專利名稱：用于風(fēng)力發(fā)電站的轉(zhuǎn)子葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如最好用于風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片。
背景技術(shù)：
當(dāng)今例如用來產(chǎn)生電能的風(fēng)力發(fā)電站的性能取決于一系列因素，即其中尤其是取決于風(fēng)速、圓周速度、舉升力和阻力。
適當(dāng)?shù)娘L(fēng)力渦輪機類型需根據(jù)流行風(fēng)的狀態(tài)和性能要求來選定。
所有風(fēng)力發(fā)電站共用從當(dāng)?shù)貭顟B(tài)和電力效率生成的常見經(jīng)濟(jì)特性曲線，而電力效率又取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計。特別重要的因素是風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是效率預(yù)測中的重要因素，其目的是盡可能有效地吸收和變換可獲得風(fēng)能。
在風(fēng)力渦輪機內(nèi)最頻繁使用的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括所謂的螺旋槳。這些轉(zhuǎn)子大致具有水平軸線并且已經(jīng)按照空氣動力學(xué)大大地完善，因而能產(chǎn)生出較高能量。通常相當(dāng)于48％的所提供風(fēng)能能被轉(zhuǎn)換成可得的機械能或電能。為了優(yōu)化風(fēng)力渦輪機的形狀已經(jīng)付出許多努力。
因此，例如在DE 42 01 425C2中提出將轉(zhuǎn)子葉片的風(fēng)捕獲部分設(shè)計成部分的槽狀或貝殼狀。從DE 31 50 604A1得知一種風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片，在其中風(fēng)接合表面由垂懸物和導(dǎo)風(fēng)葉片組成，導(dǎo)風(fēng)葉片連接在垂懸物上并且相對于后者傾斜排列，而且垂懸物可與導(dǎo)風(fēng)葉片一起圍繞垂直于該轉(zhuǎn)子臂縱向軸線的軸線轉(zhuǎn)動，從而脫離與轉(zhuǎn)子臂縱向軸線平行的閉合位置進(jìn)入朝向該轉(zhuǎn)子臂的開啟位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步開發(fā)一種公知的風(fēng)力轉(zhuǎn)子葉片，從而提高可由該風(fēng)力轉(zhuǎn)子葉片獲得的風(fēng)能效率。
本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1特征的風(fēng)力轉(zhuǎn)子葉片來實現(xiàn)這個目的。因此，風(fēng)力轉(zhuǎn)子葉片包括傳統(tǒng)成形的旋翼，根據(jù)本發(fā)明，該旋翼具有至少一個靠近旋翼自由端排列并在旋翼的表面上伸出的成形構(gòu)件。
這個成形構(gòu)件一方面用來防止在該轉(zhuǎn)子葉片尖端處形成渦旋拖尾。在另一方面，它用來額外地利用沿著轉(zhuǎn)子葉片向外流動的切向氣流來驅(qū)動該轉(zhuǎn)子。
本發(fā)明的特殊優(yōu)點由獨立權(quán)利要求之后的從屬權(quán)利要求得出。
因此，該成形構(gòu)件制成符合空氣動力學(xué)成形的板，該板相對于轉(zhuǎn)子葉片表面設(shè)置在角度α≥90°上。成形構(gòu)件另外制成符合空氣動力學(xué)成形的板，該板在該轉(zhuǎn)子葉片形成的平面內(nèi)相對于轉(zhuǎn)子縱向軸線設(shè)置在角度β≤90°上(參見圖1)。該轉(zhuǎn)子葉片可有利包括例如合成材料的塑料成形構(gòu)件。
為了使得該成形構(gòu)件最佳定位，可設(shè)置相應(yīng)的調(diào)節(jié)機構(gòu)，成形構(gòu)件對于該轉(zhuǎn)子葉片的相應(yīng)定位而論可通過該調(diào)節(jié)機構(gòu)相對于轉(zhuǎn)子葉片發(fā)生變化。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，沿著該轉(zhuǎn)子葉片相互靠近地布置成形構(gòu)件。
最后，轉(zhuǎn)子葉片表面可具有升高部分和/或凹入部分。這些升高部分按照EP 07 24 691B1相當(dāng)特別有利地成形。
布置在旋翼末端區(qū)域內(nèi)的一個或多個成形構(gòu)件也可在該旋翼后邊緣處的旋翼自由端區(qū)域內(nèi)由相應(yīng)的波紋形狀形成。在這種情況下，不必須設(shè)置與旋翼垂直定位的附加成形構(gòu)件。成形構(gòu)件而是由旋翼后邊緣區(qū)域內(nèi)的相應(yīng)波浪運動形成。
前面描述為風(fēng)力轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子葉片在作出相應(yīng)尺寸修改之后也可有利地用作直升飛機的旋翼。


下面相對于附圖所示實施例更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點。其中圖1以透視圖表示本發(fā)明轉(zhuǎn)子葉片的一部分；圖2表示具有不同輪廓尺寸成形構(gòu)件的圖1轉(zhuǎn)子葉片視圖；圖3表示圖1實施例的變型，它帶有附加配置的成形構(gòu)件；圖4示意表示本發(fā)明轉(zhuǎn)子葉片的變型，它帶有具有升高部分的表面；圖5表示本發(fā)明轉(zhuǎn)子葉片變型實施例的平面圖和多個剖視圖；圖6以剖視圖形式表示本發(fā)明轉(zhuǎn)子葉片的另一變型實施例；圖7表示本發(fā)明轉(zhuǎn)子葉片另一變型實施例的平面圖和兩個剖視圖；
圖8表示本發(fā)明轉(zhuǎn)子葉片另一實施例的透視圖；圖9示意表示本發(fā)明轉(zhuǎn)子葉片兩個其它變型的平面圖；圖10表示與圖5變型類似的變型實施例的平面圖和多個剖視圖；圖11以剖視圖形式表示與圖6變型類似的本發(fā)明轉(zhuǎn)子葉片另一變型實施例；圖12表示另一本發(fā)明實施例的平面圖；圖13表示又一本發(fā)明實施例；以及圖14、15示意表示在轉(zhuǎn)子葉片處提供的相應(yīng)成形構(gòu)件的波浪結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)子葉片自身的局部區(qū)域的波浪結(jié)構(gòu)的示意視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片10包括例如在商業(yè)風(fēng)力發(fā)電站的風(fēng)力螺旋槳內(nèi)使用的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的旋翼12。按照本發(fā)明，靠近該旋翼自由端14布置伸出超過該旋翼表面的成形構(gòu)件16。如同從圖1特別示出，這個成形構(gòu)件16包括符合空氣動力學(xué)成形的板，該板在所有側(cè)面均伸出超過旋翼12，而且簡單地說，成形構(gòu)件具有帶有圓形拐角的三角形形狀。
從圖2可以看出，成形構(gòu)件16的形狀可以變化。比較狹窄的成形構(gòu)件用實線表示，然而它也可采用與各自不同的虛線的相對應(yīng)的形狀。如圖1所示，成形構(gòu)件16相對于風(fēng)力轉(zhuǎn)子葉片表面設(shè)置在角度α≥90°上。這意味著延伸通過該成形構(gòu)件的中心平面能設(shè)置成相對于由旋翼12限定的平面稍微傾斜，也就是說它或者垂直站立或者稍微向外傾斜偏離。從另一方面來說，相同的成形構(gòu)件16可圍繞在由轉(zhuǎn)子葉片形成平面內(nèi)側(cè)相對于轉(zhuǎn)子縱向軸線設(shè)置在角度β≤90°上，而且角度β的取向表示在圖1中，也就是說該取向從該轉(zhuǎn)子縱向軸線18開始并沿著朝向該旋翼后邊緣20的方向。這又意味著，成形構(gòu)件16可沿著朝角旋翼12的后邊緣20方向稍微向內(nèi)傾斜。
在圖3所示實施例中，在靠近成形構(gòu)件16的旋翼12的后邊緣20區(qū)域內(nèi)安置一系列較小成形構(gòu)件22、24、26和28，而且它們各自與成形構(gòu)件16平行地排列。按照圖4所示的變型實施例，根據(jù)圖1的風(fēng)力轉(zhuǎn)子葉片10裝備著例如從EP 724 691B1(此處將其內(nèi)容引作參考)得知的表面。按照圖4的視圖在此僅為簡圖。通過這個附加表面，靠近該表面的切向流動力被額外地用來推動該旋翼。
本發(fā)明的另一可選擇方面由按照圖5的轉(zhuǎn)子葉片10得出。從其平面圖可清楚地看出，靠近成形構(gòu)件16排列著一系列較小成形構(gòu)件30，如同橫切通過旋翼12的圖5a、5b和5c剖視圖所示(在此不按比例)，這些成形構(gòu)件具有不同的形狀。
在按照圖6的方面中，成形構(gòu)件16的后部區(qū)域做成波浪形狀。在其它方面，轉(zhuǎn)子葉片10與圖1大致相對應(yīng)。
圖7a和7b中表示一個實施例，其中通過“手套”將成形構(gòu)件16和與其平行排列的成形構(gòu)件32施加于傳統(tǒng)旋翼12上。這個變型實施例特別適用于傳統(tǒng)旋翼12的改造。在圖7c和7d中表示通過圖7a和7b所示旋翼部分12平面圖的各自剖面。
圖8所示轉(zhuǎn)子葉片實施例與圖1所示具有旋翼12以及成形構(gòu)件16的形狀大致相對應(yīng)，但旋翼12和成形構(gòu)件16后區(qū)的各自后邊緣區(qū)域20設(shè)計成波浪形狀。按照圖9a和9b所示的轉(zhuǎn)子葉片10，旋翼12的各自總輪廓與成形構(gòu)件16和在此平行排列的成形構(gòu)件34、36結(jié)合在一起從而形成整體的總體形狀。
在圖10中，表示帶有旋翼12的轉(zhuǎn)子葉片10。與按照圖5的變型實施例類似，靠近較大成形構(gòu)件布置一系列較小成形構(gòu)件30，而且這些成形構(gòu)件具有不同的形狀，如同橫切通過旋翼12的圖10a、10b和10c剖視圖所示(此處不按比例)。如同此處所示，相應(yīng)的成形構(gòu)件16和30做成波浪形狀并與按照圖5實施例的制成基本平滑的那些成形構(gòu)件不同。
此外，如圖10所示，旋翼12在后部邊緣20區(qū)域內(nèi)也做成波浪形狀，而且該波浪形狀通過圖14、15實例的方法再造，也就是說在圖10中只以簡化形式表示。
重要的是，在該波浪中，它們自身也再次彎曲，使其跟隨旋翼形狀，并使其只在后邊緣20區(qū)域內(nèi)形成，并且不在旋翼12的總寬度上延伸。
按照圖11的變型實施例與按照圖6的變型實施例大部分相對應(yīng)。成形構(gòu)件16也設(shè)計成波浪形狀，然而它只是在旋翼12的后部區(qū)域中開始并且與按照圖6實施例不同的是不完全包圍旋翼。
圖12表示本發(fā)明的另一方面，成形構(gòu)件布置在旋翼的后部區(qū)域而且其中成形構(gòu)件制成例如參照圖14和15所示的波浪形式。波浪可具有不同的長度，如這里所示。這里也變得清楚的是波浪只制在旋翼12的后邊緣區(qū)域內(nèi)。在前邊緣區(qū)域內(nèi)可形成伸出的圓形旋翼邊緣部分，但這個結(jié)構(gòu)是任選的。相應(yīng)波浪可以是比較粗糙或精細(xì)的。按照圖12的視圖在此只是給出這方面的指示。
圖13表示變型實施例，它基本上與圖3變型實施例相對應(yīng)，均具有在靠近成形構(gòu)件16的旋翼12后邊緣區(qū)域內(nèi)形成的一系列較小成形構(gòu)件22、24、26和28，然而與按照圖3的實施例不同的是也呈波紋狀，如圖13所示。
權(quán)利要求
1.一種最好用于風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片，包括旋翼，其特征在于，具有至少一個靠近旋翼的自由端排列并在旋翼的表面上伸出的成形構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，成形構(gòu)件制成符合空氣動力學(xué)成形的板，所述板相對于轉(zhuǎn)子葉片表面設(shè)置在角度α≥90°上。
3.如權(quán)利要求1或2任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，成形構(gòu)件制成符合空氣動力學(xué)成形的板，所述板在由轉(zhuǎn)子葉片形成的平面內(nèi)相對于轉(zhuǎn)子葉片縱向軸線設(shè)置在角度β≤90°上。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，它包括塑料成形構(gòu)件。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，成形構(gòu)件相對于轉(zhuǎn)子葉片的定向是可變的。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，沿著轉(zhuǎn)子葉片相互靠近地布置多個成形構(gòu)件。
7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片表面具有升高部分和/或多個凹入部分。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片，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個成形構(gòu)件由旋翼后邊緣的波浪形的形狀來形成。
9.如權(quán)利要求1-8任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片作為直升飛機轉(zhuǎn)子葉片的使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片包括旋翼?？拷淼淖杂啥瞬贾蒙斐龀^旋翼的表面的至少一個模制主體。
文檔編號B64C27/46GK1745245SQ200480003167
公開日2006年3月8日 申請日期2004年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月30日
發(fā)明者約瑟夫·莫澤 申請人:約瑟夫·莫澤