專利名稱：用于風(fēng)輪機(jī)葉片的襟翼控制的制作方法
用于風(fēng)輪機(jī)葉片的襟翼控制本發(fā)明涉及風(fēng)輪機(jī)，并且具體地涉及風(fēng)輪機(jī)葉片上的襟翼的控制。已知將控制面結(jié)合到風(fēng)輪機(jī)葉片中，并且已經(jīng)針對響應(yīng)于各種情況致動這些控制面提出了多種建議。US-A-2003/0123973 (Murakami)公開了ー種用于風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)子，其葉片具有位于葉稍的可延伸的輔助葉片，并具有位于葉片前緣和后緣的多個可延伸葉。前緣葉和后緣葉受沿著葉片的長度設(shè)置的液壓致動器或電カ致動器控制。DE-A-2922885 (Rath)公開了ー種用于風(fēng)輪機(jī)葉片的后緣襟翼裝置，其中襟翼由液壓缸致動或由借助電動機(jī)致動的連接桿致動。襟翼位于葉稍，致動器設(shè)置在襟翼附近。 這些致動裝置不太令人滿意，因?yàn)樗鼈冃枰罅窟h(yuǎn)離機(jī)艙設(shè)置在風(fēng)輪機(jī)葉片內(nèi)的可動部件。風(fēng)輪機(jī)常常定位在遙遠(yuǎn)且難以接近的場所(例如海面上)，因而最好是維護(hù)盡可能有限且直觀。US2003/0123973和DE-A-2922885的裝置不滿足這些要求。在所有情況下，復(fù)雜致動器都沿著葉片設(shè)置在遠(yuǎn)離位于葉片根部的葉片入口點(diǎn)的位置處。這使得接近困難且費(fèi)時并且甚至要求移除葉片，而這是不切實(shí)際的。風(fēng)輪機(jī)葉片的長度可能會超過40m并且朝向葉稍逐漸變細(xì)。非常不期望的是必須朝向葉稍接近葉片內(nèi)部的部件。本發(fā)明g在解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種風(fēng)輪機(jī)葉片，所述風(fēng)輪機(jī)葉片包括位于該葉片的邊緣上的至少ー個控制襟翼和用于控制所述襟翼的運(yùn)動的致動機(jī)構(gòu)，所述致動機(jī)構(gòu)包括沿著所述葉片的長度的至少一部分延伸的致動器軸；聯(lián)接到所述軸以使該軸旋轉(zhuǎn)的致動器，所述致動器朝向所述葉片的根端設(shè)置；聯(lián)動裝置，該聯(lián)動裝置聯(lián)接在所述襟翼和所述致動器軸之間，借此所述軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動使所述襟翼運(yùn)動；以及偏移致動機(jī)構(gòu)，所述偏移機(jī)構(gòu)用于向所述聯(lián)動裝置施加除由所述軸的旋轉(zhuǎn)造成的運(yùn)動之外的運(yùn)動。本發(fā)明的實(shí)施方式具有以下優(yōu)點(diǎn)，可以是電動機(jī)、液壓馬達(dá)或類似物的所述致動器朝向所述葉片根部設(shè)置，因此它容易接近并且能作為預(yù)定維修訪問的一部分來維護(hù)。而且，所述致動機(jī)構(gòu)能非常簡單，從而減少對維修的需要并且增加可靠性。所述偏移機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)，給予ー個或更多個襟翼除由所述軸的旋轉(zhuǎn)給予的低頻運(yùn)動以外的高頻運(yùn)動。在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述聯(lián)動裝置能是剛性桿，該剛性桿能通過安裝在所述軸上而隨該軸旋轉(zhuǎn)的曲柄臂附接到可旋轉(zhuǎn)的所述軸。所述偏移機(jī)構(gòu)可包括L形曲柄，該L形曲柄安裝成繞所述軸旋轉(zhuǎn)并且所述剛性桿聯(lián)動裝置附接到所述L形曲柄，其中，所述聯(lián)動裝置包括剛性桿，該剛性桿在一端聯(lián)接到安裝成用于繞所述軸旋轉(zhuǎn)的L形曲柄的第一端，并且所述L形曲柄聯(lián)接到安裝在所述軸上的曲柄臂以通過偏移致動器隨其旋轉(zhuǎn)，由此所述偏移致動器的致動使所述L形曲柄相對于所述軸運(yùn)動，從而向所述襟翼提供偏移運(yùn)動。優(yōu)選地所述偏移致動器是壓電堆，并且所述壓電堆的激勵使所述L形曲柄相對于所述軸運(yùn)動，以向所述軸提供偏移運(yùn)動。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聯(lián)動裝置是控制線。所述控制線可以通過固定到所述軸以隨該軸旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)勇?lián)接到所述致動器軸?？稍谒鲚S上設(shè)置多個輥?zhàn)?，每個輥?zhàn)泳蛹{用于襟翼的控制線。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，每個輥?zhàn)拥闹睆骄贿x擇成使得所述軸的旋轉(zhuǎn)弓I起所述襟翼的正確運(yùn)動量。其中所述聯(lián)動裝置是控制線，所述偏移機(jī)構(gòu)可包括通過輥?zhàn)勇?lián)接到所述軸的控制線，并且所述偏移運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括馬達(dá)-齒輪機(jī)構(gòu)，用于使所述輥?zhàn)酉鄬τ谒鲚S旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述襟翼可繞鉸合線樞轉(zhuǎn)，其中所述軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動導(dǎo)致所述聯(lián)動裝置使所述襟翼繞所述鉸合線樞轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，彈簧設(shè)置在所述襟翼和所述風(fēng)輪機(jī)葉片之間，由此所述襟翼被朝向伸展位置偏壓。這具有襟翼被朝向故障安全位置偏壓的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)選地，所述葉片包括例如沿著其后緣的多個襟翼，其中每個襟翼均可通過相應(yīng)的聯(lián)動裝置借助所述軸的旋轉(zhuǎn)來樞轉(zhuǎn)。
優(yōu)選地，所述聯(lián)動裝置包括第一聯(lián)動裝置和第二聯(lián)動裝置，并且所述襟翼能繞中點(diǎn)樞轉(zhuǎn)，其中，所述第一聯(lián)動裝置在所述中點(diǎn)的上方的一點(diǎn)處附接到所述襟翼，所述第二聯(lián)動裝置在所述中點(diǎn)的下方的一點(diǎn)處附接到所述襟翼，并且所述第一聯(lián)動裝置和所述第二聯(lián)動裝置通過固定到所述軸以隨該軸旋轉(zhuǎn)的雙臂曲柄聯(lián)接到該軸。該布置是有利的，因?yàn)樗沟卯?dāng)在所述襟翼的所述中點(diǎn)處繞鉸合線樞轉(zhuǎn)時能夠控制該襟翼，從而使得襟翼能夠朝向所述葉片的吸力面和壓カ面移動。優(yōu)選地，所述致動器軸基本上沿著所述葉片的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(諸如翼梁或梁)延伸。另選地，所述致動機(jī)構(gòu)和所述軸能形成為可從所述葉片拆下的単元。該布置具有如下優(yōu)點(diǎn)，整個致動器機(jī)構(gòu)能從所述葉片拆下，因而有利于維修。本發(fā)明還在于具有多個葉片的風(fēng)輪機(jī)，每個葉片均具有如上所述的致動機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)在將僅通過示例并且參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其中圖I是具有后緣襟翼的風(fēng)輪機(jī)葉片的截面；圖2是具有一對后緣襟翼的風(fēng)輪機(jī)葉片的示意平面圖；圖3是示出另選的襟翼控制裝置的類似于圖2的視圖；圖4示出了圖I的實(shí)施方式的改進(jìn)；圖5示出了圖4的實(shí)施方式的另選布置；圖6示出了另ー實(shí)施方式；圖7示出了另ー實(shí)施方式，其中后緣襟翼作為可拆卸単元安裝；圖8是示出最佳襟翼性能的致動頻率對襟翼振幅的曲線圖；圖9示出了本發(fā)明的允許襟翼的快速偏移運(yùn)動的實(shí)施方式；以及

圖10是圖9的另選布置。下列描述涉及風(fēng)輪機(jī)葉片上ー個或更多個后緣襟翼的控制。術(shù)語“襟翼”是指風(fēng)輪機(jī)葉片的將改變風(fēng)輪機(jī)葉片的空氣動力學(xué)輪廓的可動表面。然而，本發(fā)明不限于后緣襟翼，而是還可應(yīng)用于前緣裝置(典型地，翼縫或縫翼)和如僅僅是與葉稍相反地沿著葉片邊緣布置的其它控制面的致動。為了簡單起見下列描述限于后緣襟翼。而且，待描述的實(shí)施方式不限于任何具體數(shù)量的襟翼，不限于其定位，并且可以用來致動沿著葉片的前緣或后緣設(shè)置的單個襟翼或兩個以上的襟翼。當(dāng)設(shè)計(jì)用于風(fēng)輪機(jī)的襟翼系統(tǒng)時，非常希望將諸如致動器之類的易損壞部件從葉片的外部移到根部，使得它們能作為正常維護(hù)巡視的一部分來維護(hù)并且能通過輪轂接近。朝向葉稍定位的部件難以在原地接近并且可能需要移除葉片。圖I示出了風(fēng)輪機(jī)葉片的截面。本發(fā)明可應(yīng)用于任何風(fēng)輪機(jī)，例如具有帶三個葉片的轉(zhuǎn)子的水平軸渦輪機(jī)。葉片10包括上表面12和下表面14,上表面12和下表面14通常被稱為吸カ面和壓カ面，每個面均通過眾所周知的技術(shù)由輕質(zhì)復(fù)合材料制成。加強(qiáng)翼梁16或梁沿著葉片的長度(如從圖2和圖3可見)從葉片的根端18朝向稍端20延伸。葉片具有前緣22和后緣24。后緣具有沿著其長度的一部分布置的至少ー個可動襟翼26。如從圖I可見，該襟翼能通過致動機(jī)構(gòu)在展開位置28和收回位置30之間移動，在展開位置28中襟翼在葉片的吸力側(cè)伸展，在收回位置30中襟翼與葉片齊平。這兩個位置在圖I中示出并且襟翼可以采取任何中間位置。襟翼的運(yùn)動范圍是設(shè)計(jì)選擇的問題，并且期望的話襟翼能構(gòu)造成在葉片的壓カ側(cè)伸展。
如圖I所示，襟翼被鉸接而繞形成葉片的吸力面的一部分的鉸合線旋轉(zhuǎn)。鉸鏈可以是葉片上殼的實(shí)際材料，如必要的話被適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)，或者可以是例如設(shè)置在吸力面下方的機(jī)械鉸鏈。如從下述的另外的實(shí)施方式將清楚的是，鉸鏈位置可以改變。在圖I至圖3的實(shí)施方式中，襟翼被朝向吸力側(cè)所示的伸展位置進(jìn)行彈簧偏壓。因此，如果沒有施加抵抗彈簧偏壓的力，那么襟翼將采取伸展位置。因此故障安全位置處于葉片的吸力面上的伸展或展開位置，因?yàn)檫@提供最小可能升力系數(shù)。這例如在停機(jī)條件下是希望的，在停機(jī)條件下，動カ損失可導(dǎo)致襟翼不能展開。在這些條件下，希望葉片上的載荷盡可能低。如從圖2最佳可見，致動機(jī)構(gòu)包括布置成沿著葉片的長度的至少一部分延伸的致動器軸32。在該實(shí)施方式中，軸是扭轉(zhuǎn)軸并且與梁并排布置，通常沿葉片的中線。如從稍后的實(shí)施方式清楚的是，這是期望的但不是必需的。致動器軸32被安裝成相對于多個支承件34旋轉(zhuǎn)，這些支承件可以是例如滾動軸承或軸襯，并且致動器軸32在沿長度的多個點(diǎn)處固定到梁。在葉片的根端，軸的自由端附接到致動器36，該致動器36朝向葉片的根端布置并且用來致動該軸。當(dāng)前認(rèn)為軸應(yīng)布置成靠近葉片的壓力面14以維持控制線與鉸合線的垂線之間的最佳角，從而在鉸鏈上施加最大扭矩。然而，這在沿著葉片的長度具有大曲率的一些葉片設(shè)計(jì)中是不實(shí)際的。在這種葉片中，軸可能會安裝得更靠近吸力面或者可能會允許線38穿透葉片殼的壓カ面14。通常認(rèn)為吸力面光滑更好，因此鉸鏈定位在吸力面上。通過將桿或線設(shè)置在壓カ面，能減小系統(tǒng)中的應(yīng)カ并且當(dāng)臂48和桿44之間的角接近90度時能確保更大的線性致動。包括控制線38的控制聯(lián)動裝置一端附接到軸，另一端附接到襟翼26。如圖I所示，線朝向與鉸接邊緣相反的襟翼邊緣附接到襟翼的后壁。因此，圖I中，鉸鏈位于襟翼的吸力面，控制線靠近襟翼的壓カ面附接到襟翼的后壁。雖然控制線可以直接附接到軸，但是優(yōu)選地，如圖I所示，控制線附接到輥?zhàn)踊驖L筒40，該輥?zhàn)踊驖L筒安裝在軸上用于軸的旋轉(zhuǎn)。對于軸的特定運(yùn)動量，輥?zhàn)拥闹睆經(jīng)Q定控制線的運(yùn)動量。因此，通過選擇不同的輥?zhàn)又睆?，對于多條控制線可以獲得不同的運(yùn)動量。所需的運(yùn)動量取決于襟翼尺寸和在葉片的區(qū)域處的翼型尺寸。如圖2所示，與葉稍向(tipwards)襟翼26t因?yàn)樗璧倪\(yùn)動量較小，與其相關(guān)聯(lián)的輥?zhàn)拥闹睆叫「膳c輪轂向(hubwards)襟翼26r相關(guān)聯(lián)的輥?zhàn)?。致動器例如可以是液壓馬達(dá)或電動機(jī)。
圖3示出了另選的布置，其中軸被分成第一軸和第二軸，每個軸均由相應(yīng)的馬達(dá)致動并且每個軸均移動兩個襟翼中的相應(yīng)ー個。圖3中，馬達(dá)、軸、支承件、輥?zhàn)雍涂刂凭€組裝起來并具有與圖2相同的附圖標(biāo)記，添加后綴“r”或“t”以表示它們是在葉稍(t)還是根部(r)。還可增設(shè)其他的軸和馬達(dá)以控制附加襟翼(未示出)。從維修角度來看，該布置不如圖2的布置優(yōu)選，因?yàn)槿~稍向襟翼所用的馬達(dá)的位置對于維修來說是不方便且難以接近的。圖2的實(shí)施方式具有如下優(yōu)點(diǎn)，單個馬達(dá)在葉片的根端處容易接近，從而許可直接維護(hù)和維修。為了展開襟翼，致動器(多個致動器)可能僅需要使扭轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)ー轉(zhuǎn)的一部分(例如1/3轉(zhuǎn))。致動器軸32優(yōu)選地是扭轉(zhuǎn)剛性的，然而在別的方面卻是非剛性的，使得它能夠在可能為20年或更久的葉片壽命內(nèi)跟隨葉片運(yùn)動。該軸優(yōu)選地由復(fù)合材料制成。因此，在所述實(shí)施方式中，借助致動器進(jìn)行的軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動致使襟翼運(yùn)動。具體地說，軸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致襟翼繞鉸合線樞轉(zhuǎn)。如前所述，在圖I至圖3的實(shí)施方式中，襟翼被朝向伸展位置偏壓。將理解的是，這對于控制線裝置進(jìn)行工作來說是必需的。圖4示出了ー個可能的彈簧裝置，其中成形的可壓縮橡膠塊42或其它合適材料設(shè)置在鉸合線下方，位于葉片的后壁和襟翼的后壁之間。該塊可以是泡沫橡膠元件。被壓縮的橡膠42起作用以朝向伸展位置偏壓襟翼。能使用任何其它合適的彈簧，諸如板簧或壓縮彈簧。圖5示出了用于將軸連接到襟翼的控制聯(lián)動裝置的另選布置。在該實(shí)施方式中，襟翼仍由彈簧向外偏壓，但這不再是必需的，因?yàn)檩S和襟翼之間的聯(lián)動是剛性的。彈簧仍是優(yōu)選地以消除顫振并且確保低升力系數(shù)失效保護(hù)位置。推桿44在與圖I的控制線基本上相同的位置處連接在襟翼的后壁46的底部處。然而，因?yàn)榭刂坡?lián)動裝置是剛性的，因此輥?zhàn)?0由曲柄臂48代替，該曲柄臂在一端安裝在軸上以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，另一端聯(lián)接到剛性聯(lián)動裝置44，使得軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U或剛性聯(lián)動裝置的往復(fù)運(yùn)動。在前述實(shí)施方式中，襟翼繞葉片和襟翼的吸力面上的鉸合線鉸接。圖6示出了一種另選的布置，其中鉸合線50沿著襟翼的高度的中點(diǎn)，使得襟翼能夠自由朝向葉片的壓力面和吸力面移動。鑒于該運(yùn)動，襟翼26的后壁46具有從鉸合線遠(yuǎn)離葉片朝向后緣傾斜的上部52以及類似的下部54。襟翼由雙曲柄臂56致動，該雙曲柄臂56在其中心聯(lián)接到軸32用于隨軸旋轉(zhuǎn)。雙曲柄臂56的各端部均連接到控制聯(lián)動裝置，這里示出為控制線38，控制線38的另一端分別連接到襟翼的上后壁部和下后壁部。因此，致動器軸沿順時針方向的旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致襟翼朝向壓カ面移動，而軸的逆時針方向旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致襟翼朝向吸力面移動。因?yàn)榭刂圃欠莿傂跃€，因此需要諸如前述實(shí)施方式的成形的壓縮泡沫橡膠塊之類的彈簧(未示出)來偏壓兩個襟翼連接件中的至少ー個。該彈簧可以設(shè)置在襟翼的后壁部之間，或葉片后壁和襟翼的上后壁部之間，或者兩個后壁部之間。另選地，圖6的聯(lián)接線能由如圖5所用的剛性聯(lián)動裝置代替，從而消除對偏壓彈簧的需要，不過也可能期望有偏壓彈簧。該實(shí)施方式具有減少系統(tǒng)中的松弛的優(yōu)點(diǎn)，但是作為襟翼上的拉點(diǎn)和鉸鏈之間的距離的扭轉(zhuǎn)臂減半。
在圖I至圖6的實(shí)施方式中，致動器軸沿著翼梁或梁16的長度設(shè)置，基本上沿著葉片的中性線，因?yàn)樵撐恢米畈豢赡芤鹩扇~片經(jīng)年操作的恒定旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的疲勞問題。盡管這是期望的，更期望的是能夠容易地接近葉片的可動部件進(jìn)行維護(hù)。在圖7的實(shí)施方式中，軸定位在包括襟翼26或多個襟翼的単獨(dú)的可拆卸單元或者部分60中。在葉片具有多個襟翼的情況下，可以為每個葉片提供単獨(dú)的軸裝置，使得每個襟翼均形成単獨(dú)的可拆卸部分以減小這些可拆卸部分的尺寸。在圖中，所示的布置是關(guān)于圖I描述的控制線和輥?zhàn)拥难b置。然而，能使用上述其它布置中的任ー種。在圖7所示的布置中，軸支承件34被安裝在可拆卸部分的壁62上，該可拆卸部分在就位時抵接葉片。驅(qū)動襟翼致動軸的致動器36可以由單獨(dú)的控制器控制，或更優(yōu)選地由主風(fēng)輪機(jī)控制器控制，該主風(fēng)輪機(jī)控制器控制各種渦輪參數(shù)，諸如轉(zhuǎn)子速度和葉片節(jié)距角。襟翼的主控制參數(shù)用于在襟翼旋轉(zhuǎn)到最適宜的狀態(tài)時減少葉片和襟翼系統(tǒng)上的載荷。圖8示出了對于如70和72標(biāo)識的兩種不同負(fù)荷情況的致動頻率對襟翼振幅的曲線圖。兩種情況都具有IP致動頻率的分量(大約O. 2Hz)但是由它們的操作條件引起的更高響應(yīng)率是不同的。與轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)的ー個襟翼運(yùn)動對應(yīng)的致動頻率IP是突出的，其由諸如風(fēng)梯度、俯仰誤差和取決于葉片位置的其它變量之類的問題引起。從圖中可見，襟翼系統(tǒng)的最佳控制的非?；镜牟糠帜芡ㄟ^葉片每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)襟翼 一次來獲得。大約為O. 2Hz的這ー頻率使得所述實(shí)施方式的布置非常實(shí)用并且能容易地提供襟翼運(yùn)動的期望頻率。然而，雖然這一布置可以獲得可利用的大部分的利益，例如，至多為最大可達(dá)到的70%，但是仍能通過更加頻繁(例如快10倍)地致動襟翼獲得大而顯著的增益。圖I至圖7的布置對于那樣高的致動頻率來說未必是最優(yōu)的，但是能維持20年免維護(hù)壽命。而且，在更快的致動速度下，可能會希望単獨(dú)致動襟翼并且鑒于襟翼的大尺寸単獨(dú)致動襟翼也可能更容易。圖9和圖10示出了圖I至圖7的實(shí)施方式的變型，該變型使得襟翼能夠更快運(yùn)動。在每個實(shí)施方式中，維持每轉(zhuǎn)運(yùn)動一次的低頻襟翼運(yùn)動并且增加較高頻率的偏移分量。圖9是圖I至圖7所示的軸和聯(lián)動裝置的布置的放大圖。為了簡單且易于理解，葉片殼和襟翼已被去除。軸32被示出由支承件34支承在梁16上，曲柄臂48設(shè)置成隨軸旋轉(zhuǎn)。L形曲柄74設(shè)置成繞軸自由旋轉(zhuǎn)并且在一端76處連接到聯(lián)動裝置，這里示出為推桿44但是另選地如先前實(shí)施方式中的控制線。L形曲柄的另一端78通過快速致動器80聯(lián)接到曲柄臂48的自由端。該致動器能使L形曲柄相對于曲柄臂48運(yùn)動并且可以是例如壓電 堆。較高頻率的信號可以從風(fēng)輪機(jī)控制器或?qū)Ｓ媒笠砜刂破靼l(fā)送到壓電堆以激勵壓電堆，由此使L形曲柄相對于曲柄臂48和軸運(yùn)動，從而給予聯(lián)動裝置44附加運(yùn)動并且通過該聯(lián)動裝置給予襟翼(未示出)附加運(yùn)動。在圖9中，最左邊的直雙頭箭頭82指示聯(lián)動裝置的大部分運(yùn)動是由軸的旋轉(zhuǎn)引起的緩慢運(yùn)動(每轉(zhuǎn)運(yùn)動一次)，而右手邊雙頭箭頭84指示由包括L形曲柄和壓電堆的偏移致動器造成的小分量附加快速運(yùn)動。因此，該實(shí)施方式向由軸和曲柄臂(或輥?zhàn)?的旋轉(zhuǎn)提供的運(yùn)動提供偏移。應(yīng)理解的是，可以為每個襟翼提供単獨(dú)的L形曲柄和壓電堆，并且因?yàn)閴弘姸驯粏为?dú)控制，因此可以分別向每個襟翼施加快速移動偏移運(yùn)動。圖9的布置對于剛性控制聯(lián)動裝置和曲柄臂布置是優(yōu)選的。另選的布置在圖10中示出，該布置目前對于圖I的輥?zhàn)雍途€聯(lián)動裝置是優(yōu)選的。在該實(shí)施方式中，輥?zhàn)?0能通過軸32的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動并且能另外通過快速運(yùn)動馬達(dá)86驅(qū)動，該快速運(yùn)動馬達(dá)86通過偏移齒輪88使輥?zhàn)舆\(yùn)動。該齒輪可以與輥?zhàn)?未示出)的花鍵內(nèi)表面嚙合以給予運(yùn)動。馬達(dá)86固定到桿32并驅(qū)動齒輪88。齒輪繼而驅(qū)動輥?zhàn)踊驖L筒40以提供線38的快而小的運(yùn)動。如同前述實(shí)施方式一祥，快速運(yùn)動馬達(dá)對于每個襟翼可以是單獨(dú)的，使得能夠向每個襟翼単獨(dú)地施加偏移運(yùn)動。由軸旋轉(zhuǎn)提供的運(yùn)動的范圍由雙頭箭頭90指示，由偏移馬達(dá)和齒輪提供的運(yùn)動由雙頭箭頭92指示。可以通過在軸上使用螺旋花鍵與軸的軸向運(yùn)動相結(jié)合而增大致動速度。本發(fā)明的實(shí)施方式具有如下優(yōu)點(diǎn)，為風(fēng)輪機(jī)葉片上，例如后緣上的襟翼提供簡單的控制機(jī)構(gòu)。馬達(dá)致動軸的使用使得馬達(dá)能夠朝向葉片的根部定位，從而使檢查和維修容易，并且使馬達(dá)相對靠近風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙中的風(fēng)輪機(jī)控制器定位，這是所希望的。而且，本發(fā)明 的一些實(shí)施方式使得運(yùn)動能夠通過單個馬達(dá)被給予到多個襟翼，并且還使得附加偏移運(yùn)動能夠被給予到單個襟翼以提供更高頻率的運(yùn)動。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)輪機(jī)葉片，所述風(fēng)輪機(jī)葉片包括位于該葉片的邊緣上的至少一個控制襟翼和用于控制所述襟翼的運(yùn)動的致動機(jī)構(gòu)，所述致動機(jī)構(gòu)包括沿著所述葉片的長度的至少一部分延伸的致動器軸；聯(lián)接到所述軸以使該軸旋轉(zhuǎn)的致動器，所述致動器朝向所述葉片的根端設(shè)置；聯(lián)動裝置，該聯(lián)動裝置聯(lián)接在所述襟翼和所述致動器軸之間，借此所述軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動使所述襟翼運(yùn)動；以及偏移致動機(jī)構(gòu)，所述偏移機(jī)構(gòu)用于向所述聯(lián)動裝置施加除由所述軸的旋轉(zhuǎn)造成的運(yùn)動之外的運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述聯(lián)動裝置包括剛性桿，所述剛性桿的一端聯(lián)接到安裝成繞所述軸旋轉(zhuǎn)的L形曲柄的第一端，該L形曲柄聯(lián)接到安裝在所述軸上的曲柄臂，以通過偏移致動器而與該曲柄臂一起旋轉(zhuǎn)，由此所述偏移致動器的致動使所述L形曲柄相對于所述軸運(yùn)動，以向所述襟翼提供偏移運(yùn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述偏移致動器是壓電堆，并且所述壓電堆的激勵使所述L形曲柄相對于所述軸運(yùn)動，以向該軸提供偏移運(yùn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述聯(lián)動裝置包括通過輥?zhàn)勇?lián)接到所述軸的控制線，并且所述偏移運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括用于使所述輥?zhàn)酉鄬τ谒鲚S旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)-齒輪機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述襟翼能繞鉸合線樞轉(zhuǎn)；并且所述軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動導(dǎo)致所述聯(lián)動裝置使所述襟翼繞所述鉸合線樞轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述剛性桿通過安裝在所述軸上以隨該軸旋轉(zhuǎn)的曲柄臂附接到可旋轉(zhuǎn)的該軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述控制線通過固定到所述軸以隨該軸旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)勇?lián)接到所述致動器軸。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述聯(lián)動裝置包括第一聯(lián)動裝置和第二聯(lián)動裝置，并且所述襟翼能繞中點(diǎn)樞轉(zhuǎn)；所述第一聯(lián)動裝置在所述中點(diǎn)的上方的一點(diǎn)處附接到所述襟翼，所述第二聯(lián)動裝置在所述中點(diǎn)的下方的一點(diǎn)處附接到所述襟翼；并且所述第一聯(lián)動裝置和所述第二聯(lián)動裝置通過固定到所述軸以隨該軸旋轉(zhuǎn)的雙臂曲柄聯(lián)接到所述軸。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片包括設(shè)置在所述襟翼和所述葉片之間的彈簧，所述彈簧朝向伸展位置偏壓所述襟翼。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片包括多個控制襟翼，每個控制襟翼均能通過相應(yīng)的聯(lián)動裝置借助所述軸的旋轉(zhuǎn)而運(yùn)動。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述致動器軸基本上沿著所述葉片的結(jié)構(gòu)構(gòu)件延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至10中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述致動機(jī)構(gòu)和所述襟翼形成為能從所述葉片拆卸的單元。
13.—種風(fēng)輪機(jī)，該風(fēng)輪機(jī)具有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括多個根據(jù)權(quán)利要求I至12中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子葉片。
全文摘要
風(fēng)輪機(jī)葉片具有一個或更多個后緣襟翼。所述襟翼的致動機(jī)構(gòu)包括沿著葉片長度延伸并由朝向葉根的馬達(dá)裝置驅(qū)動的軸。所述襟翼通過聯(lián)動裝置連接到所述軸，從而所述軸的旋轉(zhuǎn)使所述襟翼繞鉸合線樞轉(zhuǎn)。所述聯(lián)動裝置可以是非剛性的并且通過輥?zhàn)勇?lián)接到所述軸，或者是剛性的并且通過安裝在所述軸上的曲柄臂聯(lián)接到該軸。設(shè)置偏移致動機(jī)構(gòu)，以便為聯(lián)動裝置賦予除由所述軸的旋轉(zhuǎn)造成的運(yùn)動之外的運(yùn)動。
文檔編號F03D7/02GK102713262SQ201080062097
公開日2012年10月3日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者卡斯藤·海因·韋斯特加德 申請人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司