CN105556115A - 具有波浪形后缘的风力涡轮机叶片 - Google Patents
具有波浪形后缘的风力涡轮机叶片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105556115A CN105556115A CN201480050854.9A CN201480050854A CN105556115A CN 105556115 A CN105556115 A CN 105556115A CN 201480050854 A CN201480050854 A CN 201480050854A CN 105556115 A CN105556115 A CN 105556115A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wind turbine
- trailing edge
- blade
- turbine blade
- continuous side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 11
- 229920003266 Leaf® Polymers 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 11
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 11
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 8
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
- F03D1/0633—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05B2240/31—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape
- F05B2240/311—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape flexible or elastic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2250/00—Geometry
- F05B2250/60—Structure; Surface texture
- F05B2250/61—Structure; Surface texture corrugated
- F05B2250/611—Structure; Surface texture corrugated undulated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/20—Rotors
- F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05D2240/304—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the trailing edge of a rotor blade
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/10—Two-dimensional
- F05D2250/18—Two-dimensional patterned
- F05D2250/184—Two-dimensional patterned sinusoidal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有两片或多片风力涡轮机叶片的风力涡轮机,该风力涡轮机叶片具有至少一个沿叶片长度延伸的连续侧面。该连续侧面可由沿翼弦方向延伸的多个第一凸起元件和第二凸起元件形成。第一元件和第二元件的高度与长度的比率至少为1:1。凸起元件的高度可从后缘向前缘和/或从叶根向尖端逐渐缩小。这使得通过第一元件和第二元件沿边缘方向变形,风力涡轮机叶片产生的应变力增幅减小。这使得应变力连续减小,第一元件和第二元件的厚度更小,从而节省材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力涡轮机,其包括:
-风力涡轮机塔架,其具有顶端;
-机舱,联接至该风力涡轮机塔架的顶端;
-转子轮毂,可转动地安装至该机舱;
-至少一片风力涡轮机叶片,联接至该转子轮毂,其中该风力涡轮机叶片具有空气动力学外形,该空气动力学外形包括确定压力侧的第一表面和确定吸力侧的第二表面,两个表面通过前缘和后缘彼此连接,其中
-沿该风力涡轮机叶片后缘的至少一部分设置两个或多个第一元件,并在两个相邻的第一元件之间设置至少一个第二元件,其中该第一元件和第二元件形成沿该后缘延伸的连续侧面,其中各个元件沿翼弦方向伸向该前缘,各个第一元件以及各个相邻的第二元件确定该连续侧面的一段。
背景技术
众所周知,强化风力涡轮机叶片以承受载荷和应力。这可通过使用相对刚性的、覆盖有层压制件的元件,例如梁或管,或者通过将翼梁帽整合至层压制件的顶部和底部来完成,其中后者可通过将抗剪腹板置于翼梁帽之间来进一步强化。在局部变桨距风力涡轮机叶片或可变桨距风力涡轮机叶片中,最内侧的叶片段或叶片部分通常称为叶片延长器或轮毂延长器。在尝试提高升力并降低此叶片段的阻力时,通常在模具中沿其后缘整合了空气动力学外形。该空气动力学外形形成承载结构,其中由于来风作用在叶片上,特别是现代的大型风力涡轮机叶片,由此产生了大量的动载荷和应力。这会导致层压制件由于侧面的沿边弯曲而弯曲或破裂,特别是在最大弦长的区域。
爱纳康公司提出了对此问题的方案,其中将若干单独的附加元件安装至风力涡轮机叶片的后缘,彼此间隔为2米。若干狭缝切入后缘处的叶片侧面,并且将三角形凸起物覆至每道狭缝。这种设置在相邻凸起物之间形成了相对刚性的叶片侧面,使得应变力集中在各个凸起物上。这意味着凸起物承受较大的应变力,这增大了凸起物或各个凸起物附近的过渡区域失效,例如破裂或折断的风险。
国际专利申请WO2010/141720A2公开了一种风力涡轮机叶片,其具有多个朝向压力侧的大型凸起物,其中这些凸起物的高度可随风力涡轮机叶片的长度而变化。这些凸起物形成大型的刚性侧面,该侧面被设计用于减小风力涡轮机后的气流所产生的尾流效应。这些凸起物并不是设计用于减小随叶片弯曲而在空气动力学外形上产生的应变力。产生于风力涡轮机叶片的应变力集中在各个凸起物上,意味着凸起物的层压制件很可能破裂或折断,尤其是在各个凸起物附近的过渡区域处。
国际专利申请WO2011/029882A2公开了一种具有后缘襟翼的风力涡轮机叶片,该后缘襟翼通过两块可变形嵌板附接至叶片侧面。使用粘合剂,将这两块嵌板附接至叶片侧面的外壳部分、以及置于风力涡轮机叶片内的C型梁。这两块嵌板还粘附在后缘襟翼上。保护膜置于每块嵌板上,并粘附至各个外壳部分以及后缘襟翼。这种设置提供了相对复杂的方案,这需要额外的制造步骤和用于将襟翼附接至截端侧面并进行控制的控制元件。这增加了制造时间和生产成本。而且,嵌板具有波纹状外形,其中波浪沿边缘方向延伸,以允许襟翼转动。这样增加了叶片沿边缘方向的刚度,并且随着叶片沿边缘方向弯曲,增大了层压制件由于应变力而屈曲或断裂的风险。
欧洲专利EP1338793A1公开了一种在后缘具有锯齿状侧面的风力涡轮机叶片。该锯齿形成了相对于后缘的平面内侧面,以减小后缘处产生的噪音和湍流。这种降噪侧面不减小风力涡轮机叶片产生的应变力,因此随着叶片沿边缘方向弯曲,仍然存在层压制件屈曲或断裂的风险。
国际专利申请WO2010/043645A2公开了一种具有多个主动控制襟翼的风力涡轮机叶片,这些襟翼按一定间隔设置在后缘上,其中在相邻襟翼之间可设置弹性材料。如上所述,这种襟翼增加了叶片的复杂度和成本。
发明目的
本发明的目的在于,提供一种风力涡轮机叶片,其改进了上述现有技术中的缺点。
本发明的目的在于,提供一种风力涡轮机叶片,其减小后缘产生的应变力。
本发明的目的在于,提供一种风力涡轮机叶片,其节省材料并降低生产成本。
发明内容
本发明的目的由一种风力涡轮机叶片来实现,其中:
-至少第一元件成型为凸起物,该凸起物从两个表面之一向外伸出,并设置为沿边缘方向变形,其中该第一元件和该第二元件确定各段的长度和高度。
这提供了一种风力涡轮机叶片,其中通过凸起的第一元件的变形,空气动力学外形所承受的应变力增幅减小。随着风力涡轮机叶片至少沿边缘方向弯曲,该凸起的元件设置为从其初始形状开始变形,并且随着风力涡轮机叶片恢复其初始外形,该凸起的元件也恢复其初始形状。该凸起的元件设置为起到波纹的作用,通过这些元件的变形,使得空气动力学外形所产生的应变力被吸收,或至少减小。这些凸起的元件在后缘上形成连续的平面外侧面,随着风力涡轮机叶片沿边缘方向弯曲,该平面外侧面至少沿平面内方向变形。这减小了随着风力涡轮机叶片由于来风而弯曲,层压制件因而屈曲或断裂的风险。
这种设置特别适用于具有连续叶片段的可变桨距风力涡轮机叶片,和/或具有通过变桨距连接件联接至外叶片段的内叶片段的局部变桨距风力涡轮机叶片。该风力涡轮机叶片长度可达40米或更长。
连续侧面由例如为凸起元件的多个第一元件和多个第二元件来确定,这些元件以连续顺序设置。第一元件和第二元件可沿叶片长度确定若干段,例如若干波浪。各段的高度可确定为第一元件的顶点或平面至第二元件的顶点或平面的距离。各段的长度可由第一元件的长度和第二元件的长度来确定。这使得空气动力学外形产生的应变力连续减小,并且偏向的风力涡轮机叶片所承受的平均应变力减小。这进一步减小第一元件和第二元件的厚度,从而节省了材料。
根据一特定实施例,第二元件进一步成型为凸起物,该凸起物从两个表面之一向外伸出,并设置为沿边缘方向变形,其中两个元件的其中之一伸向压力侧,而另一个元件伸向吸力侧。
第一元件可设置为形成向外伸向压力侧的凸起物,第二元件可设置为形成向外伸向吸力侧的凸起物。第一元件和第二元件可设置为形成具有预定幅度即高度、以及预定频率即长度的波纹状后缘。该波纹状边缘可以是正弦状边缘、齿形或锯齿状边缘、梯形边缘或阶梯状边缘。第二元件可以是反向的,使得其从与第一元件相同的一侧向外伸出,反之亦然。这使得凸起元件仅伸向一侧。这样提供了更具弹性的后缘,使得整个后缘上的应变力减小。这还减小了侧面上各个元件的相对变形,以及应变力。
这两种元件可以为对称状、非对称状、或其组合。一个或多个第二元件的形状可不同于一个或多个第一元件。第二元件的幅度和/或频率可不同于,例如大于第一元件的幅度和/或频率。第二元件的形状可以不同,例如比起第一元件的形状,其形成平面元件。这使得连续侧面的结构以及由此第一元件以及第二元件的结构最优化。
根据一实施例,至少第一元件或第二元件的高度从后缘向前缘逐渐缩小,并且/或者沿边缘方向从第一位置向第二位置逐渐缩小。
第一元件和/或第二元件的高度可沿一个或两个方向逐渐缩小。该高度可从后缘向前缘逐渐缩小。这使得这些元件的尺寸和形状至少沿翼弦方向最优化,这是因为,由于风力涡轮机叶片沿边缘方向弯曲,应变力从最大厚度点向后缘增大。该高度可进一步地从第一位置,例如叶根,向第二位置,例如尖端,逐渐缩小。两个或多个第一元件和/或第二元件在后缘的高度可相同,而其他第一元件和/或第二元件的高度可向第二位置逐渐缩小。该高度可从中间位置同时向第一位置和第二位置逐渐缩小。这使得这些元件的尺寸和形状沿边缘方向进一步优化。
在一实施例中,一个或多个第一元件和/或第二元件可相对于翼弦方向成角度地设置,或者这些元件的频率,即长度可从后缘向前缘逐渐缩小。这也使得第一元件和第二元件的结构相对于风力涡轮机叶片的空气动力学外形和尺寸最优化。
根据一实施例,该段的高度和长度的比率至少为1:1。
连续侧面的结构以及由此第一元件和第二元件的结构可根据各段的高度和长度的比率来确定。或者,第一段中的该比率与第二段中的该比率可不同。该比率可至少是1:1,例如1:2、1:5、1:10或其间的任意比值。该比率可至少是1:1,例如2:1、5:1、10:1或其间的任意比值。该比率还可根据所需段的数目、连续侧面的相对长度、和/或风力涡轮机叶片的长度来确定。该比率可沿连续侧面的长度变化,即,一个预定区域的比率不同于至少第二预定区域的比率。该第一元件和/或第二元件的峰至面的幅度或峰至峰的幅度可在2厘米-15厘米之间。
根据一实施例,该连续侧面从第一位置,例如叶根或内叶片端,伸向第二位置,例如尖端或外叶片端。
该连续侧面可从第一位置,例如叶根或内叶片端,伸向第二位置,该第二位置位于距离第一位置预定距离处。第一元件和第二元件可朝叶根设置,例如在确定了风力涡轮机叶片最大弦长的区域内。第二位置可位于距离叶根或内叶片端相对长度0.2-0.4处。或者,第二位置可以是尖端或外叶片端。这使得连续侧面提高了风力涡轮机叶片的空气动力学性能,并实现了更大的最大弦长,而不会增加层压制件屈曲或断裂的风险。
连续侧面可位于具有传统空气动力学外形的可变桨距风力涡轮机叶片的叶根、局部变桨距风力涡轮机叶片的内叶片段的叶根、或局部变桨距风力涡轮机叶片的内叶片端处或其附近。
根据一实施例,该风力涡轮机叶片包括第一外壳部分,该第一外壳部分联接至第二外壳部分,其中该连续侧面联接或整合至至少其中一个外壳部分。
由第一元件和第二元件形成的该连续侧面可设置为后缘延长器,其确定了风力涡轮机叶片的最外后缘。后缘延长器可在制造现场或安装场所,联接至风力涡轮机叶片的截端后缘,例如平的后板。这使得后缘延长器可相对于主叶片元件的后缘来设置,然后联接至主叶片元件。该主叶片元件的横截面形状可为圆形或椭圆形,并且该连续侧面可直接联接至主叶片元件或包覆主叶片元件的层压制件。
由第一元件和第二元件形成的该连续侧面可整合至至少其中一个外壳部分的后缘中。第一元件和第二元件可整合至确定风力涡轮机叶片吸力侧的上外壳部分和/或确定压力侧的下外壳部分。这使得第一元件和第二元件的厚度由外壳部分的厚度来确定,这减小了后缘的厚度。层压制件的厚度可沿该连续侧面的宽度,即弦长一致,或者朝向最外后缘逐渐缩小。其他外壳部分的后缘可以回缩状态联接至,即粘附至延长的外壳部分的内表面。这使得最外后缘的厚度能够进一步减小。
一个或多个支撑元件,例如凸起元件或抗剪腹板,可设置在两个外壳部分内,以在组装时增加风力涡轮机叶片的强度。该支撑元件可联接至或整合至各个外壳部分或多个外壳部分的内表面。该支撑元件可在一端或两端均包括黏接表面,该黏接表面例如位于黏接凸缘上,以将支撑元件粘附至外壳部分。或者,支撑元件可设置在各个外壳部分内,然后当组装风力涡轮机叶片时,其自由端可接合在一起。
根据一实施例,第一连续侧面设置在第一外壳部分上,第二连续侧面设置在第二外壳部分上。
第一元件和第二元件可同时整合至第一外壳部分和第二外壳部分内,使得它们形成第一连续侧面和第二连续侧面。两个连续侧面的后缘可设置为,使得它们形成风力涡轮机叶片的最外后缘。两个连续侧面的后缘可设置为,使得其中一个侧面,例如上侧面,形成最外后缘,而另一个侧面,例如下侧面,相对于最外后缘置于回缩状态。第一侧面的第一元件可对齐第二侧面的第一元件;第二元件也可如此。第二连续侧面的第一元件和第二元件的朝向可以是,使得它们的延伸方向与第一连续侧面的第一元件和第二元件相同。这使得它们在两个侧面之间形成相对紧密的配合。
一个或多个排水元件,例如软管、管道或通孔,可设置在两个连续侧面的相对朝向的第一元件和第二元件之间。这使得积聚在风力涡轮机叶片内的水和湿气能够导出,并从风力涡轮机叶片排走。这免却了附加排水元件或孔的需要。两个相对朝向的元件的其中之一的形状可与另一个元件不同,使得相对朝向的表面确定排水元件,或使排水元件更易于布置。
根据一实施例,该连续侧面包括至少两层的层压制件,该至少两层包括许多纤维,其中,其中一层中的该纤维相对于该连续侧面的长度以第一轴向,例如+45°设置,而另一层中的该纤维相对于该连续侧面的长度以第二轴向,例如-45°设置。
一个或两个连续侧面的层压制件可包括至少两层纤维强化材料,例如纤维玻璃,其中这些层中的纤维相对于该连续侧面的纵向朝向不同的轴向。在这两层中的纤维优选以±45°的双轴模式设置,例如为织物或非织物结构。额外的第三层和/或第四层可相对于该连续侧面的第一第二层以及沿边缘方向来设置。该连续侧面可由一张或多张切割成所需形状的紫外垫或编织垫制成。这使得层压制件在铺叠时铺展成所需形状,从而使得这些层与第一元件和第二元件的轮廓相符,并使得这些元件变形而不会损坏层压制件。这使得第一元件和第二元件相对于风力涡轮机叶片产生的应变力有很高的耐受性。
根据一特定实施例,两个外壳部分的其中之一包括位于后缘的第一接触表面,其用于接触另一外壳部分的第二接触表面,其中至少一个弹性元件设置在两个接触表面之间,用于密封这些接触表面。
该弹性元件可以是例如由橡胶、硅树脂、弹性体制成的密封元件、或其他适合的密封元件,并可设置在两个连续侧面之间,以提供不透水密封和不透湿气密封。该两个接触表面可起到黏接表面的作用,以通过使用粘合剂将该两个连续侧面粘附或黏结在一起。粘合剂,例如聚酯、环氧树脂、乙烯酯以及尿烷,可用于将两个表面粘附在一起,使得它们形成强力黏结层或胶层。可选择弹性元件,使得其能够随着该连续侧面一起变形而不会破裂或脱胶。弹性元件的弹性可由该元件的弹性模量(E模量)确定,例如E模量值不大于2GPa,例如为1GPa-2GPa之间。该弹性元件的厚度可在2毫米-7毫米之间。
风力涡轮机的两个外壳部分一般通过使用坚韧且相对刚性的树脂黏接在一起,这些树脂的弹性模量(E模量值)为2.75GPa或更高,例如聚酯、环氧树脂或乙烯酯,。如果这两个连续侧面通过使用这种树脂粘附在一起,那么当应变力使连续侧面变形时,胶层会脱胶或断裂。
附图说明
参照附图,仅以实例形式描述本发明,其中:
图1示出了本发明的可变桨距风力涡轮机的示范性实施例;
图2示出了本发明的局部变桨距风力涡轮机的示范性实施例;
图3示出了本发明的风力涡轮机叶片的示范性实施例;
图4示出了图3所示的风力涡轮机叶片的切口;
图5示出了图4所示的连续侧面的放大部分;
图6从后缘视角示出了图4所示的连续侧面。
在下文中,将逐一描述附图,并且在不同附图中,附图中所示的各个部件和位置将会标以相同的序号。对于特定附图,并非所有部件和位置都必须与该附图一并描述。
具体实施方式
1.可变桨距风力涡轮机19.第二外壳部分
2.地平面20.支撑元件
3.地基21.内表面
4.风力涡轮机塔架22.第一空间
5.机舱23.第二空间
6.转子轮毂24.第一连续侧面
7.风力涡轮机叶片25.第二连续侧面
8.尖端26.第一元件
9.叶根27.第二元件
10.局部变桨距风力涡轮机28.第一位置
11.风力涡轮机叶片29.第二位置
12.内叶片段30.放大部分
13.外叶片段31.段
14.前缘32.弹性元件
15.后缘33.压缩
16.压力侧H幅度
17.吸力侧L长度
18.第一外壳部分
图1示出了本发明的可变桨距风力涡轮机1的示范性实施例。风力涡轮机1相对于地平面2甚至海平面设置,并包括用于将风力涡轮机塔架4底部安装于其上的地基3。风力涡轮机塔架4可包括两个、三个或多个塔节(未示出),它们彼此安装在一起以形成风力涡轮机塔架4。机舱5置于风力涡轮机塔架4的顶端,并例如通过偏航系统(未示出)可转动地联接至风力涡轮机塔架4。具有转子轮毂6的转子可转动地联接至机舱,例如机舱5内的发电机。两片或多片风力涡轮机叶片7,此图示出了3片,为可变桨距风力涡轮机叶片,例如通过一个或多个变桨距系统(未示出)安装至转子轮毂6。风力涡轮机叶片7从转子轮毂7中心向外伸出,形成旋转平面,并包括尖端8和叶根9。
图2示出了本发明的局部变桨距风力涡轮机10的示范性实施例。在此结构中,风力涡轮机叶片11设置为局部变桨距叶片,其至少具有内叶片段12和外叶片段13。外叶片段13通过位于变桨距接合点14的另一变桨距系统(未示出)联接至内叶片段12。变桨距系统相对于内叶片段12改变外叶片段13的桨距角。内叶片段12具有第一叶片端12a,即外叶片端,其朝向尖端8。外叶片段13具有第二叶片端13a,即内叶片端,其朝向叶根9。叶片段12、13的空气动力学外形可相同或不同,例如为失速控制内叶片段12以及变桨距控制外叶片段13。
图3示出了本发明的风力涡轮机叶片的示范性实施例。此处的风力涡轮机叶片示为可变桨距风力涡轮机叶片7,但也可以是局部变桨距风力涡轮机叶片11,例如内叶片段12或外叶片段13。
风力涡轮机叶片7、11的空气动力学外形由多个横截面外形(未示出)来确定。风力涡轮机叶片7、11的前缘14通过第一外表面16和第二外表面17连接至后缘15。第一表面16确定了风力涡轮机叶片7、11的压力侧。第二表面17确定了风力涡轮机叶片7、11的吸力侧。
风力涡轮机叶片7、11包括第一外壳部分18和第二外壳部分19,它们各自包括至少两个黏接表面(未示出),以将两个外壳部分18、19黏接在一起。黏接表面分别设置在前缘14和后缘15上。如图3和4所示,凸起元件式的支撑元件20分别设置在两个外壳部分18、19内,并朝向相对的外壳部分18、19。支撑元件20联接至,例如整合至外壳部分18、19的内表面21。如图3所示,风力涡轮机叶片7、11包括第一围蔽空间22和第二围蔽空间23,两个围蔽空间由支撑元件20彼此分隔开。支撑元件20的自由端各自包括第三黏接表面(未示出),以将两个外壳部分18、19黏接在一起。在组装时,支撑元件20为风力涡轮机叶片7、11增加强度。
第一连续侧面24设置在第一外壳部分18的压力侧16,第二连续侧面25设置在第二外壳部分19的吸力侧17。如图3和4所示,连续侧面24、25位于风力涡轮机叶片7、11的后缘15。连续侧面24、25由多个第一元件26和第二元件27确定,第一元件26和第二元件27以连续顺序设置并沿后缘15延伸。各个第一元件26和第二元件27沿翼弦方向从后缘15向前缘14延伸。
图4示出了图3所示的风力涡轮机叶片7、11的切口,其中省略了第一外壳部分18的内部。如图4所示,连续侧面24、25联接至,例如整合至外壳部分18、19。连续侧面24、25从朝向转子轮毂6的第一位置28,例如叶根9或叶片端13a,伸向朝向尖端8的第二位置29。第一元件26和第二元件27设置为凸起物,这些凸起物从连续侧面24、25的平面向外伸出。
第一连续侧面24的第一元件26和第二元件27对齐第二连续侧面25的第一元件26和第二元件27。进一步地,第一元件26和第二元件27朝向相同,即第一元件26伸向压力侧16,同时第二元件27伸向吸力侧17。第一连续侧面24的第一元件26从外表面16,即压力侧向外伸出,同时第二元件27从内表面21向外伸出。第二连续侧面25的第一元件26从内表面21向外伸出,并且第二元件27从外表面17,即吸力侧,向外伸出。
如图3和4所示,第一元件26和第二元件27以及由此连续侧面24、25的长度从第一位置28向第二位置29,即沿翼弦方向逐渐缩小。
图5示出了图4所示的连续测面24、25的放大部分30,其中第一元件26和第二元件27在后缘15构成了波纹状侧面。第一元件26和第二元件27沿后缘15形成若干的段31。各段31具有预定幅度即高度H、以及频率即长度L。从第一元件26的波峰至第二元件27的波峰来测量幅度H。在两个相邻的第一元件波峰之间来测量长度L。后缘15形成正弦状边缘,其中第一元件26和第二元件27分别形成第一半波和第二半波。幅度H沿翼弦方向从后缘15向前缘14逐渐缩小。
第一元件26和第二元件27成型为在外壳部分18、19的两个连续侧面24、25之间的后缘15处或附近形成紧密配合。第一连续侧面24包括第一接触表面(未示出),例如设置在内表面21上,沿风力涡轮机叶片7、11的边缘长度方向延伸。第二连续侧面25包括第二接触表面(未示出),例如设置在内表面21上,沿风力涡轮机叶片7、11的边缘长度方向延伸。当组装风力涡轮机叶片7、11时,两个接触表面设置为相互接触。
至少一个密封元件或粘合剂式的弹性元件32设置在两个接触表面之间,以密封接触表面。选择弹性元件32,使得其弹性模量(E模量值)不大于2GPa。弹性元件32的厚度不大于7毫米。这使得当应变力增减时,弹性元件32能够随着连续侧面24、25一起变形。
两个连续侧面24、25的层压制件包括至少两层纤维强化材料。相对于连续侧面24、25的边缘长度,一层纤维以第一轴向设置,例如+45°,同时另一层纤维以第二轴向设置,例如-45°。连续侧面24、25设置为垫,例如紫外垫、编织垫或非编织垫。设置弹性元件32,使得其遵从位于连续侧面24、25的层压制件内的纤维的朝向。
图6从后缘15的视角示出了图4所示的连续侧面24、25。幅度H沿边缘方向,从第一位置28向第二位置29逐渐缩小。连续侧面24、25沿后缘15的长度L恒定。
连续侧面24、25的形状以及由此第一元件26和第二元件27的形状根据各段31的幅度H与长度L之比来确定。在第一位置28测得的段31的幅度H与长度L之比至少为1:1。连续侧面24、25的幅度H至少为2厘米。
第一元件26和第二元件27形成连续的面外侧面,随着风力涡轮机叶片7、11沿边缘方向弯曲,该侧面按面内方向压缩(标有箭头33)。当空气动力学外形的应变力增加,第一元件26和第二元件27设置为从初始形状开始变形,并且当应变力下降时,第一元件26和第二元件27恢复其初始形状。这使得整个后缘15上的应变力减小。
Claims (10)
1.一种风力涡轮机(1、10),包括:
-风力涡轮机塔架(4),其具有顶端;
-机舱(5),联接至所述风力涡轮机塔架(4)的顶端;
-转子轮毂(6),可转动地安装至所述机舱(5);
-至少一片风力涡轮机叶片(7、11),联接至所述转子轮毂(6),其中所述风力涡轮机叶片(7、11)具有空气动力学外形,所述空气动力学外形包括确定压力侧的第一表面(16)和确定吸力侧的第二表面(17),两个表面通过前缘(14)和后缘(15)彼此连接,其中
-沿所述风力涡轮机叶片(7、11)后缘(15)的至少一部分设置两个或多个第一元件(26),并在两个相邻的第一元件之间设置至少一个第二元件(27),其中所述第一元件(26)和第二元件(27)形成沿所述后缘(15)延伸的连续侧面(24、25),其中各个元件沿翼弦方向伸向所述前缘(14),各个第一元件(26)以及各个相邻的第二元件(27)确定所述连续侧面(24、25)的一段,
其特征在于,
-至少第一元件(26)成型为凸起物,所述凸起物从两个表面(16、17)之一向外伸出,并设置为沿边缘方向变形(33),其中所述第一元件(26)和所述第二元件(27)确定各段的长度(L)和高度(H)。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机,其特征在于,所述第二元件(26、27)进一步成型为凸起物,所述凸起物从两个表面(16、17)之一向外伸出,并设置为沿边缘方向变形(33),其中两个元件其中之一(26)伸向压力侧(16),而另一个元件(27)伸向吸力侧(17)。
3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机,其特征在于,至少第一元件(26)或第二元件的高度(H)从后缘(15)向前缘(14)逐渐缩小。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的风力涡轮机,其特征在于,至少第一元件(26)或第二元件的高度(H)沿边缘方向从第一位置(28)向第二位置(29)逐渐缩小。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的风力涡轮机,其特征在于,所述段的高度(H)与长度(L)的比率至少为1:1。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的风力涡轮机,其特征在于,所述连续侧面(24、25)从第一位置(28),例如叶根或内叶片端,伸向第二位置(29),例如尖端或外叶片端。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的风力涡轮机,其特征在于,所述风力涡轮机叶片(7、11)包括第一外壳部分(18),所述第一外壳部分(18)联接至第二外壳部分(19),其中所述连续侧面(24、25)联接至或整合至至少其中一个外壳部分(18、19)。
8.根据权利要求7所述的风力涡轮机,其特征在于,第一连续侧面(24)设置在第一外壳部分(18)上,第二连续侧面(25)设置在第二外壳部分(19)上。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的风力涡轮机,其特征在于,所述连续侧面(24、25)包括至少两层的层压制件,所述至少两层包括许多纤维,其中,其中一层中的所述纤维相对于所述连续侧面(24、25)的长度以第一轴向,例如+45°进行设置,而另一层中的所述纤维相对于所述连续侧面(24、25)的长度以第二轴向,例如-45°进行设置。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的风力涡轮机,其特征在于,两个外壳部分的其中之一(18)包括位于后缘(15)的第一接触表面,用于接触另一外壳部分(19)的第二接触表面,其中至少一个弹性元件(32)设置在两个接触表面之间,用于密封所述接触表面。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK201370712A DK177907B1 (en) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | Wind turbine blade with wave shaped trailing edge |
DKPA201370712 | 2013-11-21 | ||
PCT/DK2014/050320 WO2015074661A1 (en) | 2013-11-21 | 2014-10-08 | Wind turbine blade with wave shaped trailing edge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105556115A true CN105556115A (zh) | 2016-05-04 |
CN105556115B CN105556115B (zh) | 2018-04-06 |
Family
ID=49877088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201480050854.9A Active CN105556115B (zh) | 2013-11-21 | 2014-10-08 | 具有波浪形后缘的风力涡轮机叶片 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160290314A1 (zh) |
EP (1) | EP3071830B1 (zh) |
CN (1) | CN105556115B (zh) |
CA (1) | CA2931075A1 (zh) |
DK (1) | DK177907B1 (zh) |
WO (1) | WO2015074661A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112796931A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 西安利和愽机械制造有限公司 | 一种风力扰流结构 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DK3169896T3 (da) * | 2014-07-14 | 2020-03-09 | Lm Wp Patent Holding As | En profilkile til fastgørelse på et forlængerstykke til en aerodynamisk skal |
US10240576B2 (en) | 2015-11-25 | 2019-03-26 | General Electric Company | Wind turbine noise reduction with acoustically absorbent serrations |
US10519927B2 (en) * | 2017-02-20 | 2019-12-31 | General Electric Company | Shear web for a wind turbine rotor blade |
US9797370B1 (en) * | 2017-03-17 | 2017-10-24 | Primo Wind, Inc. | High torque wind turbine blade, turbine, and associated systems and methods |
US10794358B2 (en) | 2017-03-17 | 2020-10-06 | Primo Energy, Inc. | High torque wind turbine blade, turbine, and associated systems and methods |
CN109114019A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-01 | 博格华纳公司 | 轴向风扇 |
DK3724486T3 (da) * | 2017-12-12 | 2023-08-21 | Lm Wind Power As | En vindmøllevingeforkantsanordning og fremgangsmåde til installation af forkantssanordningen |
CN111727316B (zh) * | 2017-12-20 | 2023-06-27 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 经由变桨施加风轮机偏航力矩 |
US10767623B2 (en) | 2018-04-13 | 2020-09-08 | General Electric Company | Serrated noise reducer for a wind turbine rotor blade |
US10746157B2 (en) | 2018-08-31 | 2020-08-18 | General Electric Company | Noise reducer for a wind turbine rotor blade having a cambered serration |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4830315A (en) * | 1986-04-30 | 1989-05-16 | United Technologies Corporation | Airfoil-shaped body |
DE102006043462A1 (de) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Aerodynamisches Bauteil mit einer gewellten Hinterkante |
US20100028161A1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-02-04 | Vestas Wind Systems A/S | Segmented Rotor Blade Extension Portion |
WO2010043645A2 (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-22 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine blade with device for changing the aerodynamic surface or shape |
EP2270312A1 (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-05 | PEM-Energy Oy | Aero- or hydrodynamic construction |
CN102465827A (zh) * | 2010-11-10 | 2012-05-23 | 通用电气公司 | 用于风力涡轮机转子叶片的降噪装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4813633A (en) * | 1986-12-29 | 1989-03-21 | United Technologies Corporation | Airfoil trailing edge |
GB8829792D0 (en) * | 1988-12-21 | 1989-07-05 | Marconi Co Ltd | Noise reduction method |
US8573541B2 (en) * | 2010-09-13 | 2013-11-05 | John Sullivan | Wavy airfoil |
US9039381B2 (en) * | 2010-12-17 | 2015-05-26 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine blade and method for manufacturing a wind turbine blade with vortex generators |
US8463085B2 (en) * | 2010-12-17 | 2013-06-11 | General Electric Company | Systems and methods for monitoring a condition of a rotor blade for a wind turbine |
US8506250B2 (en) * | 2011-10-19 | 2013-08-13 | General Electric Company | Wind turbine rotor blade with trailing edge extension and method of attachment |
NL2011236C2 (en) * | 2013-07-30 | 2015-02-02 | Stichting Energie | Rotor blade for a wind turbine, and wind turbine field. |
-
2013
- 2013-11-21 DK DK201370712A patent/DK177907B1/en active
-
2014
- 2014-10-08 EP EP14864569.0A patent/EP3071830B1/en not_active Not-in-force
- 2014-10-08 WO PCT/DK2014/050320 patent/WO2015074661A1/en active Application Filing
- 2014-10-08 US US15/037,435 patent/US20160290314A1/en not_active Abandoned
- 2014-10-08 CA CA2931075A patent/CA2931075A1/en not_active Abandoned
- 2014-10-08 CN CN201480050854.9A patent/CN105556115B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4830315A (en) * | 1986-04-30 | 1989-05-16 | United Technologies Corporation | Airfoil-shaped body |
DE102006043462A1 (de) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Aerodynamisches Bauteil mit einer gewellten Hinterkante |
US20100028161A1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-02-04 | Vestas Wind Systems A/S | Segmented Rotor Blade Extension Portion |
WO2010043645A2 (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-22 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine blade with device for changing the aerodynamic surface or shape |
EP2270312A1 (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-05 | PEM-Energy Oy | Aero- or hydrodynamic construction |
CN102465827A (zh) * | 2010-11-10 | 2012-05-23 | 通用电气公司 | 用于风力涡轮机转子叶片的降噪装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112796931A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 西安利和愽机械制造有限公司 | 一种风力扰流结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3071830A4 (en) | 2017-04-05 |
EP3071830A1 (en) | 2016-09-28 |
EP3071830B1 (en) | 2018-08-08 |
CN105556115B (zh) | 2018-04-06 |
CA2931075A1 (en) | 2015-05-28 |
DK201370712A (en) | 2013-12-18 |
WO2015074661A1 (en) | 2015-05-28 |
DK177907B1 (en) | 2014-12-15 |
US20160290314A1 (en) | 2016-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105556115A (zh) | 具有波浪形后缘的风力涡轮机叶片 | |
EP2706228B1 (en) | Rotor blade assembly for a wind turbine | |
US8047784B2 (en) | Lift device for rotor blade in wind turbine | |
US10584676B2 (en) | Wind turbine rotor blade assembly with surface features | |
DK177533B1 (en) | Trailing edge tape | |
US8834127B2 (en) | Extension for rotor blade in wind turbine | |
EP2795107B1 (en) | Noise reducer for rotor blade in wind turbine | |
US8267657B2 (en) | Noise reducer for rotor blade in wind turbine | |
US20110268558A1 (en) | Noise reducer for rotor blade in wind turbine | |
US20120027590A1 (en) | Noise reducer for rotor blade in wind turbine | |
US20120169060A1 (en) | Wind turbine rotor blade | |
CA2869803C (en) | Noise reducing extension plate for rotor blade in wind turbine | |
US20140093380A1 (en) | Noise reduction tab and method for wind turbine rotor blade | |
EP3631197B1 (en) | A wind turbine blade comprising a noise reducing device | |
CN111433452A (zh) | 前边缘装置、制造和安装前边缘装置的方法以及风力涡轮机叶片 | |
EP3655645B1 (en) | Airflow configuration for a wind turbine rotor blade | |
EP3348825B1 (en) | A wind turbine blade comprising a trailing edge noise reducing device | |
EP2505824B1 (en) | Methods of manufacturing wind turbine blades | |
EP2878806B1 (en) | Manufacturing method of a wind turbine blade |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Shen Gang street of Jiangyin city in Jiangsu province 214443 Wuxi city Shen Zhuang Road No. 3 Patentee after: Vision Energy Co.,Ltd. Address before: Shen Gang street of Jiangyin city in Jiangsu province 214443 Wuxi city Shen Zhuang Road No. 3 Patentee before: Envision Energy (Denmark) APS |
|
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |