CN109642540A - 用于风力涡轮机叶片的涡流发生器装置 - Google Patents

用于风力涡轮机叶片的涡流发生器装置 Download PDF

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CN109642540A CN201780054672.2A CN201780054672A CN109642540A CN 109642540 A CN109642540 A CN 109642540A CN 201780054672 A CN201780054672 A CN 201780054672A CN 109642540 A CN109642540 A CN 109642540A
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J.亨
K.A.拉斯姆森
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Abstract

公开了用于风力涡轮机叶片的涡流发生器装置和风力涡轮机叶片，涡流发生器装置包括：带有内侧和外侧的基部、以及从外侧突出并沿第一鳍轴线延伸的第一鳍，其中，涡流发生器装置是单鳍涡流发生器装置，并且基部具有第一边缘部分和第二边缘部分，第一边缘部分和第二边缘部分形成在从5度至60度范围中的主要角。

Description

用于风力涡轮机叶片的涡流发生器装置
技术领域
本公开涉及一种用于风力涡轮机叶片的涡流发生器(vortex generator)装置，并且特别地，用于安装在风力涡轮机叶片的外表面上的涡流发生器装置。进一步地，本公开涉及一种风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片带有安装在其表面上的一个或多个涡流发生器。
背景技术
在开发更有效率的风力涡轮机的努力中，已知的是通过将涡流发生器装置设置在风力涡轮机叶片的表面上来改善风力涡轮机叶片的空气动力学特性。
EP2975259A1示出了一种单鳍(single-fin)涡流发生器装置，其带有基部，该基部具有弯曲的边缘。
DE102011122140A1公开了一种涡流发生器，其具有支撑件，该支撑件设有翼。
EP3020964A1公开了一种涡流发生器，其位于转子叶片的表面处，使得闪电通过由涡流发生器产生的涡流来引导到闪电接收器。
尽管有已知的涡流发生器装置，但仍需要开发带有高的设计灵活性、改善的安装强度和/或空气动力学特性的涡流发生器装置和具有安装在其上的涡流发生器装置的风力涡轮机叶片。
发明内容
因此，存在对于将有助于或提供涡流发生器装置的改善的安装强度的涡流发生器装置和风力涡轮机叶片的需求。进一步地，本发明的目的在于提供解决上述问题的装置，特别地，提供涡流发生器装置的改善的和/或均匀的安装强度。
公开了用于风力涡轮机叶片的涡流发生器装置，该涡流发生器装置包括：带有内侧(inner side)和外侧(outer side)的基部；以及从外侧突出并沿第一鳍轴线延伸的第一鳍。
涡流发生器装置可为单鳍涡流发生器装置，即，涡流发生器装置仅具有一个鳍。单鳍涡流发生器装置增加了风力涡轮机叶片的设计人员对于涡流发生器装置系统的位置和构造的设计自由度。
还公开了用于风力涡轮机叶片的涡流发生器装置，该涡流发生器装置包括：带有内侧和外侧的基部；从外侧突出并沿第一鳍轴线延伸的第一鳍，第一鳍具有第一主要端和第一次要端；以及从外侧突出并沿第二鳍轴线延伸的第二鳍，第二鳍具有第二主要端和第二次要端，带有在第一鳍的第一主要端与第二鳍的第二主要端之间的主要距离，以及在第一鳍的第一次要端与第二鳍的第二次要端之间的次要距离，其中，主要距离大于次要距离。第一鳍具有在第一主要端处的第一主要鳍高度，以及在第一次要端处的第一次要鳍高度，其中，第一主要鳍高度可选地小于第一次要鳍高度。
基部可为关于第一鳍轴线对称的。基部具有边缘，边缘包括一个或多个边缘部分(edge part)，边缘部分包含第一边缘部分和/或第二边缘部分。第一边缘部分和第二边缘部分可为直的。第一边缘部分和第二边缘部分可形成在从5度至60度范围中的主要角。直的第一边缘部分和第二边缘部分和/或在从5度至60度范围中的主要角可提供涡流发生器的容易的对齐，因为边缘部分可与风力涡轮机叶片对齐，如垂直于风力涡轮机叶片的纵向方向。
第一边缘部分可具有还标识为L1的、大于10mm(如在从20mm至140mm范围中)的第一长度。
第二边缘部分可具有还标识为L2的、大于10mm(如在从20mm至140mm范围中)的第二长度。
在第一边缘部分与第二边缘部分之间的主要角可为在从5度至30度的范围中，如在从15度至30度的范围中，优选地24度。
第一鳍沿第一鳍轴线延伸，第一鳍轴线是平行于基部的。在第一边缘部分与第一鳍轴线之间的第一主要鳍角可为在从5度至30度的范围中，如在从5度至20度的范围中，优选地12度。一个或多个示例性涡流发生器装置可具有在从0.4*V1至0.6*V1范围中(如0.5*V1)的第一主要鳍角，其中V1是在第一边缘部分与第二边缘部分之间的主要角。
在第二边缘部分与第一鳍轴线之间的第一次要鳍角可为在从5度至30度的范围中，如在从5度至20度的范围中，优选地12度。一个或多个示例性涡流发生器装置可具有在从0.4*V1至0.6*V1范围中(如0.5*V1)的第一次要鳍角，其中V1是在第一边缘部分与第二边缘部分之间的主要角。换言之，鳍可为大致在第一边缘部分与第二边缘部分之间居中。
在第一/第二边缘部分与第一鳍轴线之间的大于5度的第一鳍角导致(entail)：当安装在风力涡轮机叶片上时，第一或第二边缘部分中的一个大致垂直于风力涡轮机叶片的前缘，即，大致与空气流平行，转而降低噪音或其他非期望的湍流效应。
本文中所公开的涡流发生器装置使涡流发生器装置能够精确且/或简单地安装在风力涡轮机叶片上，带有降低的安装错误(如涡流发生器装置至风力涡轮机叶片的弱结合)的风险。进一步地，涡流发生器装置的基部使涡流发生器装置的安装更加坚固和/或降低风力涡轮机叶片中的噪声效应。
涡流发生器装置可由木材、铝或不锈钢制成，或者至少包括木材、铝或不锈钢。然而，根据有利实施例，流改变(flow-altering)装置由聚合物材料制成或者至少包括聚合物材料，聚合物材料例如是TPU、PBT、PET或LDPE。涡流发生器装置也可由聚碳酸酯(PC)或PBT和PC的组合物制成。因此，根据有利实施例，涡流发生器装置可为模制的。
基部的边缘可包括第三边缘部分。第三边缘部分可选地意在面向风力涡轮机叶片的后缘，并且也可标识为后缘部分。第三边缘部分可与第一边缘部分形成第一次要角，其中，第一次要角可选地为在从45度至120度的范围中，如在从70度至85度的范围中。第三边缘部分可与第二边缘部分形成第二次要角，其中，第二次要角可选地为在从45度至120度的范围中，如在从70度至85度的范围中。第一次要角与第二次要角之间的差可为小于10度，例如，小于5度，因此有助于大致基部对称的涡流发生器装置。基部对称的涡流发生器装置可作为鳍对的第一鳍和第二鳍两者来使用。第三边缘部分可垂直于第一鳍轴线。第三边缘部分可为直的。第三边缘部分可具有还标识为L3的、大于5mm(如在从10mm至80mm范围中)的第三长度。在一个或多个示例性涡流发生器装置中，第三长度是最大鳍高度的至少0.5倍，如在最大鳍高度的从0.7至1.5倍的范围中。
基部的内侧或至少其一部分可为凹的。因此，内侧可包括凹的表面部分。因此，涡流发生器装置可适应于符合弯曲表面，如风力涡轮机叶片的表面。整个基部(即内侧和外侧两者)当然可为弯曲的，但是两侧不需要具有相同的曲率。曲率可设定为(装置意在用于的)叶片区段的曲率的平均值，以便预弯曲来适配至大量不同叶片和/或叶片区段。
基部的边缘可包括第四边缘部分。第四边缘部分可为直的。直的第四边缘部分可具有还标识为L4的、大于1mm(如在从3mm至10mm范围中)的第四长度。第四边缘部分可垂直于第一鳍轴线。
基部的边缘可包括一个或多个拐角(corner)边缘部分，拐角边缘部分连接两个直的或大致直的边缘部分。一个或多个拐角边缘部分可包括在第一边缘部分与第四边缘部分之间或在第一边缘部分与第二边缘部分之间的第一前拐角边缘部分。一个或多个拐角边缘部分可包括在第一边缘部分与第三边缘部分之间或在第一边缘部分与第二边缘部分之间的第一后拐角边缘部分。一个或多个拐角边缘部分可包括在第二边缘部分与第四边缘部分之间的第二前拐角边缘部分。一个或多个拐角边缘部分可包括在第二边缘部分与第三边缘部分之间的第二后拐角边缘部分。拐角边缘部分(如第一前拐角边缘部分和/或第一后拐角边缘部分和/或第二前拐角边缘部分和/或第二后拐角边缘部分)可为弯曲的。例如，拐角边缘部分(如第一前拐角边缘部分和/或第一后拐角边缘部分和/或第二前拐角边缘部分和/或第二后拐角边缘部分)可具有在从3mm至20mm范围中(如在从10mm至15mm范围中)的曲率半径。第一和第二前缘拐角部分可具有相同的曲率半径。第一和第二后缘拐角部分可具有相同的曲率半径，该曲率半径可选地与用于第一和第二前缘拐角部分的曲率半径相同或不同。可设置弯曲的拐角来用于使空气流更好地穿过涡流发生器的基部，例如，弯曲的拐角可改善涡流发生器的基部的空气动力学特性。
基部的宽度是垂直于第一鳍轴线的基部的最大边缘距离，并且基部的长度是平行于第一鳍轴线的基部的最大边缘距离。基部的宽度可为最大鳍高度的至少0.8倍，如在从最大鳍高度的1.0至1.5倍的范围中。基部的宽度可为小于最大鳍高度的2倍。基部的宽度可为在从20mm至80mm的范围中。
第一鳍具有第一主要端和第二主要端，并且在第一鳍轴线的方向上具有基部长度(边缘部分之间的距离)的至少0.5倍的鳍长度。一个或多个示例性涡流发生器装置具有基部长度的至少0.8倍的鳍长度。还标识为Lfin的鳍长度可为在从35mm至130mm的范围中。
涡流发生器装置可包括在基部的内侧上的粘合材料。粘合材料可包括粘合带，如双面(double)粘合带。粘合材料可由剥离(peel-off)层覆盖。因此，可保护粘合材料，以便保持粘合材料的粘合特性，直到将涡流发生器装置安装在风力涡轮机叶片上。粘合材料可包括可压缩材料层，该可压缩材料层可用作对于变化的补偿，以便精确地适配于风力涡轮机叶片的曲率。
粘合材料具有提供了足够粘合强度的粘合特性、形状和尺寸(面积)，用于将涡流发生器装置牢固地安装在风力涡轮机叶片的表面上。粘合材料可为压敏材料或带，由此在将涡流发生器装置适配到风力涡轮机叶片的表面时提供了简单的解决方案，因为工人仅需将压力施加至基部的外侧和/或至涡流发生器装置的鳍。粘合材料可为丙烯酸基的，例如丙烯酸泡沫带。粘合材料可具有在从0.5mm至3mm范围中(优选地在从0.5mm至1.5mm范围中)的厚度。
粘合材料可具有一个或多个缝或切口，例如，用于减少在基部/涡流发生器装置与风力涡轮机叶片的表面之间的空气泡形成。可在粘合材料/带中制成一个或多个缝或切口，以通过减少粘合材料表面点到粘合材料的边缘的最大距离来降低安装其间空气被捕获(trap)在带内部的风险。当将粘合材料/带朝向叶片表面按压时，粘合材料倾向于沿粘合材料的边缘来结合，粘合材料的边缘然后起密封作用，其中在粘合材料的中间的空气无法逸出。一个或多个缝(如第一缝)确保空气可离开，因此改善了结合质量。缝可具有恒定的或变化的宽度。缝可具有至少10 mm的深度。在一个或多个示例性流改变装置中，缝(例如第一缝)和/或至少一个通道从流改变装置的第三边缘部分(后缘部分)延伸，以降低水或碎片困在(caught in)凹部中的风险。第一缝可为直的或弯曲的。在一个或多个示例性涡流发生器装置中，第一缝是直的并且与第一鳍轴线平行(±5度)。
粘合材料可为V形、E形、U形或三叉形，例如，用于减少在涡流发生器装置与风力涡轮机叶片的表面之间的空气泡形成。粘合材料可包括第一部分，该第一部分可选地具有主要部(primary portion)，带有从主要部延伸的一个或多个腿部(leg portion)。一个或多个腿部中的第一腿部和第二腿部可为平行的，或成例如至少5度的角。腿部可为直的。粘合材料可包括第二部分，该第二部分例如通过通道或至少通道的通道区段来与第一部分分开。粘合材料可包括第三部分，该第三部分例如通过通道或至少通道的(一个或多个)通道区段来与第一部分和/或第二部分分开。粘合材料的第一部分和第二部分可形成或通过其之间的通道或间隙分开。粘合材料不同部分之间的通道或通道的通道区段可防止或至少降低在风力涡轮机叶片的操作期间水被捕获在风力涡轮机叶片的表面与流改变装置之间的风险，并且因此作为排泄通道来操作。形成在粘合材料中的通道的第一通道区段可从涡流发生器装置的第一侧边缘延伸。形成在粘合材料中的通道的第二通道区段可从涡流发生器装置的第二侧边缘延伸。形成在粘合材料中的通道的第三通道区段可从涡流发生器装置的第三侧边缘延伸。
在一个或多个示例性涡流发生器装置中，基部的内侧可设置有用于获得粘合材料的第一凹部或底切(undercut)。由此，可将粘合材料(例如以粘合带的形式)插入到第一凹部或底切中，使得一旦涡流发生器装置安装在风力涡轮机叶片的表面上，则基部的内侧的周围部分保护粘合材料，因为周围部分可接触叶片。因此，可减少或消除对随后密封基部的边缘部分的需要。进一步地，凹部可允许使用较厚的粘合材料，这可降低材料成本，和/或允许在粘合材料的选择中的高设计自由度。
以下的表1示出了用于根据本发明的示例性单鳍涡流发生器装置VG20、VG30、VG40和VG50的参数值，其中宽度是垂直于第一鳍轴线的基部的最大边缘距离，并且长度是平行于第一鳍轴线的基部的最大边缘距离。
VG20 VG30 VG40 VG50
L1 34 mm 50 mm 67 mm 84 mm
L2 34mm 50 mm 67 mm 84 mm
L3 16 mm 24 mm 32 mm 40 mm
L4 2 mm 2.9 mm 3.8 mm 4.8 mm
Lfin 40 mm 62 mm 84 mm 104 mm
W1 12度 12度 12度 12度
W2 12度 12度 12度 12度
宽度 25 mm 39 mm 52 mm 64 mm
长度 42 mm 64 mm 86 mm 106 mm
R1 5 mm 7.5 mm 10 mm 12.5 mm
R2 5 mm 7.5 mm 10 mm 12.5 mm
R3 5 mm 7.5 mm 10 mm 12.5 mm
R4 5 mm 7.5 mm 10 mm 12.5 mm
附图说明
本发明在下文中参考附图中所示的一个或多个示例来详细解释，其中
图1示出了风力涡轮机的示意性视图，
图2示出了风力涡轮机叶片的示意性立体视图，
图3示出了翼型轮廓的示意性视图，
图4示出了根据本发明的示例性涡流发生器装置的示意性第一立体视图，
图5示出了图4中的涡流发生器装置的示意性外侧视图，
图6示出了示例性涡流发生器装置的示意性内侧视图，
图7A示出了示例性涡流发生器装置的示意性内侧视图，
图7B示出了示例性涡流发生器装置的示意性内侧视图，
图7C示出了示例性涡流发生器装置的示意性内侧视图，
图8a至图8h示出了用于根据本发明的涡流发生器装置的第一鳍和/或第二鳍的不同形状，
图9示出了风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片带有安装在其表面上的涡流发生器装置，
图10示出了根据本发明的示例性涡流发生器装置的示意性外侧视图。
具体实施方式
图1图示了根据所谓的“丹麦概念”的常规现代逆风风力涡轮机2，其带有塔架4、机舱6以及带有大致水平的转子轴的转子。转子包括毂8和从毂8径向地延伸的三个风力涡轮机叶片10，各个风力涡轮机叶片10具有最靠近毂的叶片根部16和最远离毂8的叶片末梢14。转子具有标识为R的半径。
图2示出了风力涡轮机叶片10的示意性立体视图。风力涡轮机叶片10具有常规风力涡轮机叶片的形状，并且包括：最靠近毂的根部区域30、最远离毂的成型区域或翼型区域34、以及在根部区域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，前缘18在叶片安装在毂上时面向叶片10的旋转的方向，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)具有与产生升力相关的理想的或近乎理想的叶片形状，而由于结构考虑，根部区域30典型地具有大致圆形或椭圆形的横截面，这例如使将叶片10安装到毂上更容易且更安全。根部区域30的直径(或弦(chord))典型地为沿整个根部区域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到翼型区域34的翼型轮廓逐渐地改变的过渡轮廓。过渡区域32的弦长典型地随着距毂的距离r的增大而大致线性地增大。
翼型区域34具有翼型轮廓，翼型轮廓带有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的弦。在翼型区域34中，弦的宽度随着距毂的距离r的增大而减小。
应注意到的是，叶片的不同区段的弦通常并非位于共同的平面中，因为叶片可扭转和/或弯曲(即，预弯曲)，因此提供了带有相应地扭转和/或弯曲的线路的弦平面，这最常见于为了补偿取决于距毂的半径的叶片的局部速度的情况。
图3示出了以各种参数来描绘的风力涡轮机的典型叶片的翼型轮廓50的示意性视图，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，在转子的旋转期间——压力侧52和吸力侧54通常分别面朝向迎风(或逆风)侧和背风(或顺风)侧。翼型50具有弦60，弦60带有在叶片的前缘56与后缘58之间延伸的弦长c。翼型50具有厚度t，其限定为压力侧52与吸力侧54之间的距离。翼型的厚度t沿弦60变化。从对称轮廓的偏离由弧线(camber line)62给出，弧线62是穿过翼型轮廓50的中线。中线可通过从前缘56到后缘58绘制内切圆而建立。中线跟随这些内切圆的中心，并且距弦60的偏离或距离称为弧高(camber)f。不对称性也可通过使用称为上弧高(或吸力侧弧高)和下弧高(或压力侧弧高)的参数来限定，上弧高和下弧高分别限定为从弦60和吸力侧54和压力侧52的距离。
翼型轮廓常通过下列参数来特征化：弦长c、最大弧高f、最大弧高f的位置d f 、最大翼型厚度t(其为沿中弧线62的内切圆的最大直径)、最大厚度t的位置d t 、以及鼻部半径(未示出)。这些参数典型地限定为与弦长c之比。因此，局部相对叶片厚度t/c给定为局部最大厚度t与局部弦长c之间的比。进一步地，最大压力侧弧高的位置d p 可用作设计参数，并且最大吸力侧弧高的位置当然也可用作设计参数。
图4示出了根据本发明的示例性涡流发生器装置的示意性立体视图。涡流发生器装置是单鳍涡流发生器装置70、70A、70B、70C，包括基部71，该基部(当安装到风力涡轮机叶片的外部时)具有用于附接到风力涡轮机叶片的外部的凹形内侧(未示出)，以及面向远离风力涡轮机叶片的外部的外侧74。基部71具有边缘，该边缘包括第一边缘部分76、第二边缘部分78、第三边缘部分80(或后缘部分)和第四边缘部分82(或前缘部分)。基部71一般地为梯形，使得第三边缘部分80是直的并且平行于直的第四边缘部分82，并且使得基部71的第四边缘部分82的长度小于基部71的第三边缘部分80的长度。
基部的边缘包括一个或多个拐角边缘部分，拐角边缘部分连接两个直的或大致直的边缘部分。一个或多个拐角边缘部分包括在第一边缘部分76与第四边缘部分82之间的第一前拐角边缘部分84、在第一边缘部分76与第三边缘部分80之间的第一后拐角边缘部分86、在第二边缘部分78与第四边缘部分82之间的第二前拐角边缘部分88以及在第二边缘部分78与第三边缘部分80之间的第二后拐角边缘部分90。涡流发生器装置70具有单个第一鳍92(也称为叶片)，其从基部71的外侧74突出。
图5示出了涡流发生器装置70、70A、70B、70C的外侧视图。第一鳍84从外侧74突出，并沿第一鳍轴线X1延伸，第一鳍轴线X1平行于基部71。第一边缘部分76和第二边缘部分78形成在从5度至30度范围中(即如所图示的24度)的主要角V1。在第一边缘部分76与第一鳍轴线X1之间的第一主要鳍角W1为在从5度至30度的范围中，即如所图示的12度。在第二边缘部分78与第一鳍轴线X1之间的第一次要鳍角W2为在从5度至30度的范围中，即如所图示的12度。拐角边缘部分84、86、88、90具有各自具有在从3 mm至20 mm范围中(即如所图示的12.5 mm)的曲率半径(也标识为R1、R2、R3、R4)。第一鳍具有第一主要端94和第二主要端96，并且具有在第一鳍轴线的方向上的基部的长度(边缘部分82、84之间的距离)的至少95%的鳍长度。
图6示出了涡流发生器装置70的内侧视图，带有布置在基部的内侧72上的粘合材料100。粘合材料100延伸到基部的边缘，并且具有第一缝102，第一缝102用于当涡流发生器装置70安装在风力涡轮机叶片上时减少在涡流发生器装置70与风力涡轮机叶片的表面之间的空气泡形成。这在内侧72是弯曲的时是特别有利的。第一缝102从第三边缘部分80(后缘部分)平行于第一鳍轴线X1延伸，以便降低水或碎片在风力涡轮机叶片的操作期间困在第一缝102中的风险。
图7A示出了涡流发生器装置70A的内侧视图，带有布置在基部的内侧72上的粘合材料100A。粘合材料100A包括第一部分104、第二部分106和第三部分108，其中，粘合材料的部分由在粘合材料部分104、106、108之间形成的通道的不同通道区段110、112、114分开。除了降低空气泡的形成之外，粘合材料不同部分之间的通道区段110、112、114防止或至少减少水在风力涡轮机叶片的操作期间被捕获在风力涡轮机叶片的表面与涡流发生器装置之间的风险。第一通道区段110从涡流发生器装置70A的第一边缘部分76延伸。第二通道区段112从涡流发生器装置70A的第二边缘部分78延伸。第三通道区段114从涡流发生器装置70A的第三边缘部分延伸。通道区段110、112、114的近端在通道节点116中连接到彼此。
图7B示出了涡流发生器装置70B的内侧视图，带有布置在基部的内侧72上的粘合材料100B。粘合材料100B包括由弯曲通道118分开的第一部分104和第二部分106，该弯曲通道具有在涡流发生器装置70B的第三边缘部分处的端。将理解的是可采用一个或多个缝和通道/通道区段的组合。
图7C示出了涡流发生器装置70C的内侧视图，带有布置在基部的内侧72上的粘合材料100C。粘合材料100C具有从涡流发生器装置70C的第三边缘部分延伸的第一缝102和第二缝120，用于当涡流发生器装置安装在风力涡轮机叶片上时减少在流改变装置与风力涡轮机叶片表面之间的空气泡形成。第一缝102与涡流发生器装置的基部的第一边缘部分平行，并且第二缝120与涡流发生器装置70C的基部的第二边缘部分平行。
图8a至图8h示出了第一鳍和/或第二鳍的不同形状。所认识到的是(一个或多个)鳍可具有各种形状。因此，第一鳍可例如具有如图8a中所示的直角三角形的形状，或者其可包括如图8b中所示的带有平的顶部的锥形第二边缘部分，或者在图8c中不带有平的顶部。第一鳍还可包括如图8d中所示的具有不同锥形角的中间边缘部，或如图8e中所示的圆形顶部边缘部。鳍的第一或前缘部分可为如图8a至图8e中所示的直的，或如图8f中所示的凹的或如图8g中所示的凸的。鳍的第一或前缘部分可包括凹段和凸段(未示出)两者。鳍的后缘部分也可为凹的或如图8h中所示的凸的。第一鳍的第二和/或后缘部分可包括凹段和凸段(未示出)两者。
图9示出了风力涡轮机叶片的一部分，带有安装其表面上的涡流发生器装置。风力涡轮机叶片10A包括以五个VG对(VG pair)布置的十个单鳍涡流发生器装置，其中第四侧82面向风力涡轮机叶片10A的前缘18。将注意的是，单鳍涡流发生器装置在数量和位置方面可自由地布置。
图10示出了用于风力涡轮机叶片的会聚的双鳍涡流发生器装置的外侧视图。涡流发生器装置150包括：带有内侧和外侧74的基部71；从外侧74突出并沿第一鳍轴线X1延伸的第一鳍92，第一鳍92具有第一主要端152和第一次要端154；以及从外侧74突出并沿第二鳍轴线X2延伸的第二鳍156，第二鳍156具有第二主要端158和第二次要端160，带有在第一鳍的第一主要端152与第二鳍的第二主要端158之间的主要距离162，以及在第一鳍的第一次要端与第二鳍的第二次要端之间的次要距离164，其中，主要距离162大于次要距离164。第一鳍92具有在第一主要端152处的第一主要鳍高度和在第一次要端154处的第一次要鳍高度。第一主要鳍高度小于第一次要鳍高度，如小于第一次要鳍高度的一半。第二鳍156具有在第二主要端158处的第二主要鳍高度和在第二次要端160处的第二次要鳍高度。第二主要鳍高度小于第二次要鳍高度，如小于第二次要鳍高度的一半。
参考符号列表
2 风力涡轮机
4 塔架
6 机舱
8 毂
10、10A 风力涡轮机叶片
14 叶片末梢
16 叶片根部
18 前缘
20 后缘
30 根部区域
32 过渡区域
34 翼型区域
50 翼型轮廓
52 压力侧
54 吸力侧
56 前缘
58 后缘
60 弦
62 弧高线
70、70A、70B、70C 涡流发生器装置
71 基部
72 内侧
74 外侧
76 第一边缘部分
78 第二边缘部分
80 第三边缘部分
82 第四边缘部分
84 第一前拐角边缘部分
86 第一后拐角边缘部分
88 第二前拐角边缘部分
90 第二后拐角边缘部分
92 第一鳍
94 第一主要端
96 第一次要端
100、100A、100B、100C 粘合材料
102 第一缝
104 粘合材料的第一部分
106 粘合材料的第二部分
108 粘合材料的第三部分
110 第一通道区段
112 第二通道区段
114 第三通道区段
116 通道节点
118 通道
120 第二缝
150 涡流发生器装置
152 第一主要端
154 第一次要端
156 第二鳍
158 第二主要端
160 第二次要端
162 主要距离
164 次要距离
X1 第一鳍轴线
X2 第二鳍轴线
V1 主要角
W1 在第一边缘部分与第一鳍轴线X1之间的第一主要鳍角
W2 在第二边缘部分与第一鳍轴线X1之间的第一次要鳍角
L1 第一边缘部分的长度
L2 第二边缘部分的长度
L3 第三边缘部分的长度
L4 第四边缘部分的长度
Lfin 第一鳍的长度
R1 第一前拐角边缘部分84的曲率半径
R2 第一后拐角边缘部分86的曲率半径
R3 第二前拐角边缘部分88的曲率半径
R4 第二后拐角边缘部分90的曲率半径

Claims (15)

1.一种用于风力涡轮机叶片的涡流发生器装置，所述涡流发生器装置包括：
- 基部，带有内侧和外侧；以及
- 第一鳍，所述第一鳍从所述外侧突出并沿第一鳍轴线延伸，
其中，所述涡流发生器装置是单鳍涡流发生器装置，并且所述基部具有第一边缘部分和第二边缘部分，所述第一边缘部分和所述第二边缘部分是直的，所述第一边缘部分和所述第二边缘部分形成在从5度至60度范围中的主要角，并且所述基部具有在所述第一边缘部分与所述第二边缘部分之间的第一前拐角边缘部分，所述第一前拐角边缘部分是弯曲的。
2.根据权利要求1所述的涡流发生器装置，其中，所述基部具有第三边缘部分，所述第三边缘部分与所述第一边缘部分形成第一次要角，其中，所述第一次要角为在从45度至120度的范围中。
3.根据权利要求2所述的涡流发生器装置，其中，所述第三边缘部分与所述第二边缘部分形成第二次要角，其中，所述第二次要角为在从45度至120度的范围中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡流发生器装置，其中，所述基部的所述内侧是凹的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡流发生器装置，其中，在所述第一边缘部分与所述第一鳍轴线之间的第一主要鳍角为在从5度至30度的范围中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的涡流发生器装置，其中，在所述第二边缘部分与所述第一鳍轴线之间的第一次要鳍角为在从5度至30度的范围中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的涡流发生器装置，其中，所述基部具有直的第四边缘部分。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的涡流发生器装置，其中，所述第一鳍的鳍长度是在所述第一鳍轴线的方向上的所述基部的长度的至少0.5倍。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的涡流发生器装置，其中，所述涡流发生器装置包括在所述基部的所述内侧上的粘合材料，所述粘合材料包括由剥离层覆盖的粘合带，例如双面粘合带。
10.根据权利要求9所述的涡流发生器装置，其中，所述粘合材料具有一个或多个缝，用于减少在所述基部与所述风力涡轮机叶片之间的空气泡形成。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的涡流发生器装置，其中，所述粘合材料是V形、E形、U形或三叉形。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的涡流发生器装置，其中，所述粘合材料包括第一部分和第二部分，其中，所述第一部分和所述第二部分由通道或至少所述通道的通道区段来分开。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的涡流发生器装置，其中，所述基部的所述内侧设置有第一凹部，其中，所述第一凹部是V形、E形、U形或三叉形。
14.一种用于风力涡轮机叶片的涡流发生器装置，所述涡流发生器装置包括：
- 基部，带有内侧和外侧；
- 第一鳍，所述第一鳍从所述外侧突出，并沿第一鳍轴线延伸，所述第一鳍具有第一主要端和第一次要端，所述第一鳍具有在所述第一主要端处的第一主要鳍高度和在所述第一次要端处的第一次要鳍高度，所述第一主要鳍高度小于所述第一次要鳍高度；以及
- 第二鳍，所述第二鳍从所述外侧突出，并沿第二鳍轴线延伸，所述第二鳍具有第二主要端和第二次要端，带有在所述第一鳍的所述第一主要端与所述第二鳍的所述第二主要端之间的主要距离、以及在所述第一鳍的所述第一次要端与所述第二鳍的所述第二次要端之间的次要距离，
其中，所述主要距离大于所述次要距离。
15.一种风力涡轮机叶片，包括多个根据权利要求1至14中任一项所述的涡流发生器装置，其中，多个涡流发生器装置安装在所述风力涡轮机叶片的表面上。
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