[發(fā)明專利]具有漸擴(kuò)后緣的風(fēng)輪機(jī)葉片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780019251.2
• 申請日: 2007-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN101454565A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬克·奧拉夫·斯洛特
• 申請（專利權(quán)）人: 歌美颯創(chuàng)新技術(shù)公司
• 主分類號(hào): F03D1/06
• 分類號(hào): F03D1/06;F03D11/00;F03D7/02
• 代理公司: 北京金信立方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃 威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及經(jīng)空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化的風(fēng)輪機(jī)葉片，具體涉及具有漸擴(kuò) 后緣的風(fēng)輪機(jī)葉片。

背景技術(shù)

在風(fēng)輪機(jī)葉片中不使用具有高升/阻比形狀的空氣動(dòng)力學(xué)外形， 如分層外形，因?yàn)檫@樣的外形對(duì)前緣的粗糙度敏感。

風(fēng)輪機(jī)葉片的外形通常是前緣鋒利，后緣適度地變鈍，由于在一 些情況下出現(xiàn)偏離，從后緣散發(fā)尾流。尾流渦流的間隔和渦度的強(qiáng)度、 分布和方向，以及尾流開始的位置是阻力提高和升力降低的因素，但 極不希望出現(xiàn)這二者。

盡管后緣裝置對(duì)阻力有負(fù)面影響，但其用于提高升力仍眾所周 知。

這些裝置其中之一是垂直于翼弦安裝的Gueney襟翼，如圖1所 示。Gurney襟翼產(chǎn)生形成分離泡的兩個(gè)渦流，導(dǎo)致升力增大。Gurney 襟翼還推遲氣流的分離，允許在較高的仰角下有良好的性能。但是 Gurney襟翼也會(huì)導(dǎo)致額外的阻力。

EP?1314885公開了由鋸齒形板材構(gòu)成的后緣裝置，其連接到葉 片的后緣。

DE10021850公開了后緣延長體，其根據(jù)彈性形變呈現(xiàn)不同的幾 何形狀。

這些裝置中沒有一個(gè)能令人滿意地提高風(fēng)輪機(jī)的效率，因此仍然 需要具有空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化外形的風(fēng)輪機(jī)葉片。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)輪機(jī)葉片，其外形能提高前緣的粗糙 敏感度，并因此降低負(fù)荷與空氣動(dòng)力學(xué)效率中的不確定度，提高葉片 的功能可靠性。

本發(fā)明的另一目的是提供一種風(fēng)輪機(jī)葉片，其外形能提高升力， 從而允許風(fēng)輪機(jī)葉片具有更好的空氣動(dòng)力學(xué)性能和/或減小風(fēng)輪機(jī)葉 片的翼弦長度以更易于運(yùn)輸。

本發(fā)明的另一目的是提供一種具有剛性幾何外形的風(fēng)輪機(jī)葉片， 其不需要附加裝置就可以提高升/阻比。

通過提供具有空氣動(dòng)力學(xué)外形的風(fēng)輪機(jī)葉片實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些 和其他目標(biāo)，空氣動(dòng)力學(xué)外形具有前緣、后緣以及在前緣與后緣之間 的壓力和吸力側(cè)，所述外形包括在葉片的至少一部分橫截面在后緣方 向上增大的后緣區(qū)域。

在本發(fā)明的一方面，所述后緣區(qū)域主要由于其具有凹曲形的壓力 側(cè)而具有漸擴(kuò)形狀(與收縮形狀的標(biāo)準(zhǔn)外形相比)。

在本發(fā)明的另一方面，具有漸擴(kuò)后緣區(qū)域的風(fēng)輪機(jī)葉片的部分是 外形較厚的部分，即具有高厚度/翼弦長度比的外形。

通過以下參考附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明可理解本發(fā)明的其他特征和 優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是具有Gurney襟翼的已知風(fēng)輪機(jī)葉片的示意圖。

圖2是標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)輪機(jī)葉片外形的示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)輪機(jī)葉片外形的示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)輪機(jī)葉片外形的性能的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖2表示已知的風(fēng)輪機(jī)葉片的標(biāo)準(zhǔn)外形3，其具有前緣11、適度 粗鈍的后緣13以及具有吸力側(cè)17與壓力側(cè)19的提升表面15。翼弦 21是在前緣11與后緣13之間畫出的假想線。

相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)外形3，圖3表示根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)輪機(jī)葉片的外形5， 其特別對(duì)靠近后緣13的壓力側(cè)和吸力側(cè)的區(qū)域31、33(標(biāo)準(zhǔn)外形中 的類似區(qū)域31’和33’包括在虛線中)作出以下修改：

-壓力側(cè)區(qū)域31具有凹幾何形狀

-吸力側(cè)區(qū)域33的形狀構(gòu)成較厚的后緣13。

由于所述修改，外形5具有在后緣13的方向橫截面增大的后緣 區(qū)域TER。換句話說，靠近后緣的所述區(qū)域31、33相對(duì)于已知標(biāo)準(zhǔn) 外形3的收縮形狀具有漸擴(kuò)的形狀。

一方面(參見圖4)，導(dǎo)致形成漸擴(kuò)構(gòu)造的后緣區(qū)域TER的較厚 后緣13在后緣區(qū)域TER之后引起低壓的分離流區(qū)域，分離流區(qū)域首 先提高阻力，但是低壓區(qū)域形成朝向后緣的邊界層吸力，邊界層吸力 使邊界層穩(wěn)定。這樣導(dǎo)致了失速延遲，失速延遲增大最大升力，并減 小運(yùn)行在最大升力時(shí)的阻力。如果由于附著昆蟲或任何類型的塵垢使 前緣粗糙，效果更顯著。缺點(diǎn)在于略微提高了低仰角時(shí)的阻力，這對(duì) 于通常運(yùn)行在較大仰角的風(fēng)輪機(jī)葉片的內(nèi)部部分影響不大。