本發(fā)明涉及一種槳距受控的風(fēng)力渦輪機(jī)。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片承受各種載荷。載荷通常包括由風(fēng)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力(包括葉片上的空氣壓力、變化的風(fēng)速和風(fēng)向)，還包括源自葉片本身的自重的載荷。

2、由于產(chǎn)生的能量產(chǎn)量增加，所以存在生產(chǎn)更大的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的持續(xù)動(dòng)力。然而，隨著風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的尺寸繼續(xù)增加，風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的載荷也繼續(xù)增加。增加的載荷通常需要進(jìn)一步加強(qiáng)葉片，然而，這種加強(qiáng)進(jìn)一步增加了葉片的重量，結(jié)果是作用在葉片上的載荷進(jìn)一步增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一方面提供了一種槳距受控的風(fēng)力渦輪機(jī)，其包括塔架、安裝在塔架上的機(jī)艙、能旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)艙上的轂以及至少三個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，其中，每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片在末梢端與經(jīng)由變槳機(jī)構(gòu)連接到轂的根部端之間延伸，其中，每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片包括：第一葉片部分，其具有限定吸力側(cè)、壓力側(cè)、前緣、后緣和第一翼梁帽部分的殼，第一葉片部分還包括在第一葉片部分的一端處的第一葉片部分端表面；第二葉片部分，其具有限定吸力側(cè)、壓力側(cè)、前緣、后緣和第二翼梁帽部分的殼，第二葉片部分還包括在第二葉片部分的一端處的第二葉片部分端表面，其中，第一葉片部分和第二葉片部分構(gòu)造成在第一葉片部分端表面和第二葉片部分端表面處聯(lián)接在一起；以及用于將第一葉片部分和第二葉片部分聯(lián)接在一起的連接接頭，其中，連接接頭包括用于連接到第一葉片部分端表面并連接到第二葉片部分端表面的連接器，并且其中，槳距受控的風(fēng)力渦輪機(jī)還包括至少三個(gè)葉片連接構(gòu)件，每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片包括第一連接點(diǎn)和第二連接點(diǎn)，其中，每個(gè)葉片連接構(gòu)件從一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的第一連接點(diǎn)朝向相鄰風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的第二連接點(diǎn)延伸，其中，給定風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的每個(gè)連接點(diǎn)位于該風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的連接接頭的連接器上。

2、通過(guò)這種布置，連接接頭可以用作用于將葉片部分連接在一起的連接器，同時(shí)允許在相鄰的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片之間延伸的葉片連接構(gòu)件的連接。這最小化了對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片構(gòu)造的破壞，從而允許構(gòu)造更簡(jiǎn)單并且減少了風(fēng)力渦輪機(jī)葉片中的不連續(xù)性，如果葉片分裂的位置和葉片連接構(gòu)件的連接點(diǎn)彼此間隔開(kāi)，原本會(huì)需要該不連續(xù)性。

3、連接器可以適于在第一葉片部分的第一翼梁帽部分與第二葉片部分的第二翼梁帽部分之間傳遞載荷。

4、連接器可以連接第一葉片部分和第二葉片部分，使得它們剛性地連接在一起。換句話說(shuō)，第一葉片部分和第二葉片部分不相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。

5、第一葉片部分可以是包括根部端的內(nèi)側(cè)葉片零件，并且第二葉片部分可以是包括末梢端的外側(cè)葉片零件，并且連接器可以適于將載荷從聯(lián)接到第一連接點(diǎn)和第二連接點(diǎn)的葉片連接構(gòu)件傳遞到內(nèi)側(cè)葉片零件的第一翼梁帽部分中。

6、連接器可以包括大致u形的連接器部分，該連接器部分具有鄰近第一葉片部分端表面的第一側(cè)壁、鄰近第二葉片部分端表面的第二側(cè)壁以及在第一側(cè)壁與第二側(cè)壁之間延伸的基部；其中，連接接頭還包括將第一側(cè)壁連接到第一葉片部分端表面的第一組緊固件、將第二側(cè)壁連接到第二葉片部分端表面的第二組緊固件以及延伸跨過(guò)大致u形的連接器部分并附接到第一側(cè)壁和第二側(cè)壁的第三組緊固件。

7、基部可以在第一翼梁帽部分和第二翼梁帽部分的中平面下方，并且第三組緊固件可以在第一翼梁帽部分和第二翼梁帽部分的中平面上方。

8、第一組緊固件和第二組緊固件可以均位于基部與第三組緊固件之間。

9、連接器可以是整體部件，其具有用于接收第一組緊固件的第一排孔、用于接收第二組緊固件的第二排孔以及用于接收第三組緊固件的一排或更多排的第三排孔。

10、從基部到第一翼梁帽部分和第二翼梁帽部分的中平面的距離可以基本上等于從第三組緊固件中的每個(gè)緊固件到第一翼梁帽部分和第二翼梁帽部分的中平面的距離。

11、第一葉片部分可以包括嵌入在第一翼梁帽部分中的第一組插入件，并且第二葉片部分可以包括嵌入在第二翼梁帽部分中的第二組插入件；其中，所述第一組緊固件將第一側(cè)壁連接到第一組插入件，并且第二組緊固件將第二側(cè)壁連接到第二組插入件。

12、槳距受控的風(fēng)力渦輪機(jī)可以還包括在第一側(cè)壁與第二側(cè)壁之間延伸跨過(guò)大致u形的連接器的一組襯套，其中，第三組緊固件中的每個(gè)緊固件延伸穿過(guò)相應(yīng)的襯套。

13、連接器可以包括用于連接第一葉片部分的吸力側(cè)和第二葉片部分的吸力側(cè)的第一分支和用于連接第一葉片部分的壓力側(cè)和第二葉片部分的壓力側(cè)的第二分支，其中，第一分支和第二分支中的每一個(gè)具有帶有第一組緊固件、第二組緊固件和第三組緊固件的大致u形的連接器部分。

14、連接器可以是整體部件。

15、第一分支和第二分支可以朝向前緣和朝向后緣連接。因此，連接器可以形成環(huán)形。

16、連接器還可以包括前緣延伸部。連接構(gòu)件可以在前緣延伸部處附接到相應(yīng)的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片。

17、連接器可以是金屬部件。連接器可以是鑄造部件或機(jī)加工部件。連接器可以是復(fù)合部件。連接器可以是共固化或共粘合的部件。

18、風(fēng)力渦輪機(jī)可以包括至少三個(gè)整流罩，每個(gè)整流罩布置成覆蓋連接接頭和/或第一連接點(diǎn)和/或第二連接點(diǎn)。

19、連接器可以是第一連接器，并且其中，連接接頭還包括與第一連接器分開(kāi)的第二連接器，第二連接器朝向第一葉片部分和第二葉片部分中的每一個(gè)的后緣定位。

20、風(fēng)力渦輪機(jī)還可以包括至少三個(gè)預(yù)張緊構(gòu)件，每個(gè)預(yù)張緊構(gòu)件連接在葉片連接構(gòu)件中的一個(gè)與轂之間，每個(gè)預(yù)張緊構(gòu)件布置成在它所連接的葉片連接構(gòu)件中提供預(yù)張緊。

21、預(yù)張緊構(gòu)件可以連接到布置在轂處或鄰近轂布置的公共點(diǎn)。

22、轂可以包括轂構(gòu)件，該轂構(gòu)件基本上沿著由轂的旋轉(zhuǎn)軸線限定的方向從轂延伸。預(yù)張緊構(gòu)件可以連接到轂構(gòu)件。

23、風(fēng)力渦輪機(jī)可以是逆風(fēng)風(fēng)力渦輪機(jī)。

24、本發(fā)明的第二方面提供了一種槳距控制的風(fēng)力渦輪機(jī)，其包括塔架、安裝在塔架上的機(jī)艙、能旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)艙上的轂以及至少三個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，其中，每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片在末梢端與經(jīng)由變槳機(jī)構(gòu)連接到轂的根部端之間延伸，風(fēng)力渦輪機(jī)還包括至少三個(gè)葉片連接構(gòu)件，每個(gè)葉片包括第一連接點(diǎn)和第二連接點(diǎn)，其中，每個(gè)葉片連接構(gòu)件從一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的第一連接點(diǎn)朝向相鄰風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的第二連接點(diǎn)延伸，其中，給定風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的每個(gè)連接點(diǎn)布置在距根部端一距離處并距風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的末梢端一距離處并且鄰近風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的前緣，并且其中，每個(gè)連接構(gòu)件在它所附接的相應(yīng)的第一連接點(diǎn)和第二連接點(diǎn)處能在兩個(gè)正交方向上獨(dú)立地移動(dòng)。

25、每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可以包括前緣和前緣延伸部，其中，前緣延伸部在前緣前方延伸，并且第一連接點(diǎn)和/或第二連接點(diǎn)位于前緣延伸部上、在前緣前方。

26、每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可以具有變槳軸線，葉片通過(guò)變槳機(jī)構(gòu)相對(duì)于轂圍繞該變槳軸線旋轉(zhuǎn)，并且當(dāng)葉片處于空載狀態(tài)時(shí)，變槳軸線位于前緣后方。變槳軸線可以位于相應(yīng)的葉片的表面之外且在葉片的下風(fēng)處。

27、變槳機(jī)構(gòu)將葉片的根部端連接到轂。例如，變槳機(jī)構(gòu)可以包括安裝在轂上的外軸承環(huán)和連接到葉片的內(nèi)軸承環(huán)，或者安裝在轂上的內(nèi)軸承環(huán)和連接到葉片的外軸承環(huán)。

28、每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可以包括限定圍繞葉片的吸力側(cè)和壓力側(cè)的葉片殼，并且第一連接點(diǎn)和第二連接點(diǎn)布置在前緣前方并且鄰近壓力側(cè)。變槳軸線可以位于葉片之外并且與靠近壓力側(cè)相比更靠近吸力側(cè)。

29、第一連接點(diǎn)和第二連接點(diǎn)中的每一個(gè)可以包括軸承結(jié)構(gòu)。

30、每個(gè)連接構(gòu)件可以經(jīng)由在一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的第一連接點(diǎn)處的軸承結(jié)構(gòu)和在相鄰風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的第二連接點(diǎn)處的軸承結(jié)構(gòu)連接。

31、每個(gè)軸承結(jié)構(gòu)可以包括球面滑動(dòng)軸承。

32、每個(gè)軸承結(jié)構(gòu)可包括銷，相應(yīng)的葉片連接構(gòu)件可圍繞該銷旋轉(zhuǎn)。

33、每個(gè)葉片連接構(gòu)件可以在一端處具有孔眼，用于在相應(yīng)的連接點(diǎn)處接收銷。

34、每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的第一連接點(diǎn)和第二連接點(diǎn)的軸承結(jié)構(gòu)可以安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的整體連接器部件上。

35、軸承結(jié)構(gòu)可以允許每個(gè)葉片連接構(gòu)件圍繞相應(yīng)的連接點(diǎn)以至少兩個(gè)正交旋轉(zhuǎn)自由度旋轉(zhuǎn)。

36、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可以均包括包括根部端的內(nèi)側(cè)葉片零件和包括末梢端的外側(cè)葉片零件，內(nèi)側(cè)葉片零件和外側(cè)葉片零件在分裂位置處彼此連接，并且其中，風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的連接點(diǎn)布置在分裂位置處。

37、內(nèi)側(cè)葉片零件可以通過(guò)連接接頭連接到外側(cè)葉片零件，連接接頭包括連接器，其中，前緣延伸部與連接器一體地形成。

38、連接器可以是金屬部件，優(yōu)選地是鑄造部件或機(jī)加工部件。連接器可以是復(fù)合部件。連接器可以是共固化或共粘合的部件。

39、連接器可以聯(lián)接成在內(nèi)側(cè)葉片零件的翼梁帽部分與外側(cè)葉片零件的翼梁帽部分之間傳遞載荷，并且布置成將載荷從葉片連接構(gòu)件傳遞到內(nèi)側(cè)葉片零件的翼梁帽部分中。

40、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的連接點(diǎn)可以布置在距根端一距離處，該距離在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片從根部端到末梢端的長(zhǎng)度的10％和60％之間，優(yōu)選地在相應(yīng)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片從根部端到末梢端的長(zhǎng)度的50％的徑向內(nèi)側(cè)，并且更優(yōu)選地在相應(yīng)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片從根部端到末梢端的長(zhǎng)度的45％的徑向內(nèi)側(cè)。

41、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的連接點(diǎn)可以布置在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的厚度與弦長(zhǎng)比在20％與50％之間的位置處。

42、風(fēng)力渦輪機(jī)可以包括至少三個(gè)整流罩，每個(gè)整流罩布置成覆蓋第一連接點(diǎn)和/或第二連接點(diǎn)。

43、風(fēng)力渦輪機(jī)還可以包括至少三個(gè)預(yù)張緊構(gòu)件，每個(gè)預(yù)張緊構(gòu)件連接在葉片連接構(gòu)件中的一個(gè)與轂之間，每個(gè)預(yù)張緊構(gòu)件布置成在它所連接的葉片連接構(gòu)件中提供預(yù)張緊。

44、預(yù)張緊構(gòu)件可以連接到布置在轂處或鄰近轂布置的公共點(diǎn)。

45、轂可以包括轂構(gòu)件，該轂構(gòu)件基本上沿著由轂的旋轉(zhuǎn)軸線限定的方向從轂延伸，并且其中，預(yù)張緊構(gòu)件連接到轂構(gòu)件。

46、本發(fā)明的第三方面提供了一種槳距受控的風(fēng)力渦輪機(jī)，其包括塔架、安裝在塔架上的機(jī)艙、能旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)艙上的轂以及至少三個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，其中，每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片在末梢端與經(jīng)由變槳機(jī)構(gòu)連接到轂的根部端之間延伸；

47、風(fēng)力渦輪機(jī)還包括至少三個(gè)葉片連接構(gòu)件，每個(gè)葉片連接構(gòu)件從一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的連接點(diǎn)朝向相鄰風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的連接點(diǎn)延伸，其中，給定風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的連接點(diǎn)布置在距根部端一距離處并距風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的末梢端一距離處；

48、其中，每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片包括前緣、前緣延伸部和變槳軸線，葉片通過(guò)變槳機(jī)構(gòu)相對(duì)于轂圍繞該變槳軸線旋轉(zhuǎn)，

49、其中，前緣延伸部在前緣前方延伸，并且相應(yīng)的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的連接點(diǎn)位于前緣延伸部上、在前緣前方，并且當(dāng)所述葉片處于空載狀態(tài)時(shí)，變槳軸線位于前緣后方。

50、變槳軸線可以位于相應(yīng)的葉片的表面之外且在葉片的下風(fēng)處。

51、每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可以聯(lián)接到葉片連接構(gòu)件中的兩個(gè)，這兩個(gè)葉片連接構(gòu)件中的每一個(gè)從葉片中的一個(gè)的相應(yīng)連接點(diǎn)延伸。風(fēng)力渦輪機(jī)葉片中的一個(gè)的連接點(diǎn)可以在相同的前緣延伸部上彼此相鄰。

52、葉片連接構(gòu)件可以在相應(yīng)的連接點(diǎn)處經(jīng)由軸承結(jié)構(gòu)連接到相應(yīng)的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片。

53、葉片連接構(gòu)件到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片中的一個(gè)的相應(yīng)連接可以是能獨(dú)立移動(dòng)的，優(yōu)選地，每個(gè)連接都能在兩個(gè)正交方向上移動(dòng)。

54、每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可以包括限定圍繞葉片的吸力側(cè)和壓力側(cè)的葉片殼，并且前緣延伸部上的連接點(diǎn)布置在前緣前方并且鄰近壓力側(cè)，優(yōu)選地，變槳軸線布置在前緣后方并且在吸力側(cè)上。變槳軸線可以位于葉片之外并且與靠近壓力側(cè)相比更靠近吸力側(cè)。

55、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可以均包括包括根部端的內(nèi)側(cè)葉片零件和包括末梢端的外側(cè)葉片零件，內(nèi)側(cè)葉片零件和外側(cè)葉片零件在分裂位置處彼此連接，并且其中，風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的連接點(diǎn)布置在分裂位置處。

56、內(nèi)側(cè)葉片零件可以通過(guò)連接接頭連接到外側(cè)葉片零件，連接接頭包括連接器，其中，前緣延伸部與連接器一體地形成。

57、連接器可以是金屬部件，優(yōu)選是鑄造部件。連接器可以是機(jī)加工部件。連接器可以是復(fù)合部件。連接器可以是共固化或共粘合的部件。

58、連接器可以聯(lián)接成在內(nèi)側(cè)葉片零件的翼梁帽部分與外側(cè)葉片零件的翼梁帽部分之間傳遞載荷，并且布置成將載荷從葉片連接構(gòu)件傳遞到內(nèi)側(cè)葉片零件的翼梁帽部分中。

59、前緣延伸部可以具有整流罩，以將前緣延伸部平滑地過(guò)渡到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的在前緣延伸部外側(cè)的前緣中。

60、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的連接點(diǎn)可以布置在距根部端一距離處，該距離在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片從根部端到末梢端的長(zhǎng)度的10％和60％之間。

61、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的連接點(diǎn)可以布置在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的厚度與弦長(zhǎng)比在20％與50％之間的位置處。

62、風(fēng)力渦輪機(jī)可以還包括至少三個(gè)預(yù)張緊構(gòu)件，每個(gè)預(yù)張緊構(gòu)件連接在葉片連接構(gòu)件中的一個(gè)與轂之間，每個(gè)預(yù)張緊構(gòu)件布置成在它所連接的葉片連接構(gòu)件中提供預(yù)張緊。

63、預(yù)張緊構(gòu)件可以連接到布置在轂處或鄰近轂布置的公共點(diǎn)。

64、轂可以包括轂構(gòu)件，該轂構(gòu)件基本上沿著由轂的旋轉(zhuǎn)軸線限定的方向從轂延伸，并且其中，預(yù)張緊構(gòu)件連接到轂構(gòu)件。

65、風(fēng)力渦輪機(jī)可以是逆風(fēng)風(fēng)力渦輪機(jī)。

66、應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的第一方面、第二方面和第三方面的任何/所有特征是兼容的并且可以組合。