CN1745245A - 用于风力发电站的转子叶片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于风力涡轮机的转子叶片包括旋翼。靠近旋翼的自由端布置伸出超过旋翼的表面的至少一个模制主体。

Description

用于风力发电站的转子叶片

技术领域

本发明涉及一种例如最好用于风力涡轮机的转子叶片。

背景技术

当今例如用来产生电能的风力发电站的性能取决于一系列因素，即其中尤其是取决于风速、圆周速度、举升力和阻力。

适当的风力涡轮机类型需根据流行风的状态和性能要求来选定。

所有风力发电站共用从当地状态和电力效率生成的常见经济特性曲线，而电力效率又取决于结构设计。特别重要的因素是风力涡轮机转子叶片的结构。这种结构是效率预测中的重要因素，其目的是尽可能有效地吸收和变换可获得风能。

在风力涡轮机内最频繁使用的转子结构包括所谓的螺旋桨。这些转子大致具有水平轴线并且已经按照空气动力学大大地完善，因而能产生出较高能量。通常相当于48％的所提供风能能被转换成可得的机械能或电能。为了优化风力涡轮机的形状已经付出许多努力。

因此，例如在DE 42 01 425C2中提出将转子叶片的风捕获部分设计成部分的槽状或贝壳状。从DE 31 50 604A1得知一种风力涡轮机转子叶片，在其中风接合表面由垂悬物和导风叶片组成，导风叶片连接在垂悬物上并且相对于后者倾斜排列，而且垂悬物可与导风叶片一起围绕垂直于该转子臂纵向轴线的轴线转动，从而脱离与转子臂纵向轴线平行的闭合位置进入朝向该转子臂的开启位置。

发明内容

本发明的目的在于进一步开发一种公知的风力转子叶片，从而提高可由该风力转子叶片获得的风能效率。

本发明通过具有权利要求1特征的风力转子叶片来实现这个目的。因此，风力转子叶片包括传统成形的旋翼，根据本发明，该旋翼具有至少一个靠近旋翼自由端排列并在旋翼的表面上伸出的成形构件。

这个成形构件一方面用来防止在该转子叶片尖端处形成涡旋拖尾。在另一方面，它用来额外地利用沿着转子叶片向外流动的切向气流来驱动该转子。

本发明的特殊优点由独立权利要求之后的从属权利要求得出。

因此，该成形构件制成符合空气动力学成形的板，该板相对于转子叶片表面设置在角度α≥90°上。成形构件另外制成符合空气动力学成形的板，该板在该转子叶片形成的平面内相对于转子纵向轴线设置在角度β≤90°上(参见图1)。该转子叶片可有利包括例如合成材料的塑料成形构件。

为了使得该成形构件最佳定位，可设置相应的调节机构，成形构件对于该转子叶片的相应定位而论可通过该调节机构相对于转子叶片发生变化。

根据本发明的另一优选方面，沿着该转子叶片相互靠近地布置成形构件。

最后，转子叶片表面可具有升高部分和/或凹入部分。这些升高部分按照EP 07 24 691B1相当特别有利地成形。

布置在旋翼末端区域内的一个或多个成形构件也可在该旋翼后边缘处的旋翼自由端区域内由相应的波纹形状形成。在这种情况下，不必须设置与旋翼垂直定位的附加成形构件。成形构件而是由旋翼后边缘区域内的相应波浪运动形成。

前面描述为风力转子叶片的转子叶片在作出相应尺寸修改之后也可有利地用作直升飞机的旋翼。

附图说明

下面相对于附图所示实施例更加详细地描述本发明的其它方面和优点。其中：

图1以透视图表示本发明转子叶片的一部分；

图2表示具有不同轮廓尺寸成形构件的图1转子叶片视图；

图3表示图1实施例的变型，它带有附加配置的成形构件；

图4示意表示本发明转子叶片的变型，它带有具有升高部分的表面；

图5表示本发明转子叶片变型实施例的平面图和多个剖视图；

图6以剖视图形式表示本发明转子叶片的另一变型实施例；

图7表示本发明转子叶片另一变型实施例的平面图和两个剖视图；

图8表示本发明转子叶片另一实施例的透视图；

图9示意表示本发明转子叶片两个其它变型的平面图；

图10表示与图5变型类似的变型实施例的平面图和多个剖视图；

图11以剖视图形式表示与图6变型类似的本发明转子叶片另一变型实施例；

图12表示另一本发明实施例的平面图；

图13表示又一本发明实施例；以及

图14、15示意表示在转子叶片处提供的相应成形构件的波浪结构或转子叶片自身的局部区域的波浪结构的示意视图。

具体实施方式

如图1所示，按照本发明的转子叶片10包括例如在商业风力发电站的风力螺旋桨内使用的传统结构的旋翼12。按照本发明，靠近该旋翼自由端14布置伸出超过该旋翼表面的成形构件16。如同从图1特别示出，这个成形构件16包括符合空气动力学成形的板，该板在所有侧面均伸出超过旋翼12，而且简单地说，成形构件具有带有圆形拐角的三角形形状。

从图2可以看出，成形构件16的形状可以变化。比较狭窄的成形构件用实线表示，然而它也可采用与各自不同的虚线的相对应的形状。如图1所示，成形构件16相对于风力转子叶片表面设置在角度α≥90°上。这意味着延伸通过该成形构件的中心平面能设置成相对于由旋翼12限定的平面稍微倾斜，也就是说它或者垂直站立或者稍微向外倾斜偏离。从另一方面来说，相同的成形构件16可围绕在由转子叶片形成平面内侧相对于转子纵向轴线设置在角度β≤90°上，而且角度β的取向表示在图1中，也就是说该取向从该转子纵向轴线18开始并沿着朝向该旋翼后边缘20的方向。这又意味着，成形构件16可沿着朝角旋翼12的后边缘20方向稍微向内倾斜。

在图3所示实施例中，在靠近成形构件16的旋翼12的后边缘20区域内安置一系列较小成形构件22、24、26和28，而且它们各自与成形构件16平行地排列。按照图4所示的变型实施例，根据图1的风力转子叶片10装备着例如从EP 724 691B1(此处将其内容引作参考)得知的表面。按照图4的视图在此仅为简图。通过这个附加表面，靠近该表面的切向流动力被额外地用来推动该旋翼。

本发明的另一可选择方面由按照图5的转子叶片10得出。从其平面图可清楚地看出，靠近成形构件16排列着一系列较小成形构件30，如同横切通过旋翼12的图5a、5b和5c剖视图所示(在此不按比例)，这些成形构件具有不同的形状。

在按照图6的方面中，成形构件16的后部区域做成波浪形状。在其它方面，转子叶片10与图1大致相对应。

图7a和7b中表示一个实施例，其中通过“手套”将成形构件16和与其平行排列的成形构件32施加于传统旋翼12上。这个变型实施例特别适用于传统旋翼12的改造。在图7c和7d中表示通过图7a和7b所示旋翼部分12平面图的各自剖面。

图8所示转子叶片实施例与图1所示具有旋翼12以及成形构件16的形状大致相对应，但旋翼12和成形构件16后区的各自后边缘区域20设计成波浪形状。按照图9a和9b所示的转子叶片10，旋翼12的各自总轮廓与成形构件16和在此平行排列的成形构件34、36结合在一起从而形成整体的总体形状。

在图10中，表示带有旋翼12的转子叶片10。与按照图5的变型实施例类似，靠近较大成形构件布置一系列较小成形构件30，而且这些成形构件具有不同的形状，如同横切通过旋翼12的图10a、10b和10c剖视图所示(此处不按比例)。如同此处所示，相应的成形构件16和30做成波浪形状并与按照图5实施例的制成基本平滑的那些成形构件不同。

此外，如图10所示，旋翼12在后部边缘20区域内也做成波浪形状，而且该波浪形状通过图14、15实例的方法再造，也就是说在图10中只以简化形式表示。

重要的是，在该波浪中，它们自身也再次弯曲，使其跟随旋翼形状，并使其只在后边缘20区域内形成，并且不在旋翼12的总宽度上延伸。

按照图11的变型实施例与按照图6的变型实施例大部分相对应。成形构件16也设计成波浪形状，然而它只是在旋翼12的后部区域中开始并且与按照图6实施例不同的是不完全包围旋翼。

图12表示本发明的另一方面，成形构件布置在旋翼的后部区域而且其中成形构件制成例如参照图14和15所示的波浪形式。波浪可具有不同的长度，如这里所示。这里也变得清楚的是波浪只制在旋翼12的后边缘区域内。在前边缘区域内可形成伸出的圆形旋翼边缘部分，但这个结构是任选的。相应波浪可以是比较粗糙或精细的。按照图12的视图在此只是给出这方面的指示。

图13表示变型实施例，它基本上与图3变型实施例相对应，均具有在靠近成形构件16的旋翼12后边缘区域内形成的一系列较小成形构件22、24、26和28，然而与按照图3的实施例不同的是也呈波纹状，如图13所示。

Claims (9)

1.一种最好用于风力涡轮机的转子叶片，包括旋翼，其特征在于，

具有至少一个靠近旋翼的自由端排列并在旋翼的表面上伸出的成形构件。

2.如权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，成形构件制成符合空气动力学成形的板，所述板相对于转子叶片表面设置在角度α≥90°上。

3.如权利要求1或2任一项所述的转子叶片，其特征在于，成形构件制成符合空气动力学成形的板，所述板在由转子叶片形成的平面内相对于转子叶片纵向轴线设置在角度β≤90°上。

4.如权利要求1-3任一项所述的转子叶片，其特征在于，它包括塑料成形构件。

5.如权利要求1-4任一项所述的转子叶片，其特征在于，成形构件相对于转子叶片的定向是可变的。

6.如权利要求1-5任一项所述的转子叶片，其特征在于，沿着转子叶片相互靠近地布置多个成形构件。

7.如权利要求1-6任一项所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片表面具有升高部分和/或多个凹入部分。

8.如权利要求1-7任一项所述的转子叶片，其特征在于，靠近旋翼的自由端排列并在所述旋翼的表面上伸出的至少一个成形构件由旋翼后边缘的波浪形的形状来形成。

9.如权利要求1-8任一项所述的转子叶片作为直升飞机转子叶片的使用。

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