專利名稱：：帶有設(shè)置小翼的轉(zhuǎn)子葉片的風(fēng)輪機(jī)及用于這種轉(zhuǎn)子的葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種具有轉(zhuǎn)子的風(fēng)輪機(jī)，其中風(fēng)輪機(jī)葉片設(shè)置有小翼，并且具有特定的翼型^:計以改善風(fēng)輪機(jī)的性能。
背景技術(shù)：
：多年以來，在飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計中于翼尖處設(shè)置不同類型的小翼或其他裝置以減少或防止翼尖周圍的從機(jī)翼輪廓的壓力側(cè)(下側(cè))往輪廓的吸力側(cè)(上側(cè))的、沿翼展方向的空氣流一直是常見的做法，該沿翼展方向的空氣流導(dǎo)致產(chǎn)生翼尖渦流以及在機(jī)翼翼尖部分的升力系數(shù)的下降，主要是因為在吸力側(cè)的吸力降低。具有配備有小翼的葉片的風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子在現(xiàn)有技術(shù)中也是已知的，其主要目的是降低由于翼尖漩渦的存在而由風(fēng)輪機(jī)發(fā)出的噪音，但也用于改善風(fēng)輪機(jī)的整體性能。WO2004/061298A2公開了這種用于風(fēng)輪機(jī)的葉片，其中公開了小翼本身的一種特定設(shè)計。EP1500814Al示出了具有末端突出部的風(fēng)輪機(jī)葉片，該末端突出部具有一空氣動力學(xué)的剖面輪廓，處在一個相對于轉(zhuǎn)子葉片平面以一角度延伸的平面中。末端突出部相對于轉(zhuǎn)子葉片的中心縱向軸線是不對稱的，在末端突出部和轉(zhuǎn)子葉片的其余部分之間的過渡區(qū)域處，葉片厚度逐漸地或階梯式地減小。WO2005/078277A2涉及一種用于風(fēng)輪才幾的轉(zhuǎn)子葉片，其具有一阻力比，特別地，在所述轉(zhuǎn)子最優(yōu)俯仰角/槳距+/-2°的范圍內(nèi)，在所述轉(zhuǎn)子的中心或主板區(qū)域，其值超過所述比的最大值的80%、優(yōu)選地卯％。在有限長的機(jī)翼上產(chǎn)生升力的一個后果是在翼尖周圍產(chǎn)生翼展方向的氣流，這影響了整個翼尖區(qū)域的流型。特別地，由于下表面上的較高壓力展方向氣流(朝向軸轂)和下表面上的向外的翼展方向氣流(朝向翼尖)。在后緣處，這兩股不同方向的氣流的匯合形成從有限長的機(jī)翼上脫離的渦旋，并且是引起阻力以及氣動噪音的來源。在有限長機(jī)翼的翼尖處的端板可減少翼展方向的氣流，并由此減少誘導(dǎo)的阻力。不幸的是，為了有效，端板必須很大，使得浸潤區(qū)域/直接接觸空氣的區(qū)域(wettedarea)阻力增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何阻力降低。小翼并不是限制翼展方向氣流的簡單擋板，而是帶來了一個氣動載荷，該氣動載荷產(chǎn)生一個流場，即一個朝向內(nèi)側(cè)的力，其使得自身誘導(dǎo)的速度場可部分地抵消主翼的速度場，由此降低了翼展方向的氣流量。實質(zhì)上，小翼擴(kuò)散或散開翼尖渦旋的影響，使得機(jī)翼所產(chǎn)生的下降氣流、以及由此誘導(dǎo)的阻力下降。由此，小翼在減少翼展方向氣流方面起到類似端板的作用，但是，通過帶來合適的空氣動力載荷，小翼通過少得多的浸潤區(qū)域/直接接觸空氣的區(qū)域達(dá)到該目的。翼尖離開主翼的機(jī)翼平面，通過將集中的渦旋從機(jī)翼上移開而減少了機(jī)翼上的脫離渦旋的作用。由此，小翼所起到的效果相當(dāng)于平面翼展的延伸和載荷周長的長度增加。擴(kuò)散過程也被認(rèn)為是尾流因小翼的非平面部件的誘導(dǎo)速度導(dǎo)致的在遠(yuǎn)場中的擴(kuò)展。在向上的小翼上的面外附著渦在自由尾流上誘導(dǎo)水平速度，這導(dǎo)致尾流場沿翼展方向的擴(kuò)展。這也與翼展增加的效果相仿。小翼的另一個優(yōu)點是在尤其為翼尖區(qū)域中的翼展方向的升力分布效果，該優(yōu)點不能通過簡單地延長翼展達(dá)到。小翼的影響有效地在翼尖區(qū)域的平面上施加載荷，增加了局部升力系數(shù)并且擴(kuò)展了翼展方向的升力分布。機(jī)翼平面效率可大于橢圓機(jī)翼。這是因為，如同將基本上恒定的升力系數(shù)擴(kuò)展到實際翼尖位置之外所表明的那樣，在翼尖處也存在負(fù)載的翼展方向升力分布實際上與一具有較大翼展的接近橢圓形的加載機(jī)翼平面類似。當(dāng)參照實際翼展時，所獲得的效率大于橢圓形加載的效率。小翼相比于翼尖延伸的所有優(yōu)點總結(jié)如下1、發(fā)現(xiàn)與徑向延伸的轉(zhuǎn)子葉片相比，安裝小翼會導(dǎo)致較大的動力系數(shù)增加和較小的襟翼彎矩增加。2、對于相同的翼尖速度而言，較小的渦輪直徑導(dǎo)致較小的傳動比。3、在一些地方，當(dāng)?shù)胤钜?guī)定了風(fēng)輪機(jī)的最大高度(塔架+最高位置的葉片翼尖)。4、降低由翼尖渦旋導(dǎo)致的噪音。
發(fā)明內(nèi)容上面討論的在風(fēng)輪機(jī)葉片上應(yīng)用小翼的優(yōu)點已經(jīng)導(dǎo)致如下的設(shè)計趨勢其中從轂延伸往緊鄰小翼(即位于小翼的翼根處)的葉片翼尖端部的該葉片部^i殳計成一較長的風(fēng)輪機(jī)葉片的內(nèi)部，原因是小翼的存在減少了在葉片的靠近翼尖的外部處對升力系數(shù)不利的翼尖影響，則葉片的該部分能夠獲得較高的性能，這是特別令人感興趣的，因為該部分占據(jù)了由轉(zhuǎn)子所掠過的總面積的較大部分。這種設(shè)計導(dǎo)致在葉片外部(即整個轉(zhuǎn)子半徑最外側(cè)的大約5%)處的相對較大的弦長。本發(fā)明的一個目的是提供一種帶有小翼的風(fēng)輪機(jī)葉片的改進(jìn)設(shè)計，其導(dǎo)致風(fēng)輪機(jī)在年產(chǎn)量方面具有改進(jìn)的性能并且優(yōu)選地還降低噪音的產(chǎn)生。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，通過將葉片的外部設(shè)計得更加細(xì)長，即相對于小翼長度一一即沿著橫向于葉片縱向的方向的長度一一限定一較短的弦長、該弦長設(shè)計成落在較窄的值范圍內(nèi)，可以優(yōu)化風(fēng)輪機(jī)的性能。已經(jīng)示出，弦長的減少降低了實際阻力，該降低大于升力的降低，并導(dǎo)致性能的改善。由此，本發(fā)明涉及一種包括轉(zhuǎn)子的風(fēng)輪機(jī)，其中每個風(fēng)輪機(jī)葉片具有一連接到風(fēng)輪機(jī)的轂的翼根端和一翼尖端，其每個翼尖端設(shè)置有沿著垂直于葉片縱向的方向延伸一個距離的小翼，其中在葉片的緊鄰小翼的翼尖端處，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(combinedradiusspecificsolidityX5b/,)為0.085乘以小翼的延伸量除以轉(zhuǎn)子的半徑，加上一落在0.0012至0.0048的范圍內(nèi)的值。然而，為了得到小翼的最優(yōu)效果，發(fā)明人的研究揭示，所述值優(yōu)選在0.0016至0.0042的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在0.0024至0.0040的范圍內(nèi)。小翼的延伸量和轉(zhuǎn)子的半徑取絕對值，從而其比率、即小翼的延伸量除以轉(zhuǎn)子的半徑將是一個分?jǐn)?shù)，通常在0.01至0.04的數(shù)量級內(nèi)。由此，對于如下葉片其中小翼的延伸量與轉(zhuǎn)子半徑的比為0.025并且所述值選擇為上面最后提及的范圍的中間值，在葉片的緊鄰小翼的翼尖端處，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(S<)的一個典型的計算示例是(0.085x0.025)+0.0032=0.0053。風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子的密布度是葉片在轉(zhuǎn)子平面上的投影面積和由旋轉(zhuǎn)葉片所覆蓋的總面積Awade之間的比率。由此，組合密布度一一即多個葉片的密布度的和——為;rf2其中n為風(fēng)輪機(jī)葉片的數(shù)量，即2、3或4。也可以針對特定半徑r(從轉(zhuǎn)子平面中心起算)來確定密布度。風(fēng)輪機(jī)葉片的特定半徑密布度簡化為特定半徑r和特定半徑組合密布度S。/r的函數(shù)。轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(S。/,)定義為其中n為轉(zhuǎn)子中的葉片數(shù)量，通常為2或3，c,為在與轂距離為r處的弦長，R為轉(zhuǎn)子的半徑。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，葉片的外端設(shè)計成轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度()從葉片的翼尖端連續(xù)地增加、并且在沿轂的方向從翼尖起算的轉(zhuǎn)子半徑R的5%的位置處達(dá)到一落在0.0065至0.013的范圍內(nèi)的值，優(yōu)選地落在0.008至0.011的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地落在0.0085至0.01的范圍內(nèi)。特別優(yōu)選的是，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度基本上線性地增加，即隨離翼尖距離線性地增加，偏差在+/-5~8%的范圍內(nèi)。才艮據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施方式，轉(zhuǎn)子的葉片的整個外部以特定方式設(shè)計，以提高轉(zhuǎn)子的整體性能。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化設(shè)計非常依賴于小翼的高度，因此本發(fā)明還涉及一種包括轉(zhuǎn)子的風(fēng)輪機(jī)，其中每個風(fēng)輪機(jī)葉片具有一連接到風(fēng)輪機(jī)的轂的翼根端和一翼尖端，其每個翼尖端設(shè)置有沿著垂直于葉片縱向的方向延伸一個距離Xheight的小翼，其中在葉片的翼尖端部分處，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(s<)基本上根據(jù)如下公式設(shè)計=—0.34087.丄(及+0.6004"、、及乂—1.236義、2+0.12548'、乂^乂一0.25276+Cr為至轂的距離，R為轉(zhuǎn)子的半徑，其中C為針對整個轉(zhuǎn)子設(shè)計定義的常數(shù)并且在-0.006至0.006的范圍內(nèi)選擇，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(械)定義為n為轉(zhuǎn)子中的葉片數(shù)量，為在與轂距離為r處的弦長。設(shè)計的寬范圍反映了如下事實針對各風(fēng)輪機(jī)將要承受的風(fēng)的類型一一即期望的風(fēng)速分布一一來設(shè)計風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子。該葉片翼尖設(shè)計可有利地與上述根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計相組合。優(yōu)選地，C在-0.004至0.004的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選地落在-0.003至0.003的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，根據(jù)所述公式設(shè)計的所述翼尖部分形成每個轉(zhuǎn)子葉片的葉片長度的至少最外側(cè)的5%，優(yōu)選形成每個轉(zhuǎn)子葉片的葉片長度的至少最外側(cè)的8%，最優(yōu)選地形成葉片長度的至少最外側(cè)的10%。所述翼尖部分的特定半徑組合密布度()基本上根據(jù)上述公式設(shè)計，其在優(yōu)選實施方式中意味著與從所述公式定義的特定半徑組合密布度的偏差要少于12%，優(yōu)選少于8%，最優(yōu)選少于6%。通過本發(fā)明，小翼的延伸可超過通常應(yīng)用的轉(zhuǎn)子半徑的1.2%至1.5%,同時改善了風(fēng)輪機(jī)的性能。由此，小翼優(yōu)選在轉(zhuǎn)子半徑R的0.5%至5%的范圍內(nèi)延伸，最優(yōu)選地落在半徑的2%至4%的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，在轉(zhuǎn)子半徑R的最外側(cè)的10%處，其中Q，x適用于流經(jīng)平滑輪廓表面的二維流動的葉片的最大升力系數(shù)Q，，處于0.9至2.0的范圍內(nèi)；并且進(jìn)一步優(yōu)選地，在葉片的翼尖端處的最大升力系數(shù)d，R處于0.2至1.4的范圍內(nèi)。對于最大升力系數(shù)的進(jìn)一步討論，請參照W02006/090215。關(guān)于小翼的設(shè)計，優(yōu)選地，對于等于轉(zhuǎn)子半徑R的葉片半徑r而言，小翼翼尖弦的特定半徑組合密布度處于0.0至0.02的范圍內(nèi)，并且用于小翼翼尖弦的最大升力系數(shù)(Q腿)處于0.0至0.4的范圍內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選地，緊鄰小翼的葉片翼尖端處的轉(zhuǎn)子特定半徑組合密布度(S<)基本上等于在小翼翼根弦處的特定半徑組合密布度，并且特定半徑組合密布度基本上連續(xù)地減少，更優(yōu)選地才艮據(jù)至翼尖的距離從小翼翼^^艮弦至小翼翼尖弦線性減少。小翼可延伸往壓力側(cè)，這是最為常見的，目的是為了避免與風(fēng)輪機(jī)塔架干涉；或者，小翼可延伸往壓力側(cè)以及葉片的吸力側(cè)。然而，優(yōu)選地，小翼往轉(zhuǎn)子葉片的吸力側(cè)延伸所述距離(Xheight)，因為結(jié)合本發(fā)明已經(jīng)顯示出這改善了風(fēng)輪機(jī)的性能。進(jìn)一步優(yōu)選地，小翼的入流攻角ou。a處于-5至10。的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于-2至8°的范圍內(nèi)，最優(yōu)選處于0至5。的范圍內(nèi)。本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式是小翼相對于葉片的傾斜攻角處于70至150°的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于80至120。的范圍內(nèi)，最優(yōu)選處于90至100。的范圍內(nèi)。本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式是小翼的前緣位移X^ed小于小翼翼根弦，優(yōu)選處于小翼翼根弦的5%至75%的范圍內(nèi)，最優(yōu)選處于小翼翼根弦的10%至50%的范圍內(nèi)。本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式是小翼后緣位移XTED小于小翼翼根弦的正負(fù)30%_—即在小翼最末端處的小翼后緣可相對于主翼后緣前后移位，優(yōu)選地處于小翼翼根弦的正負(fù)2%至正負(fù)20%的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地處于小翼翼根弦的的正負(fù)5%至正負(fù)10%的范圍內(nèi)。本發(fā)明還涉及一種風(fēng)輪機(jī)葉片，包括翼根端，所述翼根端具有用于將所述翼根端連接到風(fēng)輪機(jī)的轂的裝置；以及翼尖端，所述翼尖端具有小翼，所述葉片適用于具有上述特征的風(fēng)輪才幾，其中風(fēng)輪機(jī)葉片的數(shù)量為n=2或n=3。附圖示出了與本發(fā)明相關(guān)的術(shù)語和效果。圖l示出了小翼相對于葉片的傾角；圖2示出了小翼高度、小翼翼根弦、小翼翼尖弦、前緣位移和后緣位移；圖3示出了小翼攻角；圖4示出了風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子的最外側(cè)的10%的優(yōu)選的特定半徑組合密布度，該風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子具有1%的小翼高度；圖5示出了風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子的最外側(cè)的10%的優(yōu)選的特定半徑組合密布度，該風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子具有2%的小翼高度；圖6示出了風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子的最外側(cè)的10%的優(yōu)選的特定半徑組合密布度，該風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子具有4%的小翼高度。具體實施例方式在圖1中，以立體圖示出的葉片的翼尖端具有指向上方的小翼，小翼相對于葉片的傾角示出為小翼相對于葉片的傾角ocinclinati。n,其定義為主翼中心線和小翼中心線之間的夾角。在圖2中，葉片的翼尖端以從其端部觀察的方式示出，即葉片本身延伸離開圖3的觀察者。小翼高度Xheight定義為從最末端處的主翼弦線至最末端處的小翼弦線的距離。小翼的翼根弦Xr。。teh。rd定義為在與小翼連接的主翼最末端處從前緣至后緣的距離。小翼的翼尖弦Xtipeh。rd定義為在小翼的最末端處從小翼前緣至小翼后緣的距離。小翼前緣位移XLED定義為從最末端處主翼的前緣至小翼最末端處的小翼前緣的距離。小翼后緣位移XTED定義為從最末端處主翼的后緣至小翼最末端處的小翼后緣的距離。在圖3中，葉片的翼尖端以從小翼翼尖所指向的一側(cè)觀察的方式示出，即，圖3的小翼翼尖指向觀察者。小翼攻角OtA。A定義為平行于位于翼尖處的主翼弦平面的線和小翼翼根弦平面之間的夾角。已經(jīng)示出通過不同小翼改進(jìn)葉片可增加轉(zhuǎn)子的效率，即轉(zhuǎn)子從風(fēng)中吸取的能量大小。對于用于標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子的平均風(fēng)速8.5m/s,已經(jīng)針對小翼的不同延伸量在理論上計算出了風(fēng)輪機(jī)的年產(chǎn)量的增加如下<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于落在5-11m/s之間的風(fēng)速，出現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的葉片設(shè)計的主效應(yīng)。這是特別有利的，因為對于較高的風(fēng)速，已經(jīng)獲得了最大產(chǎn)出，而對于較小的風(fēng)速，風(fēng)的徑向運動的效果有限?？雌饋?，小翼高度增大，增加量趨向于增大，但是由于機(jī)械構(gòu)造以及由于存在小翼而在葉片的翼尖部分上產(chǎn)生的力使得實際上限為風(fēng)輪^l半徑的大約5%。已經(jīng)針對根據(jù)本發(fā)明的葉片設(shè)計的三個不同例子計算出了風(fēng)輪機(jī)葉片的最外側(cè)的10%的特定半徑組合密布度，它們在圖4-6中示出。在圖4中，示出了小翼高度為轉(zhuǎn)子半徑的1%的一個設(shè)計。在緊鄰小翼的葉片翼尖端處，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(S<)選擇為0.00435,這使得上述公式的常數(shù)C--0.00355。對于轉(zhuǎn)子直徑為90米的三葉片風(fēng)輪機(jī)，這相當(dāng)于小翼高度為45cm,翼尖弦長為大約41cm，以及在半徑r——r=45米的轉(zhuǎn)子半徑的卯％——處的弦長為大約92cm。在圖5中，示出了小翼高度為轉(zhuǎn)子半徑的2%的一個+殳計。在緊鄰小翼的葉片翼尖端處，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(S。/J選擇為0.0057，這使得上述公式的常數(shù)C=-0.003085。對于轉(zhuǎn)子直徑為卯米的三葉片風(fēng)輪機(jī)，這相當(dāng)于小翼高度為90cm,翼尖弦長為大約54cm，以及在半徑r——r=45米的轉(zhuǎn)子半徑的90%——處的弦長為大約98cm。在圖6中，示出了小翼高度為轉(zhuǎn)子半徑的4%的一個設(shè)計。在緊鄰小翼的葉片翼尖端處，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(S<)選擇為0.0057,這使得上述公式的常數(shù)C=-0.003212。對于轉(zhuǎn)子直徑為卯米的三葉片風(fēng)輪機(jī)，這相當(dāng)于小翼高度為180cm，翼尖弦長為大約62cm,以及在半徑r——r=45米的轉(zhuǎn)子半徑的90%——處的弦長為大約107cm。權(quán)利要求1.一種風(fēng)輪機(jī)，包括轉(zhuǎn)子，其中每個風(fēng)輪機(jī)葉片具有一連接到所述風(fēng)輪機(jī)的轂的翼根端和一翼尖端，每個所述翼尖端設(shè)置有沿著垂直于葉片縱向的方向延伸一個距離(Xheight)的小翼，其中在葉片的緊鄰小翼的翼尖端處，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(Solr)為0.085乘以小翼的延伸量(Xheight)除以轉(zhuǎn)子的半徑，加上一落在0.0012至0.0048的范圍內(nèi)的值，而且，上述的轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(Solr)定義為<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>Sol</mi><mi>r</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>n</mi><mo>·</mo><msub><mi>c</mi><mi>r</mi></msub></mrow><mrow><mn>2</mn><mi>πR</mi></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>]]></math></maths>n為轉(zhuǎn)子中的葉片數(shù)量，cr為在與所述轂距離為r處的弦長，R為轉(zhuǎn)子的半徑。2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，在葉片的翼尖端處，所述轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度()處于0.0016至0.0042的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于0.0024至0.0040的范圍內(nèi)，再加上0.085乘以小翼的延伸量(Xheight)除以轉(zhuǎn)子的半徑(R)。3.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(S。/,)從葉片的翼尖端連續(xù)地增加、并且在沿轂的方向從翼尖起算的轉(zhuǎn)子半徑R的5%的位置處達(dá)到一落在0.0065至0.013的范圍內(nèi)的值，優(yōu)選地落在0.008至0.011的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地落在0.0085至0.01的范圍內(nèi)。4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，從葉片的翼尖端至沿轂的方向從翼尖起算的轉(zhuǎn)子半徑(R)的5%的位置，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(S<)基本上線性增加。5.—種風(fēng)輪機(jī)，包括轉(zhuǎn)子，其中每個風(fēng)輪機(jī)葉片具有一連接到所述風(fēng)輪機(jī)的轂的翼根端和一翼尖端，每個所述翼尖端設(shè)置有沿著垂直于葉片縱向的方向延伸一個距離(xheight)的小翼，其中在所述葉片的翼尖端部分處，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(s<)基本上根據(jù)如下公式設(shè)計So/=-0.34087/。、及乂+0.6004.f丄、五-1.236、^乂+0.12548'v及乂-0.25276+Cr為至轂的距離，R為轉(zhuǎn)子的半徑，其中C為針對整個轉(zhuǎn)子設(shè)計定義的常數(shù)并且在-0.006至0.006的范圍內(nèi)選擇，轉(zhuǎn)子的特定半徑組合密布度(SWr)定義為2;rfn為轉(zhuǎn)子中的葉片數(shù)量，c,為在與轂距離為r處的弦長。6.如權(quán)利要求5所迷的風(fēng)輪機(jī)，其中，C在-0.004至0.004的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選在-0.003至0.003的范圍內(nèi)選擇。7.如權(quán)利要求5或6所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，根據(jù)所述公式設(shè)計的所述翼尖部分形成每個轉(zhuǎn)子葉片的葉片長度的至少最外側(cè)的5%。8.如權(quán)利要求7所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，根據(jù)所述公式設(shè)計的所述翼尖部分形成每個轉(zhuǎn)子葉片的葉片長度的至少最外側(cè)的8%,優(yōu)選形成葉片長度的至少最外側(cè)的10%。9.如權(quán)利要求5-8中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，所述翼尖部分的特定半徑組合密布度(S<)與從所述/>式定義的特定半徑組合密布度(s<)的偏差少于12%，優(yōu)選少于8%,最優(yōu)選少于6%。10.如上述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，小翼的延伸量(Xheight)落在轉(zhuǎn)子半徑(R)的0.5%至5%的范圍內(nèi)，優(yōu)選落在半徑(R)的2%至4%的范圍內(nèi)。11.如上述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，在轉(zhuǎn)子半徑R的最外側(cè)的10%處，其中Q，x適用于流經(jīng)平滑輪廓表面的二維流動的葉片的最大升力系數(shù)d，max處于0.9至2.0的范圍內(nèi)。12.如上述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，在葉片的翼尖端處，最大升力系數(shù)d，R處于0.2至1.4的范圍內(nèi)。13.如上述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，對于等于轉(zhuǎn)子半徑R的葉片半徑r而言，小翼翼尖弦的特定半徑組合密布度(S。/,)處于0.0至0.02的范圍內(nèi)，并且用于小翼翼尖弦的最大升力系數(shù)(C,，max)處于0.0至0.4的范圍內(nèi)。14.如權(quán)利要求13所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，緊鄰小翼的葉片翼尖端處的轉(zhuǎn)子特定半徑組合密布度(S<)基本上等于在小翼翼根弦處的特定半徑組合密布度，并且特定半徑組合密布度從小翼翼根弦往小翼翼尖弦線性基本上連續(xù)地減少。15.如權(quán)利要求14所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，特定半徑組合密布度在小翼翼根弦和小翼翼尖弦之間基本上線性減少。16.如上述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，小翼往轉(zhuǎn)子葉片的吸力側(cè)延伸所述距離(Xheight)。17.如上述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，小翼的入流攻角0CA。A處于-5至10。的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于-2至8°的范圍內(nèi)，最優(yōu)選處于0至5。的范圍內(nèi)。18.如上述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，小翼相對于葉片的傾斜攻角處于70至150°的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于80至120。的范圍內(nèi)，最優(yōu)選處于卯至100°的范圍內(nèi)。19.如上述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，小翼的前緣位移Xu;d小于小翼翼根弦，優(yōu)選處于小翼翼根弦的5%至75%的范圍內(nèi)，最優(yōu)選處于小翼翼根弦的10%至50%的范圍內(nèi)。20.如上述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，其中，小翼后緣位移Xted小于小翼翼根弦的正負(fù)30%，優(yōu)選處于小翼翼根弦的正負(fù)2%至正負(fù)20%的范圍內(nèi)，最優(yōu)選處于小翼翼根弦的的正負(fù)5%至正負(fù)10。/o的范圍內(nèi)。21.如上述權(quán)利要求5-20中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，該風(fēng)輪機(jī)進(jìn)一步包括如權(quán)利要求1-4中任一項所述的特征。22.—種風(fēng)輪機(jī)葉片，包括翼根端，所述翼根端具有用于將所述翼根端連接到風(fēng)輪機(jī)的轂的裝置；以及翼尖端，所述翼尖端具有小翼，該葉片適用于如上述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)輪機(jī)，其中風(fēng)輪機(jī)葉片的數(shù)量為n=2或n=3。全文摘要公開了一種包括轉(zhuǎn)子的風(fēng)輪機(jī)，其中每個風(fēng)輪機(jī)葉片具有一連接到風(fēng)輪機(jī)的轂的翼根端和一翼尖端，每個翼尖端設(shè)置有沿著垂直于葉片縱向的方向延伸一個距離的小翼。公開了風(fēng)輪機(jī)葉片的外部的一種新的并且更加細(xì)長的設(shè)計，即相對于小翼長度——即沿著橫向于葉片縱向的方向的長度——限定一較短的弦長、該弦長設(shè)計成落在較窄的值范圍內(nèi)。文檔編號F03D1/06GK101622446SQ200780047748公開日2010年1月6日申請日期2007年12月20日優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日發(fā)明者K·B·戈德斯克,T·S·B·尼爾森申請人:維斯塔斯風(fē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