[其他]风力涡轮机叶片和风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机叶片和风力涡轮机，尤其是一种局部变桨距风力涡轮机叶片和一种局部变桨距风力涡轮机。 

背景技术

局部变桨距叶片是用于风力涡轮机转子叶片的一种特殊设计。局部变桨距叶片通常包括内叶片段和外叶片段，该叶片进一步包括变桨距系统，该变桨距系统使得外叶片段相对于内叶片段可变桨距角。可改变外叶片段的桨距角，以控制风力涡轮机的运行。 

请参照附图1，其示出了局部变桨距风力涡轮机叶片的变桨距接合部的放大示意图。局部变桨距叶片10包括内叶片延伸段（也称作轮毂延伸部），在此指的是内叶片段12，该内叶片段12可连接至风力涡轮机的转子轮毂（图中未示出）。变桨距系统14设置在该内叶片段12的远侧接合端部12a处。该局部变桨距叶片10进一步包括外叶片段16，该外叶片段16的内侧接合端部16a安装至变桨距系统14，使得外叶片段16相对于所述内叶片段12可变桨距。在内叶片段12和外叶片段16各自的接合端部12a，16a之间设置了空隙18，以使内、外叶片段互相有不同的桨距角。图2以横截面示出了，在变桨距系统14接合处所见的空气动力分布轮廓。该空气动力分布轮廓包括前缘20和后缘22，变桨距系统14设置于所述前缘20的位置。该空气动力分布轮廓进一步包括上方抽吸侧24和下方受压侧26。当空气围绕叶片10的轮廓运动时，上方抽吸侧24所承受的气压，会维持低于下方受压侧26所承受的气压，从而产生向着上方抽吸侧24方向的升力。该升力用于驱动发电机，提供风力涡轮机的能量输出。 

美国公开号为20090148285的专利公开了一种实施例，其公开了一种具有内叶片段和外叶片段的风力涡轮机叶片。 

由于叶片10整体在空隙18处的断裂而导致的末端损耗，使得在变桨距接合处的空隙18降低了局部变桨距叶片10的总体效率，也使空气从受压侧26漏向抽吸侧24，从而减少叶片10产生的升力。 

尽管众所周知，为了降低沿叶片自身长度方向的气流影响，可以向风力涡轮机叶片设置障壁或失速栅，如美国专利US7,585,157所述。然而，这种壁障只是简单地附接在叶片的连续表面，并不适合用在局部变桨距叶片的变桨距接合区域内，该变桨距接合区域包括叶片表 面的空隙。同样地，这些失速栅既不能在每个叶片段上提供最佳空气动力流，又未能给出任何提示，如：如何提供方法去填充空隙。 

本发明的目的是提供一种局部变桨距风力涡轮机叶片结构，该结构可改善变桨距系统接合部的运行效率，也改善整体叶片的运行效率。 

发明内容

因此，本发明提出了一种局部变桨距风力涡轮机叶片，其包括： 

内叶片段，具有内轮毂端部和叶片外端部； 

外叶片段，具有叶片内端部和外末端部，所述外叶片段相对于所述内叶片段可变桨距，其中，所述叶片进一步包括至少一个失速栅，该失速栅设置在所述内叶片段的叶片外端部和所述外叶片段的叶片内端部之间的变桨距接合界面处。 

在局部变桨距转子叶片的变桨距接合处使用失速栅，阻止了局部变桨距叶片上内叶片段和外叶片段之间的横向气流。由于内叶片段和外叶片段分开为独立的叶片段，且空气动力也是分别独立地作用于它们，这使得不同的叶片段可具体设置为独立的职能，无需顾及沿着叶片主体方向的、叶片段之间横向气流的影响。因此，叶片的每个独立叶片段的效率能够得到最大化。 

优选地，所述内叶片段包括失速控制型叶片外形，且所述外叶片段包括变桨距控制型叶片外形。 

由于转子叶片的不同叶片段具有不同的空气动力分布外形，一个叶片段可选择用于变桨距控制，另一叶片段则用于失速控制，这样围绕不同叶片段的气流就能够互相隔离开。例如，这对于防止变桨距控制的外叶片段的过早失速，是非常有帮助的。 

优选地，所述至少一个失速栅延伸覆盖所述变桨距接合界面的至少一部分。 

所述变桨距接合界面指内叶片段和外叶片段之间的区域，在该区域中，通常设置有变桨距系统，且在内叶片段部分和外叶片段部分之间限定了一空隙（具体为：在内叶片段的最外端部分和外叶片段的最内端部分之间限定了一空隙，可参照附图1）。由于失速栅延伸覆盖变桨距接合部分的至少一部分，这会降低通过这变桨距接合部分，局部变桨距叶片的抽吸侧和受压侧之间的空气漏泄。 

优选地，所述至少一个失速栅基本上覆盖所述变桨距接合部分。 

由于失速栅几乎覆盖了该变桨距接合部，这就能够消除在变桨距接合界面处的末端损失或空气泄漏。 

优选地，所述至少一个失速栅以一斜角凸出于所述局部变桨距转子叶片的表面。