[发明专利]组装风力涡轮机中使用的转子叶片延伸部的系统及方法

说明书

技术领域

本文所述的实施例一般地涉及用于组装包括叶片延伸部的风力涡轮机的方法及系统，并且更特别地，涉及用于组装风力涡轮机中使用的叶片延伸部组件的系统及方法。

背景技术

至少一些已知的风力涡轮机塔架包括固定到塔架顶部上的外罩(nacelle)，其中，外罩包括通过轴联接到发电机上的转子。在已知的转子组件中，多个叶片从转子延伸。叶片定向成使得越过叶片的风使转子转动，且使轴转动，从而驱动发电机发电。

当空气越过各叶片时，叶片的相对侧上产生压力差，使得较高的压力产生在一侧上，而较低的压力产生在相对侧上。由于此压力差，空气趋于围绕叶片末梢旋绕，以建立压力平衡。空气围绕叶片末梢旋绕便于在叶片末梢处产生涡流，且叶片上的空气流与叶片末梢处的涡流结合以产生从叶片末梢蔓延的一连串涡流。

具有高空气动力学负载的叶片产生增大的升力，而增大的升力趋于提高叶片的效率。然而，具有增大的负载的叶片还趋于在叶片末梢处具有较大的表面面积，这可有助于在叶片末梢处产生较强的涡流。涡流的强度增大和各涡流与叶片表面的相互作用可增加涡轮机所产生的噪音。此外，叶片末梢处的紊流动能(TKE)增大了压力波动，压力波动造成噪音产生。此外，当空气流从叶片末梢处分开时，叶片表面区域由合成的涡流“冲洗”，从而产生额外的噪音。

发明内容

一方面，提供了一种组装用于与风力涡轮机一起使用的叶片延伸部组件的方法。该方法包括移除转子叶片的末梢部分的末梢端部，以及将末梢壁部联接到末梢部分上。末梢壁部在第一侧壁与第二侧壁之间延伸，且包括限定在其中的多个槽口。叶片延伸部组件联接到末梢部分上。

另一方面，提供了一种在风力涡轮机中使用的叶片延伸部组件。叶片延伸部包括适于联接到转子叶片的末梢部分上的末梢壁部，以及适于联接到末梢部分上的底座部件。末梢部分包括叶片外表面。多个支承杆联接到底座部件上，且从底座部件朝末梢部分延伸。支承杆利用至少部分地插入末梢部分中的多个剪切销联接到末梢部分上。

又另一方面，提供了一种风力涡轮机。风力涡轮机包括塔架、联接到塔架上的外罩、可旋转地联接到外罩上的轮毂、以及联接到轮毂上的至少一个转子叶片。转子叶片包括末梢部分和叶片外表面。叶片延伸部组件联接到转子叶片上。叶片延伸部组件包括联接到末梢部分上的末梢壁部、联接到末梢部分上的底座部件、以及联接到底座部件上且从底座部件朝末梢部分延伸的多个支承条。支承条联接到末梢部分上。

又另一方面，提供了一种与风力涡轮机一起使用的转子叶片。该转子叶片包括末梢部分；以及联接到末梢部分上的叶片延伸部组件。叶片延伸部组件包括联接到末梢部分上的末梢壁部、联接到末梢部分上的底座部件、以及联接到底座部件上且从底座部件朝末梢部分延伸的多个支承条。支承条联接到末梢部分上。

本文所述的实施例便于减小由转子叶片的旋转而在转子叶片的末梢部分处产生的噪音，且便于增加风力涡轮机所产生的电功率。更具体而言，本文所述的叶片延伸部组件使现有转子叶片的长度和叶片表面面积能够增大，从而便于增加风力涡轮机中所产生的能量。此外，本文所述的叶片延伸部组件便于改变从转子叶片蔓延的涡流，从而便于降低涡流的紊流动能(TKE)水平，且便于减小产生噪音的跨越转子叶片表面的压力波动。

附图说明

图1至图7示出了本文所述的系统和方法的示例性实施例。

图1为示例性风力涡轮机的透视图。

图2为包括示例性叶片延伸部组件的图1中所示的风力涡轮机的放大透视图。

图3为适于与图1中所示的风力涡轮机一起使用的示例性叶片延伸部组件的透视图。

图4为适于与图1中所示的风力涡轮机一起使用的示例性转子叶片的一部分的透视图。

图5为与图1中所示的风力涡轮机一起使用的备选叶片延伸部组件的截面视图。

图6为与图1中所示的风力涡轮机一起使用的叶片延伸部组件的备选实施例的截面视图。

图7为用于组装适于与图1中所示的风力涡轮机一起使用的叶片延伸部组件的示例性方法的流程图。

部件清单

10风力涡轮机

12塔架

14支承表面

16外罩

18转子

20轮毂

22转子叶片

24叶片根部

26叶片末梢

27负载转移区域

28方向

30旋转轴线

32桨距调整系统

34桨距轴线

36控制系统

38偏航轴线

40叶片延伸部组件