[发明专利]用于风力涡轮的可折叠叶片和使用方法

说明书

一种风力涡轮，其包括联接到可旋转毂的多个可折叠转子叶片。机械促动结构联接到多个可折叠转子叶片，以将多个可折叠转子叶片移动到基本垂直于水平转子轴线的展开状态以从到来的流体流中获取动能，以及将多个可折叠转子叶片移动到基本平行于水平转子轴线的非展开状态。机械促动结构包括：多个齿轮，其各自在单个固定的旋转点处联接到多个可折叠转子叶片中的一个；螺杆，其设置成与多个齿轮中的每个协同接合；以及弹簧，其设置在螺杆附近，且构造成补偿多个可折叠转子叶片中的每个上的静态风载。还公开一种方法。

技术领域

本文中公开的实施例大体上涉及一种包括多个可折叠转子叶片的风力涡轮，该多个可折叠转子叶片用于在风速超过额定值时减小风力涡轮的转子上的静态负载。

背景技术

风力被认为是目前可得的最清洁、最环境友好的能源中的一种，且风力涡轮在该方面获得了增加的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱，以及一个或多个转子叶片。取决于转子相对于机舱的放置，风力涡轮可构造为逆风涡轮或顺风涡轮机。转子叶片使用已知的翼型原理获取风的动能。转子叶片传送呈旋转能形式的动能，以转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱(或如果不使用齿轮箱，直接联接到发电机)。发电机然后将机械能转换成电能，该电能可部署至公用网。

转子叶片典型地精确设计和制造成将风能有效地转换成旋转运动，从而为发电机提供足够的旋转能以用于产生功率。叶片效率大体上取决于叶片形状和表面平整度。令人遗憾的是，在操作期间，风力涡轮可遇到变化的风况。转子叶片可设计为在不超过额定值的风况下操作。额定风值限定为风力涡轮产生涡轮铭牌上的功率量所处的最低风速。当风况超过该额定值时，可导致风力涡轮以太快的速度转动，对风力涡轮构件(包括但不限于转子叶片)造成机械损坏。损坏可包括叶片弯曲或折断，支承塔架损坏等。另外，在相同位置处，风况可变化，使得针对特定状况的转子叶片的设计效率低下。

因此，需要一种转子叶片，该转子叶片适于在变化的风况下操作。将期望可在多种环境状况下运行的转子叶片。

发明内容

本公开内容解决现有技术的这些和其它缺点，其提供用于风力涡轮的可折叠转子叶片。

根据实施例，提供一种构造成用于从流体流中取得能量的风力涡轮。该风力涡轮包括转子，该转子包括可旋转毂、联接到毂的多个可折叠转子叶片以及联接到多个可折叠转子叶片的机械促动结构。多个可折叠转子叶片可围绕水平转子轴线旋转。多个可折叠转子叶片中的每个在叶片根部处具有单个固定的旋转点。机械促动结构联接到多个可折叠转子叶片，且响应于到来的流体流来使多个可折叠转子叶片在展开状态与非展开状态之间移动。机械促动结构包括多个齿轮、螺杆和弹簧。多个可折叠转子叶片中的每个在单个固定的旋转点处联接到多个齿轮中的一个。螺杆设置成与多个齿轮中的每个协同接合。弹簧设置在螺杆附近，且构造成补偿多个可折叠转子叶片中的每个上的静态风载。

根据另一实施例，提供一种构造成用于从流体流中取得能量的风力涡轮。该风力涡轮包括转子，该转子包括可旋转毂、多个可折叠转子叶片以及联接到多个可折叠转子叶片的机械促动结构。多个可折叠转子叶片联接到毂且可围绕水平转子轴线旋转。多个可折叠转子叶片中的每个在叶片根部处具有单个固定的旋转点。机械促动结构将多个可折叠转子叶片移动到基本垂直于水平转子轴线的展开状态，以从到来的流体流中获取动能，并将多个可折叠转子叶片移动到基本平行于水平转子轴线的非展开状态。机械促动结构包括多个齿轮、螺杆和弹簧。多个可折叠转子叶片中的每个在单个固定的旋转点处联接到多个齿轮中的一个，且可响应于到来的流体流来旋转。螺杆设置成与多个齿轮中的每个协同接合。弹簧设置在螺杆附近，且构造成补偿多个可折叠转子叶片中的每个上的静态风载。多个齿轮中的每个的旋转沿与到来的流体流相反的方向在螺杆上施加力且通过螺杆对弹簧施加压缩。