CN102834605A - 风力发电装置的转子叶片及风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种风力发电装置的转子叶片包括转子叶片主体(12)，所述转子叶片主体(12)开设有空腔(16)，所述转子叶片本体(12)包括用于排空空腔(16)的渗透部(18)，功能件(14)与所述转子叶片本体(12)可移动连接，并且，所述功能件(12)设于所述渗透部(18)上。所述功能件(14)在闭合位置与打开位置之间平移移动。上述风力发电装置的转子叶片可以防止阻碍排水，提高了转子叶片的排水能力，并且降低了噪音。

Description

风力发电装置的转子叶片及风力发电装置
技术领域
本发明涉及一种风力发电装置的转子叶片。
背景技术
目前，风力发电机包括转子叶片，通常转子叶片的长度要求达到40米甚至更长。为了达到这个目的，转子叶片通常为半壳结构，并且半壳结构至少部分为中空的。由于露水或空气湿气的直接进入，液态水会存积在转子叶片的空腔内。尤其在冬季的时候，这些液态水结冰或者遭受闪电的时候突然汽化，损坏转子叶片。例如，在DE102004028917A1中，在转子叶片的尖端开有排水孔，积水可以通过排水孔排出。
但是，则由于转子叶片的运转速度较高，随着上述转子叶片的排水孔越来越大，则排水孔形成的噪音也越来越大。并且，如果排水孔较小，则一些小颗粒状的脏物会容易堵塞排水孔。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够提高排水能力防止堵塞排水孔，并且能够降低噪音的风力发电装置的转子叶片。
本发明可以根据权利要求1可以解决上述问题。从属权利要求可以得到本发明的优选的实施例。
附图说明
结合以下附图对本发明进行细节说明：
图1为本发明的转子叶片的结构示意图。
图1为本发明的风力发电装置的转子叶片处于打开位置状态时的示意图，本发明以图1进行举例说明。转子叶片10包括转子叶片本体12和功能件14。转子叶片本体12开设有空腔16，转子叶片本体12包括渗透部18，在打开位置时，渗透部18设于空腔16上，以使转子叶片主体12与外界环境相连通。功能件14与处于打开位置的转子叶片主体12具有一定的距离，并且渗透部18为打开状态，渗透部18与转子叶片主体12的空腔16连通，使转子叶片主体12与外界环境可连通。功能件14与转子叶片主体12连接，并且位于转子叶片主体12内的控制设备控制功能件14，控制设备为导向件20与操纵杆22的形式，并且在空腔16内通过轴承26支撑连接。因此，功能件14沿转子叶片主体12的径向运动，则功能件14仅仅通过平移就可以实现在打开位置与闭合位置之间转换。伺服机构24与操纵杆22连接，则操纵杆22控制功能件14的平移运动，伺服机构24在图中仅仅为示意。伺服机构24提供功能件14平移运动的动力，这在风力发电装置的运行的过程中是不可或缺的。并且，伺服机构24提供必要的作用力，使风力发电装置的功能件14保持在闭合位置上。
元件标号列表：
转子叶片10；转子叶片主体12；功能件14；空腔16；渗透部18；导向件20；操纵杆22；伺服机构24；轴承26。
具体实施方式
本发明的风力发电装置的转子叶片包括转子叶片本体，所述转子叶片本体开设有空腔，所述转子叶片本体包括用于排空空腔的渗透部和功能件。所述功能件与转子叶片本体可移动连接，并且，功能件设于渗透部上。在本发明中，功能件在闭合位置与打开位置之间平移移动。功能件能够仅仅通过平移，实现在闭合位置与打开位置之间转换。
在本发明中，功能件设于转子叶片上，在闭合位置的时候，渗透部密封空腔，或者渗透部覆盖空腔。在打开位置的时候，功能件被移动，使渗透件为非覆盖或非闭合，或者部分覆盖或部分闭合。因此，功能件可以被设计为实心的，例如，功能件开设有凹槽，不开设有收容腔，或者，功能件可以设计成能够包围收容腔的结构。因此，在闭合位置时，功能件与转子叶片连接，使功能件的收容腔与转子叶片的空腔相连通。功能件能够从闭合位置平滑地转移到开合位置。功能件的位置转移仅仅是通过功能件沿转子叶片主体的径向进行平移实现的，避免功能件在转子叶片的轴向上发生旋转或是转子叶片主体旋转。在打开位置上时，功能件至少可以使渗透部部分打开，以使水或其他小颗粒能够通过渗透部从转子叶片的空腔内排出。
在本发明中的转子叶片中，渗透部开有一个较大的开口，可以提高转子叶片的排水能力。当风力发电装置正常工作的时候，渗透部的开口被功能件密封或者覆盖。所以，除了在功能件位于打开位置的时候，渗透部不会直接暴露在空气气流中，使转子叶片能够避免由于渗透部的开口产生噪音。当风力发电装置在维修或是运行的过程中，较大的开口能够保证落入转子叶片的空腔内的杂物或小颗粒物能够比较容易的从空腔内排出，防止阻塞渗透部。因此，可以防止由于积水结冰或是积水受到闪电突然汽化，使转子叶片损坏。并且，功能件仅仅依靠平移运动，实现从闭合位置到打开位置的转换，避免功能件发生旋转。因此，流入功能件的气流角度不会发生明显变化，且气流对转子叶片的空气动力方面的影响非常微弱。当风力发电装置的转子叶片减速的时候，可以防止风力发电装置的转子叶片的性能发生重大变化。
优选地，渗透部设于转子叶片的径向外表面。当风力发电装置工作的时候，由于积水、杂物、小颗粒受到径向离心力的作用，会在空腔内沿径向移动。因此，渗透部能够更好地将积水、杂物、小颗粒排到转子叶片本体的外侧。
在本发明一优选的实施方式中，渗透部设于转子叶片的一端，且位于转子叶片的径向外表面上，且位于转子叶片本体的径向的横截面上。因此，渗透部可以位于转子叶片本体的径向的垂直面上，例如，渗透部可以位于转子叶片本体的横截面上。渗透部设于转子叶片本体的末端，且位于末端的径向外表面上，渗透部沿纵向方向设置于的横截面上，则一个完整的可以排出空腔内积水的转子叶片形成。
在优选的实施方式中，功能件的形状为转子叶片的尖端的形状，在闭合位置的时候，功能件的表面与转子叶片本体的外表面的齐平安装。由于渗透部的位于转子叶片本体的末端的外侧，方便排空空腔内的存积物，并且由于功能件的形状为转子叶片的尖端的形状，在正常工作状态下，功能件能够覆盖渗透部，因此在设计转子叶片本体的径向末端的时候不必考虑空气动力学方面的因素。具体地，由于空气动力学的影响，功能件可以设计成与转子叶片本体可移动连接的转子叶片尖端。例如，为了防止风力发电装置形成的旋涡，使该风力发电装置的性能损坏。在闭合位置的时候，由于功能件的表面与转子叶片本体的外表面的齐平安装，可以保证转子叶片主体与功能件顺利的连接成一体，避免由于空气动力学方面的干扰而影响风力发电设备的性能。在打开位置时，转子叶片主体和/或功能件的表面设计成有利于空气流动的结构，可以减小由于气流涡流引起的噪音。上述具有转子叶片尖端形状的功能件。功能件开设有收容腔，在闭合位置时，功能件的收容腔与转子叶片本体的空腔齐高设置，功能件覆盖密封转子叶片本体。
进一步，功能件通过控制设备控制。例如，为了排水需要，功能件可以选择性地设于渗透部的开口处。在渗透部被再次关闭之前，渗透部可以在一段时间内保持打开位置。为了这个目的，控制设备通过一伺服机构与功能件连接。例如，当风力发电装置工作的时候，伺服机构产生一定的作用力使功能件处于闭合位置。伺服机构同样可以产生一定的作用力使功能件从闭合位置转移到打开位置。在风力发电装置运行中，无论是转子叶片转动还是不转动的时候，伺服机构都可以产生一定的作用力。当风力发电设备处于微风或是空转的状态下，功能件向下朝向地面，控制设备可以控制风力发电机的运行，并且控制设备可以控制功能件打开。伺服机构产生的作用力通过控制设备传导到功能件上，使功能件能够平移。控制设备可以为液压装置和/或气压装置。可以理解，控制设备还可以为其他电子和/或机械设备，例如绳绞车。绳绞车沿转子叶片的径向对功能件有向里的牵引力，并且绳绞车可以变向180°，使功能件受到沿转子叶片的径向向外的拉力。因此，功能件可以在打开位置转换到闭合位置之间平移移动。例如，当风力发电装置在运行的时候，功能件由于受到离心力的作用，则功能件从闭合位置转移到打开位置处。控制设备可以通过弹簧与功能件连接，该弹簧对功能件有一径向向里的作用力，通过这个作用力可以保证功能件重新处于和/或持续处于闭合位置上。进一步地，控制设备可以由导电材料制成，例如金属材料，当控制设备接地使用，可以防止雷击。
在本发明的优选实施例中，控制设备为操纵杆。为达到控制的目的，操纵杆可以为单节或是多节。操纵杆连接功能件和伺服机构，该伺服机构产生移动功能件的驱动力。这样具有以下优点，通过简单的机械结构，就可以使伺服机构产生的作用力传输到功能件上，并通过该作用力使功能件转移到打开位置，也可以使功能件转移到闭合位置。为达到这个目的，操纵杆有利于使伺服机构能够位于转子叶片内且远离转子叶片的尖端的位置上。在这种情况下，转子叶片在动态力的作用下，可以减轻伺服机构的质量。控制设备可以由导电材料制成，例如金属材料，当控制设备接地使用时，可以防止雷击。
在本发明的优选实施例中，功能件可以为接地的导电元件。以这种方式的，例如，则功能件可以为金属铸件或是打磨形成的金属元件。通过功能件与避雷针连接，使功能件能够接地，转子叶片甚至风力发电装置不仅可以较安全地储存电能，并且可以防止遭受闪电的破坏。
进一步地，在本发明的优选实施例中，功能件可以由复合塑料制成。以这种方式制成的功能件的重量较轻，并且具有一定的承担负荷的能力。由于功能件的重量减轻，则功能件作用在转子叶片上的动态力可以减小。具有导电性能的材料掺杂在复合塑料中，当功能件接地使用时，可以防止雷击。
进一步地，在本发明的优选实施例中，功能件通过插入安装件实现可移动连接，插入安装件与转子叶片本体的空腔相匹配，并且插入安装件收容于与空腔内，插入安装件刚好放入到空腔内，密封空腔。该插入安装件能插入安装在转子叶片本体的空腔内，则插入安装件与转子叶片主体连接。以这种方式，可以使传统的转子叶片的功能件变化为可移动连接。去掉传统转子叶片的尖端，并且使插入功能件能够插入安装在转子叶片本体的空腔内，则功能件通过插入安装件与转子叶片密封连接，通过这种方式，可以使功能件实现平移移动。
本发明还提供一种风力发电装置，该风力发电装置包括至少一个如权利要求1～9任意一项所述的风力发电装置的转子叶片。该转子叶片为以上所述的转子叶片的设计。通过上述转子叶片，本发明提供的风力发电装置能够减少噪音，并且能够防止阻碍排水。

Claims (10)

1.一种风力发电装置的转子叶片，包括：
转子叶片本体(12)，开设有空腔(16)，所述转子叶片本体(12)包括用于排空空腔(16)的渗透部(18)，
功能件(14)，与所述转子叶片本体(12)可移动连接，并且，所述功能件(12)设于所述渗透部(18)上，其特征在于，
所述功能件(14)在闭合位置与打开位置之间平移移动。
2.根据权利要求1所述的风力发电装置的转子叶片，其特征在于，所述渗透部(18)设置于所述转子叶片本体(12)的径向外表面。
3.根据权利要求1或2所述的风力发电装置的转子叶片，其特征在于，所述渗透部(18)设于所述转子叶片本体(12)的末端，且位于所述转子叶片主体的径向外表面，且位于所述转子叶片本体(12)的径向的横截面上。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的风力发电装置的转子叶片，其特征在于，所述功能件(14)的形状为所述转子叶片(10)的尖端的形状，在闭合位置的时候，所述功能件(14)的表面与所述转子叶片本体(12)的外表面的齐平安装。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的风力发电装置的转子叶片，其特征在于，所述功能件(14)通过控制设备控制。
6.根据权利要求5所述的风力发电装置的转子叶片，其特征在于，所述控制设备为操纵杆(22)。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的风力发电装置的转子叶片，其特征在于，所述功能件(14)具有导电性，并且所述功能件(14)接地。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的风力发电装置的转子叶片，其特征在于，所述功能件(14)由复合塑料制成。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的风力发电装置的转子叶片，其特征在于，所述功能件(14)通过插入安装件实现可移动连接，所述插入安装件与所述转子叶片本体(12)的空腔(16)相匹配，并且所述插入安装件收容于所述空腔(16)内。
10.一种风力发电装置，包括：至少一个如权利要求1～9任意一项所述的风力发电装置的转子叶片(10)。
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