CN101684773A - 风力涡轮机叶片 - Google Patents

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CN101684773A CN200910179284A CN200910179284A CN101684773A CN 101684773 A CN101684773 A CN 101684773A CN 200910179284 A CN200910179284 A CN 200910179284A CN 200910179284 A CN200910179284 A CN 200910179284A CN 101684773 A CN101684773 A CN 101684773A
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

本发明涉及风力涡轮机叶片，具体而言，公开了一种叶片(10)，该叶片包括：叶片主体(14)，包括前缘(16)和后缘(18)；以及由叶片区域(24)限定的至少一个后缘腔(12)，该叶片区域与后缘(18)至少部分地对准，该至少一个腔(12)沿所述前缘(16)的方向延伸期望深度并进入所述叶片主体(14)。

Description

风力涡轮机叶片
技术领域
本公开通常涉及风力涡轮机叶片，更具体地涉及风力涡轮机叶片的后缘的几何形状。
背景技术
可以将风力涡轮机叶片制造成包括大宽度和翼弦(airfoil chord)长度。更大和更宽的叶片能够更有效，但不允许过多的宽度，使得难以将叶片在叶根连接处形成为圆柱体。可以通过去除叶片后缘的一部分或全部来截短弦长距离。典型地，通过直“削”或小的倒角而对后缘进行这种截短，导致一个或多个凸起的或平的区域。遗憾的是，这种平的或凸起的截短可能导致制造风力涡轮机叶片的困难。
因此，期望得到一种能够减小弦长，同时减少叶片制造的困难并保持叶片强度的叶片几何形状。
发明内容
所公开的是一种叶片，该叶片包括：叶片主体，包括前缘和后缘；以及由叶片区域限定的至少一个后缘腔，该叶片区域设置成与后缘至少部分地对准，该至少一个腔沿前缘的方向延伸期望深度并进入所述叶片主体。
附图说明
在所附的权利要求中特别指出和明确主张了被认为是发明的本主题。通过结合附图的以下详细描述，本发明的上述和其它的目的、特征以及优点将变得清楚，其中：
图1是风力涡轮机叶片的示范性的实施例的透视图；
图2是沿着虚线II的图1的叶片的横断片段；
图3是沿着III-III的图1的叶片的局部横断正视图；
图4是图1的风力涡轮机叶片的平面图；
图5是包括多个凹面或凹陷的区域的风力涡轮机叶片的平面图；
图6是风力涡轮机叶片的另一个示范性的实施例的透视图；
图7是沿着VII-VII的图6的叶片的局部横断正视图；
图8是风力涡轮机叶片的另一个示范性的实施例的透视图；
图9是沿着虚线VIII的图8的叶片的横断片段；
图10是沿着X-X的图8的叶片的局部横断正视图；
图11是风力涡轮机叶片的另一个实施例的局部横断视图；
图12是风力涡轮机叶片的另一个实施例的局部横断视图；
图13是风力涡轮机叶片的另一个示范性的实施例的局部横断正视图；以及
图14是风力涡轮机叶片的另一个实施例的横断片段。
参考附图并通过示例，具体的描述解释了本发明的实施例以及优点和特征。
部件列表
  10   风力涡轮机叶片
  12   后缘腔
  14   叶片主体
  16   前缘
  18   后缘
  20   叶根端
  22   末梢端
  24   区域
  26   模缝线
  27   纵方向
  28   弯曲
  29   纵向延展
  30   周方向
  31   周向区域
  32   外缘
  34   内缘
  36   邻接点
  40   凹陷
  42   凹陷壁
  44   凹陷表面
  46   宽度
  48   非弯曲的连接
  50   凹面
  52   弯曲
  54   弯曲
  60   倾斜表面
具体实施方式
参考图1-14，图示了包括后缘腔12的风力涡轮机叶片10。在图1-4的示范性的实施例中，腔是一个包括弯曲表面或表面的凹面12。如图1-4所示，叶片10由叶片主体14限定，该叶片主体包括前缘16、后缘18、叶根端20以及末梢端22。凹面12由沿着后缘18设置的区域24限定。如图4所示，沿着后缘18以中断模缝线26或后缘18的相对顶点的方式设置区域24以及区域24所限定的凹面12。以这种方式沿着后缘18设置凹面12有效地在区域24内产生了两个后缘18a和18b(在图3中图示)，该后缘18a和18b(在叶片运行期间)允许涡流从叶片10的两侧分开，导致减少的阻力和更高的涡轮输出效率。
如图1-3所示，凹面12包括沿前缘16的方向延伸进入叶片主体14的弯曲28。如图2所示，该弯曲28可配置成相对于叶片主体14的纵向延展29沿纵方向27延伸。也就是说，凹面区域的弯曲28开始弯曲到其最大深度，沿着叶片主体14的长度终止。如图3最佳地所示，弯曲28也可以配置成沿周方向30相对于叶片主体14的周向区域31延伸。也就是说，凹面区域的弯曲28开始弯曲到其最大深度，沿着叶片主体14的周向区域31的周围终止。当然，如图1最佳地所示，凹面12还可以包括弯曲28，该弯曲28设置成沿以上所讨论的两个方向弯曲。
还如图1-4所示，凹面12设置在叶片10的叶根端20和末梢端22之间。虽然没有图示，但应当领会，凹面12的纵向延展可从叶根端20延伸至末梢端22。应当领会，在示范性的实施例中，相对于在跨度上高达100m的叶片而言，凹面12的深度将从0.2mm延伸到2500mm。此外，如图5所示，可以存在彼此不同的多个凹面12，这些凹面沿着叶根端20和末梢端22之间的后缘16首尾相连地对准。
现在参考图6和图7，叶片10也可以包括沿纵向彼此平行地对准的多个凹面12。各凹面12包括相反的外缘32和内缘34。内缘34在邻接点36会合。在图6和图7(在图7中最佳地所示)的示范性的实施例中，点36与后缘16的模缝线26线性连续。另外，从图7的示范性的实施例更明显地看出，邻接点36(包括凹面12的两个内缘34)比外缘32延伸更大的距离而远离前缘16。在另一个示范性的实施例中，相对于高达100m跨度的叶片而言，邻接区域突出至少10mm，比外缘32更远。应当领会，虽然外缘32和邻接区域36可以配置成相对于彼此地从前缘16突出任何期望的距离，但上述的示范性的实施例(即，邻接36比外缘32更突出)充当叶片10的尾部或后缘延伸部，其(在使用中)通过进一步分开涡流来减小阻力。
现在参考图8-10，显示了叶片10的腔作为凹陷40。类似于图1-4的凹面12，凹陷40由区域24限定，该区域沿着后缘18设置。再者，类似于凹面12，沿着后缘18以中断模缝线26或后缘18的相对顶点的方式设置凹陷40。凹陷40和凹面12之间的唯一的实质性不同在于凹陷40经由凹陷壁42而达到进入叶片10的深度，该凹陷壁42不连续地弯曲成与凹陷40的最深的延展接触。换句话说，凹陷40由终止于凹陷表面44(即，最深的延展)的凹陷壁42在明显的非弯曲的连接48处限定。
如图8-10所示，类似于弯曲12，凹陷40沿着前缘16的方向延伸进入叶片主体14。参考图9，凹陷表面44可凹陷进入主体14，使得表面44包括相对于凹陷40的宽度46。参考图10，凹陷表面44也可凹陷进入主体14，使得表面44包括相对于凹陷40的长度48。此外，凹陷40可以包括从后缘18起横穿凹陷40的长度和宽度的一致深度。
参考图11和12，凹陷表面44本身也可以包括凹面50，其中，所述凹面50包括沿纵方向27相对于叶片主体18的纵向延展29延伸的弯曲52，和/或沿周方向30相对于叶片主体14的周向区域31延伸的弯曲54。另外，应当领会，凹陷壁可以包括相对于壁42的相对外部延展和凹陷表面44之间的矢量的任何凹面或凸面。
现在参考图13和14，后缘腔12的形状也可以是三角形。即，腔可经由相对颠倒的三角形(相对于图颠倒)而延伸进入叶片10的主体14。如图13所示，三角形由沿着腔12的长度48倾斜的两个倾斜表面60限定。如图14所示，三角形由沿着腔12的宽度48倾斜的两个倾斜表面60限定。
应当领会，图8-14的凹陷和三角形的实施例可以配置成包括深度和沿着叶片10的多个设置，相对于图1-6的凹面实施例已对这些进行了讨论。此外，应当领会，图1-14的所有实施例可以包括圆柱形、球形、椭圆等轮廓的凹面。
虽然结合仅有的有限数量的实施例详细地描述了本发明。但容易理解的是，本发明不限于这些公开的实施例。相反，可对本发明进行修改以结合迄今未描述的任何数量的变更、改变、替代或等价布置，但是，其与本发明的要旨和范围是同等的。此外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但应当理解，本发明的方面可能仅包括其中一些所描述的实施例。因此，本发明不应被看作由先前的描述限制，而仅由所附的权利要求的范围限制。

Claims (10)

1.一种叶片(10)，包括：
叶片主体(14)，包括前缘(16)和后缘(18)；以及
由叶片区域(24)限定的至少一个后缘腔(12)，该叶片区域设置成与所述后缘(18)至少部分地对准，所述至少一个腔(12)沿所述前缘(16)的方向延伸期望深度并进入所述叶片主体(14)。
2.如权利要求1所述的叶片(10)，其特征在于，所述至少一个腔(12)为沿所述前缘(16)的方向凹入所述叶片主体(14)的凹面(50)。
3.如权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述凹面(50)包括沿纵方向(27)相对于所述叶片主体(14)的纵向延展(29)延伸的弯曲(52)以及沿周方向(30)相对于所述叶片主体(14)的周向区域(31)延伸的弯曲(54)。
4.如权利要求1所述的叶片(10)，其特征在于，所述后缘(18)包括被所述至少一个腔(12)中断的模缝线(26)。
5.如权利要求1所述的叶片(10)，其特征在于，所述至少一个腔(12)为彼此不同的多个腔，该多个腔设置在所述叶片主体(14)的叶根端(20)和末梢端(22)之间。
6.如权利要求1所述的叶片(10)，其特征在于，所述至少一个腔(12)为沿纵向彼此平行的两个腔，所述两个腔包括与所述后缘(18)的模缝线(26)线性连续的邻接。
7.如权利要求1所述的叶片(10)，其特征在于，所述至少一个腔(12)为包括凹陷表面(44)的至少一个凹陷(40)，该凹陷表面设置成包括相对于所述后缘(18)的长度和宽度中的至少一个。
8.如权利要求7所述的叶片(10)，其特征在于，所述至少一个凹陷包括横穿所述至少一个凹陷的长度和宽度的一致深度。
9.如权利要求7所述的叶片(10)，其特征在于，所述至少一个凹陷(40)包括设置在进入所述叶片主体(14)的深度的凹陷表面(42)，所述深度表面包括沿所述前缘(16)的方向进入所述叶片主体(14)的凹面(50)，所述凹面(50)包括沿纵方向(27)相对于所述叶片主体(14)的纵向延展(29)延伸的弯曲(52)以及沿周方向(30)相对于所述叶片主体(14)的周向区域(31)延伸的弯曲(54)之中的至少一个。
10.如权利要求1所述的叶片(10)，其特征在于，所述至少一个腔(12)的形状为三角形，所述三角形由沿着所述至少一个腔(12)的长度倾斜的两个倾斜表面(60)以及沿着所述至少一个腔(12)的宽度倾斜的至少两个倾斜表面(60)之中的至少一个限定。
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