风能设备转子叶片制造技术

本发明专利技术涉及一种风能设备(100)的转子叶片(20，108，200)，所述转子叶片包括内部部段(25，250)和外部部段(24，240)，在所述内部部段中，所述转子叶片(20，108，200)固定在转子毂上，所述外部部段与转子叶片(20，108，200)连接并且所述外部部段具有转子叶片尖端(21)。转子叶片(20，108，200)在内部部段(25，250)中至少部分地具有平背翼型(26，66，46，460)，所述平背翼型具有截短的后缘(23，63，630)，并且在所述平背翼型(26，66，46，460)上设有至少一个用于控制所述转子叶片(20，108，200)处的尾流的控制单元(33，53，54，79，81)。

Rotor blade of wind energy equipment

The invention relates to a wind power equipment (100) of the rotor blade (20108200), the rotor blade includes an internal section (25250) and an outer segment (24240), in the internal section, the rotor blade (20108200) fixed to the rotor hub, the rotor and outer segment the blade (20108200) and the external connection section has a rotor blade tip (21). The rotor blade (20108200) in section (25250) at least partially with a flat back wing (26, 66, 46460), the flat back trailing edge airfoil has a truncated (23, 63630), and in the flat back (26, 66, 46460 airfoil) is provided with at least one for control the rotor blade (20108200) of the control unit in the wake of (33, 53, 54, 79, 81).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风能设备转子叶片
本专利技术涉及一种风能设备转子叶片以及一种风能设备。此外，本专利技术涉及一种用于控制风能设备的转子叶片的尾流的方法。
技术介绍
用于产生电流的风能设备通常是已知的并且例如在图1中那样设计。在此，转子从风中吸收机械功率尤其与转子叶片的设计方案相关。通过提高的功率吸收，提高风能设备的效率从而提高风能设备的输出功率。用于进一步提高风能设备的输出功率的常用措施在于增大转子直径。随着转子直径的增加，转子叶片在毂区域中的翼型深度通常同样提高。在转子直径大的情况下，翼型深度在此如此大，使得在运输时在预设的最大的运输尺寸方面从而在运输物流方面会产生问题。为了解决该问题已经已知使用所谓的平背翼型。在下文中将这种平背翼型理解为一种由于厚的，即被截短的后缘而沿着翼型深度方向缩短的翼型。通过这种平背翼型能够考虑关于最大的运输尺寸的物流规定。然而，在这种平背翼型中不利的是，翼型的升力系数自一定的相对翼型厚度起相对于传统的翼型减小并且同时阻力系数提高，所述传统的翼型具有相同的相对翼型厚度，但是具有逐渐变细的，即尖的后缘。这导致转子叶片的空气动力学的功率系数变差从而导致风能设备的输出功率损失。转子叶片通过风经受环流。所述环流在此是带有摩擦的。所述摩擦引起在转子叶片后方的脱流区域，即所谓的尾流。在尾流中构成涡流，所述涡流对风能设备的输出功率产生影响。由此，尾流从而涡流数量和大小在此与转子叶片的翼型的设计方案相关。小的尾流在此对于风能设备的输出功率是有利的。恰好在上文中所描述的平背翼型中或者在大致圆形的横截面中，如部分地在转子毂的区域中所使用的那样，出现大的尾流并且与之相应地也出现风能设备的大的输出功率损耗。“Movingsurfaceboundary-Iayercontrol:AReview”V.J.Modi,JournalofFluidsandStructures(1997)，Volume11,pages627–663描述了旋转的滚子在翼或翼型中的使用。滚子沿着流动方向旋转并且能够设置在翼型的前缘、后缘以及上侧上。在作为优先权的德国专利申请中，德国专利商标局检索了下述文献：DE102013204879A1、DE10152449A1、DE102011012965A1、DE10348060A1和DE102007059285A1。
技术实现思路
本专利技术由此基于下述目的，针对上述问题中的至少一个。特别地，应实现一种解决方案，通过所述解决方案明显地减小或者尤其甚至避免具有如下转子叶片的风能设备的输出功率受损，所述转子叶片具有平背翼型或者具有基本上圆形的横截面。至少应提出一种替选的解决方案。为了实现该目的，根据本专利技术提出一种根据权利要求1所述的风能设备转子叶片。转子叶片在此包括内部部段和外部部段，在所述内部部段中转子叶片固定在转子毂上，所述外部部段具有转子叶片尖端。内部部段可与外部部段固定。转子叶片在内部部段中至少部分地具有平背翼型，所述平背翼型具有截短的后缘，并且在所述平背翼型处设有至少一个用于控制转子叶片处的尾流的流动控制单元。转子叶片的内部部段在此整体上能够具有转子叶片的最大的翼型深度。所述内部部段在此尤其从转子叶片根部，即从通向转子叶片毂的连接区域，伸展直至大约转子叶片的中心。转子叶片在内部部段中至少部分地具有平背翼型，即如下翼型，所述翼型沿着翼型深度方向缩短并且具有厚的后缘。后缘的厚度在此优选大于0.5m，尤其在0.7m至5m的范围中。这种平背翼型在此有利地考虑关于最大的运输尺寸的物流规定。此外，由于翼型深度减小而考虑在强风时在确定构件尺寸的负载情况中的负载降低。为了不引起风能设备的输出功率受损，转子叶片在内部部段中具有至少一个用于控制转子叶片处的尾流的流动控制单元。这种控制单元以运动的壁或者元件的形式在转子叶片表面上构成。通过运动的壁，流动尤其在平背翼型的后缘上运动或加速。特别地，流动朝向翼弦转向。在此，将翼弦理解为虚拟的直线，所述虚拟的直线伸展穿过前缘和后缘。由此，通过转子叶片的通常提高的升力系数和降低的阻力系数实现了尾流的降低。有利地，能够在出现流动脱离时与翼型的临界迎角的明显提高相结合地实现升力系数的显著增加。因此，在平背翼型中通过使用这种控制单元而可行的是，实现如在具有较大的翼型深度的传统翼型中那样的升力系数从而避免因叶片深度降低而产生的风能设备的输出功率受损。除此之外能够经由控制单元影响翼型特性，即升力系数和阻力系数。由此，在转子叶片设计和设备调控中实现了新的可行性。平背翼型与至少一个控制单元的这种组合据此将平背翼型的优点与转子叶片的传统的翼型的优点相结合，也就是说，与在传统的翼型中相比在风能设备的功率至少相同的同时维持转子叶片的最大的运输尺寸。优选地，控制单元具有至少一个柱形体，所述柱形体具有纵轴线，并且所述至少一个柱形体可围绕纵轴线旋转。通过所述至少一个柱形体围绕其纵轴线的旋转运动，使流动在该部位处运动或加速。尾流被减小，由此提高升力系数。特别地，多个柱形体设置在平背翼型处，所述柱形体要么分别具有纵轴线和/或具有共同的纵轴线。这种柱形体在此尤其构成为空心柱。这种柱形体的尺寸在此尤其在转子叶片的跨度上改变。在一个尤其优选的实施方式中，控制单元具有至少一个第一柱形体和至少一个第二柱形体，所述第一柱形体具有第一纵轴线，所述第二柱形体具有第二纵轴线，并且所述至少一个第一柱形体可围绕第一纵轴线旋转而所述至少一个第二柱形体可围绕第二纵轴线旋转，并且第一柱形体和第二柱形体借助于用于使环绕平背翼型流动的迎流运动的运输带连接。运输带在此尤其设置在第一柱形体和第二柱形体的外面上，使得运输带围绕第一柱形体和第二柱形体运动。也就是说，运输带包围第一柱形体和第二柱形体。流动附着在运输带上从而通过运输带加速或一起运动。由此，所述流动朝向翼弦转向。这引起尾流的减少。由此能够提高升力系数。第一纵轴线在此沿着翼型深度方向设置在第二纵轴线前方，即尤其设置在被截短的后缘和第二纵轴线之间，和/或第一纵轴线设置在翼型的上侧上而第二纵轴线设置在翼型的下侧上。第一柱形体和第二柱形体在此可沿着流动方向和/或逆着流动方向旋转。相应地，运输带可沿着流动方向和/或逆着流动方向旋转。优选地，至少一个控制单元设置在被截短的后缘上。通过将控制单元设置在平背翼型的后缘上，尤其在后缘处使流动运动或加速。由此，流动朝向翼弦转向。由此避免了在翼型的后缘处的突然的流动脱离从而也避免了大的尾流。由此能够在出现流动脱离时与临界迎角的提高相结合地实现升力系数的显著增加。避免了风能设备的输出功率受损。在一个优选的实施方式中，至少一个柱形体或者第一和/或第二柱形体可沿着流动方向和/或逆着流动方向旋转。出现在柱形体上的流动由此被截住并且相应地加速，使得延迟在翼型处的流动脱离并且减小尾流。由此，转子叶片的升力系数提高并且阻力系数降低。此外，至少一个柱形体或者第一和/或第二柱形体可灵活地使用。在一个尤其优选的实施方式中，控制单元集成到转子叶片中。这种转子叶片在此在上侧和下侧上具有覆板，或者成为外壳。这种外壳在此对内部的空腔限界并且限定转子叶片的翼型的外轮廓。控制单元集成到该外壳或覆板中。据此，转子叶片构造为，使得尤其在上侧和/或下侧上，首先覆板设置在转子叶片的翼型处，在另一部段中设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风能设备转子叶片(20，108，200)，具有：‑内部部段(25，250)，在所述内部部段中，所述转子叶片(20，108，200)固定在转子毂上，‑外部部段(24，240)，所述外部部段具有转子叶片尖端(21)，其中在所述内部部段(25，250)中至少部分地设有平背翼型(26，66，46，460)，所述平背翼型具有截短的后缘(23，63，630)，并且在所述平背翼型上设有至少一个用于控制所述转子叶片(20，108，200)处的尾流的流动控制单元(33，53，54，79，81)，其中所述流动控制单元(33，53，54，79，81)具有至少一个柱形体，所述柱形体具有纵轴线，并且至少一个所述柱形体能够围绕所述纵轴线旋转，其中至少一个所述流动控制单元(33，53，54，79，81)设置在截短的所述后缘(23，63，630)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.10 DE 102015206430.11.一种风能设备转子叶片(20，108，200)，具有：-内部部段(25，250)，在所述内部部段中，所述转子叶片(20，108，200)固定在转子毂上，-外部部段(24，240)，所述外部部段具有转子叶片尖端(21)，其中在所述内部部段(25，250)中至少部分地设有平背翼型(26，66，46，460)，所述平背翼型具有截短的后缘(23，63，630)，并且在所述平背翼型上设有至少一个用于控制所述转子叶片(20，108，200)处的尾流的流动控制单元(33，53，54，79，81)，其中所述流动控制单元(33，53，54，79，81)具有至少一个柱形体，所述柱形体具有纵轴线，并且至少一个所述柱形体能够围绕所述纵轴线旋转，其中至少一个所述流动控制单元(33，53，54，79，81)设置在截短的所述后缘(23，63，630)上。2.根据权利要求1所述的风能设备转子叶片(20，108，200)，其中所述流动控制单元(33，53，54，79，81)具有至少一个第一柱形体和至少一个第二柱形体，所述第一柱形体具有第一纵轴线，所述第二柱形体具有第二纵轴线，并且至少一个所述第一柱形体能够围绕所述第一纵轴线旋转而至少一个所述第二柱形体能够围绕所述第二纵轴线旋转。3.根据权利要求2所述的风能设备转子叶片，其中所述第一柱形体和所述第二柱形体借助于运输带(79，81，712，790)连接，所述运输带用于使环绕所述平背翼型(26，66，46，460)流动的迎流运动。4.根据权利要求2至3中任一项所述的风能设备转子叶片(20，108，200)，其中至少一个所述柱形体或者所述第一柱形体和/或所述第二柱形体能够沿着迎流方向和/或逆着迎流方向旋转。5.根据上述权利要求中任一项所述的转子叶片(20，108，200)，其中所述流动控制单元集成到所述转子叶片中。6.根据权利要求1至5中任一项所述的风能设备转子叶片，其中截短的所述后缘(43)具有用于所述第一柱形体的第一凹槽(43a)和用...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·梅辛，哈罗·哈姆斯，亨德里克·詹森，安德烈·阿尔特米库斯，
申请(专利权)人：乌本产权有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE