葉尖小翼00) 進一步包括置於所述葉身04)與所述過渡段(54)之間的葉身側段(56)。
13.根據權利要求1至12中任一權利要求所述的轉子葉片(16)，所述葉尖小翼00) 進一步包括置於所述過渡段(54)與所述葉尖0 之間的葉尖側段(58)。
14.一種用於風機(10)的轉子葉片(16)，所述轉子葉片(16)包括葉根(20)；葉尖(22)；從所述葉根(20)延伸的葉身(M)，所述葉身(24)包括在前緣(36)與後緣(38)之間延伸的壓力側(32)和吸入側(34)；以及在所述葉身04)與所述葉尖02)之間延伸的葉尖小翼(40)，所述葉尖小翼00)包括在前緣G6)與後緣08)之間延伸的壓力側G2)和吸入側(44)，所述葉尖小翼00)進一步包括過渡段(54)並界定高度(52)、掠角(62)、外傾角(64)和扭曲角(68)，其中所述掠角(6 在整個所述過渡段(54)上朝所述葉尖0 連續減小且所述外傾角(64)在整個所述過渡段(54)上朝所述葉尖0 連續增大。
15.根據權利要求14所述的轉子葉片(16)，其特徵在於所述扭曲角(68)在整個所述過渡段(54)上連續變化。
全文摘要
本發明揭示一種用於風力機的轉子葉片。所述轉子葉片包括葉根、葉尖以及從所述葉根延伸的葉身，所述葉身包括在前緣與後緣之間延伸的壓力側和吸入側。所述轉子葉片進一步包括在所述葉身與所述葉尖之間延伸的葉尖小翼，所述葉尖小翼包括在前緣與後緣之間延伸的壓力側和吸入側。所述葉尖小翼進一步包括過渡段，並界定高度、掠角、外傾角和扭曲角。所述掠角、所述外傾角和所述扭曲角在整個所述過渡段上連續變化。
文檔編號F03D1/06GK102465829SQ20111037872
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月14日 優先權日2010年11月16日
發明者B·納努庫坦, E·Vsj安朱裡, 王京 申請人:通用電氣公司