專利名稱：風力渦輪機罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及風力渦輪機，并且更具體地涉及設(shè)置在風力渦輪機上以提高風力渦輪機的性能的罩。
背景技術(shù)：
風能被認為是目前可獲得的最清潔、最具環(huán)境友善性的能源之一，并且風力渦輪機在這方面已不斷獲得關(guān)注。現(xiàn)代的風力渦輪機典型地包括塔架、發(fā)電機、齒輪箱、機艙、以及一個或多個轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片利用已知的翼型原理捕獲風的動能。轉(zhuǎn)子葉片對呈旋轉(zhuǎn)能量形式的動能進行傳遞以使軸轉(zhuǎn)動，該軸將轉(zhuǎn)子葉片聯(lián)接至齒輪箱，或者如果未使用齒輪箱，則將轉(zhuǎn)子葉片直接聯(lián)接至發(fā)電機。發(fā)電機接著將機械能轉(zhuǎn)化為可以配置于公用電網(wǎng)的電能。眾所周知，典型的開放的風力渦輪機(即，不具有任何覆蓋物或其它的性能增強設(shè)備的風力渦輪機)的效率和功率系數(shù)受到貝茲極限(Betz limit)的限制。然而，各種設(shè)備已經(jīng)被包括在風力渦輪機上，以超過貝茲極限并且因此提高風力渦輪機的效率和功率系數(shù)。例如，罩設(shè)備已經(jīng)被包括在風力渦輪機上。一種途徑是利用所具有的直徑超過轉(zhuǎn)子葉片的總體外徑的罩，使得轉(zhuǎn)子葉片配合在罩內(nèi)。另一種途徑是將罩的一部分連接至轉(zhuǎn)子葉片中的每一個轉(zhuǎn)子葉片的尖端。在操作期間，罩使得通過轉(zhuǎn)子葉片的空氣流增加，從而允許轉(zhuǎn)子葉片提取更多的能量并且因此提高風力渦輪機的效率和功率系數(shù)。然而，這種已知的罩具有多種缺點。例如，隨著風力渦輪機以及相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)子葉片的尺寸增大，罩的尺寸必須額外地增大，以便使轉(zhuǎn)子葉片配合在其中，或者以便使安裝至轉(zhuǎn)子葉片尖端的罩部分充分運作。然而，這種尺寸的增大可能需要數(shù)量過高的材料和費用。因此，改進的用于風力渦輪機的罩以及用于改變風力渦輪機性能的方法將是期望的。例如，用于提高風力渦輪機性能的改進的罩以及方法將是有利的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面以及優(yōu)點將會在下文的描述中進行闡述，或者是通過說明書可以顯而易見的，或者是可以通過實施本發(fā)明而學(xué)到。在一個實施例中，公開一種風力渦輪機。該風力渦輪機包括塔架、安裝至塔架的機艙、以及安裝至機艙的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子包括多個轉(zhuǎn)子葉片并且限定了外徑。該風力渦輪機進一步包括沿空氣流動方向定位在轉(zhuǎn)子的下游處的罩。該罩所具有的內(nèi)徑小于轉(zhuǎn)子的外徑。在另一個實施例中，公開一種用于風力渦輪機的罩。該風力渦輪機包括安裝至機艙的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括多個轉(zhuǎn)子葉片并且限定了外徑。該罩包括具有表面的翼型部段，所述表面限定了在前緣與后緣之間延伸的壓力側(cè)和吸力側(cè)。該罩所具有的內(nèi)徑小于轉(zhuǎn)子的外徑。在另一個實施例中，公開一種用于改變風力渦輪機性能的方法。該方法包括沿空氣流動方向?qū)⒄衷O(shè)置在風力渦輪機的轉(zhuǎn)子的下游。該轉(zhuǎn)子包括多個轉(zhuǎn)子葉片并且限定了外徑。該罩所具有的內(nèi)徑小于轉(zhuǎn)子的外徑。該方法進一步包括使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
參照下文的描述以及所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面以及優(yōu)點將得到更好的理解。結(jié)合在本說明書中并且構(gòu)成本說明書一部分的附圖顯示了本發(fā)明的實施例，并且與描述一起用于對本發(fā)明的原理進行解釋。


參照附圖，說明書中闡述了面向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的本發(fā)明的完整公開，這種公開使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明，包括本發(fā)明的最佳模式，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風力渦輪機的側(cè)視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的風力渦輪機的側(cè)視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風力渦輪機的后視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的風力渦輪機的后視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的風力渦輪機的后視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于風力渦輪機的罩的一部分的側(cè)視圖，該罩處于可操作位置；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于風力渦輪機的罩的一部分的側(cè)視圖，所述罩處于不可操作位置；圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于風力渦輪機的罩的一部分的側(cè)視圖，所述罩處于第一可操作位置；圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于風力渦輪機的罩的一部分的側(cè)視圖，所述罩處于不可操作位置；以及圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于風力渦輪機的罩的一部分的側(cè)視圖，所述罩處于第二可操作位置。附圖標記列表
權(quán)利要求
1.一種風力渦輪機，所述風力渦輪機包括 塔架； 機艙，所述機艙安裝至所述塔架； 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子安裝至所述機艙，所述轉(zhuǎn)子包括多個轉(zhuǎn)子葉片并且限定了外徑；以及 罩，所述罩沿空氣流動方向定位在所述轉(zhuǎn)子的下游，所述罩所具有的內(nèi)徑小于所述轉(zhuǎn)子的外徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力渦輪機，其特征在于，所述罩包括大體弧形的翼型部段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風力渦輪機，其特征在于，大體弧形的所述翼型部段是沿圓周連續(xù)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力渦輪機，其特征在于，所述罩包括以大體環(huán)形陣列布置的多個翼型部段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力渦輪機，其特征在于，所述罩構(gòu)造成使空氣流加速通過其中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力渦輪機，其特征在于，所述罩構(gòu)造成將空氣流引導(dǎo)至所述罩的外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力渦輪機，其特征在于，所述罩連接至所述機艙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力渦輪機，其特征在于，所述罩沿空氣流動方向與所述塔架對齊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力渦輪機，其特征在于，所述罩是在不可操作位置與可操作位置之間可致動的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力渦輪機，其特征在于，所述罩是在第一可操作位置與第二可操作位置之間可致動的，在所述第一可操作位置中，空氣流加速通過所述罩，并且在所述第二可操作位置中，空氣流被弓I導(dǎo)至所述罩的外側(cè)。
11.一種用于風力渦輪機的罩，所述風力渦輪機包括安裝至機艙的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括多個轉(zhuǎn)子葉片并且限定了外徑，所述罩包括 翼型部段，所述翼型部段具有表面，所述表面限定了在前緣與后緣之間延伸的壓力側(cè)和吸力側(cè)； 其中所述罩所具有的內(nèi)徑小于所述轉(zhuǎn)子的外徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的罩，其特征在于，所述翼型部段呈大體弧形。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的罩，其特征在于，大體弧形的所述翼型部段是沿圓周連續(xù)的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的罩，其特征在于，所述罩進一步包括以大體環(huán)形陣列布置的多個翼型部段。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的罩，其特征在于，所述翼型部段構(gòu)造成使空氣流加速通過其中。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的罩，其特征在于，所述翼型部段構(gòu)造成將空氣流引導(dǎo)至所述罩的外側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的罩，其特征在于，所述翼型部段是在不可操作位置與可操作位置之間可致動的。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的罩，其特征在于，所述翼型部段是在第一可操作位置與第二可操作位置之間可致動的，在所述第一可操作位置中，空氣流加速通過所述翼型部段，并且在所述第二可操作位置中，空氣流被弓I導(dǎo)至所述翼型部段的外側(cè)。
19.一種用于改變風力渦輪機的性能的方法，所述方法包括以下步驟 沿空氣流動方向?qū)⒄衷O(shè)置在所述風力渦輪機的轉(zhuǎn)子的下游，所述轉(zhuǎn)子包括多個轉(zhuǎn)子葉片并且限定了外徑，所述罩所具有的內(nèi)徑小于所述轉(zhuǎn)子的外徑；以及使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述罩構(gòu)造成使空氣流加速通過其中。
全文摘要
本發(fā)明涉及并公開一種用于風力渦輪機的罩以及一種用于改變風力渦輪機的性能的方法。該風力渦輪機包括安裝至機艙的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括多個轉(zhuǎn)子葉片并且限定了外徑。該罩沿空氣流動方向定位在轉(zhuǎn)子的下游，并且該罩所具有的內(nèi)徑小于轉(zhuǎn)子的外徑。
文檔編號F03D1/00GK103032256SQ20121037784
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月3日
發(fā)明者K.W.金茲, T.J.費謝蒂, S.赫爾 申請人:通用電氣公司