[发明专利]具有辅助翅片的风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明主要涉及风力涡轮机，更具体地涉及风力涡轮机的叶片构造。

背景技术

涡轮机叶片是风力涡轮机用于将风能转换成电能的主要部件。叶片具有翼型的横截面外形，以使得在运行期间气体流过叶片，在两侧之间产生压力差。因此，从压力侧指向吸力侧的升力作用在叶片上。升力在主转子轴上产生转矩，该主转子轴联接到用于发电的发电机。

现代风力涡轮机能够相当大，并具有转子毂高度超过100米和转子直径超过80米的很多设计。叶片具有安装到转子毂的根部，并且叶片的气动形状限定在根部的径向外侧。这种构造产生与转子毂共轴的中央“死”风区，在该中央“死”风区中几乎没有通过叶片由风获取能量。该死区可以具有高达例如5米的半径。

风能被认为是目前可获得的最清洁和最环境友好的能源之一，在这方面风力涡轮机越来越受关注并且越来越重要。但是，风能的成本/经济效益是始终要考虑的。产生能量的成本不能超过效益。在这方面，本行业将受益于能够利用来自中央死风区的能量来增加风力涡轮机的输出功率的风力涡轮机设计和运行的提高或改进。

发明内容

本发明的各个方面和优点将在下面的描述中部分地阐明，或者可以从说明书明显看出，或者可以通过实施本发明而得知。

根据本发明的各方面，风力涡轮机具有塔架和安装在塔架顶上的机舱。发电组件容纳在机舱内，转子毂例如经由轴旋转地联接到发电组件。多个叶片固定到转子毂，叶片具有从转子毂径向向外延伸的根部和从根部径向向外延伸的气动部分，其中沿着气动部分主要由叶片产生升力。气动翅片在叶片的根部旁边从转子毂径向向外延伸。例如，翅片可以在叶片的根部之间径向延伸，或者可以与叶片对齐。翅片具有气动形状，以从中央冲击风区捕获风并将转矩施加到毂，该中央冲击风区与转子毂共轴、并大致与叶片根部重合。

翅片可以具有各种气动形状。例如，翅片可以具有与涡轮机叶片类似的翼型形状。在另一实施例中，翅片可以具有平而宽的针轮形状。翅片可以径向延伸到任意位置，包括达到叶片的气动部分。

可以相对于转子毂以不同方式构造翅片。例如，转子毂可以包括基部和安装在基部上的前锥体，叶片安装到基部。在一个实施例中，翅片安装到前锥体，前锥体可以具有单独的分段，相应分段安装到各自的翅片。在另一实施例中，翅片可以安装到基部并延伸穿过前锥体。在又一实施例中，翅片可以安装到大致与基部相邻的各自叶片的根部。

本发明还包括用于通过相对于转子毂以固定关系连接气动翅片、来提高任意方式的架设的风力涡轮机的效率的各种方法实施例。翅片在叶片的根部旁边从转子毂径向向外延伸。翅片具有气动形状，以从风“死区”捕获能量并将转矩施加到转子毂。

这些方法可以被实施作为对风力涡轮机位置处的现有风力涡轮机的改进过程。

参考下列描述和所附权利要求书，可以更好地理解本发明的这些及其他特征、方面和优点。附图结合于本说明书中并组成本说明书的一部分，这些附图示出本发明的实施例，并且附图与说明书一起用于说明本发明的原理。

附图说明

参照附图，在说明书中阐明本发明针对本领域技术人员的完全和能够实现的公开(包括本发明的最佳实施方式)，其中：

图1是根据本发明的各个方面的风力涡轮机的透视图；

图2是根据本发明一个实施例的具有辅助翅片构造的转子毂的透视图；

图3是根据本发明其上构造有翅片的转子毂前锥体的一部分的透视图；

图4是根据本发明具有不同实施例的辅助翅片构造的转子毂的透视图；

图5是根据本发明带有在根部处构造的辅助翅片的风力涡轮机叶片的透视图；和图6是根据本发明的另一实施例的转子毂上辅助翅片构造组件透视图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，本发明的实施例的一个或多个示例在附图中示出。每个示例用以解释本发明，而不是作为对本发明的限制。实际上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分所示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用，以获得又一实施例。因此，本发明意欲覆盖在所附权利要求书及其等价的范围内的这些修改和变化。