技術領域

本發明描述了一種轉子葉片延伸部；以及一種風力渦輪機。

背景技術

作用于使風力渦輪發電機的轉子轉動的大部分風能在風力渦輪機葉片的最外部部分中獲得，并且現在的風力渦輪機被設計成具有逐漸增大的轉子直徑，其中，所述轉子直徑是在轉子葉片的末端旋轉時由它們所形成的圓的直徑。

葉片的最外部端部，也稱為末端區域，服從若干嚴格的設計標準，例如前緣半徑、剖面輪廓(profilecontour)、扭轉定向、后緣厚度等。當葉片不滿足這些設計標準時，通過直接的制造偏差或通過前緣和/或后緣在風力渦輪機的使用期期間的劣化，結果將會是年發電量(AEP)的降低和渦輪機的噪聲水平的增加。

風力渦輪機所產生的風能的成本，即，制造、建立、調試(commission)和維護風力渦輪機的成本，與風力渦輪機的AEP成反比。因此，期望提高現有轉子的AEP。提高風力渦輪機的AEP的一種方式是增加轉子掃掠區域，即，增加由葉片末端所形成的轉子圓的直徑。借助于葉片延伸部來延伸轉子掃掠區域能夠通過根部延伸部來完成，其中，插入件被放置在葉片的輪轂和根部端之間；或通過放置在葉片的末端部段的外側的末端延伸部來完成。根部延伸部一般是大且重的部段，這是由于它必須承受葉片的完整載荷。此外，根部延伸部是氣動效率低的。

根部延伸部的另一個缺點在于葉片的翼型部分實際上“向外”移位，其結果是改變的葉片的氣動屬性能夠顯著地偏離原預期設計，這是因為葉片區域將在改變的氣動來流條件(inflowcondition)下操作。對比而言，安裝到葉片末端上的延伸部能夠被設計成是氣動效率高的。對于已安裝的風力渦輪機，末端延伸部能夠在改造步驟中安裝到每個葉片上，并且用于延伸葉片末端的翼型部分。已知的末端延伸部的缺點在于增加的末端速度增加了葉片末端區域中邊緣的劣化的風險。

葉片在它們最外部區域中的質量和形狀對風力渦輪機的功率輸出和AEP具有顯著的影響。于是，風力渦輪機的整體性能對于與葉片的末端區域中的設計葉片形狀的任何偏差高度敏感。在已知方法中，對邊緣(例如，前緣)的劣化的保護能夠通過施加涂層或聚合物帶的薄片來實現。修正措施實際上限于針對新的安裝執行，并且很少在現有轉子的葉片上實施。在另一種方法中，新的轉子葉片的前緣或后緣的缺陷的修正在某種程度上能夠通過在制造期間對葉片表面進行局部修理來實現。此外，這樣的修理對于在安裝葉片之前檢測到的偏差而言是在經濟上可行的，并且該類型的修理的范圍能夠受葉片設計約束限制。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種克服上述問題的裝置。

該目的通過權利要求1的轉子葉片延伸部來實現；以及通過權利要求14的風力渦輪機來實現。

根據本發明，轉子葉片延伸部被實現成用于安裝在風力渦輪機的轉子葉片的末端上，并且包括：翼型延伸部分，其實現成延伸葉片長度；前緣部分，其實現成覆蓋轉子葉片的前緣的輪廓的一部分；以及后緣部分，其實現成覆蓋轉子葉片的后緣的輪廓的一部分。

根據本發明的轉子葉片延伸部的優點在于它允許對葉片形狀的偏差的修正。對這樣的偏差的修正能夠在新的轉子葉片安裝在風力渦輪機上之前執行，或在修復現有風力渦輪機的毀壞的轉子葉片的改造步驟中執行。根據本發明的轉子葉片延伸部還允許重建部分的外葉片表面，例如，用于在葉片末端區域處引入全新的形狀。

根據本發明的轉子葉片延伸部的另一優點在于能夠降低前緣侵蝕的風險，這是因為處于葉片的易受損害的外端處的邊緣通過轉子葉片延伸部的設計成抵御更高水平的侵蝕的前緣部分有效地覆蓋。

根據本發明，所述風力渦輪機包括若干轉子葉片以及安裝至每個轉子葉片的根據本發明的轉子葉片延伸部。

根據本發明的風力渦輪機的優點在于有利地提高了AEP，這能夠因為轉子掃掠區域的有效增加而實現。此外，根據本發明的風力渦輪機的葉片的氣動特性(aerodynamicbehaviour)在進一步向外的區域中主動地改善至高于先前可能的程度。

本發明的特別有利的實施例和特征通過從屬權利要求給出，如在下面的描述中所揭示的。不同權利要求類別的特征可以視情況組合以給出本文未描述的另外的實施例。

轉子葉片的翼型部分通過若干參數來限定，例如其弦長，即，前緣和后緣之間的距離。在下文中，術語“翼型延伸部分”和“弦延伸部分”可以被可互換地使用。

葉片長度是從葉片的處于其到輪轂和風力渦輪機的其余部分的附接處的根部端至遠側末端端部的距離。在下文中，術語“葉片長度”被用于表示原葉片在沒有本文所述的末端延伸部的情況下的長度。