风能设施的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风能设施转子叶片。
【背景技术】
[0002]风能设施的转子叶片具有转子叶片根部区域、转子叶片尖部、转子叶片前缘、转子叶片后缘、吸力侧和压力侧。典型地，转子叶片在其转子叶片根部区域处与风能设施的毂连接。因此，转子叶片与风能设施的转子连接并且只要存在充足的风就将转子置于旋转。所述旋转然后能够通过发电机转变成电功率。
[0003]转子叶片通过空气动力学的举力的原理运动。如果风吹到转子叶片上，那么空气沿着叶片上方或下方引导。叶片典型地拱曲成，使得叶片上方的空气具有围绕轮廓的较长的路径进而与沿着下侧的空气相比必须更快速地流动。由此，在叶片上方形成负压(吸力侧)并且在叶片下方形成超压(压力侧)。
[0004]EP I 944 505 Al示出一种在转子叶片的吸力侧上具有多个涡流发生器的风能设施转子叶片。
[0005]EP 2 484 898 Al描述一种具有多个涡流发生器的风能设施转子叶片。涡流发生器设置在靠近转子叶片根部的区域中。
[0006]WO 2013/014080 A2示出一种具有多个涡流发生器的风能设施转子叶片。此外，在此描述:如何能够将转子叶片加装有涡流发生器。在此，涡流发生器设置在转子叶片的吸力侧上和靠近转子叶片根部的区域中。
[0007]WO 2007/140771 Al示出一种在转子叶片的吸力侧上具有多个涡流发生器的风能设施的转子叶片。
[0008]WO 2008/113350 A2同样示出一种具有多个涡流发生器的风能设施转子叶片。涡流发生器设置在转子叶片的吸力侧上。
[0009]WO 2006/122547 Al示出一种在转子叶片的吸力侧上具有多个涡流发生器的风能设施的转子叶片。
[0010]WO 2012/082324 Al示出一种具有多个涡流发生器的风能设施转子叶片，其中涡流发生器设置在靠近转子叶片根部的区域中。
[0011]在风能设施运行时出现噪声发射，所述噪声发射应尽可能减小，以便改进风能设施在居民中的接受度。
【发明内容】
[0012]所述目的通过根据权利要求1所述的风能设施转子叶片来实现。
[0013]因此，风能设施转子叶片设有吸力侧、压力侧、靠近根部的区域、转子叶片尖部、转子叶片前缘和转子叶片后缘。转子叶片沿着转子叶片的长度还具有多个滞点，所述滞点能够共同地形成滞点线。在滞点线的区域中设有多个涡流发生器。滞点线位于转子叶片的下侧(通常称作为压力侧)上。
[0014]滞点(stagnat1n point)是转子叶片的表面上的如下点，在所述点处，流的速度消失，使得能够将动能完全地转换成压力能。通过改变浆距角，滞点的位置能够改变。滞点是如下点，在所述点处，流分开，并且流的一部分在转子叶片的吸力侧之上流动并且另一部分在压力侧之上流动。
[0015]根据本发明的一个方面，涡流发生器沿纵向方向设置在大于50%的、尤其大于60%的转子叶片的长度处(即转子叶片朝向转子叶片尖部的方向的后50%至40%在滞点线的区域中设有涡流发生器)。
[0016]涡流发生器的形状例如能够是半圆形、椭圆形或在俯视图中是箭头形的。涡流发生器的直径小于100mm。相邻的涡流发生器之间的间距至少是涡流发生器的直径的一倍并且至多是直径的十倍。
[0017]涡流发生器的高度至多为直径的1/4。涡流发生器的3D形状能够为具有恒定厚度的盘或具有圆形的基本形状的截球。
[0018]本发明的其他的设计方案是从属权利要求的主题。
【附图说明】
[0019]本发明的优点和实施例在下面参考附图详细阐明。
[0020]图1示出根据本发明的风能设施的示意图，
[0021]图2示出根据第一实施例的转子叶片的示意图，
[0022]图3示出根据第一实施例的转子叶片的示意剖面图，
[0023]图4示出根据第二实施例的风能设施转子叶片的局部的立体图，
[0024]图5示出用于说明举力系数关于风能设施转子叶片的有效的迎角的变化的极坐标图。
【具体实施方式】
[0025]图1示出根据本发明的风能设施的示意图。风能设施100具有塔102和吊舱104。在吊舱104上设置有具有三个转子叶片200和旋转体110的转子106。转子106在运行时通过风置于转动运动并且由此引起吊舱中的发电机的旋转，所述发电机从旋转中产生电能。转子叶片的浆距或转子叶片200的迎角能够通过相应的转子叶片200的转子叶片根部处的浆距马达来改变。
[0026]图2示出根据第一实施例的风能设施转子叶片的示意图。转子叶片200具有转子叶片前缘211、转子叶片后缘212、转子叶片尖部213、转子叶片根部区域214。此外，转子叶片具有纵向方向L，所述纵向方向从转子叶片根部区域214延伸至转子叶片尖部213。转子叶片还具有滞点线215 (stagnat1n point line)，所述滞点线在转子叶片的压力侧上延伸。因为转子叶片的横截面沿纵向方向L改变，那么转子叶片的每个部段的滞点(stagnat1n point)同样改变。因此，由多个滞点能够形成滞点线215。在滞点线215的区域中设有多个涡流发生器300。转子叶片200通过转子叶片根部区域214可松开地固定在风能设施的转子106上。转子叶片根部区域214的固定在转子106上或固定在转子毂上的端部构成为是圆形的并且能够经由多个螺丝连接可松开地固定在转子106的毂上。
[0027]涡流发生器300在预设迎角、例如额定迎角的情况下设置在滞点线215的区域中。
[0028]可选地，涡流发生器300从转子叶片的自转子叶片根部区域214起的50 %至100%的长度开始设置。特别地，涡流发生器300设置在转子叶片的自转子叶片根部区域214起的长度的60%至100%之间。
[0029]通过将涡流发生器设置在转子叶片的滞点的区域中，能够正面地影响转子叶片后缘处的流分离。
[0030]涡流发生器300在俯视图中能够圆形地、椭圆形地或箭头形地构成。涡流发生器的直径小于100mm(例如为20mm)。相邻的涡流发生器300之间的间距至少为涡流发生器的直径的一倍并且至多为涡流发生器的直径的十倍。涡流发生器的高度至多为涡流发生器的直径的1/4。三维形状能够对应于恒定厚度的盘或基本形状为圆形的截球。箭头形的基本轮廓能够为棱锥形状。当在基本形状为圆形的情况下沿流动方向的取向是不重要的同时，棱锥借助其尖部沿流动方向取向。
[0031]图3示出根据第一实施例的风能设施转子叶片的示意剖面图。转子叶片200具有转子叶片前缘210、转子叶片后缘212、吸力侧216和压力侧217。涡流发电机300在压力侧217的区域中以及在滞点或滞点线215的区域中设置。
[0032]图4示出根据第二实施例的转子叶片的局部的立体图。转子叶片200在该部段中具有两个涡流发生器300，所述涡流发生器设置在滞点线215的区域中。可选地，涡流发生器300能够设置在滞点线215的区域中，使得所述涡流发生器在额定运行时位于滞点线的区域中。如果有效的迎角由于风条件改变而全局地或局部地提高(例如在疾风的情况下或在切变风中运行时)，那么滞点转移到涡流发生器的后方，并且在涡流发生器处形成涡旋线，所述涡旋线使吸力侧上的更大的分离区域稳定进而在不利的入流条件下也仍用于紧贴的流和维持上升。在图4中，示出在吸力侧和压力侧之间的中线215b，在额定速度(额定范围)中在有效的迎角a rff的情况下的滞点线215a和在失速区域(Stallbereich)中在有效的迎角arff的情况下的滞点线215c。
[0033]图5示出用于说明在雷诺数为6百万的情况下举力系数关于有效的迎角或浆距角的变化的极坐标图。因此，为没有涡流发生器的转子叶片600和为具有涡流发生器的转子叶片500示出举力系数Q关于有效的流动角α @的变化。因此，从图5中可见，根据本发明的涡流或涡旋发生器的使用引起空气流的分离开始的延迟。举力系数Q提高，即具有根据本发明的涡流发生器的转子叶片能够实现更高的举力系数并且能够实现更高的有效的迎角arff。因此，最大的举力系数Q移至转子叶片的较高的迎角。这对于正在运行的风能设施表示在使负面的阻力上升最小化的同时改进轮廓的静态的分离性能。因此，阐明在静态的入流条件下转子叶片中的噪声的降低，使得根据本发明的风能设施具有降低的声音发射。
【主权项】
1.一种风能设施转子叶片，所述风能设施转子叶片具有: 转子叶片前缘(211);转子叶片后缘(212);用于连接到风能设施上的转子叶片根部(214);转子叶片尖部(213)； 吸力侧(216);压力侧(217)； 在所述转子叶片的迎角预定的情况下沿着所述转子叶片的从所述转子叶片根部(214)到所述转子叶片尖部(213)的纵向方向(L)的滞点线(215)，和 在所述滞点线(215)的区域中的多个涡流发生器(300)， 其中所述滞点线(215)位于所述压力侧(217)的区域中。
2.根据权利要求1所述的转子叶片，其中所述涡流发生器(300)沿着所述纵向方向(L)设置在所述转子叶片的长度的> 50%的区域中。
3.根据权利要求1或2所述的转子叶片，其中所述涡流发生器(300)在俯视图中设置成是圆形的、椭圆形的或箭头形的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的转子叶片，其中所述涡流发生器(300)的直径〈100mmo
5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子叶片，其中所述涡流发生器(300)的高度至多对应于所述涡流发生器(300)的直径的1/4。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的转子叶片，其中所述涡流发生器(300)的形状对应于具有基本上恒定的厚度的盘或者具有圆形的基本形状的截球。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的转子叶片，其中相邻的涡流发生器(300)之间的间距对应于所述涡流发生器(300)的直径的一倍和十倍之间。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的转子叶片，其中所述预定的迎角为额定范围中的有效的迎角。
9.一种风能设施，所述风能设施具有根据权利要求1至8中任一项所述的至少一个风能设施转子叶片。
【专利摘要】提出一种风能设施转子叶片，所述风能设施转子叶片具有吸力侧(216)、压力侧(217)、靠近根部的区域(214)、转子叶片尖部(213)、转子叶片前缘(211)和转子叶片后缘(212)。转子叶片沿着转子叶片的长度还具有多个滞点，所述滞点能够共同地形成滞点线(215)。在滞点线(215)的区域中设有多个涡流发生器。滞点线(215)位于转子叶片的下侧(通常称作为压力侧)上。
【IPC分类】F03D1-06
【公开号】CN104736844
【申请号】CN201380053930
【发明人】安德烈·阿尔特米库斯, 穆罕默德·卡马鲁扎曼
【申请人】乌本产权有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年10月16日
【公告号】CA2886493A1, DE102013207640A1, EP2909473A1, US20150252778, WO2014060446A1