具有幾何掃掠的風(fēng)力渦輪機葉片的制作方法
【專利摘要】一種掃掠風(fēng)力渦輪機葉片（20）包括沿著在葉片（20）的根部（26）與尖端部（28）之間的長度延伸的葉片本體（24）。俯仰軸線（36）延伸穿過葉片（20）的根部（26）。參考線（48）限定了與俯仰軸線（36）的偏差并且對應(yīng)于沿著其長度的葉片（20）的掃掠形狀。參考線（48）具有在根部（26）處的零掃掠，在根部（26）處的零斜率，以及沿著從葉片（20）的根部（26）至尖端部（28）的長度的25％內(nèi)的區(qū)段的正曲率。
【專利說明】具有幾何掃掠的風(fēng)力渦輪機葉片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機葉片，并且更具體地涉及扭轉(zhuǎn)靈活的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片 及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 通常，風(fēng)力渦輪機包括轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子具有安裝在其上的多個轉(zhuǎn)子葉片；容納在機艙中 的傳動系統(tǒng)和發(fā)電機；以及塔。機艙和轉(zhuǎn)子通常安裝在塔的頂部上。在工作中，轉(zhuǎn)子的多個 葉片從風(fēng)接收能量并且將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)扭矩，發(fā)電機通過傳動系統(tǒng)旋 轉(zhuǎn)地聯(lián)接至轉(zhuǎn)子?？諝鈴椥孕巫兊娘L(fēng)力渦輪機葉片針對它們的潛在能力已經(jīng)被調(diào)研，以便 通過形成被動地扭曲以減小由流場擾動(湍流、剪切力、偏轉(zhuǎn)等等）形成的負(fù)載的葉片，增大 風(fēng)力渦輪機的能量產(chǎn)出，由此使得有可能設(shè)計對于正常操作條件將增大風(fēng)力渦輪機輸出的 更大的轉(zhuǎn)子。
[0003] 已知的空氣彈性形變?nèi)~片包括相對于在葉片外側(cè)區(qū)段上沿著葉片長度延伸的參 考線而具有至少后掠（backward swe印）的那些葉片。后掠使得空氣動力學(xué)力能夠作用在距 離葉片的局部結(jié)構(gòu)軸線的一距離處，這進而圍繞該結(jié)構(gòu)軸線形成局部扭矩。扭矩自然地造 成朝向較低的空氣動力學(xué)迎角的葉片的自我糾正的誘導(dǎo)扭曲，由此在異常條件期間被動地 避免了異常高的升力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004] 參考附圖在以下說明書中解釋說明了本發(fā)明，其中附圖示出了： 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個方面的具有掃掠葉片的風(fēng)力渦輪機的透視圖。
[0005] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個方面的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片的透視圖。
[0006] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的相對于筆直葉片的軸線用于掃掠葉片的參考 線的輪廓。
[0007] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一方面的用于掃掠葉片的參考線的輪廓。
[0008] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于三個不同參考線的掃掠形狀的差異。
[0009] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于三個不同掃掠形狀的葉片曲率的差異。 [0010] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于具有三個不同掃掠形狀的葉片的局部扭 矩的差異。

【具體實施方式】
[0011] 本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到的是，空氣彈性形變?nèi)~片中產(chǎn)生的扭矩能夠?qū)︼L(fēng)力渦輪機的 操作有害，因為在根部施加大的扭矩在液壓葉片俯仰控制系統(tǒng)上產(chǎn)生應(yīng)力，并且可以導(dǎo)致 組成部件的壽命減少。此外，本發(fā)明人已經(jīng)創(chuàng)新性發(fā)展了具有改進掃掠形狀的扭矩靈活掃 掠風(fēng)力渦輪機葉片。葉片提供了空氣彈性形變響應(yīng)以被動地誘導(dǎo)自我糾正的、固有穩(wěn)定的 扭轉(zhuǎn)響應(yīng)，而同時最小化在葉片根部產(chǎn)生的局部扭矩。有利地，葉片上的減小的負(fù)載使得能 夠制造更大的轉(zhuǎn)子，這可以為風(fēng)力渦輪機提供更大的能量輸出。在本文所述的掃掠葉片相 比于已知的掃掠葉片也提供了扭矩的沿著葉片長度的更平滑的梯度分布。更平滑的梯度分 布從結(jié)構(gòu)觀點看是更受歡迎的，因為機械上不期望在扭矩中的大梯度。
[0012] 現(xiàn)在參照附圖，圖1示出了具有塔12的風(fēng)力渦輪機10,安裝在塔12上的機艙14， 以及具有軸轂18的轉(zhuǎn)子16,和具有預(yù)定掃掠形狀22的多個掃掠葉片20。參照圖2,示出 了示例性掃掠風(fēng)力渦輪機葉片20,具有本體24,沿著X、y和z軸線限定了 X、y和z坐標(biāo)的 軌跡。如圖1至圖2所示，本體24沿著在葉片20的根部26與尖端部28之間的長度25延 伸，以及在葉片20的前緣30與后緣32之間延伸。本體24限定了在前緣30和后緣32之 間的多個翼面剖面34。俯仰軸線36沿順翼展方向（X)從葉片20的根部26延伸穿過本體 24,取向垂直于葉片根部面。掃掠形狀22包括在葉片20的內(nèi)側(cè)區(qū)域40中的內(nèi)側(cè)掃掠38， 以及在葉片20的外側(cè)區(qū)域44中的后部掃掠（aft swe印)42。通常，內(nèi)側(cè)區(qū)域40包括沿X 方向葉片20的跨距(從根部26至尖端部28的長度）的25%或更少。外側(cè)區(qū)域44包括葉 片20的跨距的剩余部分。
[0013] 圖3示出了沿著典型現(xiàn)有技術(shù)的筆直葉片46的徑向位置的軸線(沿著X軸線的虛 線）以及如上所述的在葉片20的相應(yīng)內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)域40、44中具有內(nèi)側(cè)掃掠38和后部掃 掠42的示例性掃掠葉片20。術(shù)語"掃掠"是指遠(yuǎn)離在其旋轉(zhuǎn)平面中筆直葉片位置的參考線 的葉片位置的向前或向后偏差。在圖3中，X軸線(筆直葉片的參考線)與葉片20的俯仰軸 線36共同延伸。當(dāng)陣風(fēng)沖擊具有后部掃掠42的掃掠葉片20時，平面外（拍打方向）負(fù)載 增大圍繞在內(nèi)側(cè)區(qū)域40中的區(qū)段產(chǎn)生了俯仰力矩（pitching moment)。該俯仰力矩作用以 誘使掃掠葉片20的外側(cè)區(qū)域44的部分如箭頭A所示在風(fēng)中扭曲了葉片20的前緣30以便 減小那些區(qū)段的空氣動力學(xué)迎角，由此改進了掃掠葉片20否則將經(jīng)受的頂峰瞬時負(fù)載。此 夕卜，如圖所示，掃掠葉片20的內(nèi)側(cè)掃掠38配置成沿如箭頭B所示的相反方向扭曲以在葉片 20的根部26附近抵償圍繞俯仰軸線36的局部扭矩。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，掃掠形狀22對應(yīng)于沿著外側(cè)幾何在其上可以建立的葉片 本體或穿過葉片本體而延伸的參考線。再次參照圖3,示出了示例性參考線48,其限定了與 俯仰軸線36的偏差以及對應(yīng)于沿著掃掠葉片20的長度25 (示出為徑向位置（R))的掃掠 形狀22 (示出在圖1中）。參考線48具有掃掠形狀50并且提供了軸線，多個翼面區(qū)段可以 以任何合適的配置結(jié)構(gòu)圍繞該軸線對準(zhǔn)。一旦建立了參考線48,掃掠葉片20的葉片本體 24的葉片表面和外側(cè)幾何形狀可以根據(jù)本領(lǐng)域已知的方法建立。
[0015] 在一個實施方式中，例如，可以通過沿著參考線48歪斜或者偏移多個翼面區(qū)段， 例如翼面34 (圖2)來確定外側(cè)幾何形狀。偏移是指沿著參考線48對準(zhǔn)葉片剖面平面以 使得葉片剖面垂直于穿過葉片20延伸的縱向軸線，例如俯仰軸線36。另一方面，歪斜包括 沿著參考線48對準(zhǔn)葉片剖面以使得每個葉片剖面跟隨掃掠形狀50并且位于一平面上，該 平面垂直于在參考線48上的那個點處的參考線的正切線。替代地，一旦建立了參考線48， 可以采用其他技術(shù)以設(shè)計掃掠葉片20的本體24的外側(cè)幾何形狀(示出在圖2中），諸如計 算機輔助繪圖（CAD)繪制技術(shù)，其中剖面平面通過使用CAD計算機軟件程序(諸如仿樣函數(shù) 等)而平滑地接合在一起成為三維表面。在替代實施方式中，可以根據(jù)在本文所述的功能首 先建立葉片本體24的外側(cè)幾何形狀，并且從葉片本體24的形狀確定參考線48。
[0016] 不受限的，掃掠葉片20的參考線48可以展示彈性軸線、四分之一弦線、質(zhì)量線的 中心、剪切中心線、前緣線、后緣線，或者相對于筆直葉片的參考線掃掠的任何其他軸線。如 圖3所示，參考線48的掃掠形狀50示出為沿著展示從根部26至尖端部28的葉片20的跨 距(長度25)的X軸線。參考線48可以包括在代表葉片20的根部26的點（0, 0)處的原點， 在斜率改變符號的點處或附近的、在點（α，β )處的掃掠形狀50的過渡點51，以及代表葉 片20的尖端部掃掠區(qū)域29的在點（R，γ)處的終端部。參照圖2至圖3,參考線48具有形 狀50,對應(yīng)于葉片20的內(nèi)側(cè)區(qū)域40中的內(nèi)側(cè)掃掠38、以及葉片20的外側(cè)區(qū)域44中的后 部掃掠42,每個掃掠形狀相對于俯仰軸線36。
[0017] 參考線48的掃掠形狀50包括沿著參考線48的任何點處的斜率52以及彎曲程度 54。斜率52由在任何特定點處與掃掠形狀50相切的線56所限定。曲率54是指斜率改變 的局部空間比率；例如，在曲率54的第一區(qū)域58中，沿從根部26至尖端部28方向點到點 存在斜率增大。如參照圖3能夠看見的，參考線48包括內(nèi)側(cè)掃掠38和后部掃掠42。內(nèi)側(cè) 掃掠38包括第一曲率區(qū)域58,其具有帶零斜率的至少第一點60,以及沿著具有正斜率的參 考線48在第一點60外側(cè)的第二點62。因為在第一曲率區(qū)域58的區(qū)域中從第一點60至第 二點62存在至少正斜率變化，參考線48的內(nèi)側(cè)掃掠38 (以及因此典型地還有葉片20)包 括在至少示例性點60、62之間的區(qū)段處的正曲率66。換言之，在參考線48上根部26與另 一外側(cè)點62之間，存在沿y方向正向改變的區(qū)段(例如第一曲率區(qū)域58)，其中沿著具有同 時正向斜率變化率的X方向外側(cè)位置增大。
[0018] 正曲率66可以在具有零斜率的葉片20的內(nèi)側(cè)區(qū)域40內(nèi)任何點處具有開始的點。 在一個實施方式中，開始點在葉片20的長度25的第一個25%內(nèi)。在特定實施方式中，正曲 率66具有在葉片20的根部26處的開始點。在另一實施方式中，斜率52在具有正曲率的 根部26處是負(fù)的。斜率52可以在某個點處變?yōu)榱悴⑶以谶M一步外側(cè)處變?yōu)檎?，始終保 持正掃掠曲率。
[0019] 在如圖3所示實施方式中，參考線48包括在根部26的零掃掠，在根部26的零掃 掠，以及沿著從葉片20的根部26至尖端部28的長度25的25%內(nèi)的區(qū)段的正曲率66。例 如，第一點60位于具有零斜率的第一區(qū)段64內(nèi)，盡管知曉的是本發(fā)明不如此限于具有零斜 率的根部26的前方區(qū)段。僅關(guān)鍵的是，參考線48的正曲率66從根部26開始，或者穿過具 有零斜率的根部26外側(cè)的點。
[0020] 再次參照圖3,參考線48包括在第一點72和第二點74 (具有比第一點72更負(fù)的 斜率）之間沿著參考線48的長度25的第二部分70的第二(負(fù)）曲率區(qū)域68。第二部分70 可以限定參考線48的與如下所述的第二部分73不同的、重疊的或者相同長度或面積。通 常，第二部分70在正曲率66之后在葉片20的外側(cè)區(qū)域內(nèi)，盡管本發(fā)明不限于此。然而在 替代實施方式中，如圖4所示，設(shè)計的是參考線，例如參考線48d，也可以包括在具有負(fù)前向 掃掠的根部26外側(cè)的點76 (或區(qū)段)，而同時保持正曲率66。僅必需的是，沿著在從葉片 20的根部26至尖端部28的長度25 (徑向位置（R))的25%內(nèi)的區(qū)段存在至少正曲率。
[0021] 在某些實施方式中，參考線48的曲率54包括至少如圖3所示的連續(xù)曲率(連續(xù)曲 線）80。因為葉片20的外側(cè)幾何形狀將通常對應(yīng)于參考線48的形狀，葉片20也包括連續(xù) 曲率80。與通過朝向根部26逐漸趨向零力矩的已知的掃掠葉片相比，根據(jù)本發(fā)明的具有 連續(xù)曲率形狀的葉片有利地提供了更平滑的梯度分布用于在葉片20的根部26附近扭曲力 矩。更平滑的梯度分布從結(jié)構(gòu)觀點看是更受歡迎的，因為在扭矩中不希望大梯度。
[0022] 可以由一個或多個數(shù)學(xué)函數(shù)限定參考線48的參數(shù)，例如掃掠形狀50、斜率52和曲 率54的程度。在一個實施方式中，由單個函數(shù)定義參考線48。在特定實施方式中，根據(jù)兩 個或更多數(shù)學(xué)函數(shù)建立掃掠風(fēng)力渦輪機葉片20。例如，如圖3所示，沿著在過渡點（由附圖 標(biāo)記51示出在α，β處)處鄰接第一函數(shù)的長度的第二部分，參考線48包括由第一函數(shù)限 定的第一部分71，以及由不同于第一函數(shù)的第二函數(shù)限定的第二部分73。
[0023] 有利地，參考線48包括連續(xù)曲率80,這時在每一個都限定參考線的部分的任何兩 個不同函數(shù)之間的過渡點在兩個函數(shù)的過渡點處具有相等曲率。例如，參考線48包括連續(xù) 曲率80,這時終止在過渡點51處并且由第一函數(shù)表示的參考線48的第一部分71的曲率、 與終止在過渡點51處并且由第二函數(shù)表示的參考線48的第二部分73的曲率相等。在一 個實施方式中，參考線48進一步包括在過渡點51處的連續(xù)斜率以使得第一函數(shù)的斜率等 于在第一函數(shù)和第二函數(shù)的過渡點51處的第二函數(shù)的斜率。
[0024] 為了進一步說明（并且沒有限制)，提供了用于本文比較的三種示例性掃掠形狀方 法。如圖5所示，在一個實施方式中，示出了第一參考線48a，其根據(jù)在零點處正斜率("+斜 率@0")方法掃掠，其中參考線48a具有從葉片20的根部26開始立即增大的正斜率52。注 意的是，該掃掠方法的缺點在于，從作用在葉片上的空氣動力學(xué)力形成的局部累積的扭矩 在根部區(qū)段附近變得非常大。這些累積的扭矩可以是結(jié)構(gòu)上不希望的。在如圖5所示的另 一實施方式中，示出了第二參考線48b，其可以根據(jù)在零點處零斜率("0斜率@0"）方法形 成，具有零斜率的至少第一區(qū)段64以及具有正曲率66的至少第一區(qū)域，例如第一曲率區(qū)域 58 (如圖3所示)。第三，在如圖5所示又一實施方式中，示出了第三參考線48c，可以根據(jù) 在零點處零斜率連續(xù)曲率("0斜率00CC"）方法形成，其將之前討論的曲率連續(xù)性80添加 至"0斜率@0"方法(參考線48b)。如能夠看見的，參考線48b和48c重疊，直至兩條線均到 達(dá)點（α，β )。此后，參考線48a和48b重疊，而參考線48c不再與任何其它線重疊。
[0025] 如上面所討論的，可以由一個或多個數(shù)學(xué)函數(shù)、諸如多項式函數(shù)、限定用于葉片20 的參考線48的掃掠形狀50 (以及因此通常對應(yīng)的葉片20的掃掠形狀22)。在一個實施方 式中，多項式函數(shù)是包括兩個或多個多項數(shù)函數(shù)的分段多項式函數(shù)。再次參照圖5,例如，可 以由兩個或多個函數(shù)限定參考線的掃掠形狀。在如圖5所示實施方式中，對于線48c的第 一函數(shù)例如限定了從根部26處點（0, 0)至點51 ( α，β )的掃掠形狀，并且至少第二函數(shù) 限定了從點51 ( α，β )至（R，γ )至葉片20尖端部28的掃掠形狀50。
[0026] 對于代表參考線48a、48b、48c的掃掠形狀50的函數(shù)的每一個，存在以下邊界條 件。 Υι (〇) = 〇 開始于原點（〇, 〇):葉片根部 Υ! ( α ) = β 穿過（α，β ) y2 ( α ) = β 掃掠形狀在（α，β )處函數(shù)連續(xù) y/ ( α ) = 〇形狀50的最前點位于（α，β )處 y2'（ α ) = 〇斜率在（α，β )處函數(shù)連續(xù) y2(R) = y 形狀終止在（R, y)處。
[0027] 此外，用于參考線48a ("+斜率@0"方法）的函數(shù)進一步包括以下定義： a3 = 〇 yi是二次函數(shù) b3 = 〇 y2是二次函數(shù) "+斜率@0"方法使用了兩個二次函數(shù)以描述其掃掠形狀并且允許掃掠形狀在原點處 具有正斜率的自由。
[0028] 此外，用于參考線48b ("0斜率@0"方法）的函數(shù)進一步包括以下限定： yi'（〇)=〇在原點（〇,〇)零斜率 b3 = 〇 y2是二次函數(shù) "0斜率@0"方法使用了一個三次函數(shù)以及一個二次函數(shù)以描述掃掠形狀并且允許掃 掠形狀在原點具有零斜率的自由。
[0029] 此外，用于參考線48c ("0斜率@0 CC"（連續(xù)曲率）方法）的函數(shù)進一步包括以下 定義。"〇斜率@0 CC"方法也使用兩個三次函數(shù)以描述掃掠形狀并且允許掃掠形狀在原點 具有零斜率的自由，以及包括連續(xù)曲率。 y/ (0) = 0在原點（〇,〇)處零斜率 yi"（a)=y2"（a)曲率在（α，β)處是函數(shù)連續(xù)的。
[0030] 關(guān)鍵的，連續(xù)曲率80提供了在點（α，β)的每側(cè)處具有兩個點的參考線，其中這 些函數(shù)在斜率、功能和曲率上是相等的。如此，相對于由朝向根部26逐漸趨向零力矩的已 知掃掠葉片，構(gòu)造以便具有如參考線48c的連續(xù)曲率80的外側(cè)幾何形狀的葉片22提供了 更平滑的梯度分布以用于在葉片22根部26附近的扭矩。
[0031] 設(shè)計的是可以采用包括上述定義的掃掠形狀的任何參數(shù)表達(dá)。通過圖5以及均涉 及分段多項數(shù)函數(shù)的上述描述，其他函數(shù)可以用于限定參考線的掃掠形狀，諸如連續(xù)多項 式參數(shù)表達(dá)(也具有連續(xù)曲率)，分立傅立葉級數(shù)(也具有連續(xù)曲率)，分段傅立葉級數(shù)(可以 具有或者不具有連續(xù)曲率)，以及不必利用多項式或傅立葉級數(shù)表達(dá)式的其他分段表達(dá)式。
[0032] 現(xiàn)在參照圖6,清晰的示出了參考線48c的連續(xù)曲率80,尤其是當(dāng)沿著示例性葉片 20的徑向位置(順翼展方向長度)與參考線48a、48b的曲率作比較時。如圖所示，僅參考線 48c具有連續(xù)曲率80。尤其，參考線48a (對應(yīng)于"+斜率@0"方法）包括曲率幾乎不變化 的至點（α，β)的區(qū)段82。此外，參考線48b如區(qū)段84所示跟隨了參考線48c的曲率至點 (α, β)，但是在χ= α處參考線48b不具有連續(xù)曲率。替代地，參考線48a和參考線48b 如區(qū)段86所示在χ= α之后具有基本上類似或等同的曲率。如此，僅參考線48c具有連 續(xù)曲率，并且如區(qū)段84和區(qū)段88所示在點（α，β)之后函數(shù)形式并未改變。
[0033] 圖7示出了對于根據(jù)參考線48a、48b、48c制造的示例性掃掠葉片的對應(yīng)的局部累 積扭矩。首先，如圖所示，參考線48b和48c (分別根據(jù)"0斜率@0"和"0斜率@0CC"方法 形成）完全與參考線48a (通過"+斜率@0"方法形成）相反，在根部26附近逐漸趨向零力 矩。如所提及的，朝向根部逐漸趨向零力矩的該連續(xù)扭矩分布在結(jié)構(gòu)上遠(yuǎn)受歡迎。另外關(guān) 鍵的，與"〇斜率@0"方法和"〇斜率@0 CC"方法(參考線48b和48c)相比，"0斜率00CC" 方法在函數(shù)分隔處（X = α?〇. 63)具有不帶彎折90的扭矩分布，并且因此具有受葉片結(jié) 構(gòu)歡迎的更平滑的梯度分布。如此，特別地使用參考線48b和48c的葉片20引導(dǎo)它們幾何 形狀以及能夠很好地抵償扭矩，該扭矩產(chǎn)自由于葉片20的后部掃掠42而導(dǎo)致的葉片的被 動扭曲。
[〇〇34] 盡管在本文已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的各種實施方式，將明顯的是，僅借由示例 方式提供了這些實施方式。在本文中可以不脫離本發(fā)明而做出無數(shù)變體、改變和替換。因 此，本發(fā)明意在僅由所附權(quán)利要求的精神和范圍來限制。
【權(quán)利要求】
1. 一種掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，包括： 葉片本體，沿著在所述葉片的根部和尖端部之間的長度延伸； 俯仰軸線，延伸穿過所述葉片的根部； 參考線，限定了與所述俯仰軸線的偏差，對應(yīng)于所述葉片的沿著其長度的掃掠形狀； 其中，所述參考線包括： 在所述根部處的零掃掠； 在所述根部處的零斜率； 沿著在從所述葉片的根部至尖端部的長度的25%內(nèi)的區(qū)段的正曲率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，其中，所述參考線包括在所述根部處 的正曲率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，其中，所述參考線進一步包括： 第一曲率，由第一函數(shù)沿著所述長度的第一部分限定； 第二曲率，由不同于所述第一函數(shù)的第二函數(shù)沿著所述長度的第二部分限定，所述第 二函數(shù)在過渡點處鄰接所述第一函數(shù)； 其中，所述第一曲率的斜率和所述第二曲率的斜率在所述過渡點處相等。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，其中，所述參考線進一步包括： 第一曲率，由第一函數(shù)沿著所述長度的第一部分限定； 第二曲率，由不同于所述第一函數(shù)的第二函數(shù)沿著所述長度的第二部分限定，所述第 二函數(shù)在過渡點處鄰接所述第一函數(shù)； 其中，所述第一曲率的斜率和所述第二曲率的斜率在所述過渡點處相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，其中，所述參考線進一步包括： 第一曲率，由第一函數(shù)沿著所述長度的第一部分限定； 第二曲率，由不同于所述第一函數(shù)的第二函數(shù)沿著長度的第二部分限定，所述第二函 數(shù)在過渡點處鄰接所述第一函數(shù)； 其中，所述第一曲率和所述第二曲率每一個終止在所述過渡點處并且具有相等的曲 率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，其中，所述第一曲率從在所述根部前 面具有零斜率的區(qū)段上的點延伸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃掠葉片，進一步包括，沿著所述長度位于所述正曲率外側(cè) 的負(fù)曲率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，其中，所述參考線包括選自由葉片的 彈性軸線、四分之一弦線、質(zhì)量線的中心、剪切中心線、前緣線和后緣線構(gòu)成的組中的組元。
9. 一種風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃掠葉片。
10. -種掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，包括： 葉片本體，沿著在所述葉片的根部和尖端部之間的長度延伸； 俯仰軸線，延伸穿過所述葉片根部；以及 參考線，限定了與所述俯仰軸線的偏差，對應(yīng)于沿著其長度的所述葉片的掃掠形狀； 其中，所述參考線包括： 在所述根部處的零斜率； 沿著所述長度的第一部分的正曲率；以及 沿著所述長度的第二部分的負(fù)曲率。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，進一步包括開始于所述葉片的根部 或者在所述葉片根部前面的所述第一部分，以及位于所述第一部分外側(cè)的所述第二部分。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，進一步包括開始于所述葉片根部或 者在所述葉片根部前面的所述第二部分，以及位于所述第二部分外側(cè)的所述第一部分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，其中，由第一函數(shù)沿著所述長度的 第一部分限定所述正曲率，并且由不同于所述第一函數(shù)的第二函數(shù)沿著所述長度的第二部 分來限定所述負(fù)曲率，所述第二函數(shù)在過渡點處鄰接所述第一函數(shù)，以及其中，所述正曲率 的斜率與所述負(fù)曲率的斜率在所述過渡點處相等。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，其中，所述參考線包括選自由葉片 的彈性軸線、四分之一弦線、質(zhì)量線的中心、剪切中心線、前緣線和后緣線構(gòu)成的組中的組 J Li 〇
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，其中，所述正曲率從位于所述根部 前面的具有零斜率的區(qū)段延伸。
16. -種風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子，包括根據(jù)權(quán)利要求10所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片。
17. -種掃掠風(fēng)力氣渦輪機葉片，包括： 葉片本體，沿著在所述葉片的根部和尖端部之間的長度延伸； 俯仰軸線，延伸穿過所述葉片的根部； 參考線，限定了與所述俯仰軸線的偏差，對應(yīng)于所述葉片的沿著其長度的掃掠形狀； 其中，所述參考線包括： 在所述根部處的零掃掠； 在所述根部處的零斜率； 由第一函數(shù)沿著所述長度的第一部分限定的第一曲率； 由不同于所述第一函數(shù)的第二函數(shù)沿著所述長度的第二部分限定的第二曲率，所述第 二函數(shù)在過渡點處鄰接所述第一函數(shù)； 其中，所述第一曲率的斜率和所述第二曲率的斜率在所述過渡點處相等。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，其中，所述正曲率布置在所述葉片 的根部處。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的掃掠風(fēng)力渦輪機葉片，其中，所述正曲率布置在所述葉片 的根部外側(cè)。
【文檔編號】F03D1/06GK104066976SQ201380006712
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月25日
【發(fā)明者】L.吉林, H.F.漢森, S.J.約翰遜, J.M.奧布雷希特, R.A.西弗斯 申請人:西門子公司