[发明专利]风力涡轮机转子叶片元件和风力涡轮机转子叶片

说明书

技术领域

本发明涉及具有有利的空气动力学特性的风力涡轮机转子叶片元件和风力涡轮机转子叶片。

背景技术

现在从现有技术文献中广泛公知的是，改变风力涡轮机转子叶片的外形，也改变了其空气动力学特征。而且对于转子叶片而言，向叶片的表面增加扰流器/古奈襟翼（Gurney flap）会增强所述特征。其示例如下：

WO 2010/066501 A公开了一种风力涡轮机转子叶片，其具有附接在叶片的压力侧上的导流装置。形成了流动表面，以便对于每个横向截面而言，在端点处与入流表面相切的端点切线在交叉点处穿过成形轮廓，在该交叉点成形轮廓具有与成形轮廓相切的外形切线，并且使得在外形切线和端点切线之间的角度是至少45度。

WO 2007/118581 A公开了一种转子叶片，其中叶片的内侧部分在叶片的压力侧上设有导流装置以便延迟气流的分离且增加叶片的空气动力学性能。

WO 2004/097215 A公开了通过改变后缘外形来改变转子叶片的后缘处的空气动力学特性的各种方案。

EP 1 845 258 A公开了一种转子叶片，其具有设置在转子叶片的过渡部分内的古奈襟翼装置。襟翼装置具有凹曲度并且被设置在叶片的压力侧上的后缘处。

发明内容

本发明的第一目标是提供一种风力涡轮机转子叶片元件，其能够被附接于风力涡轮机转子叶片并且增强风力涡轮机转子叶片的空气动力学特性。本发明的第二目标是提供具有增强的空气动力学特性的风力涡轮机转子叶片。

第一目标通过如权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片元件来实现。第二目标通过如权利要求10所述的风力涡轮机转子叶片来实现。从属权利要求限定了本发明的进一步改良。所有描述的特征单独地或与彼此任意结合均是有利的。

本发明的风力涡轮机转子叶片元件包括第一部分和第二部分。第一部分和第二部分彼此连接。第一部分包括面向风力涡轮机转子叶片的表面的后表面。第二部分包括顶表面，该顶表面与第一部分的后表面形成90°和180°之间的角度，优选地在110°和160°之间的角度。此外，第一部分能够包括顶表面，该顶表面与第二部分的顶表面形成90°至180°之间的角度，优选地在110°至160°之间的角度。

在第一和/或第二部分的后表面或顶表面包括曲度的情况下，第一部分和第二部分之间的角度能够被确定为在第一部分的后表面或顶表面处的切线和第二部分的顶表面或顶表面处的切线之间的角度。可替代地，连接第一或第二部分的前边缘与后边缘的平面能够被定义为用于确定第二部分的顶表面和第一部分的后表面或顶表面之间的角度的参考平面。

本发明的叶片元件能够有利地被附接到风力涡轮机转子叶片，优选地附接到风力涡轮机转子叶片的后缘，以便改进叶片的能量捕获特征。使用本发明的叶片元件，能够增强风力涡轮机转子叶片的空气动力学特性。

本发明的风力涡轮机转子叶片元件可以是扰流器、导流装置或襟翼。可以制备第一部分以便附接。第二部分可以从第一部分或从叶片的表面的曲度以特定角度抬升。优选地，第一部分具有足够尺寸以便叶片元件能够被牢固地固定到叶片的表面。这可以例如通过双面胶带和/或结构性胶黏剂和/或螺钉和/或螺栓和螺纹孔等来固定。此外，第一部分可以具有曲度以便其在安装位置处准确地遵循叶片的表面曲度。因此，叶片可以附接有并不具有相同曲度的各种叶片元件或叶片元件的构件。

第二部分是影响整个转子叶片的空气动力学特征的部分。如上所述，第二部分以一定角度从叶片的曲度抬升。对于各种叶片元件或叶片元件的构件而言，第二部分的形状、尺寸以及所述角度可以与安装在同一转子叶片上的其他叶片元件或叶片元件的构件不同。

有利地，第一部分和第二部分能够被制成单件。可替代地，第一部分和第二部分能够是彼此连接的独立元件。此外，风力涡轮机转子叶片元件可以包括位于第一部分和第二部分之间的过渡部分。大体而言，可以由注塑成型的热塑性塑料、真空成型的热塑性塑料、模制的结构性塑料、玻璃纤维增强塑料（GRP）等来制造本发明的风力涡轮机转子叶片元件。

风力涡轮机转子叶片元件能够包括连接到第一部分和第二部分的多个楔。所述楔可以支持第一部分和第二部分之间的角度。这增加了转子叶片元件在变化的空气动力学负载条件下的稳定性。

有利地，第二部分和/或过渡部分可以包括多个褶皱。这样的褶皱增加了构造的刚度，由此能够以较薄的材料制成转子叶片元件。

对于包括楔的转子叶片元件而言，第二部分和/或过渡部分的结构的褶皱水平能够被减小，或者可替代地能够制成没有褶皱的转子叶片元件。