具有导片的用于风力涡轮机的叶片制造技术

一种用于风力涡轮机的叶片(1)包括用于连接至毂的根段(12)和在纵向从根段向叶片的末端延伸的型段(10)。本发明专利技术的目的是提供一种具有有利于产生升力的根段的叶片。叶片在吸力侧包括至少一个导片(20)，导片具有导片前缘(22)和导片后缘(23)。导片前缘(22)朝叶片前缘取向，以及导片后缘(23)看起来在叶片后缘的方向。该导片布置为使得导片大致设置在叶片表面上方，并至少部分地沿根段表面在纵向延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于风力涡轮机的叶片(1)包括用于连接至毂的根段(12)和在纵向从根段向叶片的末端延伸的型段(10)。本专利技术的目的是提供一种具有有利于产生升力的根段的叶片。叶片在吸力侧包括至少一个导片(20)，导片具有导片前缘(22)和导片后缘(23)。导片前缘(22)朝叶片前缘取向，以及导片后缘(23)看起来在叶片后缘的方向。该导片布置为使得导片大致设置在叶片表面上方，并至少部分地沿根段表面在纵向延伸。【专利说明】具有导片的用于风力涡轮机的叶片
技术介绍
本专利技术涉及用于风力涡轮机的叶片，其包括用于连接至毂的根段和在纵向从根段朝叶片末端延伸的型段。这种叶片为通常公知的。风力涡轮机叶片周围的流动状况沿叶片跨距很大程度地变化。这对于局部冲角尤其正确，局部冲角被限定为在给定纵向位置的气流和该位置的叶片的局部弦之间的角度。为了调整叶片以适应这些变化的流动状况，设计师通常改变局部入射角，该局部入射角被限定为局部弦与叶片在其旋转期间运动所处的平面之间的角度。如果入射角沿叶片跨距保持恒定，由于有效流动速度是风速和叶片转速的矢量和，叶片各段的局部冲角随着至旋转轴距离的增加而减小，即，从根部向外朝末端减小。因此，为了防止有效冲角沿叶片长度具有大变化，风力涡轮机叶片通常设计为具有从根部到末端的显著扭曲量。该扭曲是通过设计而使局部入射角变化的结果，以将局部冲角保持在期望范围内。以此方式，叶片的各部分提供最大量的“升力”和最小量的阻力。然而，由于理论上叶片的最里面部分实质平行于叶片的旋转轴，高度扭曲的根段可导致叶片与塔之间的间隙的问题。而且，由于负载构件的大曲率，这会导致制造上的问题。 在实际应用中，叶片根段通常具有整体圆形截面。这是因为根部是叶片的高度负载段，此处的结构设计考虑优先于空气动力学考虑。典型的风力涡轮机叶片承受弯曲负载、扭力负载和离心负载，所有这些必须通过根段传送至毂和支撑结构，在此这些负载也到达其峰值。因此风力涡轮机叶片的根段通常不会产生任何升力或有助于风力涡轮机的发电。事实上，根段仅有助于风力涡轮机叶片的总阻力。 即使风力本身包含的能量是免费的，但风力涡轮机代表不断增加的高投资，因此其效率为主要关心的问题。当努力增加风力涡轮机叶片的总空气动力学效率时，仅产生阻力而不产生升力的根段构成障碍。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种新型并改进的风力涡轮机叶片，其能避免上述缺陷，即，将叶片设置为具有有助于产生升力的根段。 根据本专利技术，通过具有权利要求1所述限定特征的风力涡轮机叶片来实现该目的。该带有纵轴的叶片包括:根段，其具有用于将所述叶片与风力涡轮机的转子的毂连接起来的凸缘；以及型段，其在纵向从所述根段向所述叶片的末端延伸。该型段定义为叶片中具有合格最佳空气动力学型面的截面的区域，其产生最大升力并且对该领域技术人员为公知。 此外，所述型段具有升力产生型面和垂直于所述纵轴并大致从所述型面前缘延伸至后缘的弦。取决于型面尺寸，弦在叶片纵向长度上改变其长度，但一直保持垂直于纵轴。纵轴限定为叶片内假想的线，从叶片根部延伸至末端并与在叶片具有最大厚度或高度的位置的弦相交。垂直于弦测量叶片的厚度或高度。 根段显示与型段邻接的型面部分、与所述凸缘邻接的平坦部分、以及位于所述型面部分与所述平坦部分之间的过渡部分。所述型面部分具有基本上构成型面的截面，因此其产生升力，但不像型段中的合格型面那样高效。所述平坦部分示出大致圆形截面。 经定义，所述根段的所有部分具有彼此平行的弦。此外，所有部分的这些弦布置为大致平行于所述型段中与所述根段的型面部分邻接的弦。该定义支持本专利技术后面的描述，但不应该对其构成限制。如果叶片的实施例包括在根段中另外定义的弦，该弦不平行于型段中的弦，那么，根据该专利技术定义的弦应该增加至叶片的实施例中，以理解该受保护权利的保护程度。 当将权利要求1的其余限定特征应用于所述的这些限定特征时，通过具有叶片根段一或相邻段一来解决了最初的问题，叶片根段或相邻段产生升力并因此增加风力涡轮机的转子扭矩，并因此增加产能。为此，叶片在吸力侧包括具有导片前缘和导片后缘的至少一个导片。可以理解导片前缘取向为朝向叶片前缘，导片后缘看起来在叶片后缘方向。该导片布置为使得所述导片大致设置在叶片表面上方，并至少部分地沿所述根段的表面在纵向延伸。换句话说，导片部分地遮盖叶片表面并在叶片表面和导片之间形成通道。 导片迫使空气跟随根段的轮廓，因此防止过早流动分离和产生额外阻力。由于在毂附近最大的问题是空气动力学最佳和结构最佳之间的不匹配问题，导片在根段最有效，即在其平坦部分中最有效。 为了描述本专利技术，开始角β限定导片的“开始点”或叶片上的导片前缘的位置。叶片的弦和纵轴作为坐标系统。从所述导片前缘到所述叶片纵轴的线与弦之间限定开始角β。 根据一个解决方案，导片实现为使得导片前缘和/或后缘位置在纵向变化。由此可调整局部入射角的变化。因此，型面部分中的开始角βΙΠ大于平坦部分中的开始角βρ为获得最好结果，导片位于叶片下游区域上方。由于风力“下游”区域依靠风力朝叶片的冲角的事实，通过选择导片变化的位置，确保导片精确位于所需位置。 此外，所述过渡部分中的开始角β?大于所述平坦部分中的开始角P1，并小于所述型面部分中的开始角βΠΙ。换句话说，在其从毂至型段向外的路线上，导片的开始角β增加，即连续增加，例如β在非常靠近毂的位置，导片位于叶片前方或上游区域。随着至毂距离的增加，导片开始越来越位于叶片根段的下游区域。 当从直接到由弦形成的平面的角度观察时，或者换句话说，当从垂直于弦的方向到叶片吸力侧上观察时，导片或其导片前缘实现为:平坦区域的导片至少部分地遮盖叶片前缘处的上游区域。当沿根段纵向继续行进时，导片经过未被遮盖的叶片表面上游区域的某一部分。这意味着导片以如下方式布置在叶片吸力侧的表面上:i)恰好在靠近凸缘的最圆的区域中，导片布置在非常上游的位置并且也遮盖前缘，以及ii)随后当沿叶片轴运动时其遮盖表面的下游区域。 本专利技术的一个改进的实施例披露了导片还至少部分地沿叶片型段的表面在纵向延伸。特别地，导片在叶片型段上的开始角βιν大于在根段型面部分上的开始角βΙΠ。这又有助于该导片在根段和型段上的最佳使用。 当平坦部分的开始角P1大于5度、优选大于10度、最优选大于15度时，获得对于上述实施例的最好结果。 如果过渡部分中的开始角β π大于20度、优选大于25度、最优选大于35度时，示出有益效果。对于型面部分的开始角β ΠΙ，推荐大于40度、优选大于45度、最优选大于55度。型段中的开始角βιν大于50度、优选大于60度、最优选大于90度。这些开始角βρβ π、β ΙΠ能够彼此独立地实施，并且只要其连续增加或至少部分停滞，则这些开始角就是代表自身。 当从直接到由弦形成的平面的角度观察时，或者换句话说，当从垂直于弦的方向到叶片吸力侧上观察时，导片或其导片前缘以与叶片前缘很小的距离开始并朝向叶片后缘延伸。因此，导片遮盖叶片吸力侧表面的中心区域。即，导片留下与前缘相邻的叶片表面的至少15%、优选至少10%、最优选至少5%未被遮盖。在向下游行进时，导片遮盖叶片其余表面的至少另50%、优选70%、最优选80%。进一步朝后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于风力涡轮机(1)的叶片，‑包括纵轴(5)、具有用于将所述叶片(1)与风力涡轮机(1)的转子(44)的毂(43)连接起来的凸缘的根段(12)、以及在纵向(5)从所述根段(12)向所述叶片(1)的末端(9)延伸的型段(10)，‑所述型段(10)具有升力产生型面(11)和垂直于所述纵轴(5)并大致从所述型面(11)的前缘(6)延伸至后缘(7)的弦(3)，‑所述根段(12)具有与所述型段(10)邻接的型面部分(15)、与所述凸缘邻接的平坦部分(13)、以及位于所述型面部分(15)与所述平坦部分(13)之间的过渡部分(14)，‑所述型面部分(15)具有基本上构成型面的截面(C‑C)，而所述平坦部分(13)具有大致圆形截面(A‑A)，以及‑所述根段(12)的所有部分(13，14，15)具有弦(3)，所述弦(3)彼此平行，并且大致平行于所述型段(10)中与所述根段(12)的型面部分(15)邻接的部分的弦(3)，其特征在于：‑至少一个导片(20)，其具有导片前缘(22)和导片后缘(23)，‑布置为使得所述导片(20)大致设置在所述叶片(1)的吸力侧(16)的叶片表面(8)上方，并至少部分地沿所述根段(12)的表面(8)在纵向(5)延伸，‑在所述导片前缘(22)与所述叶片(1)纵轴(5)之间的线与所述弦(3)形成开始角(β)，以及‑其中，所述过渡部分(14)中的开始角(βII)大于所述平坦部分(13)中的开始角(βI)，并小于所述型面部分(15)中的开始角(βIII)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·飞利浦森，
申请(专利权)人：SE刀片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL