CN107110111A - 设置有表面安装装置的风力涡轮机叶片 - Google Patents

Abstract

描述了一种风力涡轮机叶片（10，610），用于具有大致水平转子轴的风力涡轮机（2）的转子。表面安装装置（70，70’，170，270，370，470，570，670，770）附接到风力涡轮机叶片（10）的表面上。表面安装装置（70，70’，170，270，370，470，570，670，770）经由至少第一附接部件（77，77’）附接到风力涡轮机叶片（10，610）的表面上，所述第一附接部件连接到表面安装装置（70，70’，170，270，370，470，570，670，770）的一部分上。附接部件（77，77’）包括柔性外壳（80，80’，680，780），所述柔性外壳在至少外壳（80，80’，680，780）与风力涡轮机叶片（10，610）的表面之间形成腔（81，81’，681，781）。腔（80，80’，680，780）填充有粘合剂，所述粘合剂为风力涡轮机叶片（10，610）的表面提供粘合剂粘接。

Description

设置有表面安装装置的风力涡轮机叶片

技术领域

本发明涉及一种设置有表面安装装置的风力涡轮机叶片以及一种将装置附接在风力涡轮机叶片表面上的方法。

背景技术

理想情况下，翼型风力涡轮机叶片的形状类似于飞机机翼的轮廓，其中叶片的弦面宽度及其一阶导数随着距毂部距离的减小而增加。这导致在理想情况下，叶片在毂部附近相对宽。当必须将叶片安装到毂部上时这又导致了问题，此外，由于叶片的大的表面积，这将在叶片的运行过程中引起很大的载荷，如，风暴载荷。

因此，多年来，叶片的结构已经朝向一种形状发展，其中，叶片由最接近毂部的根部区域、离毂部最远的包括产生升力的轮廓的翼型区域、以及根部区域与翼型区域之间的过渡区域组成。翼型区域具有关于产生升力方面的理想的或近乎理想的叶片形状，而根部区域具有大致圆形的横截面，这减少了风暴载荷，并且使之更容易和更安全地将叶片安装到毂部上。优选地，根部区域直径沿整个根部区域是恒定的。由于圆形的横截面，根部区域对风力涡轮机的发电不做出贡献，事实上，因为阻力还降低了一点发电。如由名称暗示的，过渡区域具有从根部区域的圆形形状到翼型区域的翼型轮廓逐渐变化的形状。典型地，过渡区域中叶片的宽度随着距毂部的距离的增加而大致线性增加。

例如，风力涡轮机叶片随着时间的推移变得越来越大，现在它们可能超过60米长，对优化的空气动力性能的要求也增加了。风力涡轮机叶片被设计为具有至少20年的运行寿命。因此，即使对叶片整体性能的很小的改变都可能在风力涡轮机叶片的寿命中累积成经济收益的高增加，其超过了与这些变化相关的额外的制造成本。多年来，重点研究领域一直指向改进叶片的翼型区域，但在最近几年，越来越多的焦点还已经指向改进叶片的根部和过渡区域的空气动力性能。

WO2007/065434公开了一种叶片，其中，根部区域设置有凹陷和/或突起，以减少来自于这部分叶片的阻力。

WO2007/045244公开了一种叶片，其中，根部区域和过渡区域设计为具有至少两个分开的翼型轮廓，以增加这些区域的升力。

WO0208600描述了一种风力涡轮机，其中，通过使风力涡轮机的根部部分设置有构件增加了风力涡轮机的输出，所述构件以由构件和根部部分组成的组件能够吸收风能并且增加风力涡轮机的总效率的方式设计。

WO2007/118581公开了一种叶片，其中叶片的内侧部分在叶片的压力侧上设置有导流装置，以通过增加升力增加叶片的空气动力性能。但是，由于三角形的横截面，提出的设计是非常刚性的，并且因此当叶片弯曲时，导流装置具有与叶片的表面分离的趋势。

WO2011/042527公开了一种风力涡轮机叶片，其设置有附接到叶片的压力侧上的多个导流装置部件。纵向延伸的导流部件组合在一起，以形成叶片过渡区域中的第一导流装置组。导流装置的模块化结构使结构更灵活，并且降低导流装置部件端部处的剥落力。但是，导流装置部件设计有基体部分和突起的板形元件，并且当叶片弯曲时，载荷仍在很大程度上转移到板形元件上。

此外，将装置附接到风力涡轮机叶片的表面上的现有技术的方法是冗长和复杂的。先前的表面附接技术要求磨削凝胶涂层以露出用于粘接的纤维材料、施加粘合剂、定位装置、去除多余的粘合剂、最后为了表面视觉目的进行后处理，例如涂装，因此涉及大量的步骤和实施所述方法的工具。

发明内容

本发明的目的是获得一种新的叶片以及将装置附接到风力涡轮机叶片的表面上的方法，并且其克服或改进了现有技术中的至少一个缺点，或提供了有用的替代。

根据第一方面，本发明提供了一种风力涡轮机叶片，用于具有大致水平转子轴的风力涡轮机的转子，所述转子包括毂部，风力涡轮机叶片在安装到毂部上时从所述毂部大致沿径向方向延伸，风力涡轮机叶片具有纵向方向以及横向方向，所述纵向方向具有尖端和根端。风力涡轮机叶片进一步包括：成型轮廓，所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧以及具有弦的前缘和后缘，所述弦具有在所述前缘和所述后缘之间延伸的弦长，当被进入的气流冲击时，成型轮廓产生升力，其中，表面安装装置附接到风力涡轮机叶片的表面上，其中，表面安装装置经由至少第一附接部件附接到风力涡轮机叶片的表面上，所述第一附接部件连接到表面安装装置的一部分上。附接部件包括柔性外壳，所述柔性外壳在至少所述外壳与风力涡轮机叶片的表面之间形成腔，并且所述腔填充有粘合剂，所述粘合剂为风力涡轮机叶片的表面提供粘合剂粘接。

相同地，本发明的第一方面提供一种导流装置，其适合于经由至少第一附接部件附接到风力涡轮机叶片的表面上，其中，所述附接部件包括柔性外壳，所述柔性外壳适合于在至少所述外壳与风力涡轮机叶片的表面之间形成腔，所述腔适合于填充有粘合剂，所述粘合剂为风力涡轮机叶片的表面提供粘合剂粘接。

这提供了特别有利的实施例，其中相对离散的或软的附件附接到叶片的表面上，以便来自叶片的载荷，例如，来自叶片的弯曲或叶片壳体的裂孔(ovalisation)的载荷不直接转移到表面安装装置自身上。因此，表面安装装置的离散部分处的附件提供了实施例，其不太可能被损坏或从叶片的表面脱离。另外，具有胶腔的附接部件还提供了将表面安装装置附接到叶片表面上的特别简单的方法。因为附接部件的外壳是柔性的，所以附接部件可以例如通过对附接部件施加压力而符合叶片表面的曲率。由此，该附接提供了将附件装配到叶片表面上的简单方法，而不需要固定装置和叶片表面的冗长的准备。因此，工人可以更快速地将表面安装装置附接到叶片的表面上。

优选地，粘合剂是硬化的或固化的粘合剂。

很明显的是，优选地，表面安装装置附接到风力涡轮机叶片的外表面上。但是，也可以是风力涡轮机叶片的内表面。

可见附接部件的外壳形成粘胶成型器(glue shaper)或粘胶防护物(glue shoe)，其可以用于将附件附接到叶片的表面上。外壳或附接部件可以设置有例如形成为从腔的顶部延伸出的突起的粘胶间隔件，以确保粘合剂粘接的受控制的厚度。

胶腔可以形成在柔性外壳、风力涡轮机叶片的表面与表面安装装置的一部分之间。还可以设置为用于将表面安装装置安装到叶片的表面上的螺钉的单独的插口。

优选地，附接部件连接到表面安装装置的近端部分上。表面安装装置的近端部分是最接近叶片表面定位且可以说是附接到叶片的表面上的部分。但是，通过利用附接部件，很明显的是，可以在表面安装装置的近端部分与叶片的表面之间存在空间。

例如，粘合剂可以是PU基、环氧基或MMA。

很明显的是，表面安装装置还可以包括远端部分，所述远端部分是离叶片的表面和附接部件最远的部分。

根据第二方面，本发明还提供了一种风力涡轮机叶片，用于具有大致水平转子轴的风力涡轮机的转子，所述转子包括毂部，风力涡轮机叶片在安装到毂部上时从所述毂部大致沿径向方向延伸，风力涡轮机叶片具有纵向方向以及横向方向，所述纵向方向具有尖端和根端，风力涡轮机叶片进一步包括：成型轮廓，所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧以及具有弦的前缘和后缘，所述弦具有在所述前缘和所述后缘之间延伸的弦长，当被进入的气流冲击时，成型轮廓产生升力，其中，表面安装装置附接到风力涡轮机叶片的表面上，其特征在于，表面安装装置经由三个附接部件附接到风力涡轮机叶片的表面上，所述三个附接部件连接到表面安装装置的多个部分上，并将表面安装装置附接到叶片的表面上的三个离散区域上，其中，当在俯视图中看时，三个离散区域布置成三角形。

相同地，第二方面提供一种导流装置，其适合于经由三个附接部件附接到风力涡轮机叶片的表面上，所述三个附接部件连接到表面安装装置的多个部分上，并适合于将表面安装装置附接到叶片的表面上的三个离散区域上，其中，当在俯视图中看时，三个附接部件布置成三角形。

这提供了将附件附接到风力涡轮机叶片的表面上的特别简单的方式，因为当与例如具有四个附接部件、成一直线的三个附接部件、或沿装置的整个范围的大粘接表面（在此，难以让所有（或全部）的附接部件接触叶片）的装置相比时，尽管叶片的表面具有复杂曲率，三个点的附接将总能够接触叶片的表面。由此，该附接提供了将附件装配到叶片表面上的简单方法，而不需要固定装置和叶片表面的冗长的准备。因此，工人可以更快速地将表面安装装置附接到叶片的表面上。

根据第三方面，本发明还提供一种风力涡轮机叶片，用于具有大致水平转子轴的风力涡轮机的转子，所述转子包括毂部，风力涡轮机叶片在安装到毂部上时从所述毂部大致沿径向方向延伸，风力涡轮机叶片具有纵向方向以及横向方向，所述纵向方向具有尖端和根端，风力涡轮机叶片进一步包括：成型轮廓，所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧以及具有弦的前缘和后缘，所述弦具有在所述前缘和所述后缘之间延伸的弦长，当被进入的气流冲击时，成型轮廓产生升力，其中，表面安装装置附接到风力涡轮机叶片的表面上，其中，表面安装装置在纵长方向上是弯曲的，其特征在于，表面安装装置的纵向曲率半径从表面安装装置的近端部分到表面安装装置的远端部分变化。

相同地，本发明的第三方面提供一种导流装置，其适合于附接到风力涡轮机叶片的表面上，其中，导流装置在装置的纵长方向上是弯曲的，并且其中，所述装置的纵向曲率半径从所述装置的近端部分到所述装置的远端部分变化。

通过改变表面安装装置的曲率半径，可以改变所述装置从所述装置的近端部分到远端部分的刚度，和/或更好地控制载荷从叶片转移到所述装置自身。

第一、第二和第三方面可以任何方式组合。在下面描述的若干实施例中，这些实施例可应用到所有三个方面，并且特别是应用到组合了所有三个方面的实施例。

根据有利的实施例，柔性外壳由第一材料制成，并且表面安装装置由第二材料制成，其中，第一材料的硬度小于第二材料的硬度。替代地，第一材料比第二材料软。总的来说，外壳应该比表面安装装置更有柔性。

柔性外壳可以例如由弹性材料制成。另外，优选地，外壳是相对薄的壁。

根据有利的实施例，附接部件从所述附接部件的近端部分到远端部分是锥形的，例如，是钟形、圆锥形或截头圆锥形的。因此，附接部件的形状为使得在接近叶片的表面的部分处具有比离叶片的部分远的部分大的表面积，由此，附接部件防止在叶片的表面处的切口效应，取而代之的是提供了从叶片转移到表面安装装置上的载荷的逐渐过渡。优选地，在侧视图中看，附接部件也是锥形的，使得附接部件的高度变为零并提供最小的切口效应。

有利地，附接部件形成为使得附接装置的俯视横截面是大致圆形的。根据另一有利的实施例，附接部件是大致椭圆形的。

因此，附接装置的形状可以类似于柔性的吸杯，其符合叶片的表面。形成在所述杯与叶片的表面之间的腔填充有粘合剂，所述粘合剂是硬化的或固化的。

有利地，附接部件的外壳可以由橡胶或聚氨酯或另一适合的聚合物材料制成。

在另一有利的实施例中，附接部件经由粘合剂粘接或通过模制在表面安装装置上而连接到表面安装装置上。因此，附接部件可以胶粘在表面安装装置上。还有可能是经由例如注射模塑将附接部件模制在表面安装装置上。

表面安装装置或附接部件还可以设置有柄等，其可以通过允许工人更容易地将柔性外壳压靠在叶片的表面上，来帮助工人更容易处理将表面安装装置附接到叶片的表面上。如果是在现场实际应用中安装所述装置，这是特别有利的。

在有利的实施例中，表面安装装置可以由聚合物材料制成，如聚氨酯，可选地由增强纤维，如玻璃纤维或碳纤维增强的聚氨酯制成。

在特别有利的实施例中，表面安装装置由聚氨酯（PUR）材料制成，可选地由增强纤维增强的聚氨酯（PUR）材料制成，并且附接部件也由聚氨酯（PUR）材料制成。因此，确保了附接部件和所述装置是兼容的，并提供强连接。两个部件可以一体地形成，或者这些部件可以例如以两个步骤注射模制。通过使用PUR材料，更相当简单地改变了部件的硬度和刚度，由此附接部件可以制作得相对柔性，而表面安装装置可以制作得较硬。通过以热塑性材料制造附接装置和/或表面安装装置可以实现类似的效果，这对于高产量的制造是有特别重大意义的。根据优选的实施例，表面安装装置不是纤维增强的。因此，所述装置可以例如仅由PUR或另一聚合物材料制成，其提供了更简单和更廉价制造的装置。

在有利的实施例中，附接部件包括周缘唇部(circumferential lip)，用于附接到风力涡轮机叶片的表面上。因此，周缘唇部形成附接装置的下部分或近端部分，并且胶腔形成在外壳与风力涡轮机叶片的表面之间。

周缘唇部可以具有大致平的附接表面，用于安装到叶片上。替代地，周缘唇部可以具有倾斜的附接表面，以便当压靠在风力涡轮机叶片的表面上时，附接表面符合风力涡轮机叶片的所述表面。

周缘唇部可以设置有粘合剂，如，粘合带，例如，压敏双面粘合带，以提供对叶片表面的初步附接。因此，粘合剂提供对叶片表面的密封，并且提供胶腔，然后所述胶腔填充有粘合剂并硬化或固化。所述带可以设置有内衬，其在柔性外壳已经初步装配到叶片的表面上之后被去除。在另一实施例中，通过在粘合剂填充过程中将附接部件拧入或铆接在叶片的表面上作为固定装置来提供初步的附接。

根据优选的实施例，表面安装装置是导流装置，如扰流器装置或古奈(Gurney)扰流板。由此，可见的是所述装置是改变风力涡轮机叶片的一部分的空气动力学的装置。但是，所述装置也可以是后缘元件，如包括锯齿状后缘的板。

根据另一优选的实施例，表面安装装置包括板形元件，所述板形元件从风力涡轮机叶片的表面突出。在下文中，当指表面安装装置时，这可以例如是指表面安装装置的板形元件。

表面安装装置可以定向为使得它大致沿叶片的纵向方向延伸，即，表面安装装置的纵长方向大致沿叶片的纵向方向取向。“大致沿（叶片的）纵向方向”意味着表面安装装置的纵长方向与叶片的纵向方向形成30度或更小的角，有利地是20度或更小，甚至更有利地是10度或更小。

根据另一优选的实施例，表面安装装置布置在叶片的压力侧上。表面安装装置，例如，导流装置可以例如定位在后缘处，并形成古奈扰流板。但是，根据优选的实施例，表面安装装置是扰流器装置，其布置在距离叶片的后缘的一定距离处，例如在叶片轮廓的最大厚度位置与叶片的后缘之间的位置内。因此，表面安装装置可以布置为，当叶片受到进入的气流的冲击时，在表面安装装置与叶片的后缘之间的点处产生气流从叶片的压力侧分离。因此，表面安装装置或导流装置有助于所述装置与后缘之间的压力累积以及因此增加的升力。

在一个有利的实施例中，表面安装装置在所述装置的纵长方向上是弯曲的。这种设计的优点是，例如当叶片弯曲或叶片壳体裂孔时，表面安装装置可以在纵长方向上稍微拉伸。很明显的是，是板形元件可以在纵长方向上弯曲。

在特别有利的实施例中，表面安装装置的纵向曲率半径从表面安装装置的近端部分到表面安装装置的远端部分变化。曲率半径从表面安装装置的近端部分到远端部分可以例如增加。这提供了简单的实施例，其中所述装置的远端部分可以制作得比近端部分硬。因此，近端部分可以更好地符合叶片弯曲，而远端部分可以更好地承受风压并有助于压力的累积。在所述装置的远端部分是直的情况下，远端部分的曲率半径可以例如接近无穷大。在替代实施例中，曲率半径从表面安装装置的近端部分到远端部分减小。表面安装装置可以例如形成为截头圆锥形状的一部分。

在一个特别有利的实施例中，表面安装装置以网格或肋结构增强。网格或肋结构可以例如设置为表面突起。多个肋可以例如沿板形元件的两个端部部分布置，并且一个肋沿板形元件的远端部分延伸。进一步地或替代地，板形元件可以设置有交叉肋，所述交叉肋从板形元件的远端部分和端部部分附近延伸到近端和中间部分。这提供了为板形元件增加强度的牢固的三角形肋结构。肋或网格设计可以容易地与板形元件模制在一起，特别是如果板形元件以PUR形成。

有利地，板形元件不设置有沿板形元件的近端部分的肋，因为这将防止板形元件符合叶片弯曲或裂孔。由此，叶片表面就这样提供了为板形元件提供刚度的三角形的第三侧（具有可变长度）。

总的来说，可见的是根据第四方面的本发明提供一种导流装置，其包括板形元件，所述板形元件以例如根据前述实施例中的任一个实施例的肋结构增强。这提供了以聚合物材料制造板形元件而不需要纤维增强结构的可能性。

有利地，扰流器的厚度是0.5-10 mm，例如，大约1-3 mm。有利地，肋或网格结构的厚度是5-50 mm，例如，大约15 mm。

有利地，表面安装装置的纵向长度是20-150 cm，或25-120 cm。有利地，表面安装装置的高度是3-50 cm。

有利地，柔性外壳的硬度在肖氏A硬度表是20-75，例如，在肖氏A硬度表上是大约55。有利地，表面安装装置的硬度在肖氏D硬度表上是45-100，例如，在肖氏D硬度表上是大约75。

有利地，附接装置的唇部具有最大的外部尺寸，如1-15 cm，或2-10cm的外径。因此，附接装置的近端部分可以具有这个最大的外部尺寸。

在一个实施例中，表面安装装置连接到附接部件上，以使表面安装装置的近端部分与风力涡轮机叶片的表面之间的间距在间隔1-20 mm内，例如，大约10 mm。

板形元件可以制造为具有柔性，其允许板形元件在高风速下挠曲，由此减小对叶片的负荷。

在另一实施例中，表面安装装置可以朝向叶片的前缘成角度，以在表面安装装置与叶片的表面之间提供袋(pocket)，所述袋面向叶片的前缘。这提供了扰流器装置，其有助于扰流器装置前面和后面压力的累积，由此甚至进一步增加升力。

有利地，表面安装装置（或板形元件）朝向叶片的前缘弯曲，因此也在表面安装装置与叶片的表面之间提供袋。因为柔性板形元件，这种设计还允许表面安装设计（例如通过使用带）被折叠或被压靠在叶片的表面上，因为所述装置沿朝向叶片前缘的方向是柔性的而沿进入流的方向是刚性的。对于运输的目的这可以是有利的。

与附接点处的表面法线相比，表面安装装置可以例如成5-45度，或10-40度，例如大约25度角。但是，原则上，表面安装装置也可以大致正交于叶片表面突出或朝向叶片的后缘成角度。

在有利的实施例中，风力涡轮机叶片设置有多个表面安装装置。多个表面安装装置可以例如布置为纵向延伸的导流装置部件，这些导流装置部件组合在一起，以形成第一导流装置组。

有利地，多个表面安装装置可以沿大致彼此互相纵向延伸的方式布置。因此，导流装置可以并列布置为在它们之间具有小间距，或者使得并列的装置的端部大致彼此邻接。导流装置也可以布置为在纵向方向上稍微重叠。

导流装置可以布置为在导流部件之间具有纵向间距。纵向间距可以例如位于5 mm与50 mm之间，或5 mm与40 mm之间，或5 mm与30 mm之间的间隔内，例如，大约10 mm。在一个实施例中，相邻导流部件之间的间距以例如由橡胶材料制成的柔性物体封闭。

因此，第一导流装置组可以包括特别在叶片纵向方向上的多个单独的或模块化的部件。模块化结构使结构更灵活，并且降低导流装置部件端部处的剥落力。因此，模块化部件具有从叶片的表面脱落的较小趋势。

纵向延伸意味着导流装置部件大致沿叶片的纵向方向延伸。因此，所述装置部件典型地具有第一侧（最接近前缘）和第二侧（最接近后缘）以及第一纵向端部（最接近根端）和第二纵向端部（最接近尖端）。

有利地，第一侧大致面向叶片的前缘。

优选地，导流装置永久地附接到风力涡轮机叶片的表面上，并且不被主动控制。因此，前表面的取向是不可调整的。也认识到，导流装置是用于增加升力和能量产量。因此，替代地，导流装置可以认为是增升装置。

所谓进入流(incident flow)指的是在叶片的正常使用（即，风力涡轮机转子上的旋转）过程中叶片部分处的流入状态。因此，进入流是当由叶片的局部剖面看时，由轴向风速和旋转分量的合成形成的流入。所谓迎面而来的流(oncoming flow)指的是撞击导流装置的流，即叶片的压力侧上的遇到并冲击导流装置的局部流。

根据一个实施例，导流装置部件是扰流器装置部件。再次，必须指出，优选地，这些部件是不可调整的并布置为增加风力涡轮机叶片的升力，并因此增加风力涡轮机的能量产量。因此，扰流器部件不是用于破坏的目的。

根据有利的实施例，导流装置部件包括从轮廓突出的平面的或板形的元件。由此，提供导流装置部件的特别简单的设计。此外，这种设计比非常刚硬的典型楔形设计柔软得多。因此，平面设计具有出现高节点载荷的更小趋势，高节点载荷在最坏的情况下能够使导流装置部件从风力涡轮机叶片的表面脱落。

根据有利的实施例，多个导流装置部件一起形成面向叶片的前缘的大致连续的第一侧，使得多个导流装置部件一起形成导流装置，其被布置并适合于在导流装置与叶片的后缘之间形成分离的气流。

根据一个有利的实施例，导流装置部件的形状为使得它们具有流入表面，所述流入表面具有朝向叶片的前缘取向的开始点以及朝向叶片的后缘取向的结束点，流入表面与成型轮廓之间的距离从开始点到结束点增加。因此，导流装置部件可以具有大致楔形的或三角形的轮廓。但是，流入表面也可以由向后或朝向叶片的后缘取向的平面元件设置。有利地，流入表面与流入表面的远端点的表面高度的角可以对应于分别由本申请人申请的欧洲专利申请WO2010066500和WO2010066501中描述的那些。

根据有利的实施例，叶片的导流装置具有前表面，所述前表面面向迎面而来的气流，并具有定位在成型轮廓处的近端点和定位在与叶片的成型轮廓有一定距离（即，具有间距）处的远端点，其中，成型轮廓在近端点处具有表面法线，并且其中，导流装置的前表面包括至少第一部分，所述第一部分朝向迎面而来的气流成角度，以使所述第一部分的平均切线或中线与表面法线形成大于0度的第一角。

因此，从近端点看，导流装置的前表面朝向迎面而来的气流，并因此也朝向叶片的前缘成角度。因此，当叶片的成型轮廓受进入的气流冲击时，导流装置在前表面的前面产生气阱(air pocket)，其增加了导流装置前面的局部压力，并引导导流装置周围的气流。另外，导流装置起阻碍轮廓的压力侧上的流的作用。在导流装置的下游，即，典型地在导流装置与叶片的后缘之间，发生气流的分离。由于流的分开，这个阻碍导致导流装置之后，即，导流装置与风力涡轮机叶片的后缘之间的更高的压力。因此，导流装置前面和后面的压力都增加，其进而显著增加了在用于这部分的主导流入角度下的叶片的这部分上的升力。与不具有这种导流装置的传统风力涡轮机叶片相比，实际估计的潜在性能提高是每年1-2%能量产量。

术语平均切线或中线在此意味着前表面的第一部分平均朝向迎面而来的流所成角度。这对应于与朝向迎面而来的流和叶片的前缘成角度的导流装置的前表面的第一部分的线性拟合。

向前成角度的第一部分还导致与轮廓相切，并且切线或中线与前表面的第一部分形成小于90度的角。

从定义看，很明显的是，前表面可以包括第二部分，所述第二部分不朝向迎面而来的流和叶片的前缘成角度。

根据有利的实施例，第一角是至少5度，或至少10度，或至少15度。第一角甚至可以是至少20度，或至少25度，或至少30度。较大的角度更有效地提供气阱并且也可以降低阻力，因为前表面不需要从表面突出那么多以在导流装置的前面提供压力的累积。另一方面，甚至更大的角度使导流装置的有效高度更小。

根据另一有利的实施例，前表面是凹的。导流装置的前表面可以引导气流穿过凹的表面并因此进一步有助于在导流装置的前面形成再循环区。

根据又一有利的实施例，多个纵向延伸的导流装置部件包括多个单个的导流装置部件，这些导流装置部件沿叶片的纵向方向至少部分地重叠。因此，多个单个的导流装置部件单独地沿叶片的横向方向放置。因此，第一导流装置的第一端部延伸超过第二导流装置部件的第二端部的径向位置。

在一个实施例中，多个单个的导流装置部件在纵向方向上是大致直的。在另一实施例中，多个单个的导流装置部件在纵向方向上是弯曲的。例如，每个第二导流装置部件可以是凸的，而其他是凹的。这还能够与部分重叠的设计组合。

根据又一有利的实施例，第一导流装置组在纵向方向上具有波纹设计，有利地，至少板形元件的远端点。所述设计可以例如在纵向方向上是波浪，并包括分别是凹的和凸的交替的导流装置部件。替代地，可以使用梯形设计。这些设计具有的优点是，当叶片弯曲时，导流装置部件可以在纵向方向上稍微拉伸。单个的导流装置部件也可以是波纹的。

优选地，导流装置组形成为纵向延伸的装置。根据有利的实施例，导流装置组沿风力涡轮机叶片的至少5%的纵向范围延伸。再一次，导流装置组的纵向范围可以是叶片的纵向范围或长度的至少7%、10%、15%或甚至20%。

根据另一实施例，纵向延伸的导流装置组沿叶片的至少1米，或风力涡轮机叶片的至少2米，或至少3米，或至少4米，或至少5米，或至少6米，或甚至至少8或10米延伸。

有利地，风力涡轮机叶片或至少风力涡轮机的空气动力学壳体可以由复合结构制成，如以纤维增强材料（如玻璃纤维或碳纤维）增强的聚合物基体。树脂可以是热固性树脂，如环氧树脂、乙烯基脂、聚酯。树脂也可以是热塑性的，如尼龙、PVC、ABS、聚丙烯或聚乙烯。再一次，树脂可以是热固性和热塑性，如环形PBT或PET。导流装置也可以由这种复合材料制成。聚合物基体材料还可以是聚氨酯树脂。

风力涡轮机叶片可以制造为具有承重翼梁以及附接到所述梁上的空气动力学壳体。替代地，承重结构可以集成到叶片壳体中，其中梁帽（也称为主层压结构）集成在叶片壳体中，并且中间抗剪腹板附接在梁帽之间。

在一个实施例中，成型轮廓分成最接近毂部的具有大致圆形或椭圆形轮廓的根部区域、离毂部最远的具有产生升力的轮廓的翼型区域以及根部区域与翼型区域之间的过渡区域，所述过渡区域具有从根部区域的圆形或椭圆形轮廓向翼型区域的产生升力的轮廓沿径向方向逐渐变化的轮廓。有利地，表面安装装置可以设置在叶片的过渡区域中。

根据特别有利的实施例，导流装置布置在成型轮廓的过渡区域中，优选地在叶片的压力侧上。所述装置可以增加过渡区域中的升力，因此对能量产量有贡献。有利地，导流装置大致沿过渡区域的整个纵向范围延伸，因此对沿整个过渡区域增加的升力有贡献。

再一次，有利地，导流装置可以延伸进翼型区域中。这将增加翼型区域的升力，因此增加年度能量产量。原则上，它还可以延伸进根部区域中。同样，导流装置可以仅布置在根部区域中，或仅布置在翼型区域中。

在优选的实施例中，表面安装装置经由三个附接部件附接到叶片的表面上，其中，第一附接部件连接在表面安装装置的第一端部附近，第二附接部件连接在表面安装装置的第二端部附近，并且第三附接部件连接在表面安装装置的中间部分处。当在俯视图中看时，三个附接部件在风力涡轮机叶片的表面上可以布置成三角形。三角形可以具有至少5度，或至少10度的锐角。

在一个有利的实施例中，附接部件或柔性外壳由双面粘合带制成。这提供了形成附接部件和腔的形状的特别简单的方法，所述腔填充有粘合剂，其形成粘合剂粘接。

因此，在一个实施例中，双面粘合带可以在风力涡轮机叶片的表面与表面安装装置之间形成周缘部分(circumferential part)，并且在双面粘合带、风力涡轮机叶片的表面与表面安装装置的一部分之间进一步形成腔。

在一个有利实施例中，双面粘合带包括一层可压缩材料。这提供了粘弹性的外壳。可压缩材料可以例如是一层泡沫细胞，如，丙烯酸泡沫。双面粘合带可以具有至少0.5 mm，并优选地至少1 mm的厚度。另外，粘合带可以具有最大10 mm，或最大7 mm，或最大5 mm的厚度。因此，可以形成具有0.5 mm至10 mm高度的腔，例如，具有1 mm至5 mm的高度。

根据另一方面，本发明提供一种风力涡轮机，其包括若干根据前述实施例中的任一个的叶片，优选地包括两个或三个。

本发明的第一方面还提供一种将表面安装装置附接到风力涡轮机叶片的表面上的方法，其中，风力涡轮机叶片具有纵向方向以及横向方向，所述纵向方向具有尖端和根端，其中，风力涡轮机叶片进一步包括成型轮廓，所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧以及具有弦的前缘和后缘，所述弦具有在所述前缘和所述后缘之间延伸的弦长，当被进入的气流冲击时，成型轮廓产生升力，其中，所述方法包括以下步骤：

a）设置风力涡轮机叶片，

b）设置用于安装在所述叶片的表面上的表面安装装置，所述表面安装装置具有连接到所述表面安装装置的一部分上的至少一个附接部件，其中，所述附接部件包括柔性外壳，所述柔性外壳适合于在至少所述外壳与风力涡轮机叶片的表面之间形成腔，

c）将附接部件定位在叶片的表面的第一离散区域上，使得腔形成在至少外壳与风力涡轮机叶片的表面之间，

d）将粘合剂或树脂注入到腔中，并且

e）固化或硬化粘合剂或树脂，使得所述装置经由粘合剂粘接附接到风力涡轮机叶片的表面上。

涉及具有胶腔的附接部件的所述方法还提供了将表面安装装置附接到叶片的表面上的特别简单的方法。因为附接部件的外壳是柔性的，所以附接部件例如通过对附接部件施加压力来符合叶片表面的曲率。所述装置的确切位置也可以通过仔细移动附接部件来精细调整，以便获得希望的位置。总的来说，新的附接方法提供了将附件装配到叶片表面上的简单方法，而不需要固定装置和叶片表面的冗长的准备。另外，柔性外壳还用作粘胶成型器和胶塞(glue stopper)，其减轻了后续对精工操作，如去除多余的粘合剂的需要。因此，工人可以比使用现有技术更快速地将表面安装装置附接到叶片的表面上。

可以通过将附接部件压靠在叶片的表面上形成腔。

优选地，附接部件例如通过将附接部件胶粘或模制在装置上而预先连接到所述装置上。优选地，连接部件连接到表面安装装置的近端部分上。表面安装装置的近端部分是最接近叶片表面定位且可以说是附接到叶片的表面上的部分。但是，通过利用附接部件，很明显的是，可以在表面安装装置的近端部分与叶片的表面之间存在间距。但是，原则上，在替代实施例中，作为粘胶填充和硬化步骤的步骤d）和e）的一部分，附接装置可以连接到所述装置上。

很明显的是，优选地，表面安装装置附接到风力涡轮机叶片的外表面上。但是，也可以是风力涡轮机叶片的内表面。

在一个实施例中，在步骤a之前，风力涡轮机叶片的第一离散区域例如经由酒精基涂擦(alcohol based rub)去除油污。由此，确保能够为叶片的表面提供有效的粘合剂粘接。有利地，在风力涡轮机叶片的凝胶涂层上进行去除油污。但是，与先前的附接方法相比，不需要磨去凝胶涂层以露出用于粘接的纤维材料。

在优选的实施例中，附接部件包括周缘唇部，用于附接到风力涡轮机叶片的表面上。因此，周缘唇部形成附接装置的下部分或近端部分并对叶片的表面密封，由此在外壳与风力涡轮机叶片的表面之间形成胶腔。周缘唇部可以具有大致平的附接表面，用于安装到叶片上。替代地，周缘唇部可以具有倾斜的附接表面，以便当压靠在风力涡轮机叶片的表面上时，附接表面符合风力涡轮机叶片的所述表面。

周缘唇部可以设置有粘合剂，如，粘合带，例如，压敏双面粘合带，以提供对叶片表面的初步附接。这在现场对叶片的表面进行附件的改装是特别有用的。

因此，所述带提供对叶片表面的密封，并且提供胶腔，然后所述胶腔填充有粘合剂并硬化或固化。初步附接可以确保附接部件在注入步骤过程中不移动，并进一步防止粘合剂在注入步骤过程期间从附接装置的侧面逸出。这是特别有利的，因为可以在不预先排空腔的情况下进行粘合剂的注入，并且有利的是粘合剂的注入可以积累腔中的压力。

所述带可以设置有内衬。有利地，内衬设置有抽头，使得能够从唇部拉出内衬。因此，附接部件的唇部可以压靠在叶片的表面上。一旦装置和附接部件定位在正确的位置中，就去除内衬，由此唇部初步附接到风力涡轮机叶片的表面上，并且在这之后可以进行将粘合剂注入到腔中。

在替代实施例中，几滴粘合剂施加到柔性外壳的唇部。固定元件仍能够沿叶片表面移动，并且一旦到达希望的位置，唇部就只是压靠在叶片表面上，直到粘合剂至少部分地硬化并且提供对叶片表面的初步附接。

在另一实施例中，在步骤d）之前，附接部件例如经由通过附接部件连接的并拧入到形成在风力涡轮机叶片的表面中的定位孔的螺钉机械地固定到风力涡轮机叶片的表面上。在粘合剂注入并固化之后，可以去除机械固定装置，例如，螺钉。然后可以用密封剂填充去掉螺钉的孔。

在另一实施例中，在步骤d）之前在腔中进行微环境处理。例如，微环境处理可以选自排空腔、加热腔或者例如经由以氮气填充腔除气的组。由此，在注入步骤之前腔可以被干燥，其可以甚至进一步改进粘合剂粘接，因为在注入之前去除了湿气。

在粘合剂注入到腔中的同时，还可能的是通过使用固定装置保持附接部件在适当的位置中将附接部件定位在叶片的表面上。如果附件是在工厂安装到叶片的表面上，那么这个实施例是特别有用的。

在一个有利的实施例中，柔性外壳设置有从腔到外部的孔。由此，在注入步骤过程期间，气体或空气能够从腔逸出。优选地，所述孔相对小。有利地，所述孔可以设置在柔性外壳的远端部分附近，由此，填充到腔中的粘合剂或树脂朝向腔的顶部推动空气。还可能的是对孔应用吸力。所述孔还可以提供填充过程的视觉确认，例如，当液体粘合剂开始从孔涌出时，粘合剂的注入可以停止。

柔性外壳还可以由至少部分透明的材料制成，以便可以容易地监测填充过程。

在步骤e）的固化或硬化过程期间，腔可以连接到粘合剂存储器或室上。因此，如果粘合剂在硬化过程中收缩，则额外的液体粘合剂将被吸入腔中并填充空隙。存储器的粘合剂当然应该比腔中的粘合剂后期硬化，使得液体粘合剂不沿错误的方向被吸入。

在本发明的第一附加方面中，附接部件或附接部件的柔性外壳由双面粘合带制成，其中，双面粘合带布置为形成周缘部分，以便形成部分地由双面粘合带、叶片的表面和表面安装装置的一部分形成的腔。

换句话说，第一附加方面提供了一种风力涡轮机叶片，用于具有大致水平转子轴的风力涡轮机的转子，所述转子包括毂部，风力涡轮机叶片在安装到毂部上时从所述毂部大致沿径向方向延伸，风力涡轮机叶片具有纵向方向以及横向方向，所述纵向方向具有尖端和根端，风力涡轮机叶片进一步包括：

- 成型轮廓，所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧以及具有弦的前缘和后缘，所述弦具有在所述前缘和所述后缘之间延伸的弦长，当被进入的气流冲击时，所述成型轮廓产生升力，其中

- 表面安装装置附接到风力涡轮机叶片的表面上，其中

- 表面安装装置经由至少第一附接部件附接到风力涡轮机叶片的表面上，所述第一附接部件连接到表面安装装置的一部分上，其中，

- 附接部件包括由双面粘合带制成的柔性外壳，所述双面粘合带在至少所述外壳、风力涡轮机叶片的表面与表面安装装置的一部分之间形成腔，并且其中

- 所述腔填充有粘合剂，所述粘合剂为风力涡轮机叶片的表面提供粘合剂粘接。

类似于先前的实施例，双面粘合带可以形成周缘部分，如柔性外壳的唇部。

周缘部分可以具有小的开口，以便它可以提供填充过程的视觉确认，例如，当液体粘合剂开始从孔涌出时，粘合剂的注入可以停止。

在一个有利实施例中，双面粘合带包括一层可压缩材料。这提供了粘弹性的外壳。可压缩材料可以例如是一层泡沫细胞，如，丙烯酸泡沫。双面粘合带可以具有至少0.5 mm，并优选地至少1 mm的厚度。另外，粘合带可以具有最大10 mm，或最大7 mm，或最大5 mm的厚度。因此，可以形成具有0.5 mm至10 mm高度的腔，例如，具有1 mm至5 mm的高度。

在第二附加方面中，本发明提供一种将表面安装装置附接到风力涡轮机叶片的表面上的方法，其中，风力涡轮机叶片具有纵向方向以及横向方向，所述纵向方向具有尖端和根端，其中，风力涡轮机叶片进一步包括成型轮廓，所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧以及具有弦的前缘和后缘，所述弦具有在所述前缘和所述后缘之间延伸的弦长，当被进入的气流冲击时，成型轮廓产生升力，其中，所述方法包括步骤：

a）设置风力涡轮机叶片，

b）将双面粘合带布置在风力涡轮机叶片的表面上，以形成附接部件的周缘部分，

c）将用于安装在所述叶片的表面上的装置布置在双面粘合带上，使得在至少双面粘合带、风力涡轮机叶片的表面与所述装置的一部分之间形成附接部件的腔，

d）将粘合剂或树脂注入到腔中，并且

e）固化或硬化粘合剂或树脂，使得所述装置经由粘合剂粘接附接到风力涡轮机叶片的表面上。

认识到的是，双面粘合带可以直接布置在风力涡轮机叶片的表面上，并且然后所述装置随后布置在双面粘合带的上面，以形成腔，或者替代地，双面粘合带可以布置在所述装置上，然后具有双面粘合带的装置布置在风力涡轮机叶片的表面上，以形成腔。

附图说明

下面将参考附图中所示的实施例详细解释本发明，其中

图1示出了风力涡轮机，

图2示出了在立体图中可见、设置有根据本发明的导流装置部件的风力涡轮机叶片的第一实施例的示意图，

图3示出了翼型轮廓的示意图，

图4示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的俯视图，

图5示出了根据本发明的并且设置有根据本发明的附接部件的导流装置的各个视图，

图6示出了具有根据本发明的附接部件的根据本发明的导流装置的近端部分的两个实施例，

图7示出了根据本发明的附接部件的两个实施例的横截面图，

图8展示了根据本发明的方法的粘合剂注入步骤，

图9示出了一组导流装置，

图10示出了一组导流装置的顶部部分的第一实施例，

图11示出了一组导流装置的顶部部分的第二实施例，

图12示出了一组导流装置的顶部部分的第三实施例，

图13示出了一组导流装置的顶部部分的第四实施例，

图14示出了一组导流装置的顶部部分的第五实施例，

图15示出了设置有锯齿状后缘板的风力涡轮机叶片的俯视图，

图16示出了设置有根据本发明的附接部件的锯齿状后缘板的俯视图，

图17示出了设置有三个根据本发明的附接部件的锯齿状后缘板的俯视图，

图18示出了锯齿状后缘板的第一实施例的俯视图，其中附接部件由双面粘合带制成，

图19示出了锯齿状后缘板的第二实施例的俯视图，其中附接部件由双面粘合带制成，

图20示出了具有为表面安装装置的布置准备的区域的叶片部分的俯视图，

图21示出了为表面安装装置的布置准备的区域中的钻削定位孔的样板，

图22示出了为表面安装装置的附接部件的安装准备的区域，以及

图23示出了具有根据本发明的附接部件的根据本发明的导流装置的近端部分的附加实施例。

具体实施方式

图1示出了根据所谓的“丹麦概念”的常规的现代迎风式风力涡轮机，其具有塔架4、机舱6以及具有大致水平的转子轴的转子。转子包括毂部8和从毂部8径向延伸的三个叶片10，每个叶片具有最靠近毂部的叶片根部16和最远离毂部8的叶片尖端14。

图3示出了以各个参数描绘的风力涡轮机的典型叶片的翼型轮廓50的示意图，这些参数典型地用来限定翼型的几何形状。翼型轮廓50具有压力侧52和吸力侧54，在使用过程中，即在转子的旋转过程中，压力侧和吸力侧通常分别面向迎风侧和背风侧。翼型50具有弦60，弦60具有在叶片的前缘56与后缘58之间延伸的弦长c。翼型50具有厚度t，其定义为压力侧52与吸力侧54之间的距离。翼型的厚度t沿弦60变化。与对称式轮廓的偏离由拱形线62表示，拱形线62是穿过翼型轮廓50的中线。该中线能够通过绘制从前缘56到后缘58的内接圆而得到。该中线遵循这些内接圆的中心，并且与弦60的偏离或距离称为拱高f。也可以通过使用称为上拱高和下拱高的参数来限定不对称性，其中上拱高和下拱高分别定义为从弦60到吸力侧54和压力侧52的距离。

图2示出了根据本发明的风力涡轮机叶片10的第一实施例的示意图。风力涡轮机叶片10具有传统的风力涡轮机叶片的形状，并且包括：最靠近毂部的根部区域30、最远离毂部的成型或翼型区域34、以及位于根部区域30与翼型区域34之间的过渡区域32。叶片10包括前缘18和后缘20，当叶片安装在毂部上时，前缘18面向叶片10的旋转方向，并且后缘20面向前缘18的相反方向。

翼型区域34（也称为成型区域）具有关于产生升力方面的理想的或近乎理想的叶片形状，而根部区域30由于结构方面的考虑具有大致圆形或椭圆形的横截面，例如使之更容易和更安全地将叶片10安装到毂部上。根部区域30的直径（或弦）典型地是沿整个根部区域30恒定的。过渡区域32具有从根部区域30的圆形或椭圆形形状40向翼型区域34的翼型轮廓50逐渐变化的过渡轮廓42。典型地，过渡区域32的宽度随着距毂部的距离r的增加而大致线性增加。

翼型区域34具有翼型轮廓50，翼型轮廓50具有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的弦。弦的宽度随着距毂部的距离r的增加而减小。

叶片的不同区段的弦通常不位于共同的平面中，因为叶片可能扭转和/或弯曲（即，预弯），从而提供具有相应地扭转和/或弯曲的线路的弦平面，这是最常见的情况，以补偿取决于距毂部的半径的叶片的局部速度。

根据本发明的风力涡轮机叶片10设置有若干导流装置部件70形式的表面安装装置，导流装置部件70组合在一起，并从至少叶片的过渡区域32中的叶片压力侧突出，以形成如图4的俯视图中所示的导流装置组95。但是，有利地，导流装置部件70也可以延伸进叶片的翼型区域34和/或根部区域30中。

图5a至e示出了根据本发明的导流装置部件70，导流装置部件70适合于起扰流器的作用，并且附接到风力涡轮机叶片的表面上，例如，如图2和图4中所示。图5a示出了仰视图，图5b示出了侧视图，图5c示出了后视图，图5d示出了示出后部的立体图，并且图5e示出了示出导流装置部件70的前部的另一立体图。

可见的是，导流装置部件70包括板形元件71，当导流装置部件70安装到叶片的表面上时，板形元件71从叶片的表面突起，并且板形元件71为进入流提供阻碍。板形元件71包括前表面72和后表面73，前表面72面向叶片10的前缘18，从而面向进入流，后表面73面向叶片10的后缘20，从而背离进入流。

板形元件71包括近端部分74或下部分以及远端部分75或上部分，当导流装置部件70安装到叶片的表面上时，近端部分74或下部分最接近叶片表面，并且远端部分75或上部分离叶片表面最远。板形元件71沿纵长或纵向方向弯曲，并且在板形元件71的近端部分74处具有第一曲率半径，在板形元件的远端部分75处具有第二曲率半径。

在所示实施例中，板形元件70形成截头圆锥形元件的外表面部分，因此第二曲率半径小于第一曲率半径。但是，在替代实施例中，第二曲率半径大于第一曲率半径，其可以为板形元件71的远端部分75提供较硬的结构。在板形元件71的远端部分75是直的情况下，第二曲率半径可以例如接近无穷大。在另一实施例中，曲率半径从板形元件的近端部分74到远端部分75可以是恒定的。

板形元件71向前朝向叶片的前缘进一步成角度，以在板形元件71与叶片表面之间提供袋，所述袋面向叶片的前缘。因为板形元件71朝向叶片的前缘弯曲（即，当从叶片的前缘看时是凹的），所以这也归因于在表面安装装置与叶片表面之间形成袋。由于柔性的板形元件71，这种设计还允许表面安装设计被折叠或被压靠在叶片的表面上，其对运输目的是有利的。

导流装置部件70包括三个附接部件77，这些附接部件被用来将导流装置部件70附接到叶片表面上。每个附接部件77从附接部件77的近端部分到远端部分是锥形的，以便近端部分具有比远端部分大的表面积。附接部件可以例如是大致钟形、圆锥形或截头圆锥形的。当叶片弯曲或叶片壳体裂孔时，这使叶片表面处的切口效应最小，并且提供了从叶片10转移到导流装置部件70上的逐渐过渡的载荷。如在图5c中可见，优选地，附接部件77在侧视图中也是锥形的，以便附接部件77的高度在周缘处接近零，从而使切口效应最小。

附接部件77进一步包括柔性外壳80，其在至少柔性外壳80与风力涡轮机叶片的表面之间形成腔。附接部件77的一部分可以模制为与板形元件71一起的第一零件（piece），并且柔性外壳80可以模制在该第一零件上。替代地，柔性外壳可以胶粘到第一零件上和/或机械地连接到第一零件上。

导流装置部件70可以附接到叶片表面上的三个离散区域上，其中，当在俯视图中看时，三个离散区域布置成三角形，如例如图5a中所见。这提供了将附件附接到风力涡轮机叶片表面上的特别简单的方式，因为尽管具有复杂的曲率，三点附接也将总是能够接触叶片的表面。三角形可以具有至少5度，或至少10度的锐角。

如在图5a和5e中所见，板形元件71可以通过网格或肋结构76进一步加强。多个肋可以例如沿板形元件71的两个端部部分布置，并且一个肋沿板形元件的远端部分延伸。进一步地或替代地，板形元件可以设置有交叉肋，所述交叉肋从板形元件71的远端部分和端部部分附近延伸到近端和中间部分。这提供了为板形元件71增加强度的牢固的三角形肋结构。肋或网格设计可以容易地与板形元件71模制在一起。网格或肋结构可以例如设置为表面突起。

导流装置部件70可以进一步设置有柄等，例如，如图5e中所示，所述柄设置在附接部件77上。这个柄78可以帮助工人更容易处理附接导流装置部件70，其可以使用所述柄将柔性外壳更好地按压在叶片表面上。如果在现场安装导流装置部件70，这是特别有利的。

有利地，板形元件71的厚度t_s是0.5-10 mm，例如，大约1.5-3 mm。有利地，肋或网格结构76的厚度t_r是5-50 mm。有利地，表面安装装置的纵向长度l是20-150 cm，或25-120cm。有利地，表面安装装置的高度h是3-50 cm。优选地，板形元件71连接到附接部件77上，以使板形元件71的近端部分74与风力涡轮机叶片的表面之间的间距s在间隔1-20 mm内，例如，大约10 mm。

导流装置70和附接部件77可以由聚氨酯（PUR）材料或热塑性聚合物制成，可选地由增强纤维增强的聚氨酯（PUR）材料或热塑性聚合物制成，并且附接部件也由聚氨酯（PUR）或热塑性材料制成。有利地，柔性外壳80的硬度在肖氏A硬度表上是20-75，例如，在肖氏A硬度表上是大约55。有利地，板形元件71的硬度在肖氏D硬度表上是45-100，例如，在肖氏D硬度表上是大约75。

图6a和6b示出了根据本发明的并且设置有根据本发明的附接部件的导流装置部件的第一实施例和第二实施例的细节横截面图。

图6a示出了导流装置部件70和附接部件77的第一实施例。可见的是，附接部件77的锥形部分和板形元件一体地形成为例如模制元件。柔性外壳80连接到附接部件77的锥形部分的凹处83上。柔性外壳可以胶粘或模制到锥形部分上。柔性外壳80包括周缘唇部82，其封住风力涡轮机叶片的表面。这提供了胶腔81，所述胶腔形成在叶片表面、柔性外壳80与导流装置部件70的锥形部分的下部分之间。孔或洞79穿过附接部件77设置，并且所述孔或洞能够与胶腔81连通，以便粘合剂可以经由孔79填充到腔81中。柔性外壳进一步包括通风孔88，由此在将粘合剂注入到腔中的步骤期间，气体或空气能够从腔81逸出。通风孔88还可以提供填充过程的视觉确认，例如，当液体粘合剂开始从孔涌出时，粘合剂的注入可以停止。

图6b示出了导流装置部件70’和附接部件77’的第二实施例，其中，相同参考符号表示第一实施例的相同部件。因此，仅描述两个实施例之间的不同。第二实施例与第一实施例的不同之处在于，柔性外壳包围锥形部分77’或板形元件70’的下部分，以便胶腔81’仅形成在柔性外壳80与叶片表面之间。

有利地，附接装置77的唇部82具有最大的外部尺寸，如，1-15 cm或2-10 cm的外径。因此，附接装置77的近端部分可以具有这个最大的外部尺寸。

根据图7a中所示的一个实施例，周缘唇部82可以包括大致平的附接表面84，以安装到叶片上。附接表面可以设置有压敏双面粘合带85，以提供对叶片表面的初步附接。带85可以设置有内衬86，其在柔性外壳80装配到叶片表面上之前被去除。有利地，内衬86设置有抽头，以便能够从唇部82拉出内衬86。因此，柔性外壳80的唇部82可以压靠在叶片表面上。一旦装置70和附接部件77定位在正确的位置中，就去除内衬86，由此唇部82初步密封到风力涡轮机叶片的表面并提供胶腔81，并且在这之后可以进行将粘合剂注入到腔81中。

根据图7b所示的另一实施例，柔性外壳的周缘唇部182具有倾斜的附接表面184。类似于图7a所示的实施例，附接表面可以设置有压敏双面粘合带185，以提供对叶片表面的初步附接，其进而设置有内衬186。当压靠在风力涡轮机叶片的表面上时，附接表面184的倾斜符合风力涡轮机叶片的所述表面，其以图7b中所示的箭头展示出。

图8展示了根据本发明将表面安装装置附接到风力涡轮机叶片的表面上的方法中的步骤。所述方法包括设置风力涡轮机叶片的第一步骤和设置具有根据本发明的附接部件（例如，图6所示的两个实施例中的一个）的表面安装装置的第二步骤。在第三步骤，表面安装装置的附接部件定位在叶片表面的第一离散区域上，以使腔形成在至少外壳与风力涡轮机叶片的表面之间。在第四步骤，图8所展示的，粘合剂或树脂91填充到胶腔中。一旦胶腔81已充满粘合剂，停止注入,之后在第五步骤中粘合剂91固化或硬化，以便表面安装装置70经由粘合剂粘接附接到风力涡轮机叶片的表面上。

粘合剂91，例如经由注射器或静态混合器，经由孔79注入到胶腔81中。优选地，通风孔88位于柔性外壳的近端部分处，以便填充到腔81中的粘合剂91最后到达所述通风孔88。由此，通风孔88也可以用于视觉检查，以检查腔是否已经充满。替代地或附加地，柔性外壳可以由至少部分透明的材料制成，以便可以监测填充过程。

在第五步骤的固化或硬化过程中，腔81可以保持连接到粘合剂存储器90或室上。因此，如果粘合剂91在硬化过程中收缩，则额外的液体粘合剂将被吸入腔中并填充空隙。存储器90的粘合剂91当然应该比腔中的粘合剂后期硬化，以便液体粘合剂不沿错误的方向被吸入。

例如，粘合剂90可以是PU基、环氧基或MMA。也可以是各种材料之间的混合物，如混合在MMA中的可聚合PU。

在另一实施例中，在第四步骤之前在腔中进行微环境处理。例如，微环境处理可以选自排空腔、加热腔或者例如经由以氮气填充腔除气的组。由此，在注入步骤之前腔可以被干燥，其可以甚至进一步改进粘合剂粘接，因为在注入之前去除了湿气。这可以经由将适当的工具附接到孔79或通风孔88来进行。

如图2和图4所示，有利地，表面安装装置是例如扰流器装置形式的导流装置，其组合在一起，以形成导流装置组。这个组的模块化结构使结构更灵活，并且降低导流装置部件端部处的剥落力。优选地，多个单个的导流装置部件布置为使得多个部件的纵长方向大致沿叶片的纵向方向定向。

图9示出了导流装置组的第一实施例的后视图。如可见的，所述组包括若干单个的导流装置部件170，这些导流装置部件通过间隙181互相分开。相邻导流装置部件170之间的间隙181可以例如是在5 mm与30 mm之间。根据另一实施例（未示出），导流装置部件彼此邻接。

图10示出了从上面看的导流装置部件170，在此描绘为板形元件的近端部分。在所示实施例中，相邻导流装置部件170之间的间隙181被由柔性材料，如橡胶制成的中间元件196封闭。在这个特定实施例中，中间元件179附接到板形元件170的前表面上。这可以为导流装置组提供连续的前表面。但是，根据优选实施例，所述设计不包括任何中间元件（对应于图9所示的实施例）。

图11示出了根据本发明的导流装置部件270的第二实施例。在这个实施例中，间隙也被由柔性材料，如橡胶制成的中间元件296封闭。在这个实施例中，中间部件填充导流装置部件270之间的整个间隙，并附接到导流装置部件270的前表面和后表面两者上。

图12示出了从上面看的，根据本发明的导流装置部件370的第三实施例的示意图。在这个实施例中，导流装置部件交替地布置在其他导流装置部件的前面和后面，以便导流装置部件形成几乎连续的前表面。

图13示出了从上面看的，根据本发明的导流装置部件470的第四实施例的示意图。可见的是，导流装置部件470沿纵向方向错列。一个导流装置部件的后表面可以邻接第二个导流装置部件的前表面，或者沿叶片的横向方向可以存在小的间隙。

图14示出了从上面看的，根据本发明的导流装置部件570的第五实施例的示意图，除了导流装置部件570沿纵向方向是交替地凸的和凹的之外，其类似于第三实施例。在所示实施例中，两个导流装置部件布置在其他的后面。但是，有利地，它们也可以布置在其他导流装置部件的前面，由此获得稍微不同的总体设计。如果导流装置部件向前成角度，以在板形元件与叶片表面之间形成袋，则很明显，需要两个不同类型的导流装置部件。

迄今为止本发明都是关于扰流器装置形式的表面安装装置描述的。但是，根据所述方法的附接部件和方法也可以用于将其他类型的导流装置附接到风力涡轮机叶片的表面上，例如，锯齿状后缘板或古奈扰流板。

图15示出了风力涡轮机叶片610的这一实施例，其设置有多个锯齿状后缘板670，这些后缘板布置在叶片尖端附近的叶片后缘处。如图16中可见，锯齿状后缘板670可以设置有附接部件，所述附接部件包括柔性外壳681，其在板670与叶片表面之间形成胶腔681。通过以粘合剂填充胶腔并让粘合剂固化或硬化，将板670粘附地附接到叶片上。

图17示出了锯齿状后缘板770的替代实施例，其设置有三个附接部件，每个附接部件包括柔性外壳780并在板770与叶片表面之间形成胶腔681。在俯视图中可见，三个附接部件可以布置成三角形。

在以上实施例中，柔性外壳描述为预制元件。但是，附接部件或柔性外壳是由双面粘合带等制成的。在以下，这些实施例是用于附接锯齿状后缘板的例示。但是，由双面粘合带制成的柔性外壳可以用于任何表面安装装置，如扰流器装置等。

图18示出了锯齿状后缘板870的第一实施例的俯视图，其中附接部件的柔性外壳880由双面粘合带制成。双面粘合带可以作为单独的部件880a、880b、880c、880d应用到风力涡轮机叶片的表面（未示出），这些单独的部件布置为使得它们形成周缘部分。一旦锯齿状后缘板870布置在双面粘合带的顶部上，腔881就形成在风力涡轮机叶片表面、双面粘合带与锯齿状后缘板870之间。然后液体粘合剂可以例如经由锯齿状后缘板879中的孔879注入到腔881中，并且粘合剂通过腔881扩散（以轮廓线893展示）。

双面粘合带部件880a、880b、880c、880d可以布置为使得小开口888设置在周缘部分中，以便可以提供填充过程的视觉确认，例如当液体粘合剂开始从孔涌出时，粘合剂的注入可以停止。

图19示出了锯齿状后缘板的第二实施例的俯视图，其中附接部件由双面粘合带制成。双面粘合带可以作为单独的部件980a、980b、980c、980d应用到风力涡轮机叶片的表面（未示出），这些单独的部件布置为使得它们形成周缘部分。一旦锯齿状后缘板970布置在双面粘合带的顶部上，腔981就形成在风力涡轮机叶片表面、双面粘合带与锯齿状后缘板970之间。双面粘合带部件980a、980b、980c、980d布置为使得开口979设置在周缘部分中。然后液体粘合剂可以通过以轮廓线993展示的所述开口979注入。

然后液体粘合剂可以例如经由锯齿状后缘板879中的孔879注入到腔881中，并且粘合剂通过腔881扩散（以轮廓线893展示）。

此外，双面粘合带部件980a、980b、980c、980d可以布置为使得第二小开口988设置在周缘部分的相对侧中，以便可以提供填充过程的视觉确认，例如当液体粘合剂开始从孔涌出时，粘合剂的注入可以停止。

在一个有利实施例中，双面粘合带包括一层可压缩材料。这提供了粘弹性的外壳。可压缩材料可以例如是一层泡沫细胞，如，丙烯酸泡沫。双面粘合带可以具有至少0.5 mm，优选至少1 mm的厚度。因此，可以提供具有例如1 mm至5 mm高度的腔。

图20至23展示了将表面安装装置，如扰流器部件附接到风力涡轮机叶片表面上的另一实施例中的各个步骤。尽管根据本发明不严格要求去除为附接部件提供适当粘合的凝胶涂层，但在某些情况下这可以提高粘接性。在图20所示的第一步骤中，叶片表面上的区域1065可以是为表面安装装置的布置和安装准备的。这可以通过去除区域1065中的凝胶涂层来进行。替代地，叶片壳体可以制造为具有不带凝胶涂层的区域。

在图21所展示的下一步骤中，用于钻削定位孔1067的样板布置在为表面安装装置的布置准备的区域1065中。

在图22所展示的下一步骤中，多个补片1068在定位孔1067的顶部上对齐。补片1068可以设置有布置在定位孔中的销。补片1068可以通过使用专用工具来布置，所述专用工具预先对齐补片1068的取向。

在下一步骤中，未展示出，凝胶涂层施加到准备的区域1065和补片1068的上面。在凝胶涂层固化之后，可以去除补片1068，由此在风力涡轮机叶片的表面上留下多个没有凝胶涂层的区域。

在下一步骤中，未展示出，表面安装装置布置为使得柔性外壳和附接部件布置在无凝胶涂层区域1068的上面。

表面安装装置的附接部件可以通过使用通过附接部件附接并拧入到叶片表面上的定位孔1067中的螺钉机械地固定到叶片表面上。

图23中示出了这一实施例，其中，相同的参考符号表示图6a和6b中所示的实施例的相同部件。因此，仅描述图23与图6a中的实施例之间的不同之处。该实施例的不同之处在于具有用于螺钉的孔1087，并且附接部件经由通过孔1087插入并拧入到形成在叶片表面中的定位孔1067中的螺钉（未示出）初步附接到叶片表面上。定位孔例如具有20 mm的深度。

在粘合剂已经注入到腔1081中并固化之后，可以去除螺钉。然后可以用密封剂填充剩下的孔。

已经参考优选实施例描述了本发明。但是，本发明的范围不限于所示的实施例，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下进行改变和修改。

参考符号列表

Claims (30)

1.一种风力涡轮机叶片（10，610），用于具有大致水平转子轴的风力涡轮机（2）的转子，所述转子包括毂部（8），所述风力涡轮机叶片（10，610）在安装到所述毂部（8）上时从所述毂部大致沿径向方向延伸，所述风力涡轮机叶片（10，610）具有纵向方向（r）以及横向方向，所述纵向方向具有尖端（14）和根端（16），所述风力涡轮机叶片（10）进一步包括：

- 成型轮廓（40，42，50），所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧以及具有弦的前缘（18）和后缘（20），所述弦具有在所述前缘和所述后缘之间延伸的弦长，当被进入的气流冲击时，所述成型轮廓产生升力，其中

- 表面安装装置（70，70’，170，270，370，470，570，670，770）附接到所述风力涡轮机叶片（10）的表面上，其中

- 所述表面安装装置（70，70’，170，270，370，470，570，670，770）经由至少第一附接部件（77，77’）附接到所述风力涡轮机叶片（10，610）的表面上，所述第一附接部件连接到所述表面安装装置（70，70’，170，270，370，470，570，670，770）的一部分上，其特征在于，

- 所述附接部件（77，77’）包括柔性外壳（80，80’，680，780），所述柔性外壳在至少所述外壳（80，80’，680，780）与所述风力涡轮机叶片（10，610）的表面之间形成腔（81，81’，681，781），并且其中

- 所述腔（80, 80’, 680, 780）填充有粘合剂，所述粘合剂为所述风力涡轮机叶片（10，610）的表面提供粘合剂粘接。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述柔性外壳由第一材料制成，并且所述表面安装装置由第二材料制成，其中所述第一材料的硬度小于所述第二材料的硬度。

3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片，其中，所述柔性外壳由弹性材料制成。

4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述附接部件从所述附接部件的近端部分到远端部分是成锥形的，例如，是钟形、圆锥形或截头圆锥形的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述表面安装装置是导流装置，如扰流器装置或古奈扰流板。

6.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述表面安装装置包括板形元件，所述板形元件从所述风力涡轮机叶片的表面突出。

7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述表面安装装置布置在所述叶片的压力侧上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述表面安装装置沿所述装置的纵长方向弯曲。

9.根据权利要求8所述的风力涡轮机叶片，其中，所述表面安装装置的纵向曲率半径从所述表面安装装置的近端部分到所述表面安装装置的远端部分变化，例如，其中，所述曲率半径从所述表面安装装置的近端部分到远端部分增加，替代地，其中，所述曲率半径从所述表面安装装置的近端部分到远端部分减小。

10.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述表面安装装置通过网格或肋结构增强。

11.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述表面安装装置可以朝向所述叶片的前缘成角度，以在所述表面安装装置与所述叶片的表面之间提供袋，所述袋面向所述叶片的前缘。

12.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述柔性外壳由双面粘合带制成。

13.根据权利要求12所述的风力涡轮机叶片，其中，所述双面粘合带在所述风力涡轮机叶片的表面与所述表面安装装置之间形成周缘部分，并且在所述双面粘合带、所述风力涡轮机叶片的表面与所述表面安装装置的一部分之间形成腔。

14.根据权利要求12至13中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述双面粘合带包括一层可压缩材料。

15.根据权利要求14所述的风力涡轮机叶片，其中，所述可压缩材料是一层泡沫细胞，如丙烯酸泡沫。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述双面粘合带具有至少0.5 mm，并且优选地至少1 mm的厚度。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述粘合带具有最大10 mm，或最大7 mm，或最大5 mm的厚度。

18.一种导流装置，适合于经由至少第一附接部件附接到风力涡轮机叶片的表面上，其特征在于，所述附接部件包括柔性外壳，所述柔性外壳适合于在至少所述外壳与所述风力涡轮机叶片的表面之间形成腔，所述腔适合于填充有粘合剂，所述粘合剂为所述风力涡轮机叶片的表面提供粘合剂粘接。

19.一种将表面安装装置附接到风力涡轮机叶片的表面上的方法，其中，所述风力涡轮机叶片具有纵向方向以及横向方向，所述纵向方向具有尖端和根端，其中，所述风力涡轮机叶片进一步包括成型轮廓，所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧以及具有弦的前缘和后缘，所述弦具有在所述前缘和所述后缘之间延伸的弦长，当被进入的气流冲击时，所述成型轮廓产生升力，其中，所述方法包括以下步骤：

a)设置所述风力涡轮机叶片，

b)设置用于安装在所述叶片的表面上的装置，所述装置具有连接到所述表面安装装置的一部分上的至少一个附接部件，其中，所述附接部件包括柔性外壳，所述柔性外壳适合于在至少所述外壳与所述风力涡轮机叶片的表面之间形成腔，

c)将所述附接部件定位在所述叶片的表面的第一离散区域上，使得腔形成在至少所述外壳与所述风力涡轮机叶片的表面之间，

d)将粘合剂或树脂注入到所述腔中，以及

e)固化或硬化所述粘合剂或树脂，使得所述装置经由粘合剂粘接附接到所述风力涡轮机叶片的表面上。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述附接部件包括用于附接到所述风力涡轮机叶片的表面上的周缘唇部，例如，其中，所述周缘唇部具有用于安装到所述叶片上的大致平的附接表面，可选地具有倾斜的附接表面。

21.根据权利要求19至20中任一项所述的方法，其中，所述周缘唇部设置有粘合剂，如，粘合带，例如，压敏双面粘合带，以提供对所述叶片表面的初步附接。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其中，在步骤d）之前，所述附接部件例如经由通过所述附接部件连接的并拧入到形成在所述风力涡轮机叶片的表面中的定位孔的螺钉机械地固定到所述风力涡轮机叶片的表面上。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，其中，在步骤d）之前，在所述腔中进行微环境处理，例如，其中，所述微环境处理选自排空所述腔、加热所述腔或者例如经由以氮气填充所述腔除气的组。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的方法，其中，所述柔性外壳设置有从所述腔到外部的孔或洞。

25.一种风力涡轮机叶片，用于具有大致水平转子轴的风力涡轮机的转子，所述转子包括毂部，所述风力涡轮机叶片在安装到所述毂部上时从所述毂部大致沿径向方向延伸，所述风力涡轮机叶片具有纵向方向以及横向方向，所述纵向方向具有尖端和根端，所述风力涡轮机叶片进一步包括：

- 成型轮廓，所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧以及具有弦的前缘和后缘，所述弦具有在所述前缘和所述后缘之间延伸的弦长，当被进入的气流冲击时，所述成型轮廓产生升力，其中

- 表面安装装置附接到所述风力涡轮机叶片的表面上，其中

- 所述表面安装装置经由至少第一附接部件附接到所述风力涡轮机叶片的表面上，所述第一附接部件连接到所述表面安装装置的一部分上，其特征在于，

- 所述附接部件包括由双面粘合带制成的柔性外壳，所述双面粘合带在至少所述外壳、所述风力涡轮机叶片的表面与所述表面安装装置的一部分之间形成腔，并且其中

- 所述腔填充有粘合剂，所述粘合剂为所述风力涡轮机叶片的表面提供粘合剂粘接。

26.根据权利要求25所述的风力涡轮机叶片，其中，所述双面粘合带包括一层可压缩材料。

27.根据权利要求26所述的风力涡轮机叶片，其中，所述可压缩材料是一层泡沫细胞，如丙烯酸泡沫。

28.根据权利要求25至27中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述双面粘合带具有至少0.5 mm，并且优选地至少1 mm的厚度。

29.根据权利要求25至28中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述粘合带具有最大10 mm，或最大7 mm，或最大5 mm的厚度。

30.一种将表面安装装置附接到风力涡轮机叶片的表面上的方法，其中，所述风力涡轮机叶片具有纵向方向以及横向方向，所述纵向方向具有尖端和根端，其中，所述风力涡轮机叶片进一步包括成型轮廓，所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧以及具有弦的前缘和后缘，所述弦具有在所述前缘和所述后缘之间延伸的弦长，当被进入的气流冲击时，所述成型轮廓产生升力，其中，所述方法包括以下步骤：

a)设置所述风力涡轮机叶片，

b)将双面粘合带布置在所述风力涡轮机叶片的表面上，以形成附接部件的周缘部分，

c)将用于安装在所述叶片的表面上的装置布置在所述双面粘合带上，使得附接部件的腔至少由所述双面粘合带、所述风力涡轮机叶片的表面与所述装置的一部分之间形成，

d)将粘合剂或树脂注入到所述腔中，以及

e)固化或硬化所述粘合剂或树脂，使得所述装置经由粘合剂粘接附接到所述风力涡轮机叶片的表面上。