[发明专利]用于风力涡轮机的转子叶片

说明书

本发明涉及一种用于风力涡轮机的转子叶片(104)，该转子叶片(104)包括：两个或更多个翼构件(110，112，114)，其中，当在横向于该翼构件的纵向延伸部的平面上观看时，每个翼构件具有翼型形状的截面，其中，每个翼构件(110，112，114)被至少分成第一子构件(110a)和第二子构件(110b)，这些子构件(110a‑b)是沿着该转子叶片(104)的纵向方向彼此前后布置的，其中，在每个翼构件(110，112，114)中，在该第一与第二子构件(110a‑b)之间的接口(116)处，该第一子构件(110a)以关于该纵向方向的外端角取向被布置在该转子叶片(104)中，并且该第二子构件(110b)以关于该纵向方向的内端角取向被布置在该转子叶片(104)中，该第二子构件(110b)的内端角取向不同于该第一子构件(110a)的外端角取向。本发明还涉及一种子构件，该子构件适于从内端延伸到外端并且由此形成用于风力涡轮机的转子叶片(104)的翼构件(110，112，114)的纵向延伸部的分立部分。

技术领域

本发明涉及一种可以用于风力涡轮机中的转子叶片。本发明还涉及一种子构件，该子构件适于从内端延伸到外端并且由此形成用于风力涡轮机的转子叶片的翼构件的纵向延伸部的分立部分。

背景技术

全世界对可再生能源技术的兴趣日益增大。例如，气候变化问题正将能源生产推向可再生能源技术。因此，风力发电是重要的能源，并且每年通过风力发电产生的电量正在迅速增长。

风力发电是将风能转化为更有用的形式，比如电。在这方面，使用风力涡轮机，风力涡轮机是将来自风的动能转换成电力的装置。风力涡轮机包括具有中央毂的转子，一个或多个叶片附接到该中央毂。转子被布置成随着叶片由于刮风而经受经过风力涡轮机的大量空气而旋转。转子的旋转因此产生机械能，机械能可以在风力涡轮机中被转换成电力。

叶片形成有翼型形状的截面。这意味着叶片形成为使得叶片的旋转方向上的前侧的表面使经过该表面的空气比经过后侧的表面的空气要采取更长的路径。因此，在前侧表面上经过的空气将会比在后侧表面上经过的空气走得更快。因此，形成压力差，从而在叶片上产生力。此力引起围绕转子轴线的转矩，这引起转子旋转。

运动叶片与空气之间的相对流速(包括速度和方向)被称为表观流速。当空气经过翼型形状的叶片的表面时，空气会对其施加取决于表观流速和翼型形状的力。升力是该力的垂直于即将到来的表观流动方向的分量。升力与作为该力的平行于表观流动方向的分量的阻力形成对比。与升力相反，阻力往往阻碍叶片的运动，并且通过数学分析可以显示出，为了优化涡轮机的电力效率，叶片应被设计成使得升力与阻力之间的比率最大化。

风力涡轮机的电力生产能力主要受叶片长度的影响。风力涡轮机产生的电力与叶片扫过的面积成比例，该面积与叶片长度的平方成比例。因此，增加叶片长度使得能够增大风力涡轮机的电力产量。

然而，存在与增加叶片长度相关联的若干问题。例如，叶片的质量随着长度的增加而迅速增加，导致叶片施加重力载荷，并且最终由于叶片的大质量而存在疲劳失效的风险。

进一步地，当要安装风力涡轮机时，需要将风力涡轮机零件运输到风力涡轮机的场地。风力涡轮机由非常大的零件组成，比如长叶片，这使得零件到场地的运输成为艰巨的任务。例如，风力涡轮机零件可能比通常允许的车辆长度长得多，这意味着陆路需要使用特种车辆来运输这些零件。进一步地，风力涡轮机零件的质量也可能设置特殊要求，以便允许将零件运输到场地。总之，至少对于陆基风力涡轮机而言，与长叶片运输相关的问题将限制经济上可行的大小。而且，由于零件的质量和长度，零件在场地的安装是麻烦的。

发明内容

本发明的目的是提供即使对于非常长的叶片也可以相对容易运输的叶片。本发明的另一目的是提供具有相对较小质量的叶片。

至少部分地通过独立权利要求中限定的发明来实现本发明的这些和其他目的。在所附权利要求中阐述了优选实施例。