專利名稱：具有高升力裝置的風輪機葉片的制作方法
技術領域：
本發明涉及在葉片的根部區域中具有高升力裝置的風輪機葉片，其中有兩種類型 的這種元件前緣區域上的高升力裝置和后緣區域上的高升力裝置，使得葉片整個幾何結 構進行空氣動力學優化從而增大風輪機產生的能量。
背景技術：
傳統風輪機葉片在稱為根部的圓柱形區域中與輪轂結合，其典型長度通常為幾 米。對于大多數風輪機，該區域的功能通常為結構功能及不明顯影響風輪機的生產，因為其 未進行空氣動力學優化。在目前的技術發展水平，根部區域中具有可拆卸元件以葉片的性能。然而，它們具 有陡峭的后緣及在與根部的接頭上具有非常大的翼弦長度。因此，例如，文獻WO 2007/131937描述了用于風力發電機的葉片，在后緣上具有 可與葉片本身分拆的可拆卸元件。
發明內容
為解決上面提及的問題，本發明的目標在于提供具有高升力裝置的風輪機葉片。 該高升力裝置根據其在葉片中的位置和用途有兩種不同的類型(i)風輪機后緣區域的高升力裝置；(ii)風輪機前緣區域的高升力裝置。后緣的高升力裝置是固定件，不可像目前技術發展水平有關的其他空氣動力后緣 裝置那樣移動。該元件的后緣比已知的后緣厚，從而獲得更大的升力系數，這同時使能制造 具有較小總長度(較小翼弦)的可拆卸元件。換言之，對于同樣的升力，用更大的后緣相對 厚度實現更短的長度或翼弦。前述裝置還使能制造較小扭矩的葉片，這是由于在高攻角下 失速角損失更大。該高升力裝置可以是單件葉片的一部分，而不僅僅作為另外的或可拆卸 的元件。前緣的高升力裝置在下述之中選擇(i)第一前緣高升力裝置，稍微彎曲以適應葉片根部，在其外表面上沒有拐點；(ii)第二前緣高升力裝置，與葉片的根部具有較小的接觸表面，及在其外表面的 下側有拐點，從而提高其工作性能；(iii)第三前緣高升力裝置，具有突出的外輪廓，表面上沒有拐點及與第一和第二 裝置的拐點的下側根部沒有接觸區；(iv)第四前緣高升力裝置，與根部具有最小接觸區，這同時在該第四元件的外表 面上產生非常突出的拐點，進而增大最大升力系數。組合使用兩種結構(后緣和前緣)實現下述技術優點在提高葉片的空氣動力系數基礎上，風輪機產生更多的能量。由于已改善風入射角，從而提高了在較低的環境風速下的性能。
可使用已經安裝的葉片，及其生產和運輸也得到改善并使得更容易。
為更好地理解本發明，下面提供一系列圖示的簡要說明。這些圖示結合本發明的 實施方式特意列出并僅作為說明性的例子給出而非限制。圖1為根據本發明的具有合成一體的高升力裝置的風輪機葉片的平面圖。圖2為安裝有第一前緣高升力裝置的風輪機葉片的橫斷面。圖3為安裝有第二前緣高升力裝置的風輪機葉片的橫斷面。圖4為安裝有第三前緣高升力裝置的風輪機葉片的橫斷面。圖5為安裝有第四前緣高升力裝置的風輪機葉片的橫斷面。圖6為根據本發明的安裝有高升力裝置的風輪機的輪廓圖。
具體實施例方式如圖中所示，具有高升力裝置的風輪機葉片至少包括具有鈍端和翼弦C的后緣 高升力裝置1，在相同升力系數下，翼弦的長度比常規輪廓少5% -30%;及由于接頭區域的 半徑與葉片3的根部4半徑有關，因而與該后緣高升力裝置1的厚度有關。第一后緣高升力裝置1可拆卸或與單件葉片合為一體。前緣高升力裝置2在下述之中選擇(i)第一前緣高升力裝置20，稍微彎曲以適應葉片3的根部4，在其外表面上沒有 拐點；(ii)第二前緣高升力裝置21，與葉片3的根部4具有較小的接觸表面，及在其外 表面的下側有拐點；(iii)第三前緣高升力裝置22，具有突出的外輪廓，在其和根部之間保持間隙使 得一定量的氣流能在該輪廓的拱腹和拱背之間通過從而激勵該輪廓拱背的邊界層并提高 空氣動力性能，其中該第三元件22也可動(相對于柱體的中心旋轉及在空氣動力學中稱為 “翼縫”)使得其更好地適應具有變化的Q和Cistall的環境流設定的工作條件；(iv)第四前緣高升力裝置23，與根部4具有最小接觸區，這同時促使在該第四元 件23的外表面中具有非常突出的拐點，另外，該第四前緣高升力裝置或翼縫可動(旋 轉，同上)，使得優化Q和^ STALL0在設計高升力裝置于前緣和后緣連接到風輪機葉片時，及考慮優化Q升力系數和 α stall攻角之間的關系，應考慮可拆卸件和機器本身的幾何限制之間的安全距離。圖6示出了完整的風輪機的實施例，具有塔架8、機艙9和葉片3，其中特別示出了 這些高升力可拆卸件安裝在風輪機葉片上，其中還圖示出了對于最大翼弦長度不同裝置的 安全距離與輪轂的安全距離5、與機艙的安全距離6和與塔架的安全距離7，使得實現與機 艙的安全距離為約300mm、與輪轂的安全距離為約300mm及與塔架的安全距離為約400mm。
權利要求
1.具有高升力裝置的風輪機葉片，其特征在于至少具有-與葉片的根部合為一體的前緣高升力裝置O)，前緣的可拆卸件和葉片根部之間能 相對移動；-與葉片的根部合為一體的后緣高升力裝置(1)，以翼弦(C)長度使葉片表面連續并具 有鈍邊緣。
2.根據權利要求1的具有高升力裝置的風輪機葉片，其特征在于所述前緣高升力裝置 ⑵選自下組(i)第一前緣高升力裝置(20)，稍微彎曲以適應葉片(3)的根部0)，在其外表面上沒 有拐點；( )第二前緣高升力裝置(21)，與葉片( 的根部(4)具有較小的接觸表面，及在其 外表面的下側有拐點；(iii)第三前緣高升力裝置(22)，具有突出的外輪廓，表面上沒有拐點及與第一和第 二裝置O0、21)的拐點的下側根部沒有接觸區；(iv)第四前緣高升力裝置(23)，與根部(4)具有最小接觸區，這同時在該第四前緣高 升力裝置的外表面上產生非常突出的拐點。
3.根據權利要求1的具有高升力裝置的風輪機葉片，其特征在于所述后緣高升力裝 置(1)具有鈍端及在相同升力系數下翼弦(C)的長度比常規輪廓少5% -30%。
4.根據權利要求1的具有高升力裝置的風輪機葉片，其特征在于接頭區域的半徑與 葉片( 的根部(4)有關，及與后緣高升力裝置(1)的厚度有關。
全文摘要
本發明風輪機葉片在根部區域的前緣和/或后緣(后者具有相對厚度)具有高升力裝置，使得空氣動力性能得以提高，從而相較于具有圓柱形或橢圓形根部的傳統葉片提高從風提取的能量。
文檔編號F03D1/06GK102046963SQ200980120107
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月28日 優先權日2008年5月30日
發明者I·羅梅羅桑斯, M·希門尼斯德拉戈 申請人:歌美颯創新技術公司