專(zhuān)利名稱(chēng)：用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的可構(gòu)造小翼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所述的主題涉及風(fēng)力渦輪機(jī)，并且，更具體地說(shuō)，涉及具有可構(gòu)造小翼 (configurable winglet)的風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片
背景技術(shù)：
風(fēng)力渦輪機(jī)通常具有被支撐在基座(base)上的塔筒(tower)，并帶有定位在塔筒上端的機(jī)艙(nacelle)。在機(jī)艙中，轉(zhuǎn)子中心體與軸相連，并具有多個(gè)安裝在其上的轉(zhuǎn)子葉片。軸通過(guò)轉(zhuǎn)子中心體(rotor hub)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子中心體自身由于風(fēng)作用在轉(zhuǎn)子葉片上而旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)能量通過(guò)變速箱傳遞到發(fā)電機(jī)上，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力。轉(zhuǎn)子葉片具有大體上伸長(zhǎng)的翼型形狀，其中轉(zhuǎn)子葉片最外面的部分被固定在與葉片其余部分相同的平面中或者被定位在平面外。該固定的轉(zhuǎn)向部分被稱(chēng)為小翼。在一定操作條件下，當(dāng)和葉片最外面的部分被固定在與葉片其余部分相同的平面中的轉(zhuǎn)子葉片相比時(shí)，該固定的小翼提高風(fēng)力渦輪機(jī)的操作效率。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片具有小翼，該小翼響應(yīng)檢測(cè)的參數(shù)而可構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，風(fēng)力渦輪機(jī)包括多個(gè)用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)能量的轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片具有可構(gòu)造的小翼。風(fēng)力渦輪機(jī)包括傳感器，該傳感器用于檢測(cè)參數(shù)并產(chǎn)生指示該參數(shù)的檢測(cè)信號(hào)。風(fēng)力渦輪機(jī)還包括處理器，該處理器接收檢測(cè)信號(hào)，用以響應(yīng)該檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)。該風(fēng)力渦輪機(jī)還包括與各小翼相關(guān)聯(lián)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用以響應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)而構(gòu)造小翼。根據(jù)本發(fā)明的還有另一方面，構(gòu)造風(fēng)力渦輪機(jī)上轉(zhuǎn)子葉片的小翼的方法包括，檢測(cè)參數(shù)并響應(yīng)該參數(shù)而構(gòu)造小翼。根據(jù)本發(fā)明的還有另一方面，構(gòu)造風(fēng)力渦輪機(jī)上轉(zhuǎn)子葉片的小翼的方法包括，在低風(fēng)(low wind)下使小翼定向在與相應(yīng)轉(zhuǎn)子葉片的其余部分差不多相同的平面中，而在高風(fēng)(high wind)下使小翼定向得遠(yuǎn)離風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，低風(fēng)具有比高風(fēng)的風(fēng)速更小的風(fēng)速。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，構(gòu)造風(fēng)力渦輪機(jī)上轉(zhuǎn)子葉片的小翼的方法包括，在低風(fēng)下使各小翼定向得朝著風(fēng)力渦輪機(jī)，而在高風(fēng)下使小翼定向得遠(yuǎn)離風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，低風(fēng)具有比高風(fēng)的風(fēng)速更小的風(fēng)速。從下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述中，這些和其它優(yōu)點(diǎn)與特征將變得更加顯而易見(jiàn)。


關(guān)于本發(fā)明的主題在該說(shuō)明書(shū)結(jié)尾處的權(quán)利要求中被特別指出并在權(quán)利要求書(shū)中清楚地聲明。從下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的前述的和其它的特征與優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，在附圖中圖1是風(fēng)力渦輪機(jī)的側(cè)視圖；圖2是風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的圖示性局部正視圖，其中小翼處于完全伸展的構(gòu)造；圖3是風(fēng)力渦輪機(jī)的控制系統(tǒng)的示意性框圖；圖4是風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的圖示性局部正視圖，其中小翼處于利用了掃掠角的構(gòu)造；圖5是風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的圖示性局部正視圖，其中小翼處于利用了扭角的構(gòu)造；圖6是風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的圖示性局部側(cè)視圖，其中小翼處于利用了傾斜角的構(gòu)造；圖7是風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的圖示性局部正視圖，其中小翼處于收回的構(gòu)造；圖8是顯示了對(duì)于具有小翼的葉片的不同槳距角(pitch angle)而言的Cp相對(duì)于TSR的多條曲線(xiàn)；圖9是在如從圖8得到的不同槳距角下得到的跨過(guò)TSR范圍的最大Cp的曲線(xiàn)；圖10是對(duì)于在塔筒撞擊約束范圍夕卜(tower strike constraintout-of-scope)， 顯示了對(duì)于沒(méi)有小翼的葉片、帶有固定的小翼的葉片以及帶有本發(fā)明的小翼的葉片而言跨過(guò)TSR范圍的最大Cp的多條曲線(xiàn)；圖11是對(duì)于在塔筒撞擊約束范圍內(nèi)(tower strike constraintin-scope)，顯示了對(duì)于沒(méi)有小翼的葉片、帶有固定的小翼的葉片以及帶有本發(fā)明的小翼的葉片而言跨過(guò) TSR范圍的最大Cp的多條曲線(xiàn)；以及圖12是顯示了對(duì)于具有本發(fā)明的小翼的葉片而言，Cp, TSR、發(fā)電機(jī)RPM、槳距 (pitch)以及動(dòng)力(power)都作為風(fēng)速的函數(shù)的多條曲線(xiàn)。該詳細(xì)描述通過(guò)示例的方式引用附圖，連同優(yōu)點(diǎn)和特征一起說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例。部件清單
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力渦輪機(jī)(10)，包括多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片(22)，其用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)能量，所述轉(zhuǎn)子葉片(22)具有可構(gòu)造的小翼(32)；傳感器(48)，其用于檢測(cè)參數(shù)并產(chǎn)生指示所述參數(shù)的檢測(cè)信號(hào)；處理器(50)，其接收所述檢測(cè)信號(hào)，用以響應(yīng)所述檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)；以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)(43)，其與各所述小翼(32)相關(guān)聯(lián)，用以響應(yīng)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)而構(gòu)造所述小翼(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(10)，其特征在于，所述小翼(32)可構(gòu)造為具有下列至少一項(xiàng)可變的掃掠角、可變的扭角、可變的傾斜角、可變的長(zhǎng)度、可變的前束角以及可變的半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(10)，其特征在于，所述傳感器(48)包括下列至少一種風(fēng)速傳感器、聲傳感器、負(fù)荷傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)子速度傳感器、轉(zhuǎn)子扭矩傳感器、發(fā)電機(jī)速度傳感器以及發(fā)電機(jī)扭矩傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(10)，其特征在于，所述小翼(32)可通過(guò)變形而構(gòu)造。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(10)，其特征在于，所述變形包括下列至少一種 改變所述小翼(32)的后緣、使所述小翼(32)繞一軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)、使所述小翼(32)伸長(zhǎng)、改變所述小翼(32)的弧度、控制所述小翼(32)的邊界層，以及改變所述小翼(32)的幾何形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(10)，其特征在于，所述小翼(32)包括形狀記憶聚合物或形狀記憶合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(10)，其特征在于，所述小翼(32)在復(fù)合結(jié)構(gòu)中包括智能材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)(10)，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)(43)包括電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的可構(gòu)造小翼。具體而言，一種風(fēng)力渦輪機(jī)(10)包括多個(gè)用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)能量的轉(zhuǎn)子葉片(22)。轉(zhuǎn)子葉片(22)具有可構(gòu)造的小翼(32)。傳感器(48)檢測(cè)參數(shù)并產(chǎn)生指示該參數(shù)的檢測(cè)信號(hào)。處理器(50)接收檢測(cè)信號(hào)，用以響應(yīng)該檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)(43)與各小翼(32)相關(guān)聯(lián)，用以響應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)而構(gòu)造小翼(32)。
文檔編號(hào)F03D1/06GK102220935SQ20111010451
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者B·納努庫(kù)坦, J·羅加納坦, S·迪, W·哈恩斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司