專利名稱：轉(zhuǎn)子-定子布置的發(fā)電渦輪機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水平軸線風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片。此外，本發(fā)明涉及一種水平軸線風
力渦輪機以及用水平軸線風力渦輪機發(fā)電的一種方法。
背景技術：
在風力渦輪機發(fā)電領域，需要改善發(fā)電效率。傳統(tǒng)風力渦輪機中，到現(xiàn)在為止，這 種發(fā)電渦輪機的通常設計是裸轉(zhuǎn)子類型設計，其特點是可由于風力而繞水平軸線旋轉(zhuǎn)的旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子。 這種裸轉(zhuǎn)子型發(fā)電渦輪機的傳統(tǒng)類型是水平軸線風力渦輪機(HAWT)和豎直軸線 風力渦輪機(VAWT)。水平軸線風力渦輪機提供水平旋轉(zhuǎn)軸線，風力渦輪機葉片繞水平旋轉(zhuǎn) 軸線旋轉(zhuǎn)。豎直軸線風力渦輪機中，葉片旋轉(zhuǎn)軸線設置成沿著豎直方向。豎直軸線風力渦 輪機的實例例如可為所謂的Darrieus風力渦輪機。 此外，風力渦輪機領域中，眾所周知地使用通過轉(zhuǎn)子裝置增大流速的功率增強裝 置。這種功率增強裝置例如可為護罩或擴散器。渦輪機功率增強裝置可以增大效率(每轉(zhuǎn) 子面積的產(chǎn)能)2-4倍左右。 風力渦輪機，特別是水平軸線風力渦輪機，與擴散器組合可稱為擴散器增強風力 渦輪機(DAWT)。這種擴散器增強風力渦輪機包括形成管道的擴散器，渦輪機轉(zhuǎn)子(特別是 水平軸線風力渦輪機)位于該管道中。 擴散器管道可引導風流向渦輪機，從而增大速度并減少壓力。流邊界由擴散器管 道界定，且流線膨脹被管道幾何形狀限制。 通過使用擴散器，流體可被引導通過風力渦輪機，并可增大跨過渦輪機轉(zhuǎn)子的可 用壓降。轉(zhuǎn)子尾流中的湍流可因流加速而減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適當且有效的風力渦輪機。 該目的可由獨立權(quán)利要求的主題實現(xiàn)，特別是一種水平軸線風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉
片，一種水平軸線風力渦輪機和用水平軸線風力渦輪機發(fā)電的一種方法。 根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施方式，提供了一種用于水平軸線風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉
片。該轉(zhuǎn)子葉片包括將轉(zhuǎn)子葉片固定至水平軸線風力渦輪機的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸的固定部。另
外，該轉(zhuǎn)子葉片包括具有底端的幾何形狀調(diào)整部。幾何形狀調(diào)整部的底端的部分與水平軸
線風力渦輪機的定子的導板最接近底端的部分基本共面。 根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施方式，提供了一種水平軸線風力渦輪機。該水平軸 線風力渦輪機包括上述的轉(zhuǎn)子葉片，具有導板的定子，以及旋轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)子葉片的固定部附接 至旋轉(zhuǎn)軸，從而可繞旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線而旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子葉片的幾何形狀調(diào)整部包括底端，其 中，該底端與旋轉(zhuǎn)軸間隔一徑向距離。導板最接近底端的部分與旋轉(zhuǎn)軸間隔相同的徑向距 離。幾何形狀調(diào)整部的底端的部分與導板最接近底端的部分基本共面。
根據(jù)本發(fā)明又一示例性實施方式，提供了用上述水平軸線風力渦輪機發(fā)電的一種 方法。 術語"水平軸線風力渦輪機"(HAWT)指的是一種風力渦輪機，其提供了基本沿水平 方向?qū)R的旋轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)子葉片可附接至旋轉(zhuǎn)軸，并可沿延伸方向延伸至底端。 一種發(fā)電裝 置可附接至旋轉(zhuǎn)軸，其中，該發(fā)電裝置將旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn)換為電能。 風力渦輪機的轉(zhuǎn)子可為渦輪機的可移動部件，其中，充當流體流的引導元件的定 子可為渦輪機的不可移動部件。例如定子可為擴散器或管道，轉(zhuǎn)子可例如附接在其內(nèi)部。定 子可提供導板。流體(風)可沿導板流動，例如在層流狀態(tài)下。與轉(zhuǎn)子元件相反，定子及其 定子元件尤其不可移動。術語"轉(zhuǎn)子葉片"指的是流線型的葉片，其壓力側(cè)在轉(zhuǎn)子迎風側(cè)(流體(風)來的 一側(cè))上，其吸力側(cè)(流體的壓力比在壓力側(cè)低)在轉(zhuǎn)子背風側(cè)(流體從壓力側(cè)經(jīng)過轉(zhuǎn)子 后流走的一側(cè))上。葉片外形可形成為類似機翼的翼型。逆轉(zhuǎn)子葉片而流的流體(風)可 以向轉(zhuǎn)子葉片傳輸機械能。該機械能可產(chǎn)生升力。風力渦輪機中的轉(zhuǎn)子葉片可充當彈回裝 置(r印eller)，即葉片元件將流體的風能轉(zhuǎn)換為機械運動。 轉(zhuǎn)子葉片可包括作為葉片加強部件的固定部，轉(zhuǎn)子葉片用固定部固定至轉(zhuǎn)子的旋 轉(zhuǎn)軸。"幾何形狀調(diào)整部"可為在其發(fā)電過程中可調(diào)整的部分，或可由作用在該幾何形狀 調(diào)整部的風(流體)力調(diào)整的部分。該幾何形狀調(diào)整部可沿轉(zhuǎn)子葉片縱軸線延伸，即該幾 何形狀調(diào)整部可沿一延伸方向延伸，其中，該延伸方向可限定作為從轉(zhuǎn)子葉片的固定部到 底端的方向。該底端的部分可為限定平行于延伸方向的平面的幾何形狀調(diào)整部的部分。導 板可限定基本平行于旋轉(zhuǎn)軸的又一延伸方向。導板最接近底端的部分可限定平行于導板延 伸方向的平面。在底端的部分調(diào)整至定子的導板的平面，使得底端的部分的平面基本平行 且共面于導板的部分的平面，從而形成流或邊界渦旋的幾何形狀連續(xù)過渡。
因此，幾何形狀調(diào)整部可彎曲并提供沿其延伸方向的彎曲形狀，例如，即幾何形狀 調(diào)整部可以這樣的方式彎曲在幾何形狀調(diào)整部的第一端葉片可在例如豎直方向上延伸， 其中在幾何形狀調(diào)整部的底端的部分可(沿其延伸方向)對齊導板的平面，例如水平平面。
在裸轉(zhuǎn)子渦輪機中，流體沿從轉(zhuǎn)子上游位置(迎風側(cè))至轉(zhuǎn)子下游位置(背風側(cè)) 的流動方向而流動。在轉(zhuǎn)子-定子渦輪機中，定子使流體流收縮通過轉(zhuǎn)子，并在離開定子后 膨脹。從風(流體)收獲的能量與上游面積(轉(zhuǎn)子的迎風側(cè))成比例，在該處流線以非收 縮狀態(tài)開始。對于傳統(tǒng)的裸轉(zhuǎn)子型渦輪機，由于轉(zhuǎn)子處的流膨脹，流體流的上游面積小于轉(zhuǎn) 子面積。對于轉(zhuǎn)子-定子渦輪機，由于擴散器(定子)產(chǎn)生流收縮，轉(zhuǎn)子上游的流體流的上 游面積大于轉(zhuǎn)子處的轉(zhuǎn)子面積。產(chǎn)生流收縮是因為定子維持轉(zhuǎn)子上游位置與下游位置之間 的壓力差，且定子沿定子延伸方向保持該壓力差。這產(chǎn)生加速并收縮流的吸力。在定子端 更下游的位置，流的最終膨脹不可避免，但被延遲至更下游處。 在傳統(tǒng)的擴散器增強風力渦輪機中，擴散器(定子)或護罩以這樣的方式遮蓋整 個轉(zhuǎn)子擴散器從轉(zhuǎn)子迎風側(cè)引導流體至轉(zhuǎn)子背風側(cè)。定子，相應的擴散器，從而將已經(jīng)在 轉(zhuǎn)子迎風側(cè)上流體上游的進入流體引導至轉(zhuǎn)子背風側(cè)。因此，在轉(zhuǎn)子葉片安裝到定子內(nèi)的 區(qū)域，提供有最高速度和最高壓力，不受轉(zhuǎn)子的任何影響。換句話說，經(jīng)轉(zhuǎn)子的流速加速首 先取決于進入擴散器內(nèi)的流體。此外，傳統(tǒng)擴散器在轉(zhuǎn)子迎風側(cè)(上游)之前已經(jīng)開始引導流體，使得這樣擴散器的功能獨立于轉(zhuǎn)子的存在，并因此還當其由于高結(jié)構(gòu)負載而不便時， 如風力超過渦輪機切斷風速時，總是存在經(jīng)轉(zhuǎn)子的流量加速。 通過本發(fā)明，轉(zhuǎn)子葉片形成為提供幾何形狀連續(xù)，特別是至定子板的幾何形狀連 續(xù)過渡。即轉(zhuǎn)子葉片的幾何形狀調(diào)整部以這樣的方式形成提供幾何形狀連續(xù)過渡，即流體 流沿從轉(zhuǎn)子葉片到導板的延伸方向恒定地流動。即當導板位于轉(zhuǎn)子背風側(cè)時，定子成為渦 輪機功能的集成部件，而不是產(chǎn)生獨立于轉(zhuǎn)子的流體引導的分離器件，如傳統(tǒng)的擴散器。換 句話說，通過定子和轉(zhuǎn)子的流速增強主要取決于完全可控的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度。因此，當通過控 制轉(zhuǎn)子葉片的旋轉(zhuǎn)來控制流速增強時，可提供結(jié)構(gòu)負載控制。 根據(jù)本發(fā)明又一示例性實施方式，幾何形狀調(diào)整部的幾何形狀可調(diào)，從而形成至 水平軸線風力渦輪機的定子的導板的幾何形狀連續(xù)過渡，使得由轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的邊界 渦旋可傳輸至導板。 術語"幾何形狀連續(xù)過渡"限定了流體流(特別是邊界渦旋)從轉(zhuǎn)子葉片底端至 導板的連續(xù)傳輸。換句話說，當流體從轉(zhuǎn)子葉片底端進一步流至導板時，在幾何形狀調(diào)整部 形成幾何形狀連續(xù)過渡時可避免流體流中的湍流。即非連續(xù)過渡可發(fā)生在流體以這樣的方 式從轉(zhuǎn)子葉片流至導板時產(chǎn)生湍流流體流，且部分流體會向上游流動，即流至轉(zhuǎn)子葉片的 迎風側(cè)，其會導致效率損失。 可通過在底端的部分的平面與導板的平面之間的不為90°的角度獲得幾何形狀 連續(xù)過渡。連續(xù)角可由底端處幾何形狀調(diào)整部的平面與導板最接近底端的部分處的導板的 平面之間的角度來限定。換句話說，當?shù)锥说牟糠值钠矫嫫叫星夜裁嬗趯О宓钠矫鏁r，連續(xù) 角可特別為0。(度)。此外，如果離底端的旋轉(zhuǎn)軸和離導板最接近底端的邊緣的距離近似 的話，可改善幾何形狀連續(xù)性。相比于傳統(tǒng)風力渦輪機，底端處的轉(zhuǎn)子葉片與擴散器的內(nèi)表 面提供90°的幾何形狀連續(xù)角，因為轉(zhuǎn)子葉片沿其延伸方向的平面垂直于擴散器沿其延伸 方向的平面。 特別地，角度可在O。與±10°之間的范圍內(nèi)，或±10°與±20° (度)之間的 范圍內(nèi)，從而形成幾何形狀連續(xù)過渡。 根據(jù)又一示例性實施方式，轉(zhuǎn)子葉片還包括位于固定部與幾何形狀調(diào)整部之間的 葉片部。葉片部的平面可垂直于導板的平面。幾何形狀調(diào)整部可附接至轉(zhuǎn)子葉片的葉片部， 并可延伸至轉(zhuǎn)子葉片的底端。幾何形狀調(diào)整部可附接至轉(zhuǎn)子葉片的葉片部，如小翼連接到 機翼的翼型那樣。 根據(jù)又一示例性實施方式，葉片部和幾何形狀調(diào)整部包括不同的彈性材料。因此， 當轉(zhuǎn)子葉片暴露在風里時，葉片部或幾何形狀調(diào)整部可以限定方式彎曲，使得可以提供幾 何形狀連續(xù)過渡。 根據(jù)又一示例性實施方式，幾何形狀調(diào)整部為彈性。因此，連續(xù)幾何形狀過渡和/ 或角度可因限定的風(流體)力而調(diào)整。即如果某預定風力作用在轉(zhuǎn)子葉片上，可提供幾 何形狀調(diào)整部的預定變形。 根據(jù)又一示例性實施方式，轉(zhuǎn)子葉片的寬度從固定部增大至底部。因此，葉片表面 在固定部區(qū)域比在度量過渡區(qū)域(即在底端面積中及由此在幾何形狀調(diào)整部中)小。
根據(jù)本發(fā)明又一示例性實施方式，描述了一種水平軸線風力渦輪機。該水平軸線 風力渦輪機包括上述轉(zhuǎn)子葉片，帶導板的定子和旋轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)子葉片附接至旋轉(zhuǎn)軸，從而可繞旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線而旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子葉片的幾何形狀調(diào)整部包括底端，該底端與旋轉(zhuǎn)軸間隔一 徑向距離。導板以相同的徑向距離從旋轉(zhuǎn)軸間隔。幾何形狀調(diào)整部的底端的部分與導板最 接近底端的部分基本共面。 根據(jù)水平軸線風力渦輪機的又一示例性實施方式，導板包括平行于旋轉(zhuǎn)軸線的延 伸方向。 根據(jù)又一示例性實施方式，導板包括該延伸方向，其中從導板至旋轉(zhuǎn)軸線的徑向 距離沿延伸方向增大。 導板的延伸方向指的是，該方向可理解為例如從轉(zhuǎn)子葉片的底端沿水平方向?qū)?向。通過改變導板沿延伸方向到旋轉(zhuǎn)軸線的徑向距離，可調(diào)整定子中的流體壓力，例如可調(diào) 整定子的吸力效果。 根據(jù)水平軸線風力渦輪機的又一示例性實施方式，導板包括沿延伸方向相對于轉(zhuǎn) 子葉片位于最遠距離處的端部。該端部提供錐形形狀。因此，可控制離開定子的流體的排 放，以免發(fā)生不利于轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)的流體湍流。使用導板的錐形端部，可提供流體的可控且 恒定的排放。 根據(jù)水平軸線風力渦輪機的又一示例性實施方式，固定部在沿著軸的上游方向上
固定至定子外部的旋轉(zhuǎn)軸。因此，它保證了轉(zhuǎn)子葉片的旋轉(zhuǎn)首先影響流體流動而非定子。因
此，由于擴散器外部的上游固定位置，轉(zhuǎn)子葉片的旋轉(zhuǎn)可控制進入擴散器的流體流。流體的
流速增強從而由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)可控，從而避免擴散器產(chǎn)生的不受控流速增強。 根據(jù)又一示例性實施方式，水平軸線風力渦輪機還包括安裝結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)軸和定子
安裝在安裝結(jié)構(gòu)上。安裝結(jié)構(gòu)保持旋轉(zhuǎn)軸和定子，使得旋轉(zhuǎn)軸和定子繞豎直旋轉(zhuǎn)軸線可樞
轉(zhuǎn)。因此，包含定子和轉(zhuǎn)子的水平軸線風力渦輪機可按一定風向調(diào)整，以增加效率。 必須指出的是，已參考不同主題說明了本發(fā)明的實施方式。特別地，參考設備類型
權(quán)利要求說明了一些實施方式，而參考方法類型權(quán)利要求說明了其他實施方式，本領域技
術人員可以從上下文歸納出，除非另有說明，除了屬于一種主題的任何特征組合之外，涉及
不同主題的特征間的任何組合，特別是設備類型權(quán)利要求特征與方法類型權(quán)利要求特征間
的組合都被認為被本申請公開。 上述限定的方面和本發(fā)明的其它方面通過隨后描述的實施方式的實例以及參考 實施方式的實例的解釋將會變得顯而易見。隨后參考實施方式的實例將更詳細地描述本發(fā) 明，但本發(fā)明不受其限制。


圖1顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的轉(zhuǎn)子葉片的水平軸線風力渦輪 機的示例性實施方式的示意圖； 圖2圖示了圖1示例性實施方式的立體圖； 圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的水平軸線風力渦輪機示意圖；
圖4圖示了圖3所示示例性實施方式的立體圖；
圖5顯示了根據(jù)示例性實施方式的轉(zhuǎn)子葉片的示意圖；
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的轉(zhuǎn)子葉片的示意圖；
圖7顯示了一種傳統(tǒng)水平軸線風力渦輪機；以及
7
圖8圖示了帶擴散器的一種傳統(tǒng)水平軸線風力渦輪機。
具體實施例方式
圖中的示圖為示意圖。注意到在不同附圖中，相同或相似的元件提供有相同的附 圖標記，或與相應附圖標記僅在第一位不同的附圖標記。 圖1顯示了一種用于水平軸線風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片100。轉(zhuǎn)子葉片100包括將 轉(zhuǎn)子葉片100固定至水平軸線風力渦輪機的轉(zhuǎn)子110的旋轉(zhuǎn)軸105的固定部107。此外，轉(zhuǎn) 子葉片100包括幾何形狀調(diào)整部101和底端108。轉(zhuǎn)子葉片100從固定部107延伸至底端 108。其中，幾何形狀調(diào)整部101的底端108的部分與水平軸線風力渦輪機的定子120的導 板102最接近底端108的部分基本共面。 在圖1的實施方式中，(連續(xù))角a以0° (度)值顯示。即幾何形狀調(diào)整部101 的底端108的部分可位于導板102最接近底端108的部分的相同(共面且平行)平面內(nèi)， 并可與導板102的該部分平行。此外，導板102位于轉(zhuǎn)子葉片100的背風側(cè)112，使得導板 102在轉(zhuǎn)子葉片100的迎風側(cè)lll不影響流體流(例如流線w)。因此，定子120只影響轉(zhuǎn) 子葉片100背風側(cè)112的流體流(轉(zhuǎn)子葉片100的下游)。 轉(zhuǎn)子110可適于繞旋轉(zhuǎn)軸105旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子葉片100可附接至旋轉(zhuǎn)軸105。定子120 可包括多個位于旋轉(zhuǎn)軸105周圍限定徑向距離處的導板102。 當風在基本水平方向上或基本平行于旋轉(zhuǎn)軸105沿流線w流動時，該風逆轉(zhuǎn)子葉 片100而流。部分風能轉(zhuǎn)換為迫使轉(zhuǎn)子110繞旋轉(zhuǎn)軸105旋轉(zhuǎn)的機械能。另一部分風通過 轉(zhuǎn)子100以所述方向流向定子120。 在轉(zhuǎn)子葉片100的底端108與導板102的另一底端(例如，導板最接近底端的部 分為基本共面)之間，可提供間隙103，使得轉(zhuǎn)子110可相對于定子120無摩擦旋轉(zhuǎn)。在操 作期間，轉(zhuǎn)子110和定子120都將受到風引起的變形，如彈性變形。因此，間隙103可設置 在轉(zhuǎn)子110與定子120之間，從而避免接觸。如果間隙103提供為小間隙尺寸，可避免從幾 何形狀調(diào)整部101向?qū)О?02過渡期間風流f的湍流。 此外，每個轉(zhuǎn)子葉片100提供了一定寬度a。在一示例性實施方式中，該寬度a可 沿轉(zhuǎn)子葉片100的延伸方向從固定部107開始增大到幾何形狀調(diào)整部101的底端108。因 此，流體流可更有效地彎曲，從而避免轉(zhuǎn)子葉片100的風失速。 此外，圖1圖示了環(huán)狀地圍繞旋轉(zhuǎn)軸105的多個轉(zhuǎn)子葉片100。每個轉(zhuǎn)子葉片100 可提供有寬度a，且每個轉(zhuǎn)子葉片100可在圓周方向上重疊。 此夕卜，圖1圖示了保持轉(zhuǎn)子110和定子120的安裝結(jié)構(gòu)104。安裝結(jié)構(gòu)104可繞豎 直旋轉(zhuǎn)軸線106旋轉(zhuǎn)，使得水平軸線風力渦輪機可調(diào)整至風向，即流線w的方向。此外，固 定部103在沿軸105的上游方向上固定到定子120外部的旋轉(zhuǎn)軸105。因此，由于轉(zhuǎn)子110 的旋轉(zhuǎn)，可控制流速增強。 此外，導板102可相對于轉(zhuǎn)子葉片IOO沿最遠距離提供錐形端。因此，可耗盡風流 而不產(chǎn)生湍流。 圖2圖示了圖1示例性實施方式的立體圖。 圖3圖示了本發(fā)明又一示例性實施方式。轉(zhuǎn)子葉片100還包括垂直于旋轉(zhuǎn)軸105 延伸的葉片部301。葉片部301可附接在固定部107與幾何形狀調(diào)整部101之間。幾何形
8狀調(diào)整部101的底端108幾何形狀可調(diào)整為提供到定子120的導板102的幾何形狀連續(xù)過 渡。幾何形狀調(diào)整部101可附接至葉片部301，例如機翼的小翼。此外，相比于幾何形狀調(diào) 整部101，葉片部301可提供不同的彈性特征。因此，葉片部301形成為例如剛性的，其中幾 何形狀調(diào)整部101為彈性的且可變形的。當幾何形狀調(diào)整部101為彈性時，幾何形狀調(diào)整 部101的形成可相對于風力的一定強度。因此，通過使用彈性的幾何形狀調(diào)整部IOI，幾何 形狀連續(xù)過渡和/或角a可因一定風力而調(diào)整。 此外，定子120提供在環(huán)形方向上重疊的導板102。導板102可沿延伸方向或沿流 線w增大它們到旋轉(zhuǎn)軸105的徑向距離。因此，可通過沿延伸方向增大導板102的徑向距 離來持續(xù)而不突然地膨脹流過轉(zhuǎn)子110和定子120的風。因此可避免定子120端部的湍流 和沖擊。 圖4圖示了圖3示例性實施方式的立體圖。 圖5圖示了可安裝至如圖1和圖2示例性實施方式中所示的轉(zhuǎn)子110的單個轉(zhuǎn)子 葉片100。轉(zhuǎn)子葉片100包括提供了從固定部107開始至葉片100的底端108持續(xù)變形形 狀的幾何形狀調(diào)整部IOI。幾何形狀調(diào)整部101可為彈性的，并因此由沿流線w流動的預定 風流而可變形。 圖6圖示了可附接至如圖3或圖4示例性實施方式中所示的轉(zhuǎn)子110的轉(zhuǎn)子葉片 100。轉(zhuǎn)子葉片IOO包括在固定部107與幾何形狀調(diào)整部101之間的葉片部301。相比于柔 性和彈性的幾何形狀調(diào)整部101，葉片部301可為剛性部件。 圖7圖示了包括三個轉(zhuǎn)子葉片100的傳統(tǒng)水平軸線風力渦輪機。轉(zhuǎn)子葉片100安 裝至旋轉(zhuǎn)軸105。 圖8圖示了帶定子120(擴散器)的傳統(tǒng)水平軸線風力渦輪機。轉(zhuǎn)子110包括三個 可繞旋轉(zhuǎn)軸105樞轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子葉片100。定子120的導板的平面平行于旋轉(zhuǎn)軸105。圖顯示 沿葉片100的底端108的延伸方向的平面垂直指向沿定子120的延伸方向的平面。換句話 說，轉(zhuǎn)子葉片100的平面提供了與轉(zhuǎn)子120的平面成90°的角度a 。因此，定子120轉(zhuǎn)子 葉片100板的流過渡并不是幾何形狀連續(xù)，且?guī)缀涡螤钸B續(xù)過渡不可能，所以發(fā)生了湍流。 此外，定子120影響已經(jīng)在轉(zhuǎn)子葉片100的迎風側(cè)的風流。因此，流過定子120的風提供了 通過轉(zhuǎn)子的流速加速，即使轉(zhuǎn)子并沒有操作。 應當指出的是，術語"包括"不排除其他元件或步驟，且"一種"或"一"不排除多 個。不同實施方式中描述的相關元件也可合并。還應當指出的是，權(quán)利要求中的附圖標記 不應理解為限制了權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
一種用于水平軸線風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片，該轉(zhuǎn)子葉片(100)包括固定部(107)，其用于將所述轉(zhuǎn)子葉片(100)固定至所述水平軸線風力渦輪機的轉(zhuǎn)子(110)的旋轉(zhuǎn)軸(105)，具有底端(108)的幾何形狀調(diào)整部(101)，其中，所述轉(zhuǎn)子葉片(100)從所述固定部(107)延伸至所述底端(108)，其中，所述幾何形狀調(diào)整部(101)的底端(108)的部分與所述水平軸線風力渦輪機的定子(120)的導板(102)最接近所述底端(108)的部分基本共面。
2. 如權(quán)利要求l所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于所述幾何形狀調(diào)整部(101)的幾何形狀可調(diào)，以形成至所述導板(102)的幾何形狀的 連續(xù)過渡，使得由所述轉(zhuǎn)子葉片(100)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的邊界渦旋可傳輸至所述導板(102)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，還包括葉片部(301)，所述葉片部位于所述固定部(107)與所述幾何形狀調(diào)整部(101)之間。
4. 如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于 所述葉片部(301)和所述幾何形狀調(diào)整部包含不同的彈性材料。
5. 如權(quán)利要求1至4之一所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于 所述幾何形狀調(diào)整部(101)是彈性的。
6. 如權(quán)利要求1至5之一所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于 所述轉(zhuǎn)子葉片(100)的寬度(a)從所述固定部(107)增大至所述底端。
7. —種水平軸線風力渦輪機，包括 如權(quán)利要求1至6之一所述的轉(zhuǎn)子葉片(100)， 具有導板(102)的定子(120)，以及旋轉(zhuǎn)軸(105)，其中，所述轉(zhuǎn)子葉片(100)的固定部(107)附接至所述旋轉(zhuǎn)軸(105)，以可繞所述旋轉(zhuǎn) 軸(105)的旋轉(zhuǎn)軸線而旋轉(zhuǎn)，其中，所述轉(zhuǎn)子葉片(100)的幾何形狀調(diào)整部(101)包括底端(108)，該底端與所述旋 轉(zhuǎn)軸(105)間隔一徑向距離，其中，所述導板(102)最接近所述底端(108)的部分與所述旋轉(zhuǎn)軸(105)間隔相同的 徑向距離，其中，所述幾何形狀調(diào)整部(101)的底端(108)的部分與所述導板(102)最接近所述 底端(108)的部分基本共面。
8. 如權(quán)利要求7所述的水平軸線風力渦輪機，其特征在于 所述導板(102)包括平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線的延伸方向。
9. 如權(quán)利要求7所述的水平軸線風力渦輪機，其特征在于 所述導板(102)包括延伸方向，所述導板(102)至所述旋轉(zhuǎn)軸線的徑向距離沿所述延伸方向增大。
10. 如權(quán)利要求7至9之一所述的水平軸線風力渦輪機，其特征在于所述導板(102)包括沿所述延伸方向相對于所述轉(zhuǎn)子葉片(100)位于最遠距離處的端部，其中，所述端部提供錐形形狀。
11. 如權(quán)利要求7至10之一所述的水平軸線風力渦輪機，其特征在于 所述固定部(103)在沿著所述軸(105)的上游方向上固定至定子(120)外部的所述旋轉(zhuǎn)軸(105)。
12. 如權(quán)利要求7至11之一所述的水平軸線風力渦輪機，其特征在于，還包括 安裝結(jié)構(gòu)(104)，其中，所述旋轉(zhuǎn)軸(105)和定子(120)安裝至所述安裝結(jié)構(gòu)(104)， 其中，所述安裝結(jié)構(gòu)(104)保持所述旋轉(zhuǎn)軸(105)和所述定子(120)，使得所述旋轉(zhuǎn)軸 (105)和所述定子(120)繞豎直旋轉(zhuǎn)軸線(106)可樞轉(zhuǎn)。
13. 使用如權(quán)利要求7至12之一所述的水平軸線風力渦輪機來發(fā)電的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子-定子布置的發(fā)電渦輪機。描述了一種水平軸線風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片(100)。轉(zhuǎn)子葉片(100)包括將轉(zhuǎn)子葉片(100)固定至水平軸線風力渦輪機的轉(zhuǎn)子(110)的旋轉(zhuǎn)軸(105)的固定部(107)。此外，轉(zhuǎn)子葉片(100)包括具有底端(108)的幾何形狀調(diào)整部(101)。轉(zhuǎn)子葉片(100)從固定部(107)延伸至底端(108)。幾何形狀調(diào)整部(101)的底端(108)的部分與水平軸線風力渦輪機的定子(120)的導板(102)最接近底端(108)的部分基本共面。
文檔編號F03D1/06GK101749172SQ200910252990
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者S·約爾特 申請人:西門子公司