CN105443313A - 用于风力涡轮机的转子叶片的升力影响装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于风力涡轮机转子叶片的升力影响装置，具体涉及风力涡轮机（10）的转子叶片（20），其中转子叶片（20）包括升力修改装置（30）。升力修改装置（30）是转子叶片（20）后缘部段（23）的一部分。升力修改装置（30）构造成使得处于后缘部段（23）的预定负载（31、32）时，空气通道（46）打开从压力侧（251）到吸力侧（252）的流动路径，并且在后缘部段（23）中反之亦然。因此，从转子叶片（20）前缘部段（24）流动到后缘部段（23）的气流（45）至少部分被开放的空气通道（46）偏转，这导致转子叶片（20）升力的修改。本发明此外涉及修改风力涡轮机（10）转子叶片（20）的升力的方法。

Description

用于风力涡轮机的转子叶片的升力影响装置

技术领域

本发明涉及一种改变转子叶片的空气动力学特性的方式。具体而言，本发明涉及一种风力涡轮机的转子叶片，其中，所述转子叶片包括升力修改装置，并且涉及一种修改风力涡轮机的转子叶片的升力的方法。

背景技术

风力涡轮机的转子叶片通常包括：根部段，其被布置和准备用于附接到风力涡轮机的轮毂；以及翼型部段，其被布置和准备用于产生升力。关于所述翼型部段，压力侧、吸力侧、前缘和后缘能够被认为属于它。

在转子叶片的每个翼展位置处，能够确定弦线，所述弦线是连接后缘和前缘的直线。弦线和在前缘处冲击转子叶片的气流的方向之间的角度被称为攻角。如果实际的攻角等于预定的设计攻角，则能够从冲击转子叶片的气流提取最佳的功率。转子叶片被设计成使得对转子叶片的正常操作条件而言，翼型的形状和结构特性是最佳的。

然而，各种情况能够导致实际的攻角相对于设计攻角的偏差。这些偏差的原因是例如：气流中的湍流变化，因此风速突然增大或减小；风速突然改变方向的阵风；由于叶片的扭转而引起的攻角的改变；由于风切变和风顺转而引起的攻角的改变；具有偏航误差的风力涡轮机的操作。当转子叶片操作的攻角偏离最佳的攻角，即设计攻角时，转子叶片所产生的升力可偏离其最佳值。

此偏差一般而言能够对风力涡轮机具有两个作用：

第一，由于可通过风力涡轮机引起气流的高阻塞的高负载，或由于低负载并且因此导致低扭矩，有可能发生非最佳的功率提取。

第二，例如，由于风速和攻角的同时极端增加，有可能发生与部件设计针对的负载相比的部件的更高负载。

两个作用在原则上都是不希望的作用，这是因为它们降低了风力涡轮机的能量输出，减少了风力涡轮机的寿命，和/或引起风力涡轮机的主要部件的设计过于保守。

因此，需要优化转子叶片所产生的升力。

对于增加或减少转子叶片的升力，几种解决方案是已知的。

第一选择是提供格尼襟翼（Gurneyflap），其通常是附接在转子叶片的压力侧处的后缘处的附件。欧洲专利申请EP2004989A1中给出了这样的修改的示例，其也可以结合在翼型的设计中，使得不需要附接分离件。

用于影响转子叶片的升力的第二选择是提供连接到转子叶片的后缘部段或结合到所述后缘部段中的襟翼。丹麦实用新型DK9500009U3中给出了这样的襟翼的示例。在此文档中，提出在后缘之后或后缘的上游的后缘部段处的压力侧处添加刚性或柔性的襟翼。

影响转子叶片的升力的再一种选择是提供安装到转子叶片的前缘部段的缝翼或其他附件。这种思想的概念和一些具体实施例例如公开在欧洲专利申请EP2078852A2中。

这些空气动力学附件可以是外部促动的。换言之，存在能够通过其来外部促动这些空气动力学装置的机构。促动可以通过机械机构、压电机构或液压机构来实施。例如，修改转子叶片的后缘部段的压电促动的升力的示例在欧洲专利申请EP2233735A2中公开。

然而，用于影响转子叶片的升力、特别是用于优化转子叶片的升力以使风力涡轮机能够产生的能量输出最大化的常规的方法和装置具有几个缺点。

一方面，可能需要外部促动器机构，这些外部促动器机构可能是实施非常昂贵，并且服务非常高价的。

此外，可能难以局部地影响转子叶片的升力。关于这点，重要的是理解可能发生如下情况，即：在转子叶片的第一部段处，实际的攻角很好地接近了设计攻角，而在转子叶片的不同的第二部段处，设计角度和实际的攻角不同。换言之，如果需要，能够局部地影响升力可能是有益的。现有的升力影响装置的另一个缺点在于通常它们能够或者增加升力或者减少升力。

因此，需要提供替代装置以影响转子叶片、特别是转子叶片的翼型部段的升力特性。优选地，这些替代装置克服所提到的现有的升力影响装置的缺点中的至少一些。

发明内容

此目标通过独立权利要求实现。有利的实施例通过从属权利要求描述。

根据本发明，提供了一种具有升力修改装置的风力涡轮机的转子叶片。所述转子叶片包括具有前缘的前缘部段和具有后缘的后缘部段。所述升力修改装置是后缘部段的一部分。所述升力修改装置被构造成使得在处于后缘部段的预定负载的情况下，空气通道打开从压力侧到吸力侧的流动路径，并且在后缘部段中反之亦然。因此，从前缘部段流动到后缘部段的气流至少部分地通过开放的空气通道偏转。这导致转子叶片的升力的修改。

所述转子叶片包括翼型部段。由于翼型部段的空气动力学设计，即空气动力学形状，转子叶片能够产生升力。所述升力转化成基本上垂直于转子叶片的弦平面的力，并且所述力远离吸力侧（即与压力侧相对）引导。所述升力修改装置被结合（或集成）到后缘部段中。

所述后缘部段围绕后缘。后缘部段具有小于弦长的20%的弦向延伸部。换言之，从前缘测量，后缘部段至多从弦长的80%延伸直到弦长的100%。长度称为弦长的弦线被限定为将前缘与后缘连接的直线，并且所述弦线基本上垂直于转子叶片的跨距（span）。

注意，在后缘部段包括与剩余的后缘部段分离的延伸部分的情况下，后缘需要被理解为是延伸部分的最远地下游的部段。这甚至适用于延伸部分和剩余的后缘部段被间隙分开的情况。此外，则后缘不需要被理解为剩余的后缘部段的最远地下游的部段，而是理解为延伸部分的最远地下游的部段。

在处于后缘部段的无负载或处于小于预定负载的负载的情况下，升力修改装置处于关闭状态。这意味着基本上没有气流经由升力修改装置从压力侧流动到吸力侧或相反。因此，从前缘流动到后缘部段的气流以两个单独的气流沿升力修改装置流动，一个处于压力侧处，并且一个处于吸力侧处。如果达到或超过预定负载，则升力修改装置打开空气通道，使得气流至少部分地通过开放的空气通道偏转。因此，升力修改装置突出到气流中，并且实现从压力侧到吸力侧或相反的至少小的流量。

预定负载需要被理解为作用在后缘部段上的特定的负载或压力或力。例如，预定负载可以被理解为特定阈值。如果达到或超过所述阈值，则开放的空气通道打开。

注意，空气通道的打开可以主动地或被动地发生。

主动机构被称为外部机构，例如机械机构、液压机构或压电机构等，其需要被促动以便在处于预定负载的情况下执行升力修改装置的构造改变。

被动机构被称为一种概念，其中，材料的选择和升力修改装置的设计允许其构造取决于升力修改装置上的负载而可逆地改变。

升力修改装置如何可被具体地构造的示例将在下文中更详细地描述。一般而言，材料的选择和升力修改装置如何连接到转子叶片的剩余部分的方式是确保空气通道在处于预定负载的情况下而不是在处于小于或大于预定负载的负载的情况下打开的重要方面。

作为示例，升力修改装置可以由具有给定范围的弹性模量的弹性材料（例如，橡胶）制成。合适的材料的其他示例是薄的塑料层或薄的韧性金属层。一般而言，具有足够高的延展性的金属材料和提供电气隔离的涂层可以很好地适于升力修改装置。

整个转子叶片的负载为升力修改装置的激活发挥作用。然而，特别是后缘部段的负载对于在后缘部段处打开或关闭空气通道的事实是关键的和决定性的。

后缘部段也可以被表示为转子叶片的尾部。

通过仔细和合适地设计升力修改装置，能够通过简单和可靠的装置来产生定制的升力曲线。因此，能够改进通过风力涡轮机的能量提取和/或能够减轻风力涡轮机的主要部件上的负载。

具体而言，下面指出了结合（或集成）在风力涡轮机的转子叶片中的此升力修改装置的一些优点：

第一，在低风速下减少转子叶片的负载水平是可能的。这对于具有后掠角的转子叶片而言是特别有利的。

第二，能够改变转子叶片的负载，以便避免由于切变力引起的负载的变化。

第三，减少了对于翼型部段的相对流入风速和攻角的不利组合的负载，所述不利组合否则将引起相当高的负载。

第四，性能的升级、特别是风力涡轮机在特定场所处的能量产生能力的升级是可能的。

第五，转子叶片、特别是转子叶片的翼型部段的性能作为风速的函数能够升级和改进。

总之，本发明能够提供具有定制的升力曲线的转子叶片。

在本发明的第一实施例中，后缘部段包括与剩余的后缘部段分离的延伸部分。所述延伸部分被附接到剩余的后缘部段，并且升力修改装置是所述延伸部分的一部分。

将升力修改装置结合（或集成）到单独的部分中、即延伸部分中的优点在于，包括剩余的后缘部段但不包括延伸部分的转子叶片的主要部分的制造不需要根本改变转子叶片的制造过程。

另一个优点在于，现有的转子叶片的改型是简单易行的。例如，如果现有的转子叶片已包括现有的延伸部分，然而所述延伸部分并不包括任何升力修改装置，则现有的延伸部分能够用包括至少一个升力修改装置的新延伸部分替代。

根据本发明的另一实施例，升力修改装置被构建为一个单件。

这具有如下优点，即：不需要两部分之间、即延伸部分和剩余的后缘部段之间的连接件。这降低了转子叶片中的故障的风险，并且减少或完全防止了延伸部分以及延伸部分与剩余的后缘部段的连接件的维修。

在本发明的另一实施例中，转子叶片包括多个升力修改装置，其在后缘部段上沿翼展方向布置。因此，能够关于沿转子叶片的翼展位置局部地修改转子叶片的升力。

与现有的升力修改系统相比，沿转子叶片的跨距局部地修改升力的可能性是一个显著的优点。因为能够在几厘米到几米之间的宽范围中选择升力修改装置的尺寸，所以在局部、翼展的基础上存在相当多种的转子叶片的升力的修改。例如，将升力修改装置放置在转子叶片的外部（即，外侧部段）中可能是有利的。所述外部指的是转子叶片的在翼展关系上与转子叶片的末端相邻的部段。所述外部例如可以被理解为从转子叶片的根部测量的跨距的最后三分之一（lastthird）。

升力修改装置的构造的另一方面是，当空气通道被打开时，升力修改装置突出到的方向。具体而言，升力修改装置可以朝向转子叶片的压力侧或朝向转子叶片的吸力侧打开。换言之，如果在后缘部段上施加来自吸力侧的力，则升力修改装置朝向压力侧打开。这种情形被称为第一预定负载。同样，第二预定负载情形指的是如下情况，即：其中，在后缘部段上施加来自压力侧的力，从而朝向吸力侧打开升力修改装置。

注意，有可能的是，升力修改装置被设计成使得在第一预定负载情形下，即如果在后缘部段上施加来自吸力侧的力，它能够朝向吸力侧突出，并且在另一种情形（即，第二预定负载）下，升力修改装置朝向吸力侧突出。因此，一个单升力修改装置可以在一侧或另一侧中影响气流，这取决于负载、特别是取决于转化成负载的力的方向。

然而，可能期望升力修改装置仅能朝向一个特定侧打开。在这种情况下，升力修改装置可以包括防止升力修改装置朝向压力侧打开，从而仅允许升力修改装置朝向吸力侧打开的机构。相同的概念也能够反过来实施，即，防止升力修改装置朝向吸力侧打开，并且仅允许升力修改装置朝向压力侧打开。

这种选择性地阻碍空气通道朝向压力侧或吸力侧打开的机构例如可以通过升力修改装置的边缘来实现，所述边缘在空气通道的关闭状态下至少部分地与空气通道的边缘重叠。

换言之，可以实施空气通道的边缘的突起和突出，其防止升力修改装置移动到预定的方向上。

一般而言，前缘装置部和后缘装置部能够被认为属于升力修改装置。所述前缘装置部被限定为朝向转子叶片的前缘部段。同样，所述后缘装置部朝向后缘。因此，后缘装置部是与前缘装置部相对的。

在本发明的另一有利的实施例中，升力修改装置在前缘装置部处或后缘装置部处打开。

换言之，升力修改装置的设计能够被选择成使得它特定地通过前缘装置部或后缘装置部连接到剩余的后缘部段。因此，当升力修改装置打开空气通道时，升力修改装置的一部分仍然与空气通道的边缘紧密接触，同时升力修改装置的相对端现在突出到气流中，并且特别是引起气流的一小部分流过空气通道。

升力修改装置与剩余的后缘部段的这种连接能够例如通过机械铰链来实现，所述机械铰链特别是可以包括扭转弹簧。

这具有如下优点，即：升力修改装置能够被设计为刚性和坚硬的部件，其通过机械铰链在一侧上被铰接到后缘部段。扭转弹簧因为它们是易得到的而有利于使用；它们被证明并且能够在长时间段内、特别是在转子叶片的寿命内承受恶劣的条件。

设计升力修改装置、特别是实现打开空气通道的机构的另一种可能性在于，升力修改装置被牢固地附接到后缘部段，但所述升力修改装置是柔性的，使得它能够弹性地偏转，以便在处于后缘部段的预定负载的情况下被动地打开空气通道。

这具有如下优点，即：不需要例如弹簧之类的机械部分。已知柔性襟翼由柔性锯齿状襟翼实施到转子叶片中，例如，所述柔性锯齿状襟翼可以被附接到转子叶片的后缘。

注意，取决于升力修改装置在何处被附接到剩余的后缘部段的选择，特别是如果升力修改装置被附接在其前缘装置部处或附接在其后缘装置部处，气流被不同地偏转。在第一预定负载的示例中，即在转子叶片的后缘部段上施加来自吸力侧的力的情况下，如果升力修改装置被铰接在前缘装置部处，则气流从吸力侧偏转到压力侧。如果升力修改装置被铰接在后缘装置部处，则气流至少部分地从压力侧偏转到吸力侧。换言之，对于在何处放置升力修改装置，存在多种机会和设计选择：例如，它能够被附接在前缘装置部处或附接在后缘装置部处。

有利地，升力修改装置由非金属材料制成，例如橡胶或复合材料。

此外，注意，升力修改装置能够与其他的常规空气动力学附件组合实施，例如涡流发生器或锯齿状的后缘襟翼。

使得空气通道被打开的预定负载能够通过预加应力于升力修改装置和剩余的后缘部段之间的扭转或摩擦连接来设置。升力修改装置的预加应力（并且因此，预定负载）能够被不同地选择用于转子叶片处的不同翼展位置。因此，能够实现转子叶片的定制的升力特性。

本发明还涉及一种修改风力涡轮机的转子叶片的升力的方法。所述转子叶片根据如上述的实施例中的一个来构造。所述方法包括：第一步骤，在所述第一步骤处，空气通道主动或被动地打开；以及第二步骤，在所述第二步骤处，从前缘部段流动到后缘部段的气流至少部分地通过开放的空气通道偏转。这可以导致转子叶片的升力的修改。注意，所述第一步骤在处于后缘部段的预定负载的情况下发生。两个步骤可以同时或相继地发生。

此外，注意，已关于具有如此的升力修改装置的转子叶片来描述的特定实施例和细节也适用于修改转子叶片的升力的方法。

附图说明

参考附图，现在仅借助于示例描述本发明的实施例，附图中：

图1示出了风力涡轮机；

图2示出了风力涡轮机的转子叶片；

图3以透视图示出了具有升力修改装置的转子叶片的一个部段；

图4示出了与具有示例性升力修改装置的转子叶片在给定翼展位置处的升力特性相比，常规的转子叶片在给定翼展位置处的升力特性；

图5示出了从压力侧作用在升力修改装置上的力；

图6示出了从吸力侧作用在升力修改装置上的力；

图7和图9示出了在前缘装置部处附接到后缘部段的升力修改装置；

图8和图10示出了在后缘装置部处附接到后缘部段的升力修改装置；

图11示出了被设计为弯曲元件的升力修改装置；

图12示出了图11的升力修改装置的详细视图；

图13示出了设计为弯曲元件并在前缘装置部处附接到后缘部段的升力修改装置；

图14示出了如图13中所示的但在其后缘装置部处附接到后缘部段的相同的升力修改装置；以及

图15示出了具有用于选择性地阻碍空气通道的打开的机构的升力修改装置。

附图中的图示是以示意图的形式。应当注意的是，在不同的附图中，类似或相同的元件可以设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中，示出了风力涡轮机10。风力涡轮机10包括机舱12和塔架11。机舱12被安装在塔架11的顶部处。机舱12被安装成借助于偏航轴线承相对于塔架11可旋转。机舱12相对于塔架11的旋转轴线被称为偏航轴线。

风力涡轮机10还包括具有三个转子叶片20（图1中描绘了其中两个转子叶片20）的轮毂13。轮毂13被安装成借助于主轴承相对于机舱12可旋转。轮毂13被安装成围绕转子旋转轴线14可旋转。

此外，力涡轮机10还包括主轴，其将轮毂13与发电机15的转子连接。轮毂13被直接连接到所述转子，因此风力涡轮机10被称为无齿轮、直接驱动的风力涡轮机。作为替代方案，轮毂13也可以经由齿轮箱连接到转子。这种类型的风力涡轮机被称为齿轮传动的风力涡轮机。

发电机15被容纳在机舱12内。它包括所述转子和定子。发电机15被布置和准备用于将来自转子的转动能转化成电能。

图2示出了风力涡轮机的转子叶片20。转子叶片20包括具有根部211的根部段21和具有末端221的末端部段22。根部211和末端221实质上通过依循转子叶片20的形状的跨距26连接。如果转子叶片是矩形形状的物体，则跨距26将是直线。然而，因为转子叶片20以变化的厚度为特征，所以跨距26也是略微弧形或弯曲的。注意，如果转子叶片20本身是弯曲的，则跨距26也将是弯曲的。

此外，转子叶片20还包括具有前缘241的前缘部段24和具有后缘231的后缘部段23。

后缘部段23围绕后缘231。同样，前缘部段24围绕前缘241。

在每个翼展位置处，能够限定将前缘241与后缘231连接的弦线27。注意，弦线27基本上垂直于跨距26。肩部28被限定在弦线包括最大弦长的区域中。

此外，转子叶片20能够被分成包括转子叶片20与根部段21相邻的一半的内侧部，以及包括转子叶片20与末端部段22相邻的一半的外侧部。

图3示出了具有多个升力修改装置30的转子叶片20的透视图。特别是描绘了转子叶片20的翼型部段的一部分。所述翼型部段包括主体和在转子叶片的后缘部段处附接到所述主体的延伸部分39。延伸部分39包括在转子叶片的翼展方向上一个挨着另一个对齐的多个升力修改装置30。各个升力修改装置30关于它们的翼展延伸部彼此不同。它们还可以关于预定负载不同，在打开用于偏转从转子叶片的前缘部段流动到后缘部段的气流的空气通道的意义上，它们在处于所述预定负载的情况下被激活。

通过在翼展方向上对齐的这样的一组升力修改装置，能够提供转子叶片的翼型部段的定制的升力特性。

作为替代方案，若干升力修改装置也可以被定位在转子叶片的弦向方向上。示例性地，大小相等的两个升力修改装置可以在弦向方向上一个挨着另一个被放置在延伸部分39处。例如，这允许在处于第一预定负载的情况下激活第一升力修改装置，以及在处于第二预定负载的情况下激活与第一升力修改装置放置在相同的翼展位置处的第二升力修改装置。

图4示出了转子叶片的升力特性的两个曲线图。竖直坐标轴表示升力系数42，并且水平坐标轴表示攻角41。称为第一曲线图的曲线图43表示常规转子叶片的示例。称为第二曲线图的曲线图44表示具有升力修改装置的转子叶片的示例。

能够看到的是，对于最小的攻角和最大的攻角，两个曲线图43、44重合。然而，在小攻角的第一段中，第二曲线图44的升力系数与第一曲线图43的升力系数相比增强。这在风力涡轮机的能量产生方面可能是有利的。在具有高攻角的攻角的第二部分中，第二曲线图44的升力系数与第一曲线图43的升力系数相比降低。这可能是有益的设计，这是因为对较高的攻角而言，转子叶片和风力涡轮机的负载作为一个整体被降低，从而减轻了风力涡轮机的主要部件上的应变和应力。

总之，能够看到的是，通过在转子叶片处实施升力修改装置，能够以定制的方式来操纵升力系数对攻角的曲线。

图5和图6以剖面图示出了转子叶片的翼型部段。能够描绘出前缘部段24、后缘部段23、吸力侧252和压力侧251。后缘部段23包括升力修改装置30。升力修改装置30经由升力修改装置30的前缘装置部处的铰链连接到后缘部段。

在图6中，第一预定负载31作用在后缘部段23上。第一预定负载包括作用在后缘部段23上的力。第一预定负载31包括力的大小和力的方向。因为可能存在第一预定负载沿弦线的大小或方向或二者的变化，所以第一预定负载31需要被理解为表示在各个弦向位置处的实际的力的一组矢量。在图6中，第一预定负载能够被转化成从吸力侧252朝向压力侧251作用的力。

相比之下，图5示出了第二预定负载，其通过从压力侧251朝向吸力侧252作用的一组力来表示。

图7至图10示出了升力修改装置30的详细视图。这些升力修改装置30被各自连接到转子叶片的后缘部段。因为升力修改装置本身被限定为后缘部段的一部分，所以也可以说，升力修改装置被连接到剩余的后缘部段。在这个意义上，术语“剩余的后缘部段”指的是如下事实，即：剩余的后缘部段和升力修改装置一起形成后缘部段23。

升力修改装置30经由在前缘装置部35处或后缘装置部36处的机械铰链连接到后缘部段。图7至图10中还描绘了从转子叶片的前缘部段流动到后缘部段的气流。

因为图7至图10示出了空气通道打开的情况，所以发生气流的偏转，气流的至少一部分通过开放的空气通道偏转。

具体而言，图7示出了升力修改装置30，其被铰接在前缘装置部35处，并且其朝向转子叶片的吸力侧打开。因此，气流45的一小部分从压力侧偏转到吸力侧。

图8示出了升力修改装置30，其被铰接在后缘装置部36处，并且其也朝向转子叶片的吸力侧打开。因此，吸力侧上的气流通过穿过空气通道而部分地朝向压力侧偏转。

图9示出了升力修改装置30，其被铰接在前缘装置部35处，并且其朝向转子叶片的压力侧打开。因此，吸力侧的气流部分地朝向压力侧偏转并且经过空气通道。

图10示出了升力修改装置30，其被铰接在后缘装置部36处，并且其朝向转子叶片的压力侧打开。因此，来自压力侧的气流45的一小部分经由空气通道流向吸力侧。

图11示出了转子叶片20的翼型部段的剖面图。图示了前缘部段24、后缘部段23、压力侧251和吸力侧252。在后缘部段23处，结合（或集成）了升力修改装置30。升力修改装置30位于转子叶片20的后缘231的上游。升力修改装置30是延伸部分39的一部分。延伸部分39被附接到转子叶片20的压力侧251。

图12示出了图11中所示的转子叶片的后缘部段23的详细视图。在此实施例中，升力修改装置30被构造为弯曲元件。如果从吸力侧到压力侧的力作用在升力修改装置30上，则升力修改装置30被弹性地偏转并且执行弯曲运动38。

这能够在图13中看到，图13示出了升力修改装置30在前缘装置部35处被附接到剩余的后缘部段的情形。因此，如果升力修改装置30被朝向转子叶片的吸力侧打开，则转子叶片的压力侧上的气流45部分地朝向转子叶片的吸力侧偏转。

在图14中，能够看到作为升力修改装置30的弯曲元件的略微不同的构造。在这种情况下，升力修改装置30在后缘装置部36处被连接到剩余的后缘部段。因此，吸力侧的气流45通过经过开放的空气通道而部分地朝向压力侧偏转。

最后，图15示出了包括阻碍升力修改装置30在一个特定方向上移动的机构的升力修改装置30。在图15中所示的实施例中，升力修改装置30从转子叶片的吸力侧朝向压力侧的移动被升力修改装置30的边缘33与空气通道的边缘34相比的特殊构造阻止。因此，如果基本上包括从转子叶片的吸力侧朝向压力侧作用的力的第一预定负载31作用在升力修改装置30上，则升力修改装置30的位置不会改变。因此，升力特性在第一预定负载31下不会改变。然而，如果第二预定负载32作用在升力修改装置30上，则升力修改装置30将打开空气通道。在这个背景下，第二预定负载32将被理解为从转子叶片的压力侧朝向吸力侧作用的力。

Claims (14)

1.一种具有升力修改装置（30）的风力涡轮机（10）的转子叶片（20），

其特征在于，

所述转子叶片（20）包括压力侧（251）、吸力侧（252）、具有前缘（241）的前缘部段（24）和具有后缘（231）的后缘部段（23），

所述升力修改装置（30）是所述后缘部段（23）的一部分，以及

所述升力修改装置（30）被构造成使得在处于所述后缘部段（23）的预定负载（31、32）的情况下，空气通道（46）打开从所述压力侧（251）到所述吸力侧（252）的流动路径，并且在所述后缘部段（23）中反之亦然，

使得从所述前缘部段（24）流动到所述后缘部段（23）的气流（45）至少部分地通过开放的空气通道（46）偏转，这导致所述转子叶片（20）的升力的修改。

2.根据权利要求1所述的转子叶片（20），

其特征在于，

所述后缘部段（23）包括与剩余的后缘部段分离的延伸部分（39），

所述延伸部分（39）被附接到所述剩余的后缘部段，以及

所述升力修改装置（30）是所述延伸部分（39）的一部分。

3.根据权利要求1所述的转子叶片（20），

其特征在于，具有所述升力修改装置（30）的所述后缘部段（23）被构建为一个单件。

4.根据前述权利要求中任一项所述的转子叶片（20），

其特征在于，所述转子叶片（20）包括多个升力修改装置（30），所述多个升力修改装置（30）沿所述后缘部段（23）被布置在翼展方向上，使得所述转子叶片（20）的升力能够相对于沿所述转子叶片（20）的翼展位置局部地修改。

5.根据前述权利要求中任一项所述的转子叶片（20），

其特征在于，在处于第一预定负载（31）的情况下，来自所述吸力侧（252）的力被施加在所述转子叶片（20）的后缘部段（23）上，从而朝向所述转子叶片（20）的压力侧（251）打开所述升力修改装置（30）。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的转子叶片（20），

其特征在于，在处于第二预定负载（32）的情况下，来自所述压力侧（251）的力被施加在所述转子叶片（20）的后缘部段（23）上，从而朝向所述转子叶片（20）的吸力侧（252）打开所述升力修改装置（30）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的转子叶片（20），

其特征在于，所述升力修改装置（30）包括如下机构，

所述机构防止所述升力修改装置（30）朝向所述压力侧（251）打开，从而仅允许所述升力修改装置（30）朝向所述吸力侧（252）打开，或者

所述机构防止所述升力修改装置（30）朝向所述吸力侧（252）打开，从而仅允许所述升力修改装置（30）朝向所述压力侧（251）打开。

8.根据权利要求7所述的转子叶片（20），

其特征在于，选择性地阻碍所述空气通道（46）朝向所述压力侧（251）或所述吸力侧（252）打开的机构通过所述升力修改装置的边缘（33）来实现，所述边缘（33）在所述空气通道（46）的关闭状态下，至少部分地与所述空气通道的边缘（34）重叠。

9.根据前述权利要求中任一项所述的转子叶片（20），

其特征在于，

所述升力修改装置（30）包括朝向所述转子叶片（20）的前缘部段（24）的前缘装置部（35）和与所述前缘装置部（35）相对的后缘装置部（36），以及

所述升力修改装置（30）在所述前缘装置部（35）或所述后缘装置部（36）处打开。

10.根据前述权利要求中任一项所述的转子叶片（20），

其特征在于，所述升力修改装置（30）通过特别是包括扭转弹簧的机械铰链附接到所述剩余的后缘部段（23），因此所述升力修改装置（30）被布置和准备用于在处于所述后缘部段（23）的预定负载的情况下被动地打开所述空气通道（46）。

11.根据前述权利要求中任一项所述的转子叶片（20），

其特征在于，

所述升力修改装置（30）被牢固地附接到所述后缘部段（23），以及

所述升力修改装置（30）是柔性的，使得它能够弹性地偏转，以便在处于所述后缘部段（23）的预定负载（31、32）的情况下被动地打开所述空气通道（46）。

12.根据前述权利要求中任一项所述的转子叶片（20），

其特征在于，所述转子叶片（20）包括用于主动地打开所述空气通道（46）的装置。

13.根据前述权利要求中任一项所述的转子叶片（20），

其特征在于，所述空气通道（46）被被动地打开。

14.一种修改风力涡轮机（10）的转子叶片（20）的升力的方法，

其中，所述转子叶片（20）根据前述权利要求中的一项来构造，以及

在处于后缘部段（23）的预定负载（31、32）的情况下，空气通道（46）打开，以及

从前缘部段（24）流动到所述后缘部段（23）的气流（45）至少部分地通过开放的空气通道（46）偏转，这导致所述转子叶片（20）的升力的修改。