具有格尼襟翼的风力涡轮机叶片制造技术

一种风力涡轮机叶片，具有长度L、带有弦C的翼型，以及附接到所述风力涡轮机叶片的后缘附近的所述翼型的压力表面或吸力表面的第一格尼襟翼。所述第一格尼襟翼沿所述风力涡轮机叶片的外部1/3的长度的至少50％延伸。通过将所述格尼襟翼安装到所述叶片的外部部分，所述叶片的所述外部部分的升力可以取决于所述风力涡轮机运行的条件而增加或减少。力涡轮机运行的条件而增加或减少。力涡轮机运行的条件而增加或减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有格尼襟翼的风力涡轮机叶片


[0001]本专利技术涉及一种风力涡轮机叶片，具有长度L、带有弦C的翼型和附接在叶片的后缘附近的格尼襟翼。

技术介绍

[0002]风力涡轮机叶片通常以多批的风力涡轮机叶片制造，其中整个批次具有标准形状和尺寸。即使众所周知不同的叶片将在不同的位置和不同的环境条件下使用，这也是正确的。使用批量制造是由于批量制造叶片的成本优势。为每个位置构建定制叶片通常是不可行的。
[0003]然而，在许多情况下，风力涡轮机叶片的性能或功能可以经由在已经制造风力涡轮机叶片之后可以添加到风力涡轮机叶片的空气动力学元件来改进。这种空气动力学元件甚至可以在风力涡轮机已经架起并且已经使用了一段时间之后添加。许多不同类型的空气动力学元件在本领域中已经众所周知并且具有许多不同的目的和功能。
[0004]如EP1314885A1中所公开，空气动力学元件的一个示例是可以附接到风力涡轮机叶片的后缘的锯齿条。这具有降低在风力涡轮机叶片穿过空气时由其产生的噪音的效果。另一个示例是使用安装在翼型的吸力侧上的涡流发生器。这些涡流发生器用于重新激活翼型上的边界层，并且从而增加升力。另一个示例是沿风力涡轮机叶片的后缘的部分附接的可控襟翼。此类可控襟翼可以用于在变化的天气条件下改变翼型。在WO19138008 A1中公开了示例。
[0005]在某些情况下使用的另一种更简单的装置是格尼襟翼。格尼襟翼是从叶片的后缘突出的小突片。它通常应用在翼型的压力侧表面上，并且通常在远离表面1％至4％的局部叶片弦的距离处垂直突出。格尼襟翼的工作原理是增加翼型周围的流线曲率—有效地增加翼型截面的“拱曲度”。格尼襟翼最初用于赛车中，以增加安装在汽车上的翼部产生的下压压力。
[0006]格尼襟翼以前用在风力涡轮机叶片上。一些示例公开在EP3510276 A1、WO11042528A1、EP2713044B1、WO13137716A2、WO16055076A1、US8834127BB、WO08113349 A2、WO2014059989、CN107084092、GB2526847、EP1845258、DK9500009U和WO 2011157849中。
[0007]格尼襟翼具有增加升力的优势(所述升力从风力涡轮机中产生更多的动力)，但与此同时，格尼襟翼也增加不希望的阻力。因此，在现有技术中，格尼襟翼通常被放置在风力涡轮机叶片的根部附近以在风力涡轮机叶片的翼展的内部三分之一处产生额外的升力。使用该布置，因为这是风力涡轮机叶片经历最慢入射流速并且增加的阻力将具有最小的影响的区域。其他现有技术的格尼襟翼装置已经提出使用安装在柔性延伸元件上的格尼襟翼，所述柔性延伸元件将格尼襟翼放置在风力涡轮机的后缘后面一定距离处。这些柔性延伸元件将允许格尼襟翼在叶片速度增加时弯曲，以减少格尼襟翼的阻力效应；然而，这些解决方案更难应用，并且由于涉及的弯曲力很大，更容易随着时间的推移而失效。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的第一方面是提供可应用于风力涡轮机叶片以克服现有技术解决方案的缺点的格尼襟翼装置。
[0009]该方面至少部分地由第一格尼襟翼提供，所述第一格尼襟翼附接到所述风力涡轮机叶片的后缘附近的所述翼型的压力表面或吸力表面，所述第一格尼襟翼沿所述风力涡轮机叶片的外部1/3的长度的至少50％延伸。
[0010]专利技术人已惊奇地发现，沿叶片的外部三分之一放置在固定位置的格尼襟翼可以对升力产生显著效果，而不会显著增加阻力。因此，风力涡轮机叶片的升阻比随着在风力涡轮机叶片的外部部分的压力表面上使用格尼襟翼而增加，或者随着在风力涡轮机叶片的外部部分的吸力表面上使用格尼襟翼而降低。这与期望增加风力涡轮机叶片的最内部部分的升力同时减小风力涡轮机叶片的外部部分的阻力的已建立的风力涡轮机叶片设计理论相反。
[0011]此外，专利技术人已惊奇地发现，即使叶片的外部部分的升力降低，放置在叶片的外部部分的吸力侧上的格尼襟翼也可以对整体风力涡轮机性能产生积极效果。通过减小叶片的外部部分上的升力，可以减小叶片上的弯曲力。
[0012]在一个实施例中，第一格尼襟翼由多个区段组成，所述区段的总长度覆盖风力涡轮机叶片的外部1/3的长度的至少50％。在一个实施例中，第一格尼襟翼沿风力涡轮机叶片的外部1/3的至少60％、至少70％或至少80％延伸。
[0013]在一个实施例中，所述风力涡轮机叶片还包括第二格尼襟翼，所述第二格尼襟翼附接到所述风力涡轮机叶片的所述后缘附近的所述翼型的所述压力或吸力表面，所述第二格尼襟翼沿所述风力涡轮机叶片的内部1/3的长度的至少50％延伸。在许多情况下，外部(第一)格尼襟翼和内部(第二)格尼襟翼的组合会产生积极效果。
[0014]在一个实施例中，第二格尼襟翼由多个区段组成，所述区段总共覆盖风力涡轮机叶片的内部1/3的长度的至少50％。在一个实施例中，第二格尼襟翼沿风力涡轮机叶片的内部1/3的至少60％、至少70％或至少80％延伸。
[0015]在一个实施例中，所述第一格尼襟翼包括附接到所述风力涡轮机叶片的所述压力侧或所述吸力侧的第一表面和面向所述风力涡轮机叶片的行进方向的第二表面，并且其中在穿过所述第一格尼襟翼的垂直横截面中，所述第一格尼襟翼被布置成使得所述第二表面的平均法向量与所述翼型的局部弦形成+/
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30度的角A，并且所述第一格尼襟翼的高度H大于所述翼型的所述局部弦的长度的0.1％且小于该长度的0.5％。以这种方式，提供了格尼襟翼，其对叶片的升力具有显著效果，而对阻力没有显著效果。因此，可以优化叶片的升阻比。
[0016]根据本说明书，术语“垂直横截面”应理解为在与物体的纵向延伸部垂直的平面上截取的横截面，所述横截面通过所述平面截取。
[0017]根据本说明书，格尼襟翼的高度H被定义为在通过格尼襟翼截取的垂直横截面中，从格尼襟翼的第一表面到格尼襟翼的第二表面的在垂直于翼型的局部弦的方向上距第一表面最远的点的距离。
[0018]根据本说明书，术语“局部弦”应理解为翼型在横截面位置处的弦。
[0019]在一个实施例中，第一格尼襟翼的高度H大于翼型的局部弦的长度的0.15％或大于0.2％。在一个实施例中，第一格尼襟翼的高度H小于翼型的局部弦的长度的0.45％、小于
0.4％或小于0.35％。
[0020]在一个实施例中，第一表面经由粘合剂附接到风力涡轮机叶片的压力表面或吸力表面。
[0021]在一个实施例中，第一格尼襟翼的高度H沿着第一格尼襟翼的纵向延伸部在第一格尼襟翼的长度上是恒定的。在一个实施例中，高度H沿着格尼襟翼的纵向延伸部在格尼襟翼的长度上是可变的，并且从第一格尼襟翼的内部部分到外部部分减小。
[0022]在一个实施例中，第一格尼襟翼包括沿第一格尼襟翼的纵向延伸部的至少两个、至少三个或至少四个区段，每个区段具有在区段的长度上恒定的高度H。在一个实施例中，至少两个区段的高度H不同。在一个实施例中，内部区段的高度H大于外部区段的高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种风力涡轮机叶片，其具有长度L、带有弦C的翼型，以及附接到所述风力涡轮机叶片的后缘附近的所述翼型的压力表面或吸力表面的第一格尼襟翼，所述第一格尼襟翼沿所述风力涡轮机叶片的外部1/3的长度的至少50％延伸。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，所述风力涡轮机叶片还包括第二格尼襟翼，所述第二格尼襟翼附接到所述风力涡轮机叶片的所述后缘附近的所述翼型的所述压力表面或吸力表面，所述第二格尼襟翼沿所述风力涡轮机叶片的内部1/3的长度的至少50％延伸。3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，所述第一格尼襟翼包括附接到所述风力涡轮机叶片的压力侧或吸力侧的第一表面(5)和面向所述风力涡轮机叶片的行进方向的第二表面(6)，并且在穿过所述第一格尼襟翼的垂直横截面中，所述第一格尼襟翼被布置成使得所述第二表面(6)的平均法向量与所述翼型的局部弦(C)形成+/
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30度的角A，并且所述第一格尼襟翼的高度H大于所述翼型的所述局部弦的长度的0.1％且小于该长度的0.5％。4.根据权利要求2和3所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，所述第二格尼襟翼包括附接到所述风力涡轮机叶片的压力侧或所述吸力侧的第一表面和面向所述风力涡轮机叶片的所述行进方向的第二表面，并且在穿过所述第二格尼襟翼的垂直横截面中，所述第二格尼襟翼被布置成使得所述第二表面的平均法向量与所述翼型的所述局部弦形成+/
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30度的角A，并且所述第二格尼襟翼的所述高度H大于所述翼型的所述局部弦的长度的0.5％且小于该长度的4％。5.根据权利要求3或4所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，在穿过所述第一格尼襟翼和翼型的垂直横截面中，沿平行于所述翼型的局部弦(C)的方向、从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：功率曲线有限公司，
类型：发明
国别省市：