专利名称：具有沉没的边界层控制装置的风力涡轮机叶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片包括具有根端和尖端的纵 向方向且包括沿横向方向在前缘与后缘之间延伸的弦，所述叶片包括具有吸力侧和压力侧 的控流表面。
背景技术：
在许多情况下，都希望有一种可在这样的区域中阻碍或防止在流动介质与控流 表面之间出现流分离的方法，在所述区域中，流介质的边界层会由于控流表面的外形轮廓 (profile)而经受压力梯度的作用，而这种压力梯度足以导致产生流分离。当粘性流体在风力涡轮机叶片上朝向后缘进行流动时，该流体从静压力较低的区 域流向静压力较高的区域，在这一过程中，流体会经受不利的压力梯度的作用。这进一步导 致产生了倾向于阻碍边界层的力，所述力足够大以便能够使流动停止或使流动反向，这可 导致流体产生分离并出现不可预知的行为。这导致拖曳力由于在控流介质之后的被分离的 流的剖面积的原因而增大了，这进一步减小了风力涡轮机叶片的升力且甚至会导致叶片停 转。通过将自由流与边界层混合的方式阻碍或防止流分离是众所周知的，这种混合是 通过从控流表面伸出，即从风力涡轮机叶片的表面伸出，的涡流发生器实现的。涡流发生器 的类型有许多种，例如轮叶型发生器，例如参见W001/16482，或被成形为德尔塔形伸出件的 涡流发生器，正如W0 00/15961所述地那样。然而，所有这些涡流发生器都存在拖曳力相对 较高的缺点。此外，这些涡流发生器通常在叶片制成之后再被安装在风力涡轮机叶片的表 面上，而存在在运输过程中折断的倾向，这可能会严重损伤叶片的功能性。US4, 455，045描述了另一种保持流动介质的流被附着在控流构件外部上的方式， 其中大体上呈三角形的通道被下沉设置在控流构件表面中。该三角形通道具有面向流动介 质的流的顶点部分，且该通道在该顶点部分的表面处显现出来。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于风力涡轮机转子的新型叶片，所述叶片克服或改善 了至少一个现有技术中所存在的缺点或者提供了另一种有用的可选方式。根据本发明的第一方面，该目的是通过在控流表面中形成的多个边界层控制装置 实现的，其中所述边界层控制装置包括被下沉设置在所述控流表面中的通道，所述通道具 有面向所述前缘的第一端和面向所述叶片的所述后缘的第二端，所述通道包括从所述第 一端延伸至所述第二端的底表面；在所述控流表面与所述底表面之间延伸且在所述第一端 与所述第二端之间延伸的第一侧壁，所述第一侧壁在所述第一侧壁与所述控流表面之间形 成了第一侧壁边缘；和在所述控流表面与所述底表面之间延伸且在所述第一端与所述第二 端之间延伸的第二侧壁，所述第二侧壁在所述第二侧壁与所述控流表面之间形成了第二侧 壁边缘，且其中所述通道在所述第一端处包括适于对流进行加速的第一流加速通道区段，且在所述第二端处包括第二通道区段，其中所述第一侧壁和所述第二侧壁朝向所述叶片的 所述后缘是发散的。当自由流在所述叶片的正常使用过程中，即在水平轴风力涡轮机叶片的转子中旋 转的过程中，沿大体上横向的方向在所述风力涡轮机叶片上从所述叶片的所述前缘向所述 后缘流动时，所述流首先在所述第一流加速通道区段中受到加速。在所述第二通道区段中， 所述流由于这两个侧壁之间的发散角度而与所述第一侧壁和/或第二侧壁分离开来，这导 致产生了强大的涡流。这些涡流将所述边界层推向所述控流表面且因此防止了所述边界层 与所述风力涡轮机叶片的外部分离开来。所述第一流加速通道区段确保了产生强大的涡 流，而涡度取决于流速-流速越高，涡度越大。这使得提供了一种风力涡轮机转子，其中可 朝向所述叶片的后缘阻碍流的脱离或者完全防止流的脱离。因此，可提高所述风力涡轮机 叶片的整体升力并提高其效率。优选将多个边界层控制装置布置在所述叶片的所述吸力侧上。所述边界层控制装 置，即所述涡流发生通道，通常沿所述叶片的顺翼展方向或纵向方向被布置成阵列。所述边 界层控制装置还可沿弦向或横向方向，即沿弦的方向，呈级联布置。根据一个有利实施例，所述第一侧壁和所述第二侧壁在所述第一流加速通道区段 中是不发散的，即，所述第一侧壁和所述第二侧壁可以是平行的或者会聚的。 根据所述边界层控制装置的一个实施例，所述第一流加速区段中的所述通道具有 沿所述流的方向减小的剖面积。这使得可以简单的方式在到达该部分之前对所述流进行加 速，其中所述通道的侧壁是发散的且其中产生了所述涡流。在根据本发明的另一实施例中，位于所述第二通道区段中的所述第一侧壁和所述 第二侧壁是发散的，且发散角度大于10度，或者大于25度，或者大于35度，或者大于45度。 因此，所述侧壁在所述第二通道区段的至少一部分中形成了这种角度，优选在最接近所述 第二端的部分处形成了这种角度。在根据本发明的又一实施例中，所述第一侧壁具有第一高度且所述第二侧壁具有 第二高度，其中所述第一流加速通道区段中的所述第一高度和所述第二高度向着所述叶片 的所述后缘减少，即沿所述流的方向减少。这提供了沿所述流的方向减少所述第一流加速 通道区段的剖面积的第一种解决方案，从而实现了所述流的高效加速。此外或另一种可选 方式是，所述第一侧壁和所述第二侧壁可在所述第一流加速区段中朝向所述叶片的所述后 缘会聚或者等同地沿所述流的方向会聚。根据一个实施例，所述第一侧壁和/或所述第二侧壁具有介于所述第一通道区段 与所述第二通道区段之间的锐利边缘。换句话说，所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的横 向距离可沿所述流的方向不连续地变化。这提供了一个实施例，其中所述流在所述第二通 道区段的面向所述流的端部之后且与其紧接着的位置处与所述第一侧壁和所述第二侧壁 分离。另一种可选方式是，所述通道可包括介于所述第一流加速通道区段与所述第二通道 区段之间的中间区段，其中所述第一侧壁和所述第二侧壁朝向所述叶片的所述后缘而从会 聚逐渐变为发散。根据所述风力涡轮机叶片的一个实施例，所述第一侧壁或所述第二侧壁具有大体 上沿所述叶片的所述横向方向的取向，即与所述流动介质的所述流是对齐的。即，所述通道 具有平行于所述流向的一个侧壁，和形成了所述通道的所述会聚和发散部分的另一侧壁。该实施例仅产生了单组的涡流。根据另一实施例，所述第一侧壁和所述第二侧壁的取向相对于所述叶片的所述横 向方向成一定角度，即，与所述流动介质的所述流并不是对齐的。因此使得两个侧壁都不平 行于所述流向。该实施例可产生两组涡流。所述构型中的仅产生了单组涡流的所述侧壁的 发散角度可小于该构型的发散角度(约为其一半)。根据另一可选实施例，所述第一流加速通道区段包括用于对所述流进行加速的多 个通风孔。如果所述控流构件被构造为具有内表面和外表面的壳体构件，如风力涡轮机叶 片，则所述通风孔可适于在所述控流构件的所述内部与外部之间连通。这提供了另一种在 所述第一流加速区段中对所述流进行加速的简单解决方案。在根据本发明的一个实施例中，所述第一侧壁边缘和/或所述第二侧壁边缘是相 对锐利的边缘，即所述侧壁和所述控流表面形成了约90度的角度。然而，所述边缘并不一 定是约90度才能让所述涡流发生通道有意发挥作用。因此，所述第一侧壁和所述第二侧 壁还可在剖面上是发散的，从而使得所述第一侧壁边缘和所述第二侧壁边缘形成了大于90 度的角度。在根据本发明的另一实施例中，所述第一侧壁边缘和/或所述第二侧壁边缘延伸 超出了所述控流表面。这可例如通过在所述通道上方形成唇缘的方式实现。由此使得所述 通道并不具有锐利边缘，由此使得更易于模制成型出具有所述控流表面的物体。所述底表面还可沿所述流向是凸出或凹进的。当从所述通道的剖面观察时，所述 底表面可以是圆的或大体上平的。所述通道还可设有被布置在所述第一流加速通道区段之前的入口和/或设有被 布置在所述第二通道区段之后的出口。因此，所述通道可在所述入口的端部处或在所述第 一流加速通道区段的端部处而在所述控流表面处显现出来，且在所述第二通道区段的端部 处或者在所述出口的端部处显现出来。所述第一侧壁和所述第二侧壁可大体上平行于所述 通道的所述入口和所述出口内的流向。所述通道还可具有较小程度的不连续性，即所述通 道或侧壁的高度可呈步阶式下降。在使用过程中，所述风力涡轮机叶片被安装到转子叶毂上。所述叶片通常被分成 位于最接近所述叶毂的位置处的具有大体上呈圆形的外形轮廓(profile)的根部区域、位 于最远离所述叶毂的位置处的具有产生升力的外形轮廓的翼面区域、和介于所述根部区域 与所述翼面区域之间的过渡区域，所述过渡区域的外形轮廓沿径向方向从所述根部区域的 所述圆形外形轮廓逐渐变为所述翼面区域的所述产生升力的外形轮廓。所述边界层控制装置被主要定位在所述叶片的具有外形轮廓的部分上，即所述叶 片的所述翼面区域且可选地所述叶片的所述过渡区域。如果从所述前缘观察的话，所述边界层控制装置的所述弦向位置可介于所述弦的 10%与80%之间。另一种可选方式是，如果从所述前缘观察的话，所述边界层被定位在所述 弦的20%与70%之间延伸的区域内。总的来说，所述边界层控制装置被用于阻碍分离，其 中前向位置，即接近所述前缘的位置，被用于阻碍停转，且后向位置，即远离所述前缘的位 置，被用于提高效率。根据所述风力涡轮机叶片的一个有利实施例，所述通道的高度介于所述弦长的 0. 与5%之间，或另一种可选方式是介于0.2%与3. 5%之间，或另一种可选方式是介于0. 5%与2%之间。这些高度有效地产生了所需尺寸的涡流。所述的通道高度通常位于这样 的位置处，在该位置处会产生所述涡流，即位于所述发散的第二通道区段的起始部分之后 紧挨着该起始部分的位置处。总的来说，所述涡流优选对应于所述通道和/或所述边界层 的高度。根据另一有利实施例，所述边界层控制装置适于产生这样的涡流，所述涡流的高 度与所述第一侧壁和/或所述第二侧壁的高度是大体上相同的。根据本发明的叶片的一个优选实施例，所述风力涡轮机叶片被构造为纤维增强聚 合物的壳体构件。所述通道可在所述模制成型过程中被成形于所述风力涡轮机叶片的表面 中，所述成形是通过在阴模中形成突部的方式实施的，或者是通过将所述风力涡轮机叶片 的表面中的可溶材料模制成型为条带的方式实施的，所述可溶材料的条带在模制成型之后 即被溶解，以便形成所述产生涡流的通道。所述通道也可在模制成型之后被成形于所述叶 片的表面中，所述成形例如是通过磨削实施的。根据第二方面，本发明还提供了一种风力涡轮机转子，所述风力涡轮机转子包括 多个，优选两个或三个，前述风力涡轮机转子。根据第三方面，本发明提供了一种包括这种 风力涡轮机转子或多个这种风力涡轮机转子的风力涡轮机。当然，所述边界层控制装置的多个实施例也可用于其它控流构件，即具有控流表 面的控流构件，其中所述控流构件设有边界层控制装置以便保持流动介质的流被附着在所 述控流构件的外部上，所述流具有流向，其中所述边界层控制装置包括被下沉设置在所述 控流表面中的通道，所述通道具有面向所述流动介质的所述流的第一端；被定位在所述 流动介质的所述流中而位于所述第一端下游的第二端；从所述第一端延伸至所述第二端的 底表面；在所述控流表面与所述底表面之间延伸且在所述第一端与所述第二端之间延伸的 第一侧壁，所述第一侧壁在所述第一侧壁与所述控流表面之间形成了第一侧壁边缘；和在 所述控流表面与所述底表面之间延伸且在所述第一端与所述第二端之间延伸的第二侧壁， 所述第二侧壁在所述第二侧壁与所述控流表面之间形成了第二侧壁边缘，其中所述通道在 所述第一端处包括第一流加速通道区段，其中所述流被加速，且所述通道在所述第二端处 包括第二通道区段，其中所述第一侧壁和所述第二侧壁沿所述流向是发散的。
下面将结合附图对本发明进行详细描述，其中图1示出了风力涡轮机；图2是根据本发明的风力涡轮机叶片的示意图；图3是边界层控制装置的第一实施例；图4是边界层控制装置的第二实施例；图5是边界层控制装置的第三实施例；图6是作为边界层控制装置的一部分的通道的剖视图；图7是作为边界层控制装置的一部分的通道的第二剖视图；图8是边界层控制装置的第四实施例；图9是边界层控制装置的第五实施例；和图10是边界层控制装置的第六实施例。
具体实施例方式图1示出了根据所谓“丹麦概念”的常规的现代风力涡轮机，所述风力涡轮机具有 支柱4、短舱6和具有大体上水平的转子轴的转子。该转子包括叶毂8和从叶毂8沿径向延 伸的三个叶片10，每个叶片具有最接近叶毂的叶片根部16和最远离叶毂8的叶片尖端14。图2示出了根据本发明的风力涡轮机的一个实施例的示意图。风力涡轮机叶片10 包括根据本发明的多个边界层控制装置40，所述边界层控制装置被成形为位于风力涡轮机 叶片10的吸力侧的表面中的沉没通道(submerged channel)。风力涡轮机叶片10具有常规风力涡轮机叶片的形状且包括最接近叶毂的根部区 域30、最远离叶毂的具有外形轮廓的区域或翼面区域34和介于根部区域30与翼面区域34 之间的过渡区域32。叶片10包括在该叶片被安装在叶毂上时面向叶片10的旋转方向的前 缘18，和面向前缘10的相对方向的后缘20。翼面区域34 (也被称作外形轮廓区域)具有在产生升力方面理想化或几乎理想化 的叶片形状，而根部区域30则具有大体上圆形或椭圆形的剖面，这减少了阵风带来的载荷 且使得能够更容易也更安全地将叶片10安装到叶毂上。根部区域30的直径沿整个根部区 域30是大体上恒定的。过渡区域32具有从根部区域30的圆形形状逐渐变为翼面区域34 的翼面形状的形状，可选地具有中间的椭圆形状。过渡区域32的宽度通常随着与叶毂之间 距离L的增加而大体上线性地增加。翼面区域34具有翼面外形轮廓，所述翼面外形轮廓具有在叶片10的前缘18与后 缘20之间延伸的弦。弦的宽度随着与叶毂之间距离L的增加而减少。应该注意到位于叶 片的不同部段中的弦并不一定要位于共同的平面中，这是因为叶片可能是扭曲和/或弯曲 的(即预弯的)，因此使得弦平面具有相应的扭曲和/或弯曲的延伸路线，当为了补偿叶片 的局部速度时，这种情况最为常见，所述局部速度取决于距离叶毂的半径。边界层控制装置40沿叶片的翼展方向或纵向方向L被布置成阵列。各条通道的 尺寸在图中被大大夸张了，且通常与风力涡轮机叶片相比要小得多。因此，风力涡轮机叶片 沿风力涡轮机的纵向方向L所包括的边界层控制装置40的数量可多得多。边界层控制装置40被用于在边界层控制装置40的通道内产生紊流的涡流，所述 涡流对流动介质的边界层进行拉动，所述流动介质朝向风力涡轮机叶片的表面从前缘18 流过风力涡轮机叶片10的表面而流至后缘20，因此防止边界层与风力涡轮机叶片10的外 部分离。边界层控制装置40可沿叶片10的弦向方向(或等效地沿横向方向)呈级联布置， 以便沿叶片10的弦向方向L连续地产生涡流。边界层控制装置40可以是图3-图10所示实施例中的任何实施例或其组合。图3示出了用于保持流动介质的流被附着在控流构件的外部上的边界层控制装 置100的第一实施例的示意图，所述控流构件例如为风力涡轮机叶片，所述控流构件具有 控流表面112。边界层控制装置100包括通道，所述通道被下沉设置在控流表面112中。通 道沿自由流的方向延伸，所述自由流具有流向，如图中箭头所示。通道包括面向自由流的第 一端102和被定位在所述流动介质的所述流中而位于第一端102下游的第二端104。通道包括从第一端102延伸至第二端104的底表面106。通道进一步包括在控流 表面112与底表面106之间延伸的第一侧壁108和在控流表面112与底表面106之间延伸的第二侧壁110。第一侧壁108与控流表面112形成了第一侧壁边缘114，且第二侧壁110 与控流表面112形成了第二侧壁边缘116。通道包括位于通道的第一端102处的第一流加速通道区段122和位于通道的第二 端104处的第二通道区段124。在第一流加速通道区段122中，通道的剖面积沿流向减小， 这提供了对通过该通道的流进行加速的简单解决方案。在所示实施例中，通过沿流向会聚 的第一侧壁108和第二侧壁110使剖面积沿流向减小。然而，也可通过以下方式减小剖面 积使第一侧壁108与第二侧壁平行，例如平行于自由流，且使控流表面112与底表面106 之间的距离沿流向减小；即，使通道的高度沿流向减小。在第二通道区段124中，第一侧壁108和第二侧壁110沿流向是发散的。因此，已 在该第一流加速通道区段122中被加速的流与第一侧壁108和第二侧壁110脱离开来。因 此，在第一侧壁108和第二侧壁110处产生了局部的欠压，这进一步使得分别产生了第一组 紊流涡流132和第二组紊流涡流134。这些涡流组132、134将流动介质的边界层拉向控流 表面112，这确保了边界层可在流的下游更远的位置处进行分离或者可完全防止这种分离。 如果控流构件是风力涡轮机叶片的话，则意味着可改善叶片的整体升力。在图3所示实施例中，第一流加速通道区段122和第二通道区段124通过锐利边 缘分开，即，通道的宽度沿流向是不连续的。涡流的高度应该大体上对应于通道的高度，即对应于底表面106与控流表面112 之间的距离，以便高效地保持流被附着在控流构件的表面上。图4示出了边界层控制装置200的第二实施例。在该图中，相似的附图标记表示 与第一实施例相似的部件。因此，以下仅对第一实施例与第二实施例之间的不同进行描述。 第二实施例与第一实施例的不同之处在于第二实施例包括介于第一流加速通道区段222 与第二通道区段226之间的中间区段226，而不是用锐利边缘使第一流加速通道区段222与 第二通道区段226分离开来。图5示出了边界层控制装置300的第三实施例，其中相似的附图标记表示与第一 实施例相似的部件。因此，以下仅对第一实施例与第三实施例之间的不同进行描述。该实 施例与第一实施例的不同之处在于无论在第一流加速通道区段322内还是在第二通道区 段324内，第二侧壁310都大体上平行于自由流的流向(如箭头所示)。因此，流仅在第二 流通道区段中才与第一侧壁308分离，因此仅产生了一组涡流332。在图3-图5所示的实施例中，第一侧壁边缘和第二侧壁边缘被示作具有约90度 的角度。然而，第一侧壁边缘和第二侧壁边缘还可伸出而超出控流表面并且在通道上方形 成唇缘60、62，如图6所示，该图示出了根据本发明的通道的剖面。此外，分别在第一侧壁与 底表面之间形成的第一底边缘64和在第二侧壁与底表面之间形成的第二底边缘66可以呈 圆形。因此，通道并不具有任何锐利边缘，由此使得更易于用模制成型技术制造出具有这种 控流表面的物体。通道的底表面甚至也可呈圆形，如图7所示。图8示出了用于保持流被附着在控流构件的外部上的边界层控制装置的第四实 施例，且该边界控制装置是图3所示实施例的一种变型。边界层控制装置包括下沉设置控 流表面412中的通道且具有第一端402和第二端404。通道的侧部由第一侧壁408和第二 侧壁410限定，所述第一侧壁和所述第二侧壁分别具有第一高度和第二高度。第一侧壁408 和第二侧壁410在第一流加速区段与第二通道区段之间具有最大高度。第一高度和第二高度从该最大高度位置朝向第一端402和第二端404减小，从而使得通道在第一端402和第 二端404处在控流表面412处显现出来。图9示出了边界层控制装置的第五实施例，其中相似的附图标记表示与第四实施 例相似的部件。该实施例与第四实施例的不同之处在于第一高度和第二高度在第一流加 速通道区段和第二通道区段中是大体上恒定的。代替地，通道设有入口区域542，其中第一 侧壁508和第二侧壁510大体上平行于自由流的流向，如箭头所示。第一高度和第二高度 在入口区域中朝向第一端502减小，以使得通道在第一端502处在控流表面512处显现出 来。此外，通道设有出口区域542，在所述出口区域处，第一侧壁508和第二侧壁510大体上 平行于自由流的流向。第一高度和第二高度在出口区域544中朝向第二端504减小，以使 得通道在第二端504处在控流表面512处显现出来。图10示出了边界层控制装置的第六实施例，其中相似的附图标记表示与第一实 施例相似的部件。因此，下面仅对第一实施例与第六实施例之间的不同之处进行描述。该 实施例与第一实施例的不同之处在于第一侧壁508和第二侧壁510在第一流加速通道区 段622中大体上平行于自由流的流向。代替地，流的加速是由多个通风孔652提供的，所述 通风孔可通换空气，如压缩空气，而使空气从控流构件的内部离开并进入第一流加速通道 区段622中的通道内。通风孔652可被布置在底表面606中或被布置在通道的第一端602 处的端面中。上文已经结合优选实施例对本发明进行了描述。然而，本发明的范围并不限于如 图所示的实施例，且可在不偏离本发明的范围的情况下对本发明作出改变和变型。例如，相 邻边界层控制装置的第二通道区段可合并成共用通道区段。附图标记列表在附图标记中，x表示特定实施例，因此，例如402表示第四实施例的第一端。
权利要求
风力涡轮机叶片(10)，所述风力涡轮机叶片包括具有根端(16)和尖端(14)的纵向方向且包括沿横向方向在前缘(18)与后缘(20)之间延伸的弦，所述叶片(10)包括具有吸力侧和压力侧的控流表面，其特征在于，在所述控流表面中形成了多个边界层控制装置(40)，其中所述边界层控制装置(40)包括被下沉设置在所述控流表面(112；212；312；412；512；612)中的通道，所述通道具有面向所述前缘(18)的第一端(102；202；302；402；502；602)和面向所述叶片(10)的所述后缘(20)的第二端(104；204；304；404；504；604)，所述通道包括-从所述第一端(102；202；302；402；502；602)延伸至所述第二端(104；204；304；404；504；604)的底表面(106；206；306；606)；-在所述控流表面(112；212；312；412；512；612)与所述底表面(106；206；306；606)之间延伸且在所述第一端(102；202；302；402；502；602)与所述第二端(104；204；304；404；504；604)之间延伸的第一侧壁(108；208；308；408；508；608)，所述第一侧壁(108；208；308；408；508；608)在所述第一侧壁(108；208；308；408；508；608)与所述控流表面(112；212；312；412；512；612)之间形成了第一侧壁边缘(114；214；314)；和-在所述控流表面(112；212；312；412；512；612)与所述底表面(106；206；306；606)之间延伸且在所述第一端(102；202；302；402；502；602)与所述第二端(104；204；304；404；504；604)之间延伸的第二侧壁(110；210；310；410；510；610)，所述第二侧壁(110；210；310；410；510；610)在所述第二侧壁(110；210；310；410；510；610)与所述控流表面(112；212；312；412；512；612)之间形成了第二侧壁边缘(116；216；316)，且其中-所述通道在所述第一端(102；202；302；402；502；602)处包括适于对流进行加速的第一流加速通道区段(122；222；322；622)，且在所述第二端(104；204；304；404；504；604)处包括第二通道区段(124；224；324；624)，其中所述第一侧壁(108；208；308；408；508；608)和所述第二侧壁(110；210；310；410；510；610)朝向所述叶片(10)的所述后缘(20)是发散的。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中所述边界层控制装置(40)被布置在所 述叶片的所述吸力侧上。
3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片，其中所述第一侧壁(108;208;308; 408 ；508 ；608)和所述第二侧壁(110 ；210 ；310 ；410 ；510 ；610)在所述第一流加速通道区 段(122 ；222 ；322 ；622)中是不发散的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述第一流加速区段 (122 ；222 ；322 ；622)具有朝向所述叶片(10)的所述后缘减小的剖面积。
5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中位于所述第二通道区段 (124 ；224 ；324 ；624)中的所述第一侧壁(108 ；208 ；308 ；408 ；508 ；608)和所述第二侧壁 (110 ；210 ；310 ；410 ；510 ；610)是发散的，且发散角度大于10度，或另一种可选方式是大于 25度，或另一种可选方式是大于45度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述第一侧壁(108；208 ； 308 ；408 ；508 ；608)具有第一高度且所述第二侧壁(110 ；210 ；310 ；410 ；510 ；610)具有第 二高度，其中所述第一流加速通道区段(122 ；222 ；322 ；622)中的所述第一高度和所述第二 高度向着所述叶片(10)的所述后缘(20)减少。
7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述第一侧壁(108;208; 308 ；408 ；508 ；608)和 / 或所述第二侧壁(110 ；210 ；310 ；410 ；510 ；610)具有介于所述第一 流加速通道区段(122 ；222 ；322 ；622)与所述第二通道区段(124 ；224 ；324 ；624)之间的锐 利边缘。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述通道包括介于所述第 一流加速通道区段(122 ；222 ；322 ；622)与所述第二通道区段(124 ；224 ；324 ；624)之间的 中间区段(226)，其中所述第一侧壁(108 ；208 ；308 ；408 ；508 ；608)和所述第二侧壁(110 ； 210 ；310 ；410 ；510 ；610)朝向所述叶片(10)的所述后缘(20)而从会聚逐渐变为发散。
9.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述第一侧壁(108；208 ； 308 ；408 ；508 ；608)或所述第二侧壁(110 ；210 ；310 ；410 ；510 ；610)具有大体上沿所述叶 片(10)的所述横向方向的取向。
10.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述第一侧壁(108; 208 ；308 ；408 ；508 ；608)和所述第二侧壁(110 ；210 ；310 ；410 ；510 ；610)的取向相对于所 述叶片的所述横向方向成一定角度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述第一流加速通道区 段(122 ；222 ；322 ；622)包括用于对所述流进行加速的多个通风孔(652)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述通道的高度在所述 通道的纵向位置处介于所述弦长的0. 与5%之间，或另一种可选方式是介于0.2%与 3. 5%之间，或另一种可选方式是介于0. 5%与2%之间。
13.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述叶片被分成位于最接近所述根端的位置处的具有大体上呈圆形或椭圆形的外形轮廓的根部区域(30)；位于最远离所述根端且最接近所述尖端的位置处的具有产生升力的外形轮廓的翼面 区域(34)；和介于所述根部区域(30)与所述翼面区域(34)之间的过渡区域(32)，所述过渡区域 (32)的外形轮廓沿径向方向从所述根部区域的所述圆形或椭圆形外形轮廓逐渐变为所述 翼面区域的所述产生升力的外形轮廓。
14.根据权利要求13所述的风力涡轮机叶片，其中所述多个边界层控制装置(40)仅被 设置在所述翼面区域(34)中。
15.根据权利要求13所述的风力涡轮机叶片，其中所述多个边界层控制装置(40)被设 置在所述翼面区域(34)和所述过渡区域(32)中。
16.一种风力涡轮机转子，所述风力涡轮机转子包括多个，优选两个或三个，根据前述 权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片。
17.一种风力涡轮机，所述风力涡轮机包括多个根据权利要求1-15所述的叶片或根据 权利要求16所述的风力涡轮机转子。
全文摘要
一种风力涡轮机叶片包括具有根端和尖端的纵向方向且包括沿横向方向在前缘与后缘之间延伸的弦。所述叶片包括具有吸力侧和压力侧的控流表面。多个边界层控制装置被形成于控流表面中。所述边界层控制装置包括被下沉设置在所述控流表面中的通道，所述通道具有面向所述前缘的第一端和面向所述叶片的所述后缘的第二端。所述通道包括从所述第一端延伸至所述第二端的底表面；在所述控流表面与所述底表面之间延伸且在所述第一端与所述第二端之间延伸的第一侧壁，所述第一侧壁在所述第一侧壁与所述控流表面之间形成了第一侧壁边缘；和在所述控流表面与所述底表面之间延伸且在所述第一端与所述第二端之间延伸的第二侧壁，所述第二侧壁在所述第二侧壁与所述控流表面之间形成了第二侧壁边缘。所述通道在所述第一端处包括适于对流进行加速的第一流加速通道区段，且在所述第二端处包括第二通道区段，其中所述第一侧壁和所述第二侧壁朝向所述叶片的所述后缘是发散的。
文档编号F03D1/06GK101842582SQ200880113692
公开日2010年9月22日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月31日
发明者P·富格尔桑格, S·博夫 申请人:Lm玻璃纤维制品有限公司