[发明专利]带有具有在叶片的内梢端和外梢端之间的铰链位置的铰接叶片的风轮机

说明书

公开了一种包括塔架(2)、机舱(3)和轮毂(7)的风轮机(1)。所述轮毂(7)包括叶片承载结构(4)，一个或更多个风轮机叶片(5)连接到所述叶片承载结构(4)。每个所述风轮机叶片(5)限定了空气动力学轮廓，所述空气动力学轮廓具有沿着所述风轮机叶片(5)的长度变化的厚度。每个所述风轮机叶片(5)经由所述风轮机叶片(5)的铰链位置处的铰链(6)连接到所述叶片承载结构(4)，每个所述风轮机叶片(5)由此被布置成在最小枢转角和最大枢转角之间执行相对于所述叶片承载结构(4)的枢转移动。所述铰链位置被布置成与所述内梢端(5a)间隔开并且与所述外梢端(5b)间隔开，并且所述铰链位置处的厚度或厚弦比大于所述内梢端(5a)处的厚度或厚弦比且大于所述外梢端(5b)处的厚度或厚弦比。

技术领域

本发明涉及包括塔架、机舱和包括叶片承载结构的轮毂的风轮机。一个或更多个风轮机叶片经由铰链枢转地连接到叶片承载结构。

背景技术

为了提供期望的电力输出并且为了控制风轮机上的负载，通常对风轮机进行控制。对于水平轴风轮机(即，具有绕大体水平的旋转轴线旋转的转子的风轮机)，这可通过控制风轮机叶片的桨距角来获得。在这种情况下，通过将风轮机叶片绕纵向轴线旋转来调节风轮机叶片相对于到来的风的攻角。

如上所述的传统桨矩控制需要基于传感器的控制器以及例如采用变桨轴承和驱动单元形式的机械零件。这样的控制器和机械零件需要维护。在风轮机处于远程位置的情况下，这可能是困难的。在这种情况下，例如由于维护人员的运送时间长或备件的交货时间长，失效或故障会导致大量的停机时间，因此，期望提供可按简单的方式进行控制并且与传统的桨矩受控制的风轮机相比维护要求降低的风轮机。

US 4,632,637公开了一种高速的顺风水平轴的风轮机，其具有三个沿圆周间隔开的轻质叶片，该轻质叶片具有在内部支撑臂径向外侧设置的叶片段，所述叶片段枢转地连接到所述支撑臂，从而在大风条件或高旋转速度下顺风地笔直折叠。

CA 1238582公开了具有包括呈接近90°角度的内部部分和外部部分的臂构件的风轮机。叶片枢转地附接到各外臂部分。外臂部分在内梢端和外梢端之间与叶片的空气动力学轮廓的前缘和后缘基本上平行地延伸穿过叶片。

DE 81 22 496公开了具有枢转地安装在轮毂上的多个风轮机叶片的风轮机。风轮机叶片包括连接到枢转部的空气动力学轮廓，该枢转部并非空气动力学轮廓的一部分。枢转部形成了风轮机叶片和轮毂之间的连接。

发明内容

本发明的实施方式的目的是提供一种具有铰接的风轮机叶片的风轮机，其中，风轮机叶片在高风速和/或高旋转速度下自动且高效地向内折叠，并且其中，风轮机叶片被配置用于从风中高效提取能量。

本发明的实施方式的其他目的是提供一种具有铰接的风轮机叶片的风轮机，其中，与类似的现有技术的风轮机相比，用于该风轮机叶片的材料的量减少。

根据第一方面，本发明提供了一种风轮机，所述风轮机包括塔架、机舱、轮毂以及一个或更多个风轮机叶片，所述机舱经由偏航系统安装在所述塔架上，所述轮毂能旋转地安装在所述机舱上，所述轮毂包括叶片承载结构，所述一个或更多个风轮机叶片连接到所述叶片承载结构，

其中，每个所述风轮机叶片沿着纵向方向在内梢端和外梢端之间延伸，并限定了具有吸力侧和压力侧的空气动力学轮廓，所述吸力侧和所述压力侧都都在前缘和后缘之间延伸，所述前缘和所述后缘都在所述内梢端和所述外梢端之间延伸，所述空气动力学轮廓还具有沿着所述风轮机叶片的所述纵向方向在所述内梢端和所述外梢端之间的变化的厚度，并且其中，每个所述风轮机叶片经由所述风轮机叶片的铰链位置处的铰链连接到所述叶片承载结构，每个所述风轮机叶片由此被布置成绕与所述风轮机叶片的所述纵向方向基本垂直布置的枢转轴线在最小枢转角和最大枢转角之间执行相对于所述叶片承载结构的枢转移动，所述铰链位置被布置成与所述内梢端间隔开并且与所述外梢端间隔开，并且其中，所述铰链位置处的所述厚度大于所述内梢端处的所述厚度且大于所述外梢端处的所述厚度。