具涡流发生器的风轮机叶片制造技术

通过设置一个、两个或多个平行排的亚边界层涡流发生器得到一种有利的风轮机转子和叶片的新设计，从而得到一种抗失速并提供高的最大升力系数Ｃ↓［Ｌ，ｍａｘ］的叶片和一种细长的叶片设计，一种低的所谓转子的半径比实度。很高的升力系数Ｃ↓［Ｌ］能减少所需的叶片面积和负荷和／或增加叶片的长度，并使原始负荷保持更高的产量。一排或多排亚边界层涡流发生器在本发明专利技术的优选实施例中与Ｇｕｒｎｅｙ襟翼结合，同时在很大的攻角下用较轻微的失速产生很高的升力系数Ｃ↓［Ｌ］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉^轮机叶片和风轮机转子，其中利用在叶片上设置涡流发 生器来得到转子的有利的新设计。
技术介绍
利用涡流发生器来减少飞机机翼上气流的分离的倾向在现有技术中长期众所周知，文献US 4354648给出一个例子，该文献公开了一种具有两或 三排低叶型涡流发生器的飞枳4几翼，所述涡流发生器从吸力侧表面，例如 边界层厚度的10-20%延伸。在风轮机叶片上应用涡流发生器在现有技术中也是众所周知的。在风 轮机叶片上使用涡流发生器来抵消气流分离和失速已在WO00/15961 (LM Glasfiber)中公开，该文献示出沿着叶片的整个幅宽或在叶片的尖端处使 用涡流发生器，该涡流发生器具有整体三角形的形状并从叶片的吸力侧延 伸到弦长的0.01-10%并优选0.25-6%的高度。另外，WO01/164482 (Stichting)中公开了在吸力侧和/或压力侧上设 有涡流发生器的风轮机叶片。所公开的涡流发生器的优选高度为弦长的约 1%，该涡流发生器的用途是防止在阵风期间发生突然失速，从而造成生产 和振动的损失。在WO2006/122547 (Vestas)中也公开了具有涡流发生器的风轮机叶 片，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风轮机叶片，包括：　第一排涡流发生器，该第一排涡流发生器沿叶片的纵向方向布置在叶片的吸力侧，其中，所述涡流发生器在远离叶片的表面的方向上的高度在叶片的弦长的０．１％至０．６５％的范围内，以及　第二排涡流发生器，该第二排涡流发 生器沿叶片的纵向方向布置在叶片的吸力侧，其中，所述涡流发生器在远离叶片的表面的方向上的高度在弦长的０．１％至１％的范围内，　其中，第一和第二排涡流发生器沿叶片的纵向大小的至少１０％设置，第二排涡流发生器在弦长的２０％－５０％的范围内与 前缘相距一定的弦向距离并且比第一排涡流发生器从前缘更远地延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DK 2007-3-20 PA2007004311.一种风轮机叶片，包括第一排涡流发生器，该第一排涡流发生器沿叶片的纵向方向布置在叶片的吸力侧，其中，所述涡流发生器在远离叶片的表面的方向上的高度在叶片的弦长的0.1％至0.65％的范围内，以及第二排涡流发生器，该第二排涡流发生器沿叶片的纵向方向布置在叶片的吸力侧，其中，所述涡流发生器在远离叶片的表面的方向上的高度在弦长的0.1％至1％的范围内，其中，第一和第二排涡流发生器沿叶片的纵向大小的至少10％设置，第二排涡流发生器在弦长的20％-50％的范围内与前缘相距一定的弦向距离并且比第一排涡流发生器从前缘更远地延伸。2. 按照权利要求l的风轮机叶片，其特征在于，第一和第二排涡流发 生器沿叶片的纵向大小的外面一半部分设置。3. 按照权利要求2的风轮机叶片，其特征在于，第一和第二排涡流发 生器沿叶片的纵向大小的外面一半部分的至少30%设置，优选沿叶片的纵 向大小的外面一半部分的至少50%设置。4. 按照前述权利要求之一的风轮机叶片，其特征在于，第一排涡流发 生器在弦长的10%-40%的范围内与前缘相距一定的弦向距离延伸。5. 按照权利要求4的风轮机叶片，其特征在于，第一排涡流发生器在 弦长的15%-35%的范围内与前^4目距一定的弦向距离延伸。6. 按照前^利要求之一的风轮机叶片，其特征在于，第二排涡流发 生器在弦长的30%-70%的范围内距前缘一定的弦向距离延伸。7. 按照权利要求6的风轮机叶片，其特征在于，第二排涡流发生器在 弦长的40%-60%的范围内距前缘一定的弦向距离延伸。8. 按照前述权利要求之一的风轮机叶片，其特征在于，还包括 第三排涡流发生器，该第三排涡流发生器在叶片的吸力侧沿叶片的纵向方向布置，并沿叶片的纵向大小的至少10%*没置，其中所述涡流发生器在远离叶片的表面的方向上的高度为弦长的0.25%-2%，以及其中，笫三排涡流发生器在弦长的10%-30%的范围内距前缘一定的 弦向距离并且比第二排涡流发生器从前缘更远地延伸。9. 按照权利要求8的风轮机叶片，其特征在于，第三排涡流发生器沿 着叶片的纵向大小的外面一半部^S殳置。10. 按照权利要求9的风轮机叶片，其特征在于，第三排涡;;UL生器 沿着所述叶片的纵向大小的外面一半部分的至少30%设置，优选地沿着叶 片的纵向大小的外面一半部分的至少50%设置。11. 按照权利要求8-10之一的风轮机叶片，其特征在于，第三排涡流 发生器在弦长的50%-90%的范围内距前缘一定的弦向距离延伸。12. 按照权利要求ll的风轮机叶片，其特征在于，笫三排涡流发生器 在弦长的60%-80%的范围内距前缘一定的弦向距离延伸。13. 按照前述权利要求之一的风轮机叶片，其特征在于，第一排的涡 流发生器的高度是弦长的0.15%至0.35%。14. 按照前i^f又利要求之一的风轮机叶片，其特征在于，第二排的涡 流发生器的高度是弦长的0.15%至0.5%。15. 按照权利要求8-14之一的风轮机叶片，其特征在于，第三排的涡 流发生器的高度是弦长的0.4%至1.5%。16. —种风轮机转子，具有至少两个按照权利要求1-15之一的叶片。17. —种具有至少两个叶片的风轮机转子，每个叶片都包括第一排涡流发生器，该第一排涡流发生器在叶片的吸力側上沿叶片的 纵向方向布置，并沿着叶片的纵向大小的至少10%_没置，其中，所述涡流 发生器在远离叶片的表面的方向上的高度是叶片的弦长的0.1%-1%, 其中，转子的组合半径比实度(Solr)是 -在距轮毂的距离r是转子半径R的50%处低于数值0.025, -在距轮毂的距离r是转子半径R的70%处低于数值0.017，和 -在距轮毂的距离r是转子半径R的90%处低于数值0.011， 其中，对于包括涡流发生器的叶片的纵向大小的至少部分，对通过叶型的两维气流有效的、每个叶片的最大升力系数Ct，max满足-CL,max >1.75，对Re=3.0xl06 -CL,max>1.80,对Re-4.5xl06 -CL，max>1.85，对Re:6.0xl06 -CL，max>1.90,对Re:7.5xl0618. 按照权利要求17的风轮机转子，其特征在于，第一排涡流发生器 沿叶片的纵向大小的外面一半部分设置。19. 按照权利要求18的风轮机转子，其特征在于，第一排涡流发生器 沿叶片的纵向大小的外面一半部分的至少30%设置，优选沿叶片的纵向大 小的外面一半部分的至少50%设置。20. 按照权利要求17-19之一的风轮机转子，其特征在于，对于包括 涡流发生器的纵向大小的至少部分，对通过叶型的两维气流有效的、每个 叶片的最大升力系数Ct，max还满足-CL,max>1.65，对Re-1.5xl06,以及 -CL，max>1.95，对Re:9.0xl06 画CL,max >2.00，对Re=10.0xl0621. 按照权利要求17-20之一的风轮机转子，其特征在于，第一排涡 流发生器在弦长的10%-40%的范围内距前缘一定的弦向距离延伸。22. 按照权利要求21的风轮机转子，其特征在于，第一排涡流发生器 在弦长的15%-35%的范围内距前缘一定的弦向距离延伸。23. 按照权利要求17-22之一的风轮机转子，其特征在于，还包括 第二排涡流发生器，该第二排涡流发生器在叶片的吸力侧上沿叶片的纵向方向布置，并沿叶片的纵向大小的至少10%*没置，其中，所述涡流发 生器在远离叶片的表面的方向上的高度是弦长的0.1%-2%，以及其中，第二排涡流发生器在弦长的20%-50%的范围内距前缘一定的 弦向距离并比第 一排涡流发生器从前缘更远地延伸。24. 按照权利要求23的风轮机转子，其特征在于，第二排涡流发生器 沿叶片的纵向大小的外面一半部分设置。25. 按照权利要求23或24的风轮机转子，其特征在于，第二排涡流 发生器沿叶片的纵向大小的外面一半部分的至少30%设置，优选沿叶片的 纵向大小的外面一半部分的至少50%设置。26. 按照权利要求23-25之一的风轮机转子，其特征在于，对于包括 涡流发生器的叶片的纵向大小的至少部分，对通过叶型的两维流有效的、 每个叶片的最大升力系数CL，max满足<formula>formula see original document page 5</formula>27. 按照权利要求23-26之一的风轮机转子，其特征在于，第二排涡 流发生器在弦长的30%-70%的范围内距前缘一定的弦向距离延伸。28. 按照权利要求27的风轮机转子，其特征在于，第二排涡流发生器 在弦长的40%-60%的范围内距前缘一定的弦向距离延伸。29. 按照权利要求23-28之一的风轮机转子，其特征在于，还包括 第三排涡i议生器，该第三排涡流发生器在叶片的吸力侧沿叶片的纵向方向布置，并沿叶片的纵向大小的至少10°/殳置，其中，所述涡流发生 器在远离叶片的表面的纵向方向上的高度是弦长的0....

【专利技术属性】
技术研发人员：KB戈德斯克，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]