[发明专利]具有漏风保护的风力涡轮机叶片

说明书

本发明涉及一种风力涡轮机，其包括具有漏风保护的风力涡轮机叶片，以及一种用于操作上述风力涡轮机的方法。该风力涡轮机包括至少一片风力涡轮机叶片，其具有由变桨距连接装置间隔开的内叶片部分和外叶片部分。在叶片部分的压力侧设置第一密封元件，该第一密封单元覆盖变桨距连接装置内的气隙。在至少一个叶片部分的吸力侧设置至少一个第二密封元件。当外叶片部分以等于或小于预设桨距角变桨距时，第一密封元件和第二密封元件充当空气屏障，以防止从压力侧向吸力侧漏风。

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，设置于风力涡轮机塔架顶端；

-转子轮毂，可转动地连接至机舱；

-至少一片风力涡轮机叶片，其连接至转子轮毂，该至少一片风力涡轮机叶片具有确定压力侧的第一侧表面以及确定吸力侧的第二侧表面，其中该至少一片风力涡轮机叶片包括内叶片部分，其通过变桨距连接装置连接至外叶片部分，外叶片部分设置为利用变桨距轴承系统，相对于内叶片部分变桨距，并且其中变桨距连接装置包括位于内叶片部分上的第一端，该第一端朝向位于外叶片部分上的第二端。

本发明还涉及一种用于操作上述风力涡轮机的方法，其包括以下步骤：当风速超过正常运行时的第一标称风速时，外叶片部分相对于内叶片部分变桨距。

背景技术

已知部分变桨距风力涡轮机的变桨距连接装置包括气隙，该气隙位于叶片延展部/内叶片部分与外叶片部分之间。气隙由变桨距轴承系统形成，该变桨距轴承系统具有安装至各个叶片部分的第一轴承件/环和第二轴承件/环，使得外叶片部分能够相对于内叶片部分变桨距。气隙引起从压力侧向吸力侧的漏风，尤其是在运行期间，因此将变桨距连接装置附近的空气吸离压力侧的型面，并吹送至吸力侧上。这随即降低了风力涡轮机叶片的效率，并因此降低风力涡轮机的电力生产。

美国专利US 8403642 B1公开了一种传统的全跨度风力涡轮机叶片，其中一个或两个附加的空气动力学边缘延展部安装至该叶片的叶根。连续成一行的刷子沿叶根和边缘延展部的结合型面外边缘设置。刷子的鬃毛使得空气通过风力涡轮机叶片与转子轮毂之间的气隙，从压力侧流到吸力侧。此外，如果使用等长度的鬃毛，由于转子轮毂的外部轮廓，刷子不能沿风力涡轮机叶片翼弦充分地封闭气隙。在运行期间，由于压力侧的气压以及气流从叶根向尖端渐增，这意味着鬃毛会更大程度地弯曲，由此使得更多空气穿过气隙，因此鬃毛没有提供有效的方案，以降低两个叶片部分之间进一步向风力涡轮机叶片漏风。

丹麦专利DK 177305 B1公开了另一种方案，其中一个或两个桥接元件设置在气隙内，用于封闭内叶片部分与外叶片部分之间的气隙。桥接元件构成同时沿压力侧和吸力侧延伸的固体元件或外壳元件。如果单个桥接元件同时连接至两个叶片部分，那么桥接元件在变桨距时其后缘必须显著地伸展/变形，或者包括足够的额外材料以适应变桨距。当受到来风的影响时，这种额外材料或高弹性材料将会倾向于不可控地弯曲。两个桥接元件的使用增加了两个桥接元件之间的潜在接触面积，这由此增加了桥接元件上的潜在磨耗，以及其中一个元件被迫脱离与各自叶片部分的接合的风险。

国际公告专利WO 2010/046760 A2也公开了另一种方案，其中在内叶片部分和外叶片部分之间的变桨距连接装置处设置有凸起的领圈。领圈包括空气动力学整流罩，该整流罩延伸覆盖大部分的气隙以及锚定板，位于各个领圈之间并相互连接的导线连接在该锚板上。然而，由于这种锚定，这种领圈无法与叶片部分一起变桨距，由此在领圈与任意一个叶片部分之间需要有气隙，以允许叶片部分相对于整流罩变桨距。

还已知在变桨距连接装置上或附近设置一个或多个失速栅栏。然而，这种失速栅栏特别设计为在标准变桨距范围之外，并且在很高的风速下起作用。