用于风力涡轮机的转子叶片的升力影响装置的制造方法_3

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图2示出了风力涡轮机的转子叶片;
图3以透视图示出了具有升力修改装置的转子叶片的一个部段; 图4示出了与具有示例性升力修改装置的转子叶片在给定翼展位置处的升力特性相比,常规的转子叶片在给定翼展位置处的升力特性;
图5示出了从压力侧作用在升力修改装置上的力;
图6示出了从吸力侧作用在升力修改装置上的力;
图7和图9示出了在前缘装置部处附接到后缘部段的升力修改装置;
图8和图10示出了在后缘装置部处附接到后缘部段的升力修改装置;
图11示出了被设计为弯曲元件的升力修改装置;
图12示出了图11的升力修改装置的详细视图;
图13示出了设计为弯曲元件并在前缘装置部处附接到后缘部段的升力修改装置;
图14示出了如图13中所示的但在其后缘装置部处附接到后缘部段的相同的升力修改装置;以及
图15示出了具有用于选择性地阻碍空气通道的打开的机构的升力修改装置。
[0065]附图中的图示是以示意图的形式。应当注意的是,在不同的附图中,类似或相同的元件可以设有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0066]在图1中,示出了风力涡轮机10。风力涡轮机10包括机舱12和塔架11。机舱12被安装在塔架11的顶部处。机舱12被安装成借助于偏航轴线承相对于塔架11可旋转。机舱12相对于塔架11的旋转轴线被称为偏航轴线。
[0067]风力涡轮机10还包括具有三个转子叶片20(图1中描绘了其中两个转子叶片20)的轮毂13。轮毂13被安装成借助于主轴承相对于机舱12可旋转。轮毂13被安装成围绕转子旋转轴线14可旋转。
[0068]此外,力涡轮机10还包括主轴,其将轮毂13与发电机15的转子连接。轮毂13被直接连接到所述转子,因此风力涡轮机10被称为无齿轮、直接驱动的风力涡轮机。作为替代方案,轮毂13也可以经由齿轮箱连接到转子。这种类型的风力涡轮机被称为齿轮传动的风力涡轮机。
[0069]发电机15被容纳在机舱12内。它包括所述转子和定子。发电机15被布置和准备用于将来自转子的转动能转化成电能。
[0070]图2示出了风力涡轮机的转子叶片20。转子叶片20包括具有根部211的根部段21和具有末端221的末端部段22。根部211和末端221实质上通过依循转子叶片20的形状的跨距26连接。如果转子叶片是矩形形状的物体,则跨距26将是直线。然而,因为转子叶片20以变化的厚度为特征,所以跨距26也是略微弧形或弯曲的。注意,如果转子叶片20本身是弯曲的,则跨距26也将是弯曲的。
[0071]此外,转子叶片20还包括具有前缘241的前缘部段24和具有后缘231的后缘部段23。
[0072]后缘部段23围绕后缘231。同样,前缘部段24围绕前缘241。
[0073]在每个翼展位置处,能够限定将前缘241与后缘231连接的弦线27。注意,弦线27基本上垂直于跨距26。肩部28被限定在弦线包括最大弦长的区域中。
[0074]此外,转子叶片20能够被分成包括转子叶片20与根部段21相邻的一半的内侧部,以及包括转子叶片20与末端部段22相邻的一半的外侧部。
[0075]图3示出了具有多个升力修改装置30的转子叶片20的透视图。特别是描绘了转子叶片20的翼型部段的一部分。所述翼型部段包括主体和在转子叶片的后缘部段处附接到所述主体的延伸部分39。延伸部分39包括在转子叶片的翼展方向上一个挨着另一个对齐的多个升力修改装置30。各个升力修改装置30关于它们的翼展延伸部彼此不同。它们还可以关于预定负载不同,在打开用于偏转从转子叶片的前缘部段流动到后缘部段的气流的空气通道的意义上,它们在处于所述预定负载的情况下被激活。
[0076]通过在翼展方向上对齐的这样的一组升力修改装置,能够提供转子叶片的翼型部段的定制的升力特性。
[0077]作为替代方案,若干升力修改装置也可以被定位在转子叶片的弦向方向上。示例性地,大小相等的两个升力修改装置可以在弦向方向上一个挨着另一个被放置在延伸部分39处。例如,这允许在处于第一预定负载的情况下激活第一升力修改装置,以及在处于第二预定负载的情况下激活与第一升力修改装置放置在相同的翼展位置处的第二升力修改装置。
[0078]图4示出了转子叶片的升力特性的两个曲线图。竖直坐标轴表示升力系数42,并且水平坐标轴表示攻角41。称为第一曲线图的曲线图43表示常规转子叶片的示例。称为第二曲线图的曲线图44表示具有升力修改装置的转子叶片的示例。
[0079]能够看到的是,对于最小的攻角和最大的攻角,两个曲线图43、44重合。然而,在小攻角的第一段中,第二曲线图44的升力系数与第一曲线图43的升力系数相比增强。这在风力涡轮机的能量产生方面可能是有利的。在具有高攻角的攻角的第二部分中,第二曲线图44的升力系数与第一曲线图43的升力系数相比降低。这可能是有益的设计,这是因为对较高的攻角而言,转子叶片和风力涡轮机的负载作为一个整体被降低,从而减轻了风力涡轮机的主要部件上的应变和应力。
[0080]总之,能够看到的是,通过在转子叶片处实施升力修改装置,能够以定制的方式来操纵升力系数对攻角的曲线。
[0081]图5和图6以剖面图示出了转子叶片的翼型部段。能够描绘出前缘部段24、后缘部段23、吸力侧252和压力侧251。后缘部段23包括升力修改装置30。升力修改装置30经由升力修改装置30的前缘装置部处的铰链连接到后缘部段。
[0082]在图6中,第一预定负载31作用在后缘部段23上。第一预定负载包括作用在后缘部段23上的力。第一预定负载31包括力的大小和力的方向。因为可能存在第一预定负载沿弦线的大小或方向或二者的变化,所以第一预定负载31需要被理解为表示在各个弦向位置处的实际的力的一组矢量。在图6中,第一预定负载能够被转化成从吸力侧252朝向压力侧251作用的力。
[0083]相比之下,图5示出了第二预定负载,其通过从压力侧251朝向吸力侧252作用的一组力来表示。
[0084]图7至图10示出了升力修改装置30的详细视图。这些升力修改装置30被各自连接到转子叶片的后缘部段。因为升力修改装置本身被限定为后缘部段的一部分,所以也可以说,升力修改装置被连接到剩余的后缘部段。在这个意义上,术语“剩余的后缘部段”指的是如下事实,即:剩余的后缘部段和升力修改装置一起形成后缘部段23。
[0085]升力修改装置30经由在前缘装置部35处或后缘装置部36处的机械铰链连接到后缘部段。图7至图10中还描绘了从转子叶片的前缘部段流动到后缘部段的气流。
[0086]因为图7至图10示出了空气通道打开的情况,所以发生气流的偏转,气流的至少一部分通过开放的空气通道偏转。
[0087]具体而言,图7示出了升力修改装置30,其被铰接在前缘装置部35处,并且其朝向转子叶片的吸力侧打开。因此,气流45的一小部分从压力侧偏转到吸力侧。
[0088]图8示出了升力修改装置30,其被铰接在后缘装置部36处,并且其也朝向转子叶片的吸力侧打开。因此,吸力侧上的气流通过穿过空气通道而部分地朝向压力侧偏转。
[0089]图9示出了升力修改装置30,其被铰接在前缘装置部35处,并且其朝向转子叶片的压力侧打开。因此,吸力侧的气流部分地朝向压力侧偏转并且经过空气通道。
[0090]图10示出了升力修改装置30,其被铰接在后缘装置部36处,并且其朝向转子叶片的压力侧打开。因此,来自压力侧的气流45的一小部分经由空气通道流向吸力侧。
[0091]图11示出了转子叶片20的翼
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