用于风力涡轮机的转子叶片的升力影响装置的制造方法_2

文档序号:9683981阅读:来源:国知局
通过简单和可靠的装置来产生定制的升力曲线。因此,能够改进通过风力涡轮机的能量提取和/或能够减轻风力涡轮机的主要部件上的负载。
[0033]具体而言,下面指出了结合(或集成)在风力涡轮机的转子叶片中的此升力修改装置的一些优点:
第一,在低风速下减少转子叶片的负载水平是可能的。这对于具有后掠角的转子叶片而目是特别有利的。
[0034]第二,能够改变转子叶片的负载,以便避免由于切变力引起的负载的变化。
[0035]第三,减少了对于翼型部段的相对流入风速和攻角的不利组合的负载,所述不利组合否则将引起相当高的负载。
[0036]第四,性能的升级、特别是风力涡轮机在特定场所处的能量产生能力的升级是可能的。
[0037]第五,转子叶片、特别是转子叶片的翼型部段的性能作为风速的函数能够升级和改进。
[0038]总之,本发明能够提供具有定制的升力曲线的转子叶片。
[0039]在本发明的第一实施例中,后缘部段包括与剩余的后缘部段分离的延伸部分。所述延伸部分被附接到剩余的后缘部段,并且升力修改装置是所述延伸部分的一部分。
[0040]将升力修改装置结合(或集成)到单独的部分中、即延伸部分中的优点在于,包括剩余的后缘部段但不包括延伸部分的转子叶片的主要部分的制造不需要根本改变转子叶片的制造过程。
[0041]另一个优点在于,现有的转子叶片的改型是简单易行的。例如,如果现有的转子叶片已包括现有的延伸部分,然而所述延伸部分并不包括任何升力修改装置,则现有的延伸部分能够用包括至少一个升力修改装置的新延伸部分替代。
[0042]根据本发明的另一实施例,升力修改装置被构建为一个单件。
[0043]这具有如下优点,即:不需要两部分之间、即延伸部分和剩余的后缘部段之间的连接件。这降低了转子叶片中的故障的风险,并且减少或完全防止了延伸部分以及延伸部分与剩余的后缘部段的连接件的维修。
[0044]在本发明的另一实施例中,转子叶片包括多个升力修改装置,其在后缘部段上沿翼展方向布置。因此,能够关于沿转子叶片的翼展位置局部地修改转子叶片的升力。
[0045]与现有的升力修改系统相比,沿转子叶片的跨距局部地修改升力的可能性是一个显著的优点。因为能够在几厘米到几米之间的宽范围中选择升力修改装置的尺寸,所以在局部、翼展的基础上存在相当多种的转子叶片的升力的修改。例如,将升力修改装置放置在转子叶片的外部(即,外侧部段)中可能是有利的。所述外部指的是转子叶片的在翼展关系上与转子叶片的末端相邻的部段。所述外部例如可以被理解为从转子叶片的根部测量的跨距的最后三分之一(last third)。
[0046]升力修改装置的构造的另一方面是,当空气通道被打开时,升力修改装置突出到的方向。具体而言,升力修改装置可以朝向转子叶片的压力侧或朝向转子叶片的吸力侧打开。换言之,如果在后缘部段上施加来自吸力侧的力,则升力修改装置朝向压力侧打开。这种情形被称为第一预定负载。同样,第二预定负载情形指的是如下情况,即:其中,在后缘部段上施加来自压力侧的力,从而朝向吸力侧打开升力修改装置。
[0047]注意,有可能的是,升力修改装置被设计成使得在第一预定负载情形下,即如果在后缘部段上施加来自吸力侧的力,它能够朝向吸力侧突出,并且在另一种情形(即,第二预定负载)下,升力修改装置朝向吸力侧突出。因此,一个单升力修改装置可以在一侧或另一侧中影响气流,这取决于负载、特别是取决于转化成负载的力的方向。
[0048]然而,可能期望升力修改装置仅能朝向一个特定侧打开。在这种情况下,升力修改装置可以包括防止升力修改装置朝向压力侧打开,从而仅允许升力修改装置朝向吸力侧打开的机构。相同的概念也能够反过来实施,即,防止升力修改装置朝向吸力侧打开,并且仅允许升力修改装置朝向压力侧打开。
[0049]这种选择性地阻碍空气通道朝向压力侧或吸力侧打开的机构例如可以通过升力修改装置的边缘来实现,所述边缘在空气通道的关闭状态下至少部分地与空气通道的边缘重叠。
[0050]换言之,可以实施空气通道的边缘的突起和突出,其防止升力修改装置移动到预定的方向上。
[0051]—般而言,前缘装置部和后缘装置部能够被认为属于升力修改装置。所述前缘装置部被限定为朝向转子叶片的前缘部段。同样,所述后缘装置部朝向后缘。因此,后缘装置部是与前缘装置部相对的。
[0052]在本发明的另一有利的实施例中,升力修改装置在前缘装置部处或后缘装置部处打开。
[0053]换言之,升力修改装置的设计能够被选择成使得它特定地通过前缘装置部或后缘装置部连接到剩余的后缘部段。因此,当升力修改装置打开空气通道时,升力修改装置的一部分仍然与空气通道的边缘紧密接触,同时升力修改装置的相对端现在突出到气流中,并且特别是引起气流的一小部分流过空气通道。
[0054]升力修改装置与剩余的后缘部段的这种连接能够例如通过机械铰链来实现,所述机械铰链特别是可以包括扭转弹簧。
[0055]这具有如下优点,即:升力修改装置能够被设计为刚性和坚硬的部件,其通过机械铰链在一侧上被铰接到后缘部段。扭转弹簧因为它们是易得到的而有利于使用;它们被证明并且能够在长时间段内、特别是在转子叶片的寿命内承受恶劣的条件。
[0056]设计升力修改装置、特别是实现打开空气通道的机构的另一种可能性在于,升力修改装置被牢固地附接到后缘部段,但所述升力修改装置是柔性的,使得它能够弹性地偏转,以便在处于后缘部段的预定负载的情况下被动地打开空气通道。
[0057]这具有如下优点,即:不需要例如弹簧之类的机械部分。已知柔性襟翼由柔性锯齿状襟翼实施到转子叶片中,例如,所述柔性锯齿状襟翼可以被附接到转子叶片的后缘。
[0058]注意,取决于升力修改装置在何处被附接到剩余的后缘部段的选择,特别是如果升力修改装置被附接在其前缘装置部处或附接在其后缘装置部处,气流被不同地偏转。在第一预定负载的示例中,即在转子叶片的后缘部段上施加来自吸力侧的力的情况下,如果升力修改装置被铰接在前缘装置部处,则气流从吸力侧偏转到压力侧。如果升力修改装置被铰接在后缘装置部处,则气流至少部分地从压力侧偏转到吸力侧。换言之,对于在何处放置升力修改装置,存在多种机会和设计选择:例如,它能够被附接在前缘装置部处或附接在后缘装置部处。
[0059]有利地,升力修改装置由非金属材料制成,例如橡胶或复合材料。
[0060]此外,注意,升力修改装置能够与其他的常规空气动力学附件组合实施,例如涡流发生器或锯齿状的后缘襟翼。
[0061]使得空气通道被打开的预定负载能够通过预加应力于升力修改装置和剩余的后缘部段之间的扭转或摩擦连接来设置。升力修改装置的预加应力(并且因此,预定负载)能够被不同地选择用于转子叶片处的不同翼展位置。因此,能够实现转子叶片的定制的升力特性。
[0062]本发明还涉及一种修改风力涡轮机的转子叶片的升力的方法。所述转子叶片根据如上述的实施例中的一个来构造。所述方法包括:第一步骤,在所述第一步骤处,空气通道主动或被动地打开;以及第二步骤,在所述第二步骤处,从前缘部段流动到后缘部段的气流至少部分地通过开放的空气通道偏转。这可以导致转子叶片的升力的修改。注意,所述第一步骤在处于后缘部段的预定负载的情况下发生。两个步骤可以同时或相继地发生。
[0063]此外,注意,已关于具有如此的升力修改装置的转子叶片来描述的特定实施例和细节也适用于修改转子叶片的升力的方法。
【附图说明】
[0064]参考附图,现在仅借助于示例描述本发明的实施例,附图中:
图1示出了风力涡轮机;
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