專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有具有用于粘合條或帶的凹部的底座的流體引導(dǎo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的渦流發(fā)生器裝置，這種渦流發(fā)生器裝置包括底座，底座具有內(nèi)側(cè)與外側(cè)，當(dāng)安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部上時(shí)，該內(nèi)側(cè)用于附連在諸如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部等表面上，該外側(cè)背離風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部，該裝置設(shè)置有翼片(vane)渦流發(fā)生器對(duì)，該翼片渦流發(fā)生器對(duì)包括從底座的外側(cè)突出的第一翼片和第二翼片。本發(fā)明還涉及一種設(shè)置有這樣的渦流發(fā)生器裝置的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，以及一種將這樣的渦流發(fā)生器裝置加裝到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上的方法。
背景技術(shù)：
通常地，當(dāng)在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上安置諸如VG(渦流發(fā)生器)條等渦流發(fā)生器裝置時(shí)，在葉片中銑出或以其它方式切削出凹部，渦流發(fā)生器條的底座板被嵌入凹部中，使得底座板的頂部表面基本上與葉片表面齊平。因此，所述條的底座板不從葉片表面突出，由此，降低了在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的正常使用期間條被撕開(kāi)松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。而且，降低了底座板對(duì)流體產(chǎn)生不希望的影響或者引起噪音的風(fēng)險(xiǎn)。然而，這種附連方法進(jìn)展緩慢，并且出于結(jié)構(gòu)的原因可能也不希望在葉片的表面銑出凹部。因此，在許多方面，期望將渦流發(fā)生器條直接安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片表面上。W02007/140771描述了一種方案，其中渦流發(fā)生器條例如通過(guò)使用粘合膜或條被直接地安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上。渦流發(fā)生器條的接合區(qū)域完全或部分地被密封裝置覆蓋，從而防止使用期間渦流發(fā)生器條從葉片上被撕掉。在該文獻(xiàn)中，接合區(qū)域被限定為條的周緣接合該表面的區(qū)域以及在條和葉片表面、環(huán)繞部分之間所形成的或多或少可視的間隙的區(qū)域?？梢庾R(shí)到，該方案包括在將條安裝在葉片表面上之后對(duì)渦流發(fā)生器條的周緣進(jìn)行密封的附加步驟。人們期望在將渦流發(fā)生器裝置加裝到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片表面上時(shí)略去該步驟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是獲得一種渦流發(fā)生器裝置以及一種新的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，其克服或者改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)缺點(diǎn)，或者其提供有用的替換物。根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種渦流發(fā)生器裝置，其中底座的內(nèi)側(cè)設(shè)置有凹部或底切部(undercut)用于獲得粘合劑(adhesive)。因此，粘合劑(例如以粘合帶或條的形式)可以被嵌入凹部或底切部中，使得一旦渦流發(fā)生器裝置被安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上時(shí)，由于環(huán)繞部分可接觸葉片，底座的內(nèi)側(cè)的環(huán)繞部分就可以保護(hù)粘合劑。因此，隨后不需要將渦流發(fā)生器條的底座的邊緣密封。在一個(gè)實(shí)施方式中，粘合膜或條包括可壓縮材料層，諸如泡沫聚合物層或泡沫單元層。因此，粘合膜、條或?qū)痈玫剡m于符合風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面。根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施方式，粘合膜或條(諸如雙粘合帶或條)被設(shè)置在內(nèi)側(cè)的凹部之內(nèi)。這提供一種特別簡(jiǎn)單的方案，其中粘合劑可以被預(yù)應(yīng)用于渦流發(fā)生器裝置。
有利地，粘合膜或條由剝離層覆蓋。因此，可以保護(hù)粘合膜或條，以便保持膜或條的粘合性，直到該裝置被安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上。在一個(gè)有利的實(shí)施方式中,粘合劑是丙烯酸基粘合劑(acrylic based)。粘合劑可以例如是壓力敏感型的，因此當(dāng)將渦流發(fā)生器裝置裝配到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面時(shí)，提供了簡(jiǎn)單的方案，因?yàn)楣と藘H需對(duì)渦流發(fā)生器裝置的底座施加壓力。在另一個(gè)有利的實(shí)施方式中，渦流產(chǎn)生裝置從底座的外側(cè)突出。渦流產(chǎn)生裝置可以例如是翼片渦流發(fā)生器，即從外側(cè)突出的翅片。又在另一個(gè)有利的實(shí)施方式中，底座包括第一周緣，并且其中凹部包括第二周緣，第二周緣具有到第一周緣的間距。因此整個(gè)凹部上環(huán)繞有小壁，由此保護(hù)凹部中的粘合劑。第一周緣可以基本平行于第二周緣。底座通?？梢孕纬蔀榘ǖ谝欢撕偷诙?、以及第一側(cè)和第二側(cè)，例如長(zhǎng)形的條。 第一側(cè)可以有利地基本平行于第二側(cè)。在第一實(shí)施方式中，第一端基本平行于第二端。在第二實(shí)施方式中，第一端不平行于第二端，使得第一側(cè)比第二側(cè)長(zhǎng)。因此，底座可以基本為梯形。在一個(gè)有利的實(shí)施方式中，具有第一翼片和第二翼片的單個(gè)翼片渦流發(fā)生器對(duì)從外側(cè)突出。第一翼片可定向?yàn)榛酒叫杏诘鬃牡谝欢耍业诙砥啥ㄏ驗(yàn)榛酒叫杏诘鬃牡诙?。因此，本發(fā)明提供了翼片渦流發(fā)生器對(duì)，其相互預(yù)先布置，但是其中，與現(xiàn)有技術(shù)相比底座的表面區(qū)域減低了，因此盡可能少地阻礙了自由流體穿過(guò)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片。在另一個(gè)有利的實(shí)施方式中，第一翼片和第二翼片被定向使得它們形成10至70度、或15至60度、或20至50度的相互角度。相應(yīng)地，底座的第一端和第二端可以形成相應(yīng)尺寸的角度。在一個(gè)有利的實(shí)施方式中，第一翼片和/或第二翼片的高度至少沿著所述翼片的一部分從第二側(cè)朝向第一側(cè)增加。第一翼片和/或第二翼片的形狀可以例如為基本的三角形或楔形。然而，形狀可能與此形式(例如具有某種程度修平的頂部)有所偏離，高度的導(dǎo)數(shù)可以例如從第二側(cè)朝向第一側(cè)增加或降低。然而，總體上說(shuō)，翼片在第二側(cè)(或等同于前緣側(cè))將具有最小高度并且在靠近底座的第一側(cè)(或等同于后緣側(cè))處具有最大高度。翼片(多片翼片)可以與底座形成一體。可替換地，底座和翼片可以制造成分離的部件，其隨后被彼此耦聯(lián)或粘合。底座的周緣或邊緣可以是錐形的或圓形的，以便獲得風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面的逐漸過(guò)渡。渦流發(fā)生器裝置可以由木頭、鋁或不銹鋼制成。然而，根據(jù)有利的實(shí)施方式，渦流發(fā)生器由聚合材料制成，諸如TPU、PBT、PET或LDPE。渦流發(fā)生器裝置也可以由聚碳酸酯(PC)、或PBT和PC的組合物制成。原則上，當(dāng)然可以向底座的邊緣加入另外的密封劑。然而，凹部或底切部去除了這種必須性。包括多個(gè)渦流發(fā)生器裝置的長(zhǎng)形的條的底座可以是直的或彎曲的，例如鋸齒形。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種成套部件，該成套部件包括如前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)所述且具有不同尺寸(例如兩個(gè)或三個(gè)尺寸)的渦流發(fā)生器裝置。成套部件例如可以包括具有兩個(gè)不同高度的渦流發(fā)生器、具有第一高度的一組渦流發(fā)生器、和具有第二高度的第二組渦流發(fā)生器。第二高度可以大約是第一高度的I. 5或2倍。相似地，成套部件可以包括具有第三高度的第三組渦流發(fā)生器。第三高度可以大約是第一高度的3倍。在有利的實(shí)施方式中，底座的內(nèi)側(cè)在第一側(cè)和第二側(cè)之間為凹的。因此，渦流發(fā)生器裝置適于符合彎曲的表面，諸如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面。整個(gè)底座(即無(wú)論是內(nèi)側(cè)還是外側(cè))當(dāng)然可以是彎曲的，但是兩側(cè)不需具有相同的曲率。曲率可以被設(shè)為葉片部段的曲率的平均數(shù)，裝置被期望為這樣以便其被預(yù)彎曲以配合大量不同的葉片和/或葉片部段。粘合膜或條包括一層被用于補(bǔ)償變化的可壓縮材料，以便精確地配合葉片的曲率。根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施方式，翼片還包括位于離翼片的后緣側(cè)最近的后緣部分，其為朝向翼片的后緣側(cè)的錐形，和/或翼片為朝向翼片頂部部分的錐形。因此，顯然，翼片具有后緣部分，在其中翼片的高度朝向后緣側(cè)降低，且/或翼片厚度(即翼片的第一側(cè)和第二側(cè)之間的距離)朝向翼片的頂部部分降低。因此，可以通過(guò)模制來(lái)制造渦流發(fā)生器裝置，并且確保可以從模具中松開(kāi)所模制的渦流發(fā)生器裝置，而不必拆散渦流發(fā)生器裝置的部件。同時(shí)，與常規(guī)的具有三角形翼片(三角形翼片含有非錐形后緣和非錐形厚度)的渦流發(fā)生器裝置相比，渦流發(fā)生器裝置的功能不會(huì)削弱。相應(yīng)地，渦流發(fā)生器裝置可以根據(jù)有利實(shí)施方式被模制。根據(jù)有利的實(shí)施方式，渦流發(fā)生器裝置由金屬(諸如鋁或不銹鋼)或者聚合物材料(諸如TPU、PBT、PET或LDPE、聚碳酸酯(PC)、或PBT和PC的組合物)制成。根據(jù)另一個(gè)有利的實(shí)施方式，后緣部分相對(duì)底座的表面法線(xiàn)形成有區(qū)間在I至20度之間、或者I至15度之間、或者I至10度之間的平均后緣錐角。有利地，平均后緣錐角在4至8度之間，例如大約6度。當(dāng)然，當(dāng)安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片表面上時(shí)，后緣部分也應(yīng)形成有相對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片表面法線(xiàn)的相同角度。因?yàn)楹缶壊糠挚梢员簧晕⒌貜澢?，所以使用了術(shù)語(yǔ)“平均角”。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，后緣部分基本是直的。因此，整個(gè)后緣部分成帶錐角的錐形，該錐角形成相對(duì)表面法線(xiàn)的后緣錐角。根據(jù)另一個(gè)有利的實(shí)施方式，翼片的兩側(cè)形成有在0. 5和5度之間、或者0. 5和
3.5度之間、或者0. 5和2度之間的厚度-錐角。因此，翼片成基本錐形朝向翼片的頂部部分。又在另一個(gè)有利的實(shí)施方式中，第一翼片和第二翼片朝向彼此傾斜，每個(gè)翼片相 對(duì)表面法線(xiàn)形成有0. 5和3度之間的傾斜角。因此，第一翼片和第二翼片朝向彼此稍微地傾斜。有利地，前緣部分沿著翼片的總長(zhǎng)的至少50%、或至少60%、或至少70%，或至少75 %延伸。前緣部分甚至可以沿著翼片總長(zhǎng)的至少80 %或85 %延伸。根據(jù)另一個(gè)有利的實(shí)施方式，翼片(即第一翼片和/或第二翼片)包括修平的頂部部分。翼片例如可以具有中間部分，其中翼片的高度基本恒定。然而，此部分也可以稍微地倒圓或類(lèi)似的形狀。根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供了一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的葉片，風(fēng)力渦輪機(jī)具有基本水平的轉(zhuǎn)子軸，所述轉(zhuǎn)子包括輪轂，當(dāng)被安裝到輪轂時(shí)葉片從輪轂基本沿徑向方向延伸，葉片具有縱向方向以及橫向方向，縱向方向上具有末端和根端，葉片還包括成型輪廓，成型輪廓包括壓力側(cè)和吸力側(cè)、以及前緣和后緣，成型輪廓具有翼弦，翼弦具有在其間延伸的翼弦長(zhǎng)，當(dāng)受到入射(incident)氣流沖擊時(shí)成型輪廓產(chǎn)生升力，其中成型輪廓分為根部區(qū)域，其具有基本上圓形或橢圓形的輪廓并且離輪轂最近；翼型(airfoil)區(qū)域，其具有升力產(chǎn)生輪廓并且離輪轂最遠(yuǎn)；以及可選地過(guò)渡區(qū)域，其在根部區(qū)域和翼型區(qū)域之間，過(guò)渡區(qū)域的輪廓沿徑向方向從根部區(qū)域的圓形或橢圓形輪廓逐漸變化到翼型區(qū)域的升力產(chǎn)生輪廓，并且其中葉片設(shè)置有如前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)所述的渦流發(fā)生器，并且其中渦流發(fā)生器的底座的內(nèi)側(cè)附連于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面。因此，外側(cè)和渦流產(chǎn)生裝置從風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面延伸或突出。通常，在過(guò)渡區(qū)域和翼型區(qū)域之間的邊界處設(shè)置有具有肩寬的肩部。有利地，渦流發(fā)生器的底座基本上沿葉片的縱向方向延伸。可替換地，底座可以相對(duì)于葉片的縱向方向或俯仰軸線(xiàn)(pitch axis)成角度或者被彎曲。然而，潤(rùn)流發(fā)生器至少沿葉片的縱向范圍設(shè)置，例如，沿葉片長(zhǎng)度的至少10%、15%、20%或25%。相應(yīng)地，渦流發(fā)生器被有利地設(shè)置為底座的第一端離葉片的根部最近并且第二端離葉片的末端最近。 在一個(gè)有利的實(shí)施方式中，底座的第二側(cè)位于離葉片的前緣最近處。有利地，渦流發(fā)生器被設(shè)置在葉片的翼型區(qū)域中，優(yōu)選地在葉片的吸力側(cè)上。在另一個(gè)實(shí)施方式中，渦流發(fā)生器被設(shè)置在根部區(qū)域和/或過(guò)渡區(qū)域中。渦流發(fā)生器也可以設(shè)置成使得它們?cè)谶^(guò)渡區(qū)域上從一部分根部區(qū)域處延伸到一部分過(guò)渡區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施方式中，渦流發(fā)生器被設(shè)置在葉片的外側(cè)(outboard)部段，即，離末端最近的葉片的縱向部段。在另一個(gè)有利實(shí)施方式中，從葉片的前緣處看，渦流發(fā)生器被設(shè)置在翼弦長(zhǎng)的5-85%、或10-75%、或15-60%的區(qū)間中的翼弦位置處。又在另一個(gè)實(shí)施方式中，翼型區(qū)域分為離根部最近的第一縱向部段、以及離末端最近的第二縱向部段，其中第一縱向部段包括具有第一高度的渦流發(fā)生器，且第二縱向部段包括具有第二高度的渦流發(fā)生器，并且其中第一高度大于第二高度。翼型當(dāng)然也可以具有第三縱向部段，第三縱向部段包括具有第三高度的渦流發(fā)生器?？傮w上說(shuō)，由于葉片的相對(duì)厚度和絕對(duì)厚度通常朝向末端降低，所以渦流發(fā)生器的高度應(yīng)該朝向葉片的末端降低。前述成套部件也可以用于這些區(qū)域。根據(jù)第四方面，本發(fā)明提供一種包括多個(gè)(優(yōu)選兩個(gè)或三個(gè))如前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)所述的葉片的風(fēng)力渦輪機(jī)。根據(jù)第五方面，本發(fā)明提供一種將如前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)所述的渦流發(fā)生器裝置加裝至風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面的方法。


參考附圖中示出的實(shí)施方式，下面將詳細(xì)地解釋本發(fā)明，在附圖中圖I示出了風(fēng)力渦輪機(jī)的示意圖，圖2示出了風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的示意圖，圖3示出了翼型輪廓的示意圖，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的渦流發(fā)生器裝置的示意性俯視圖，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的渦流發(fā)生器裝置的示意性仰視圖，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的渦流發(fā)生器裝置的橫截面圖，
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的渦流發(fā)生器裝置的另一個(gè)側(cè)視圖，圖8a_h示出了根據(jù)本發(fā)明的用于渦流發(fā)生器裝置的不同形狀的翼片，圖9示出了加裝有根據(jù)本發(fā)明的渦流發(fā)生器裝置的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，圖10示出了根據(jù)本發(fā)明設(shè)置有掩蔽膜(masking film)的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片部段，圖11示出了根據(jù)本發(fā)明、設(shè)置有渦流發(fā)生器裝置的安裝板的立體圖，圖12示出了渦流發(fā)生器裝置裝配至風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面之后的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片部段，以及圖13示出了對(duì)準(zhǔn)繩(alignment string)的使用。
具體實(shí)施方式
圖I圖示了根據(jù)所謂的“丹麥概念(Danish concept) ”的常規(guī)的現(xiàn)代的逆風(fēng)風(fēng)力渦輪機(jī)，其具有塔架4、機(jī)艙6和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子具有基本水平的轉(zhuǎn)子軸。轉(zhuǎn)子包括輪轂8和從輪轂8徑向延伸的三個(gè)葉片10，每個(gè)葉片具有離輪轂最近的葉片根部16和離輪轂8最遠(yuǎn)的葉片末端14。轉(zhuǎn)子具有用R表示的半徑。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片10的第一實(shí)施方式的示意圖。風(fēng)力渦輪機(jī)葉片10具有常規(guī)的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的形狀，并且包括離輪轂最近的根部區(qū)域30、離輪轂最遠(yuǎn)的成型區(qū)域或翼型區(qū)域34、以及在根部區(qū)域30和翼型區(qū)域34之間的過(guò)渡區(qū)域32。葉片10包括前緣18和后緣20，當(dāng)葉片安裝在輪轂上時(shí)，前緣18面向葉片10的旋轉(zhuǎn)方向，后緣20面向前緣18的相反方向。翼型區(qū)域34(也稱(chēng)為成型區(qū)域)具有對(duì)于產(chǎn)生升力而言理想或幾乎理想的葉片形狀，而出于對(duì)結(jié)構(gòu)的考慮，根部區(qū)域30具有基本圓形或橢圓的橫截面，例如，其使得將葉片10安裝到輪轂更容易且更安全。根部區(qū)域30的直徑(或者翼弦)沿著整個(gè)根部區(qū)域30通常是恒定的。過(guò)渡區(qū)域32具有過(guò)渡輪廓42，過(guò)渡輪廓42逐漸從根部區(qū)域30的圓形或者橢圓形形狀40改變成翼型區(qū)域34的翼型輪廓50。過(guò)渡區(qū)域32的翼弦長(zhǎng)通常隨著離輪轂的距離r的增加而大致線(xiàn)性地增加。翼型區(qū)域34具有翼型輪廓50，該翼型輪廓50具有在葉片10的前緣18和后緣20之間延伸的翼弦。翼弦的寬度隨著離輪轂的距離r的增加而減小。應(yīng)注意的是，葉片的不同部段的翼弦通常不位于一個(gè)公共平面中，由于葉片可以被扭轉(zhuǎn)和/或彎曲(即預(yù)折彎)而為翼弦平面提供了相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)和/或彎曲的路線(xiàn)，這是最通常的情況，從而補(bǔ)償取決于離輪轂的半徑的葉片的局部速度。圖3示出了用各種參數(shù)所描述的風(fēng)力渦輪機(jī)的典型葉片的翼型輪廓50的示意圖，這些參數(shù)通常用來(lái)限定翼型的幾何形狀。翼型輪廓50具有壓力側(cè)52和吸力側(cè)54，在使用期間——即在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間——通常分別面向迎風(fēng)(或逆風(fēng))側(cè)和背風(fēng)(或順風(fēng))側(cè)。翼型50具有翼弦60，翼弦60具有在葉片的前緣56和后緣58之間延伸的翼弦長(zhǎng)C。翼型50具有厚度t，其被限定為在壓力側(cè)52和吸力側(cè)54之間的距離。翼型的厚度t沿著翼弦60而變化?；?camber)線(xiàn)62給出了對(duì)稱(chēng)輪廓的偏離，其為通過(guò)翼型輪廓50的中線(xiàn)。通過(guò)從前緣56到后緣58畫(huà)出的內(nèi)切圓能夠找到中線(xiàn)。中線(xiàn)依循這些內(nèi)切圓的中心，并且距翼弦60的偏離或距離被稱(chēng)為弧高f。通過(guò)使用被稱(chēng)為上弧(或吸力側(cè)弧)和下弧(或壓力側(cè)弧)的參數(shù)也能夠限定不對(duì)稱(chēng)，其被分別地被限定為從翼弦60到吸力側(cè)54和壓力側(cè)52的距離。翼型輪廓常常特征在于由下列參數(shù)表示翼弦長(zhǎng)C、最大弧高f、最大弧高f的位置df、最大翼型厚度t (其為沿著中間弧線(xiàn)62的內(nèi)切圓的最大直徑)、最大厚度t的位置dt、以及翼尖半徑(nose radius)(未示出)。這些參數(shù)通常被限定為相對(duì)翼弦長(zhǎng)c的比率。因此，局部相對(duì)葉片厚度t/c被給定為局部最大厚度t和局部翼弦長(zhǎng)c之間的比率。而且，最大壓力側(cè)弧高的位置dp可以用來(lái)作為設(shè)計(jì)參數(shù)，并且當(dāng)然也可以是最大吸力側(cè)弧高的位置。圖4-7示出了根據(jù)本發(fā)明的渦流發(fā)生器裝置70的不同視圖，其中圖4和5示出了兩個(gè)立體圖，圖6示出了 VG裝置70的橫截面，且圖7示出了從渦流發(fā)生器裝置的后緣側(cè)所見(jiàn)的側(cè)視圖。 如圖4可見(jiàn)，在有利的實(shí)施方式中，渦流發(fā)生器裝置70形成為翼片VG裝置，翼片VG裝置包括底座71，底座71具有內(nèi)側(cè)72和外側(cè)73，(當(dāng)安裝到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部時(shí))內(nèi)側(cè)72用于附連至風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部，外側(cè)73背離風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部。底座71還包括第一側(cè)77 (或后緣側(cè))和第二側(cè)78 (或前緣側(cè))，以及第一端75和第二端76。底座71成梯形使得第一側(cè)77平行于第二側(cè)78，且使得底座71的第二側(cè)78的長(zhǎng)度小于底座71的第一側(cè)77的長(zhǎng)度。在有利的實(shí)施方式中，第一端75和第二端76被定向，使得它們形成大約38度的相互錐角。底座可以有利地形成倒圓的周緣，如圖6中進(jìn)一步所示出。VG裝置70包括翼片對(duì)，該翼片對(duì)包括第一翼片79和第二翼片80，也稱(chēng)為翅片，它們從底座71的外側(cè)73突出。第一翼片79在底座71的第一側(cè)75上被定向且平行于底座71的第一側(cè)75，且第二翼片80在底座71的第二側(cè)76上被定向且平行于底座71的第二側(cè)76。圖5示出了 VG裝置70的立體圖，其中可見(jiàn)底座71的內(nèi)側(cè)72。底座71的內(nèi)側(cè)72設(shè)置有凹部74或底切部。凹部74具有周緣，該周緣平行于底座71的周緣。因此，凹部74的周緣也是具有側(cè)邊的梯形，這些側(cè)邊平行于底座的第一端75、第二端76、第一側(cè)77和第二側(cè)78。凹部74因此由環(huán)繞壁82環(huán)繞。環(huán)繞壁82適于保護(hù)設(shè)置在凹部74內(nèi)的粘合劑，使得當(dāng)安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部上時(shí)，VG裝置70不會(huì)從風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部變得撕開(kāi)松動(dòng)。圖6示出了 VG裝置70的橫截面，其中可見(jiàn)第一翼片79。VG裝置被描述為具有置于在凹部74內(nèi)的粘合條81或帶?？梢砸?jiàn)到，底座71是彎曲的，使得底座71的內(nèi)側(cè)72在底座71的第一側(cè)77和第二側(cè)78之間是凹的，并且具有曲率半徑R。該曲率半徑被選定為葉片部段的曲率的平均值，具體的VG裝置70被期望為這樣以便其被預(yù)彎曲以配合大量不同的葉片和/或葉片部段。有利地，粘合條81至少包括用于安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部上的粘合外層以及可壓縮材料層，諸如泡沫聚合物層或泡沫單元層。粘合條81因此適應(yīng)于補(bǔ)償變化，以便精確地配合或符合葉片的外部的曲率。底座71的內(nèi)側(cè)72的曲率和底座71的外側(cè)73的曲率不必相同。而且，圖6示出了翼片的形狀?？梢砸?jiàn)到，翼片包括前緣部分83，其中翼片的高度從底座71的第二側(cè)78朝向底座71的第一側(cè)77增加；中間部分或者頂部部分84，其中翼片的高度基本恒定；以及后緣部分85，其中翼片的高度朝向底座71的第一側(cè)77降低。在所描述的實(shí)施方式中，翼片包括基本上直的后緣部分85，S卩，使得翼片的高度沿著該部分線(xiàn)性地降低。因此，后緣部分85成錐形使得翼片與底座71 (以及風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部)平面的表面法線(xiàn)形成后緣錐角a。后緣錐角a有利地為約6度。圖7示出了從底座71的第一側(cè)77所看的VG裝置的側(cè)視圖?？梢钥匆?jiàn)，翼片成錐形，使得翼片的第一側(cè)88和第二側(cè)89朝向翼片的頂部部分成厚度錐角0的錐形。厚度錐角0可以例如在I和2度之間。而且，第一翼片79和80可以朝向彼此傾斜，使得第一翼片79的第一傾斜軸86和第二翼片80的第二傾斜軸都相對(duì)其間的表面法線(xiàn)形成例如在0. 5和I度之間傾斜角0。然而，翼片79、80可以有利地從底座71 (以及風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部)垂直地突出。VG裝置設(shè)置有厚度錐角0和后緣錐角a以及可選的傾斜角￠,使得VG裝置70可以以單件形式模制，并且仍然可以從模具中被松開(kāi)而不必拆散VG裝置70的部件。同時(shí)，VG裝置70的功能與常規(guī)的VG裝置相比沒(méi)有被削弱。在有利的實(shí)施方式中，VG裝置被模制為由PBT和聚碳酸酯的結(jié)合物制成的整體元件。
·
這里實(shí)施方式被示為在梯形底座上的單個(gè)VG翼片對(duì)。然而，可以認(rèn)識(shí)到，VG裝置包含幾個(gè)發(fā)明概念，例如使用凹部、錐角和傾斜角從而能夠模制VG裝置，以及使用梯形底座。因此，可以了解，能夠設(shè)想到利用這些發(fā)明概念的其它實(shí)施方式。關(guān)于所模制的VG裝置，例如不必使裝置精確地包括一組VG翼片對(duì)。所模制的VG裝置例如可以替代地形成為包括多個(gè)VG翼片對(duì)的條，或者形成為僅被設(shè)置在底部上的單個(gè)翼片。對(duì)于在底座內(nèi)側(cè)上具有凹部的VG裝置來(lái)說(shuō)也是如此，其中，可以了解，該裝置可以形成為包括多組VG對(duì)的條。而且，可認(rèn)識(shí)到，該理念可被用于其它具有從條/底座的外側(cè)突出的部件的流體弓I導(dǎo)裝置，例如擾流板、Gurney襟翼或類(lèi)似物。而且，可認(rèn)識(shí)到，翼片可以具有各種形狀。因此，翼片例如可以具有如圖8a中示出的直角三角形的形狀，或者它可以包括如圖8b中示出的、具有修平的頂部的錐形后緣部分，或者如圖Sc中的沒(méi)有修平頂部的錐形后緣部分。翼片也可以包括中間部段，該中間部段具有如圖8d中示出的不同的錐角或如圖Se中示出的倒圓的頂部部分。翼片的前緣部分可以包括如圖8a_e中示出的直的頂部部分、或如圖8f中所示出的凹的頂部部分或者如圖8g中示出的凸的頂部部分。該后緣部分也可以是凹的或如圖8h中示出的凸的。再次，該形狀可以采取如圖8的實(shí)施方式中所示出的所述部段的任意結(jié)合。圖9圖示了風(fēng)力渦輪機(jī)102，其包括塔架104、機(jī)艙106和具有基本水平的轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子包括輪轂108和從輪轂108徑向延伸的三個(gè)葉片110。轉(zhuǎn)子被停止在位，其中，葉片110之一被基本豎向地定位并且末端114指向地面。而且，風(fēng)力渦輪機(jī)葉片110被定(pitch)在暫停(break)位置。工人185在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片110上作業(yè)，并且通過(guò)工作平臺(tái)187和提升設(shè)備186沿著葉片110的后緣下降。提升設(shè)備186包括線(xiàn)纜，該線(xiàn)纜連接(未示出)在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片110的根部附近處，例如連接至風(fēng)力渦輪機(jī)102的輪轂108。根據(jù)其它實(shí)施方式，工人能夠使用車(chē)載升降臺(tái)來(lái)接近葉片。再次，工人可以沿著葉片從應(yīng)用區(qū)域上方的位置繞繩下降。接下來(lái)，參考圖10-13解釋了根據(jù)本發(fā)明的用于將VG裝置70加裝到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外部的方法和工具。圖10示出了葉片部段10’，其將被加裝以根據(jù)本發(fā)明VG裝置70。在所示出的實(shí)施方式中，VG裝置70被設(shè)置在靠近葉片部段10’的前緣處。在第一實(shí)施方式中，為了仔細(xì)地對(duì)準(zhǔn)并且將VG裝置70設(shè)置在葉片部段10’上的正確位置處而使用了掩蔽膜40。掩蔽膜40包括很多開(kāi)口 41、覆蓋開(kāi)口 41的剝離層42和內(nèi)部移除膜。加裝方法從工人在應(yīng)用區(qū)域處將掩蔽膜40應(yīng)用到葉片部段10’的外部開(kāi)始。然后，工人移除剝離層42，這樣暴露出掩蔽膜的開(kāi)口 41。接著準(zhǔn)備葉片的外部以用于附連VG裝置70。這可以通過(guò)研磨、拋光、砂紙打磨等執(zhí)行，然后可選地清潔葉片部段。由于對(duì)應(yīng)于VG裝置70的預(yù)期位置的開(kāi)口 41的使用，可以?xún)H準(zhǔn)備其中將設(shè)置或定位VG裝置70的區(qū)域。因此，表面的研磨、砂紙打磨或拋光將不會(huì)意外損壞葉片的外表面上的環(huán)繞區(qū)域。而且，可以在將流體改變裝置粘合到葉片表面之前檢查葉片的表面，以便確保VG裝置70將被設(shè)置在正確位置。在葉片部段10’的外部的準(zhǔn)備之后，除去內(nèi)部移除膜43。因此，確保了 VG裝置70將不會(huì)意外地粘合到掩蔽膜40而是粘合到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的外表面上。而且，掩蔽膜40的剩余部分44可以作為標(biāo)識(shí)來(lái)指示用于應(yīng)用安裝板90的正確區(qū)域，其如圖11所示。、安裝板90由例如開(kāi)孔泡沫(open-celled foam)或者另一種泡沫聚合物制成。根據(jù)本發(fā)明的很多VG裝置70被嵌入安裝板的第一側(cè)91中，以這樣的方式VG裝置70的翼片被嵌入安裝板90中，并且VG裝置的內(nèi)側(cè)從安裝板90的第一側(cè)91被暴露。安裝板90可以設(shè)置有切口或者槽口 93，或者模制出用于嵌入VG裝置70的翼片的孔。然而，安裝板可以例如由兩個(gè)分開(kāi)的板部件組成，這兩個(gè)分開(kāi)的板部件被組裝以便配合圍繞VG裝置70的翼片。安裝板90還包括剝離層92，該剝離層92在將VG裝置70加裝到葉片部段10’的外部之前被移除。接著通過(guò)將安裝板90的第一側(cè)91應(yīng)用在葉片部段10’的外部上的應(yīng)用區(qū)域上，用VG裝置70的內(nèi)側(cè)將VG裝置70粘合到葉片部段10’的外部，然后移除安裝板90，因此——如圖12所示——由于使用在VG裝置70的凹部中的粘合條而將VG裝置70留在葉片部段10’的外部上。通過(guò)對(duì)安裝板90施加壓力，VG裝置70可以簡(jiǎn)單地粘合到葉片部段10’的外部。通過(guò)重復(fù)上述步驟，可以將另外的VG裝置70粘合到葉片的外部。在有利實(shí)施方式中，安裝板上用于嵌入VG裝置70的最外面的切口或者孔93可以留空，如圖11所示。由此，這些槽93可被嵌入一個(gè)以上的、已經(jīng)被加裝的VG裝置。因此可以預(yù)設(shè)在最外面的已經(jīng)被加裝的VG裝置和鄰近的之后被加裝的VG裝置之間的間距。因此，提供了在已經(jīng)被加裝VG裝置的直接延伸部分中加裝另外的VG裝置的簡(jiǎn)單方法。實(shí)際上，由于強(qiáng)風(fēng)等可能很難控制掩蔽膜，所以可能很難將掩蔽膜40應(yīng)用到葉片部段10’的外部，尤其在VG裝置70被就地加裝在風(fēng)力渦輪機(jī)時(shí)更是如此。因此，根據(jù)圖13中示出的另一個(gè)實(shí)施方式，可以替換地利用使用安裝參考繩(多根參考繩)240、240’的簡(jiǎn)單設(shè)置。安裝參考繩240、240’可以對(duì)準(zhǔn)葉片外部上的預(yù)定位置從而與應(yīng)用區(qū)域245齊平用于粘合VG裝置。安裝參考繩240、240’可以通過(guò)使用帶248被應(yīng)用于葉片的表面。然后VG裝置70以與前所描述的實(shí)施方式中類(lèi)似方式被粘合到葉片的外部。葉片可以包括離葉片根部最近的第一縱向部段250、離葉片末端最近的第三縱向部段252、以及在第一縱向部段250和第三縱向部段252之間的中間第二縱向部段251。三個(gè)縱向部段250、251、252可以設(shè)置有不同尺寸的VG裝置。在圖13所描述的實(shí)施方式中，三個(gè)縱向部段250、251、252沿著葉片的根部的部段的部分、葉片過(guò)渡區(qū)域以及翼型部段的最內(nèi)部分延伸。然而，可以容易意識(shí)到，包括不同的VG裝置的縱向部段可以不同地被定位，并且縱向部段的范圍將根據(jù)葉片類(lèi)型變化。也可能僅使用兩個(gè)縱向部段，并且由此只有兩種類(lèi)型的VG裝置。再次，還可能使用四個(gè)、或者甚至五個(gè)縱向部段，以及相應(yīng)數(shù)量的不同VG
>J-U裝直。實(shí)際上，可以看出，僅使用三種不同類(lèi)型的用于加裝的VG裝置便足以覆蓋很多不同的葉片部段以及葉片類(lèi)型，即
權(quán)利要求
1.一種用于安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(10)上的渦流發(fā)生器裝置(70)，其包括 -底座(71)，當(dāng)被安裝在所述風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(10)的外部上時(shí)，所述底座(71)具有 -內(nèi)側(cè)(72)，其用于附連在諸如所述風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(10)的外部等表面上，以及 -外側(cè)(73)，其背離所述風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(10)的所述外部， -所述裝置設(shè)置有翼片渦流發(fā)生器對(duì)，所述翼片渦流發(fā)生器對(duì)包括從所述底座(71)的所述外側(cè)(73)突出的第一翼片(79)和第二翼片(80)，其特征在于 -所述底座(71)的所述內(nèi)側(cè)(72)設(shè)置有用于容納粘合劑(81)的凹部(74)或者底切部。
2.如權(quán)利要求I所述的渦流發(fā)生器裝置，其中諸如雙粘合帶等粘合膜或條設(shè)置在所述內(nèi)側(cè)的所述凹部之內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的渦流發(fā)生器裝置，其中所述粘合膜或條包括可壓縮材料層，諸如泡沫單元層。
4.如權(quán)利要求2或2所述的渦流發(fā)生器裝置，其中所述粘合膜或條由剝離層覆蓋。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的渦流發(fā)生器裝置，其中所述粘合劑是丙烯酸基粘合劑。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的渦流發(fā)生器裝置，其中所述渦流產(chǎn)生裝置從所述底座的所述外側(cè)突出，所述渦流產(chǎn)生裝置有利地為翼片渦流發(fā)生器。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的渦流發(fā)生器裝置，其中所述底座包括第一周緣，且其中所述凹部包括第二周緣，所述第二周緣到所述第一周緣具有間距。
8.如權(quán)利要求7所述的渦流發(fā)生器裝置，其中所述第一周緣基本平行于所述第二周緣。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的渦流發(fā)生器裝置，其中所述底座還包括 -第一端和第二端，以及 -第一側(cè)和第二側(cè)。
10.如權(quán)利要求9所述的渦流發(fā)生器裝置，其中所述第一側(cè)基本平行于所述第二側(cè)，且/或所述第一端基本平行于所述第二端。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的渦流發(fā)生器裝置，其中具有第一翼片和第二翼片的單個(gè)翼片渦流發(fā)生器對(duì)從所述底座的所述外側(cè)突出。
12.—種成套部件，其包括如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的、且具有例如兩個(gè)或三個(gè)尺寸等不同尺寸的渦流發(fā)生器裝置。
13.一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)⑵的轉(zhuǎn)子的葉片(10)，所述風(fēng)力渦輪機(jī)⑵具有基本水平的轉(zhuǎn)子軸，所述轉(zhuǎn)子包括輪轂(8)，當(dāng)被安裝到所述輪轂(8)時(shí)所述葉片(10)從所述輪轂(8)基本沿徑向方向延伸，所述葉片具有縱向方向(r)以及橫向方向，所述縱向方向(r)上具有末端(16)和根端(14)，所述葉片還包括 -成型輪廓(40、42、50)，其包括壓力側(cè)和吸力側(cè)、以及前緣(18)和后緣(20)，所述成型輪廓(40、42、50)具有翼弦，所述翼弦具有在其間延伸的翼弦長(zhǎng)，在受到入射氣流沖擊時(shí)所述成型輪廓產(chǎn)生升力，其中所述成型輪廓分為 -根部區(qū)域(30)，其具有基本上圓形或橢圓形的輪廓并且離所述輪轂最近， -翼型區(qū)域(34)，其具有升力產(chǎn)生輪廓并且離所述輪轂最遠(yuǎn)，以及可選地-過(guò)渡區(qū)域(32)，其在所述根部區(qū)域(30)和所述翼型區(qū)域(34)之間，所述過(guò)渡區(qū)域(32)的輪廓沿徑向方向從所述根部區(qū)域的圓形或橢圓形輪廓逐漸變化到所述翼型區(qū)域的升力產(chǎn)生輪廓，并且其中 -所述葉片被設(shè)置有如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的渦流發(fā)生器，并且其中所述渦流發(fā)生器的所述底座的所述內(nèi)側(cè)被附連于所述風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面。
14.一種風(fēng)力渦輪機(jī)，其包括多個(gè)如權(quán)利要求13所述的葉片，優(yōu)選為兩個(gè)或三個(gè)。
15.一種將如權(quán)利要求I至11中任一項(xiàng)所述的渦流發(fā)生器裝置加裝到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的表面上的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(10)上的渦流發(fā)生器裝置(70)。該裝置包括底座(71)，底座(71)具有內(nèi)側(cè)(72)和外側(cè)(73)，當(dāng)安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(10)的外部上時(shí)，內(nèi)側(cè)(72)用于附連在諸如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(10)的外部等表面上，且外側(cè)(73)背離風(fēng)力渦輪機(jī)葉片(10)的外部。該裝置設(shè)置有翼片渦流發(fā)生器對(duì)，該翼片渦流發(fā)生器對(duì)包括從底座(71)的外側(cè)(73)突出的第一翼片(79)和第二翼片(80)。底座(71)的內(nèi)側(cè)(72)設(shè)置有用于獲得粘合劑(81)的凹部(74)或者底切部。
文檔編號(hào)F03D1/06GK102734059SQ20121010323
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月4日
發(fā)明者H·T·克努德森, J·馬德森, L·E·詹森 申請(qǐng)人:Lm風(fēng)力發(fā)電公司