包括涡流发生器的风力涡轮机叶片制造技术

本发明专利技术公开了一种风力涡轮机叶片（10）和用于改造风力涡轮机叶片（10）的方法，该风力涡轮机叶片（10）在纵向方向（r）上沿俯仰轴线延伸且具有尖部端（16）和根部端（14）以及叶片长度（L），风力涡轮机叶片（10）还包括成形轮廓，该成形轮廓包括压力侧（52）和吸力侧（54），以及具有带有在其间延伸的弦长（C）的翼弦（60）的前缘（56）和后缘（58），该成形轮廓在受到入射空气流冲击时生成升力，其中风力涡轮机叶片的吸力侧（54）设有沿安装线（36）定位的多个涡流发生器，该安装线具有最靠近根部端的近侧端点（37A）和最靠近尖部端的远侧端点（37B），其中安装线（36）从风力涡轮机叶片（10）的后缘（58）看为凹线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括涡流发生器的风力涡轮机叶片
本专利技术涉及包括涡流发生器的风力涡轮机叶片，尤其是包括布置在风力涡轮机叶片的吸力侧表面上的涡流发生器的风力涡轮机叶片。
技术介绍
风力涡轮机制造商不断努力改善其风力涡轮机的效率以便使年度能量产量最大化。此外，由于需要花费很长的时间和大量资源来开发新的风力涡轮机机型，故风力涡轮机制造商对延长其风力涡轮机机型的寿命感兴趣。用以改善风力涡轮机的效率的显著方式为改善风力涡轮机叶片的效率，以便风力涡轮机在给定的风速下能产生更高的功率输出。WO 01/16482公开了设有沿线布置成U形式样(pattern)的涡流发生器的叶片，当从风力涡轮机叶片的后缘看时，该线为凸形的。WO 02/08600公开了设有沿平行于叶片的压力侧上的前缘的线布置的涡流发生器的叶片。WO 2010/100237公开了设有沿直线布置的涡流发生器的叶片。因此，存在对用以改善新的和/或现有叶片的效率的方法的需要。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供具有改善的空气动力特性的风力涡轮机叶片，使更高的能量产量成为可能。提供了用于具有基本水平的转子轴线的风力涡轮机的转子的风力涡轮机叶片，该转子包括轮毂，当安装到轮毂上时，风力涡轮机叶片从该轮毂基本在径向方向上延伸，风力涡轮机叶片在纵向方向上沿俯仰轴线(pitch axis)延伸且具有尖部端和根部端以及叶片长度，风力涡轮机叶片还包括成形轮廓，其包括压力侧和吸力侧，以及具有翼弦的前缘和后缘，该翼弦具有在前缘与后缘之间延伸的弦长，成形轮廓在受到入射空气流冲击时生成升力，其中风力涡轮机叶片的吸力侧设有沿安装线定位的多个涡流发生器，该安装线具有最靠近根部端的近侧端点和最靠近尖部端的远侧端点。从风力涡轮机叶片的后缘看，安装线为凹线，其中近侧端点位于离根部端O至0.12L的叶片长度区间中且位于2%至20%的相对翼弦的位置中，而其中远侧端点位于离根部端0.2L到0.5L的叶片长度区间中且位于25%至75%的相对翼弦位置中。此外，提供了用于改造在纵向方向上沿俯仰轴线延伸且具有尖部端和根部端以及叶片长度的风力涡轮机叶片的方法，该风力涡轮机叶片还包括成形轮廓，其包括压力侧和吸力侧，以及具有翼弦的前缘和后缘，该翼弦具有在前缘与后缘之间延伸的弦长，成形轮廓在受到入射空气流冲击时产生升力，该方法包括沿安装线安装多个涡流发生器，该安装线具有最靠近根部端的近侧端点和最靠近尖部端的远侧端点。从风力涡轮机叶片的后缘看，安装线为凹线，其中近侧端点位于离根部端O至0.12L的叶片长度区间中且位于2%至20%的相对翼弦位置中，而其中远侧端点位于离根部端0.2L至0.5L的叶片长度区间中且位于25%至75%的相对翼弦位置中。该方法可包括安装涡流发生器以提供如在此描述的风力涡轮机。凹形的安装线优选地沿整个安装线都是凹形的。换言之，在两个端点之间画出的线不应与安装线交叉。根据本专利技术的风力涡轮机叶片提供了风力涡轮机叶片上的改善的流，该风力涡轮机叶片具有改善的空气动力特性从而使来自具有相应风力涡轮机叶片的风力涡轮机能够有更高的能量产量。具体而言，提供了在叶片的过渡区域和翼型区域的第一部分中具有改善的空气动力特性的风力涡轮机叶片。【附图说明】通过参照附图的其示例性实施例的以下详细描述，本专利技术的以上及其它特征和优点对那些本领域中的技术人员将变得十分明显，在附图中: 图1示出了风力涡轮机， 图2示出了根据本专利技术的具有涡流发生器的风力涡轮机叶片的示意性视图， 图3示出了翼型轮廓的示意性视图， 图4示出了从上方和从侧部看的风力涡轮机叶片的示意性视图， 图5示出了在近侧端点处的风力涡轮机叶片的示例性截面， 图6示意性地示出了安装在风力涡轮机叶片的吸力侧上的涡流发生器， 图7为涡流发生器的透视图， 图8示出了根据本专利技术的示例性风力涡轮机叶片的一部分，以及 图9示出了根据本专利技术的示例性风力涡轮机叶片的一部分。标号清单 2风力涡轮机 4塔架 6机舱 8轮毂 10叶片 14叶片尖部/尖部夂而 16叶片根部/根部端 18前缘 20后缘 22俯仰轴线 30根部区域 32过渡区域 34翼型区域 36安装线 37A近侧端点 37A’近侧涡流发生器 37B远侧端点37B’远侧涡流发生器37C第一中点37C’第一中间涡流发生器37D第二中点37D’第二中间涡流发生器38分离线39肩部40A.40B涡流发生器42基部44A第一导叶44B第二导叶45前缘46中心位置48A第一线段48B第二线段48C第三 线段50翼型轮廓52压力侧54吸力侧56前缘58后缘60翼弦62弧线/中线C弦长Clml近侧端点离根部端的距离dpp；2近侧端点离前缘的翼弦方向距离Cldp,!远侧端点离根部端的距离ddp；2远侧端点离前缘的翼弦方向距离Cliffll,!第一中点离根部端的距离diml；2第一中点离前缘的翼弦方向距离Cliffl2,!第二中点离根部端的距离dim2；2第二中点离前缘的翼弦方向距离Q1第一线段与俯仰轴线之间的第一角α2第二线段与俯仰轴线之间的第二角α3第三线段与俯仰轴线之间的第三角dt最大厚度的位置df最大弧高(camber)的位置dp最大压力侧弧高的位置ds肩部距离 f弧高 L叶片长度 P功率输出 R局部半径、离叶片根部的径向距离 T厚度 Vff风速 Θ扭转度、俯仰角(pitch) Ay预弯曲。【具体实施方式】为了清晰起见，附图为示意性的和简化的，且它们仅仅示出了对本专利技术的理解所必需的细节，而已经省略了其它细节。自始至终，相同的参考标号用于一致的或对应的部分。根据本专利技术的风力涡轮机叶片允许了涡流发生器构造，其中涡流发生器布置成靠近于没有涡流发生器的对应的风力涡轮机叶片的吸力侧上可能或预期的流分离区，该流分离由根部区域和过渡区域的固有的次最佳空气动力轮廓引起。因此，风力涡轮机叶片通过朝后缘移动该分离或甚至防止风力涡轮机叶片的吸力侧上的分离来提供了改善的分离轮廓。同时，使来自从吸力侧表面伸出的涡流发生器的诱导阻力最小化，因为它们尽可能近地移到了叶片的后缘。由于在不同的操作条件期间分离线的位置改变，故涡流发生器与对于没有涡流发生器的风力涡轮机叶片的期望的分离线之间的翼弦方向距离不能太小。另一方面，由于涡流发生器的作用随增大的距离而减小，故离期望的分离线的翼弦方向距离不能太大。期望的是，涡流发生器定位在期望的分离线与前缘之间，以便获得最佳效果。此外，可期望的是，将涡流发生器布置成离前缘尽可能远或尽可能靠近后缘，以便减小或消除阻力效应。涡流发生器典型地布置在期望的分离线与风力涡轮机叶片的前缘之间。所认识到的是，风力涡轮机叶片自身的表面为弯曲的。因此，凹形的安装线将被理解为当投影到叶片的翼弦平面中时为凹形的线，或相等地，安装线在叶片的吸力侧的顶部视图中从后缘可为凹形。还应理解的是，多个涡流发生器包括位于近侧端点处的近侧涡流发生器和位于远侧端点处的远侧涡流发生器，以及在近侧涡流发生器与远侧涡流发生器之间的至少一个且优选为多个的中间涡流发生器。(多个)中间涡流发生器可位于安装线上的(多个)中点处。在一个实施例中，安装线的线段(即，安装线的一部分)可为凹形的。涡流发生器可包括具有中心位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有基本水平的转子轴线的风力涡轮机(2)的转子的风力涡轮机叶片(10)，所述转子包括轮毂(8)，当安装到所述轮毂(8)上时，所述风力涡轮机叶片从所述轮毂(8)基本在径向方向上延伸，所述风力涡轮机叶片在纵向方向(r)上沿俯仰轴线延伸且具有尖部端(16)和根部端(14)以及叶片长度，所述风力涡轮机叶片还包括成形轮廓，其包括压力侧和吸力侧以及具有翼弦的前缘(18)和后缘(20)，所述翼弦具有在所述前缘与所述后缘之间延伸的弦长，所述成形轮廓在受到入射空气流冲击时生成升力，其中所述风力涡轮机叶片的所述吸力侧设有沿安装线(36)定位的多个涡流发生器，所述安装线(36)具有最靠近所述根部端的近侧端点(37A)和最靠近所述尖部端的远侧端点(37B)，其特征在于，所述安装线从所述风力涡轮机叶片的所述后缘看为凹线，其中所述近侧端点位于离所述根部端0至0.12L的叶片长度区间内且位于2%至20%的相对翼弦位置中，而其中所述远侧端点位于离所述根部端0.2L至0.5L的叶片长度区间内且位于25%至75%的相对翼弦位置中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.22 EP 11175052.7;2012.02.21 GB 1202894.01.一种用于具有基本水平的转子轴线的风力涡轮机(2)的转子的风力涡轮机叶片(10)，所述转子包括轮毂(8)，当安装到所述轮毂(8)上时，所述风力涡轮机叶片从所述轮毂(8)基本在径向方向上延伸，所述风力涡轮机叶片在纵向方向(r)上沿俯仰轴线延伸且具有尖部端(16)和根部端(14)以及叶片长度，所述风力涡轮机叶片还包括成形轮廓，其包括压力侧和吸力侧以及具有翼弦的前缘(18)和后缘(20)，所述翼弦具有在所述前缘与所述后缘之间延伸的弦长，所述成形轮廓在受到入射空气流冲击时生成升力，其中所述风力涡轮机叶片的所述吸力侧设有沿安装线(36)定位的多个涡流发生器，所述安装线(36)具有最靠近所述根部端的近侧端点(37A)和最靠近所述尖部端的远侧端点(37B)，其特征在于，所述安装线从所述风力涡轮机叶片的所述后缘看为凹线，其中所述近侧端点位于离所述根部端O至0.12L的叶片长度区间内且位于2%至20%的相对翼弦位置中，而其中所述远侧端点位于离所述根部端0.2L至0.5L的叶片长度区间内且位于25%至75%的相对翼弦位置中。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述安装线沿所述叶片长度的10%至50%延伸。3.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述近侧端点位于离所述根部端O至0.10L, 或O至0.08L,或O至0.06L的叶片长度区间内。4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述近侧端点位于离所述前缘2%至20%，或3%至15%，或5至15%的相对翼弦位置中，例如，大约10%。5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述远侧端点位于离所述根部端0.25L到0.45L，或0.3L到0.4L的叶片长度区间内。6.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述远侧端点位于离所述前缘25%至70%，或30%至60%的相对翼弦位置中，例如，大约50%。7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述安装线的近侧端点的切线与所述俯仰轴线形成在从O到10度，或从O到5度的范围内的角。8.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述安装线的远侧端点的切线与所述俯仰轴线形成在从5度到45度，或5度到35度，或5度到25度，或5度到15度的范围内的角，如，8度。9.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述安装线包括将所述安装线分成直的第一线段和第二线段的至少第一中点。10.根据权利要求9...

【专利技术属性】
技术研发人员：J梅森，I维尔特，R汉森，O米勒，
申请(专利权)人：LMWP专利控股有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK