CN110094312B

CN110094312B - 后缘组件

Info

Publication number: CN110094312B
Application number: CN201910086777.7A
Authority: CN
Inventors: B.阿凯; P.B.埃内沃尔森; A.G.冈萨雷斯
Original assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Current assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2039-01-29
Also published as: CN110094312A; EP3517773B1; US10968887B2; EP3517773A1; ES2825025T3; US20190234376A1

Abstract

本发明描述了风力涡轮机转子叶片的后缘组件，该后缘组件包括：安装部分，其成形为用于安装到该转子叶片的翼型区域；襟翼部分，其柔性地连接到该安装部分，使得可以改变该安装部分和该襟翼部分之间所夹的襟翼角；体积可调整腔室，其布置在该安装部分和该襟翼部分之间，并且实现成在与最小襟翼角相关联的最小体积和与最大襟翼角相关联的最大体积之间改变其体积；以及至少一个管，其包括外孔口和内孔口，该外孔口布置成面对越过该转子叶片的翼型区域的气流，该内孔口布置成面对该体积可调整腔室的内部，使得该外孔口和该内孔口之间的气流改变该体积可调整腔室的体积。本发明还描述了包括至少一个这样的后缘组件的风力涡轮机转子叶片。

Description

后缘组件

技术领域

本发明描述了风力涡轮机转子叶片的后缘组件；以及包括至少一个这样的后缘组件的风力涡轮机转子叶片。

背景技术

在风力涡轮机的操作期间，其转子叶片经受空气动力载荷。通常调整转子叶片的迎角和/或旋转速度，以便将叶片载荷保持在可接受的水平，同时目标在于将风力涡轮机的功率输出保持在期望的水平。这通过如下方式来完成，即：在转子叶片和轮毂之间的接口处借助于桨距驱动器（pitch drive）来调整转子叶片桨距角（pitch angle）。可根据需要减小所述迎角和/或旋转速度，例如通过将转子叶片桨距角调整合适的量或者通过调整风力涡轮机的发电机的转矩。转子叶片载荷优选地被保持在可接受的水平，以避免结构损伤，例如结构部件和材料的疲劳，其目的是为了避免在转子叶片的计划寿命期间发生故障。

上述校正措施，例如调整桨距角和/或调整转子叶片的旋转速度，在稳定的风况下工作良好。然而，大气风在很长的时间间隔内很少是稳定的，并且更通常是不规则的，伴有导致载荷波动的阵风和湍流。典型的湍流风场包含具有较高风速的区域和具有较低风速的区域。在阵风或高湍流事件期间，峰值速度可显著地高于平均风速。当转子叶片通过这些区域时的载荷的变化导致转子叶片和风力涡轮机支撑结构上的疲劳载荷。立于上游涡轮机的尾流中的风力涡轮机的空气动力学转子可以见到风场中的大的变化。上述校正措施、即限于调整叶片桨距角的校正措施的问题在于它们不够快以防止阵风、湍流风场或尾流引起的过度载荷。因此，即使桨距控制在维持转子速度和涡轮机功率方面是有效的，但是抵消快速载荷变化的能力是有限的。

一种替代性方法是改变翼型件的形状以减少叶片上的载荷。这可以使用各种主动控制的可调整后缘襟翼中的任何一种来完成。通过在叶片的后缘中（通常在转子叶片的外侧区域中）实施可调整的襟翼，可以修改沿转子叶片的载荷分布。

从现有技术中已知的大多数可调整或自适应的后缘襟翼布置结构是主动控制的，即这些系统需要某种致动器（机械、电气、液压等）、确定所需的致动量的控制器以及反馈传感器。除了桨距控制系统之外，附加的工作量和成本还与对专用的襟翼控制系统的需求相关联。虽然这些系统允许响应于波动的空气动力载荷而精确地调整后缘的几何形状，但是它们具有许多缺点。例如，任何部件都必须被安装在叶片内，以便不影响叶片上的气流，但是在风力涡轮机转子叶片内安装和维修复杂的致动器系统是困难和昂贵的。此外，任何移动部分都容易出现故障。这些致动器系统必须维修，但是它们在叶片内部的外侧区域中的位置使得这种维护程序困难且昂贵。处于自适应襟翼系统的外部处的接头、铰链或连接器在寒冷条件下可能被积冰损坏。此外，转子叶片内部中的金属部分和/或电气部件也必须与任何避雷导体电气隔离，以确保防雷系统不受损害，并且避免在雷击期间因闪络而损坏自适应后缘襟翼布置结构。而且，有源部件通常需要使用反馈传感器，该反馈传感器也具有上面提到的缺点。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种调整风力涡轮机转子叶片的襟翼角的更经济和直接的方式。

该目的通过权利要求1的后缘组件；以及通过权利要求12的风力涡轮机转子叶片来实现。

根据本发明，风力涡轮机转子叶片的后缘组件包括：安装部分，其成形为用于安装到所述转子叶片的翼型区域；以及襟翼部分，其柔性地连接到所述安装部分，使得可以改变所述安装部分和所述襟翼部分之间所夹的襟翼角；以及体积可调整腔室，其连接到所述襟翼部分，并且实现成在与最小襟翼角相关联的最小体积和与最大襟翼角相关联的最大体积之间改变其体积；本发明的后缘组件还包括至少一个管，其至少穿过所述安装部分延伸，并且包括外孔口和内孔口，所述外孔口布置成面对越过所述转子叶片的所述翼型区域的气流，所述内孔口布置成面对所述体积可调整腔室的内部，使得所述外孔口和所述内孔口之间的气流改变所述体积可调整腔室的空气的体积。

本发明的后缘组件的一个优点在于它允许响应于叶片表面上的流动状态而完全被动地调整襟翼角。襟翼角的调整在没有任何机械或电动致动器或控制器的情况下进行。替代的是，本发明的原理是使用叶片上方的气流来“充胀”或“放缩”体积可调整腔室，这又导致襟翼角变化。襟翼角的变化基本上立即响应于空气进入或离开体积可调整腔室而发生。

风力涡轮机转子叶片上方的气流，特别是转子叶片翼型件上方的气流，在过去几十年中一直是大量研究的主题。已知的是，转子叶片翼型件上方的边界层气流中的滞止压力与各种参数相关，例如翼型件的迎角和相对速度等，除其他因素外，该相对速度又是转子叶片的旋转速度和进入的风速的函数。

本发明的基本思想是允许翼型件上方的边界层中的滞止压力来确定体积可调整腔室的体积，并且因此也确定襟翼角。所述管对叶片上方的气流开放，使得如果气压足够大，则腔室的体积将增加。如果气压再次下降，则腔室的体积将减小。因此，响应于边界层中的滞止压力的任何改变，襟翼角非常快速地调整。因此，取决于该滞止压力，管的两个孔口或开放端中的每一个都是入口或出口。尽管空气也通过该管离开腔室，但为了简单起见，该管在下文中被称为“进气管”。

由于所述滞止压力是上面提到的参数的函数，因此襟翼的行为，即它何时移动以及它移动多少，也将由那些参数确定。例如，襟翼的行为将取决于转子叶片的旋转速度，并且还取决于转子叶片的该部段中的迎角。由于沿转子叶片的点处的切向速度取决于转子的旋转速度和该点与轮毂的距离二者，因此襟翼的行为也将取决于其沿叶片的位置。

与已知的现有技术的主动襟翼系统相比，本发明的后缘组件的完全被动的功能允许显著节省成本和工作量。

根据本发明，风力涡轮机转子叶片包括至少一个这样的后缘组件，该后缘组件安装在转子叶片的翼型区域中，优选地安装在转子叶片的外侧区域中。本发明的转子叶片可以对迎角的变化作出反应，而不需要任何信号反馈、致动器、马达等。相反，对迎角的改变的响应是完全被动的。在给定旋转速度下的操作期间，翼型部段的升力系数与迎角直接相关。如果例如由于风的自然变化或者由于风力涡轮机的操作状态而迎角增加，则翼型件上方的边界层中的气流的速度将减小，并且边界层的厚度将增加（在翼型件的升力曲线、即升力系数与迎角的关系图的线性区域内），并且在表面上方的给定高度处的边界层中的滞止压力将减小。滞止压力的下降允许腔室相应地放缩。随着腔室的体积减小，襟翼角将减小，从而减小升力并且也减小转子叶片上的载荷。

类似地，如果例如由于风的自然变化或者由于风力涡轮机的操作状态而迎角减小，则翼型件上方的边界层的厚度将减小，在表面上方的给定高度处的边界层中的气流的速度将增加，从而导致体积可调整腔室中的滞止压力的增加，并且这将相应地膨胀。由此产生的襟翼角的增加导致升力的相应增加，使得风力涡轮机可以从风中提取更多的能量。

这两种效果相结合意味着对于迎角的波动，升力的变化低于没有任何襟翼调整装置的翼型件。特别地，为了增加迎角，升力曲线的斜率被有效地减小。

与没有任何襟翼角调整装置的转子叶片相比，本发明的转子叶片可以更好地承受由迎角的意外变化而引起的载荷。

与具有主动襟翼角调整装置的转子叶片相比，本发明的转子叶片实现了相同的结果，但具有显著较低的制造和维护成本。

本发明的特别有利的实施例和特征通过从属权利要求给出，如在以下描述中披露的。视情况可以结合不同权利要求类别的特征，以给出本文未描述的另外的实施例。

在下文中，可以假设转子叶片具有基本上圆形的根端，该根端平滑地过渡到翼型部分，并且该翼型部分延续到叶片的最外部末端。该翼型部分将从具有长弦的相对厚的翼型形状（靠近根部或过渡区域）逐渐变成具有短弦的较薄的翼型形状（靠近叶片的末端）。术语“外侧区域”通常用于近似表示叶片的外部三分之一。优选地，本发明的后缘组件的至少一个实施例被布置在转子叶片外侧区域中。本发明的后缘组件的一个或多个实施例还可以进一步在内侧布置。

本发明的后缘组件从转子叶片主体向外延伸，使得翼型形状的弦有效地延伸。优选地，本发明的后缘组件的尺寸使得襟翼部分从转子叶片翼型件向外延伸翼型部分的弦长的至少2%，并且可以向外延伸多达翼型部分的弦长的20%。在叶片的外侧部分中，即沿转子叶片的最外部三分之一，所述后缘组件的襟翼部分优选地从转子叶片翼型件向外延伸局部弦长的至少4%-8%。总弦长可以被理解为由转子叶片翼型件和后缘组件的非移动部分所给出的翼型形状的弦长。

本发明的后缘组件允许以完全被动的方式来调整襟翼角。因此，术语“后缘组件”和“被动襟翼系统”在下文中可互换地使用。

已经观察到，2°至3°的襟翼角的调整与转子叶片桨距角的1°变化具有类似的载荷减小效果。因此，在本发明的一个特别优选的实施例中，被动襟翼系统被实现成将襟翼角改变多达5°，更优选为多达10°，最优选为多达15°。例如，9°的完全被动的襟翼角增加可以与3°的桨距角增加具有相同的有益效果。没有任何调整其转子叶片的襟翼角的装置的风力涡轮机必须减小转子叶片桨距角，以避免过度的叶片载荷。本发明允许以完全被动的方式来减小叶片载荷，即不需要马达、致动器等，并且不必在功率输出和叶片载荷之间进行权衡。

在本发明的一个优选实施例中，所述管被实现为使得其第一孔口或进气开口布置在边界层内。优选地，该进气开口的第一孔口具有椭圆形剖面，由此椭圆的短轴垂直于转子叶片定向，使得椭圆形开口有利地位于边界层内。优选地，该进气开口的剖面面积为至少30mm²。对于正常操作的风速和迎角，第一孔口优选地布置成面对处于靠近边界层的上边缘的水平处的气流。优选地，本发明的后缘组件的任何管尺寸设定成使得其第一孔口（“进气孔口”）布置在转子叶片的表面上方至少5mm的高度处，并且可以被布置在转子叶片的表面上方10mm或甚至30mm的高度处。该第一孔口的高度可以根据沿转子叶片长度的该点处的边界层厚度来选择。该边界层厚度将主要由沿转子叶片的该点处的翼型形状决定。例如，位于外侧部分的开端处的管的第一孔口可以高于更靠近末端定位的管的第一孔口。

在本发明的一个优选实施例中，每个转子叶片都配备有本发明的后缘组件的若干实施例，它们具有不同的进气开口高度。优选地，这些后缘组件沿转子叶片的后缘分布，使得进气开口在高度上随着与叶片的根端的距离的增加而减小。最外部的后缘组件的进气开口将具有最矮的高度，而最内部的后缘组件的进气开口将具有最大的高度。虽然“外侧”后缘组件的最小进气开口高度可以处于大约5mm，但是更靠近根端的后缘组件的进气开口高度可以为10mm或更大，甚至可高达30mm。

优选地，所述安装部分被成形为用于安装到转子叶片翼型区域的压力侧。例如，所述安装部分可以包括基本上光滑的带或条带，其可以被胶合或以其他方式紧固到转子叶片翼型件的压力侧上的匹配的光滑的带或条带。

本发明的后缘组件可以被实现为使得所述安装部分的一部分从翼型件向外延伸，使得管穿过所述安装部分延伸到体积可调整腔室中。这种实现允许利用本发明的被动襟翼系统的实施例来改型现有的叶片。

替代性地，本发明的后缘组件可以被实现为使得所述安装部分不延伸超过翼型件。在该实施例中，管延伸穿过翼型件并且还穿过所述安装部分进入到体积可调整腔室中。当转子叶片被设计成包括本发明的被动襟翼系统的实施例时，这种实现可能是优选的。

存在实现体积可调整腔室的各种方式。在本发明的一个优选实施例中，所述体积可调整腔室被实现为例如软管或气球之类的可膨胀体（inflatable body）。这样的可膨胀体可以由在充气时可扩张的合适的弹性材料制成，例如橡胶、乳胶、合成橡胶等。在这样的实施例中，所述襟翼部分被实现成围绕体积可调整体。

替代性地，所述可膨胀体不是由伸展的材料制成，而是替代地包括沿所述安装部分的长边缘和所述襟翼部分的长边缘之间的“缝”延伸的波纹状或肋状部分。当空气填充可膨胀体时，该肋状部分表现得像波纹管，以允许可膨胀体在体积上增加。

在一种替代性实现中，所述体积可调整腔室由所述安装部分和所述襟翼部分的表面限定。优选地，本发明的后缘组件的这样的实施例包括处于所述安装部分和所述襟翼部分之间的迷宫式界面。例如，沿襟翼部分的边缘的相对宽的带可以延伸到沿安装部分的边缘的两个互补的带中，从而随着空气通过进气管填充腔室而自由地向外移动，并且随着空气通过进气管离开腔室而再次向内移回。

优选地，本发明的被动襟翼系统被构造成使得滞止压力可以使腔室“充胀”到其最大体积。换句话说，滞止压力将克服被动襟翼系统的固有刚度或回弹性，以便实现期望的襟翼角增加。为此，用于构造被动襟翼系统的材料基于例如回弹性、刚度、弹性、质量之类的属性来选择。优选地，本发明的后缘组件被实现成在至多4°-6°的低迎角下实现最大“充胀”或最大体积增加。类似地，本发明的后缘组件被实现成在11°-12°的相对大的迎角下实现最大“放缩”（最小体积），即恢复到其默认状态。通过适当选择材料并且通过适当设定被动襟翼系统的部件的尺寸，可以得到如下体积可调整腔室，即：当翼型件的迎角较小时（在翼型件上方具有相应薄的边界层，并且具有相对高的滞止压力，从而使得腔室膨胀以导致襟翼向下偏转），该体积可调整腔室在体积上将增加，并且当翼型件的迎角较大时（在翼型件上方具有相应厚的边界层，并且具有相对低的滞止压力，从而使得腔室放缩，从而使襟翼移回），该体积可调整腔室将返回到其默认或非膨胀状态。优选地，所述后缘组件的元件被实现成对于至少11°-12°的迎角呈现初始状态（腔室被放缩；体积最小）。

沿风力涡轮机转子叶片的后缘的锯齿已被用于改善叶片性能并且降低气动噪声。因此，在本发明的一个优选实施例中，所述后缘组件包括布置成从襟翼部分向外延伸的多个锯齿。

优选地，本发明的被动襟翼系统的任何管的第一孔口被成形为阻止水进入。然而，可能无法完全防止水进入所述管和体积可调整腔室。因此，为了避免体积可调整腔室内的水冻结造成的损伤，本发明的后缘组件优选地包括多个排水开口，以允许水离开腔室。

转子叶片利用每次完整旋转“扫过”圆形的区域。风力涡轮机的这种转子扫掠区域由该风力涡轮机的转子叶片的长度确定。如上面所提到的，本发明的被动襟翼系统的行为与翼型件的相对速度有关。然而，在转子扫掠区域上的这种相对速度中可能存在差异，该差异例如由偏航误差、风切变等造成的相对风速的差异引起。为了抵消将由转子扫掠区域内的这种差异引起的过度襟翼运动，所述后缘组件可包括布置在压力侧和吸力侧二者上的管。

附图说明

通过结合附图考虑的以下详细描述，本发明的其他目的和特征将会变得显而易见。然而，要理解的是，附图仅为说明的目的而设计，并非作为本发明的限制的限定。

图1示出了本发明的后缘组件的一个实施例的剖视图；

图2示出了在风力涡轮机转子叶片上就位的图1的后缘组件；

图3示出了本发明的后缘组件的一个实施例的透视图；

图4示出了本发明的后缘组件的另一实施例的剖视图；

图5示出了处于膨胀状态的图4的后缘组件；

图6示出了本发明的后缘组件的另一实施例的剖视图；

图7示出了本发明的后缘组件的另一实施例的透视图；

图8示出了图7的后缘组件的剖视图；

图9示出了风力涡轮机转子叶片的透视图；

图10示出了图9的转子叶片的翼型件的剖视图；

图11示出了本发明的转子叶片的一个实施例的升力系数与迎角的关系图；

图12示出了本发明的转子叶片的一个实施例的阻力系数与迎角的关系图。

在附图中，相同的附图标记自始至终表示相同的物件。附图中的物件不一定按比例绘制。

具体实施方式

图1示出了本发明的后缘组件1或被动襟翼系统1的一个实施例的剖视图。被动襟翼系统1具有安装部分10和襟翼部分11，该安装部分10成形为用于安装到转子叶片的翼型区域，该襟翼部分11被柔性地连接到该安装部分10。在本文所述的所有实施例中，柔性连接通过使用适当弹性的材料来实现。材料“铰链（hinge）”允许安装部分10和襟翼部分11之间所夹的襟翼角（图5和图8中所示）平滑地改变。在本发明的被动襟翼系统的该实施例中，可膨胀软管12或气球状体12被布置在安装部分10和襟翼部分11之间。管13延伸穿过安装部分10并通向可膨胀软管12。该管具有布置成面对气流的外孔口131，以及布置成面对可膨胀软管12的内部的内孔口132，使得外孔口131和内孔口132之间的气流改变可膨胀软管12的体积。

图2示出了在风力涡轮机转子叶片2的翼型部分20上就位的图1的后缘组件1。该图示出了安装部分10例如通过粘合剂来附接到翼型件20的压力侧20P的表面。该图显示了安装部分10的倒角形状与翼型件20的后缘的厚度匹配，使得在翼型件20的吸力侧20S和后缘组件1之间实现了平滑过渡。在这里所示的状态下，襟翼部分11有效地作为翼型件20的后缘TE的延伸部。

图3示出了本发明的后缘组件1的一个实施例的透视图。该实施例与上面的图1和图2中所示的实施例基本上相同，并且示出了安装部分10中的开口，该开口稍后接收管13。该图还示出了处于襟翼部分11处的锯齿状附接装置，该锯齿状附接装置可有效地降低风力涡轮机的操作期间的气动噪声。

图4示出了本发明的后缘组件1的另一实施例的剖视图。这里，可膨胀体12包括肋状或波纹状部分120，其布置成位于安装部分10和襟翼部分11之间的间隙中。在处于10°至12°的范围中的高迎角下，边界层较厚，并且滞止压力（stagnation pressure）相应较低。因此，没有足够的压力使腔室12膨胀，并且襟翼11处于其初始或默认位置，而具有参考局部翼型件的弦C₂₀₀测量的最小的襟翼角θ_min。当迎角减小时，吸力侧20S上的边界层较薄。相应高的滞止压力将使软管12膨胀并使襟翼11偏转，如图5中所示。该图显示了转子叶片2上方的气流AF₂。因为管13面对气流AF₂，所以空气AF₁₃进入可膨胀软管12。在例如4°-8°的低迎角下，可膨胀软管12中的滞止压力足以克服被动襟翼系统1的固有回弹性或刚度并使软管12膨胀。被动襟翼系统1的材料属性被选择成将襟翼角从最小襟翼角θ_min增加到最大襟翼角θ_max。在例如10°的较高迎角下，可膨胀软管12中的滞止压力下降，并且被动襟翼系统1的固有回弹性使空气AF₁₃离开可膨胀软管12，并且襟翼部分11向内移回，从而减小襟翼角。最终，襟翼角将返回到其最小值θ_min。

图6示出了本发明的后缘组件1的另一实施例的剖视图。该实施例类似于图5的实施例，其使用肋状部分120来允许软管12膨胀，但软管12在这种情况下完全被安装部分10和襟翼部分11覆盖。如果可膨胀软管12不应暴露于环境，则这种实现可能是优选的。

图7示出了本发明的后缘组件1的另一实施例的透视图。这里，体积可调整腔室12'通过安装部分10和襟翼部分11所限定的腔来实现，使得该实施例没有使用可膨胀体。为了允许滞止压力使体积可调整腔室12'扩张，迷宫式密封件122形成在安装部分10和襟翼部分11之间。这里，襟翼部分11的外带被包含在安装部分10的两个互补的外带之间，并且可以响应于滞止压力的增加而向外滑动，并且可以在滞止压力减小时向内滑动。这在图8中示出，其示出了图7的后缘组件的剖视图，并且显示了体积可调整腔室12'的两个极端。在“默认”或静止状态下，襟翼角处于最小襟翼角θ_min，并且体积可调整腔室12'处于其最小体积V_min。当迎角减小时，体积可调整腔室12'中的滞止压力增加，并且克服被动襟翼系统1的固有回弹性，以使体积可调整腔室12'扩张到最大体积V_max，并且襟翼角可以增加到最大襟翼角θ_max。

图9示出了风力涡轮机转子叶片2的透视图，该风力涡轮机转子叶片2在其长度L的大部分上具有翼型部分20。圆形的根端21可以被安装到风力涡轮机轮毂的桨距接口（pitchinterface）。翼型部分20逐渐变细到薄的末端端部22，如沿叶片2以一定间隔示出的逐渐减小的翼型形状200所示。该图还显示了翼型形状200的弦C₂₀₀，该弦C₂₀₀从叶片2的前缘LE延伸到后缘TE。本发明的后缘组件的一个实施例优选地布置在外侧区域中，该外侧区域通过沿转子叶片2的外部三分之一的长度L_OB表示。

图10示出了转子叶片2的翼型件20的剖视图，并且显示了在弦C₂₀₀和风向（通过指向右侧的箭头表示）之间所夹的迎角α。然而，由于流动分离，可能出现在相对大的迎角下的过度的叶片载荷。在现有技术中，没有任何襟翼角调整装置的转子叶片必须被倾斜来减小迎角，以避免过度的叶片载荷。然而，这种抢先性的校正是以降低功率输出为代价的。替代性地，主动襟翼调整装置可以被安装在转子叶片中，并且传感器、致动器、马达等的布置结构可以根据需要作出反应以调整襟翼角。然而，相关的制造和维护成本可能很高。当安装到转子叶片2的翼型件的后缘时，本发明的后缘组件提供了克服这些问题的有成本效益的方式。

图11示出了对于静态襟翼延伸部（升力曲线31）以及对于本发明的转子叶片的实施例（升力曲线30）的升力曲线，即升力系数CL（Y轴，无量纲）与迎角AoA[°]的关系图。还示出了现有技术的升力曲线33。这对应于可比较的转子叶片部段（即，相同或相似的尺寸），但没有任何襟翼调整装置。该图表明，对于相同的迎角，本发明的转子叶片具有显著更高的升力系数。对于如升力曲线30所示的本发明的转子叶片的一个实施例，后缘组件已被定制成对于介于6°和12°之间的迎角实现有利地更平坦的升力曲线。

图12示出了对于本发明的转子叶片的实施例（阻力曲线40）以及对于静态襟翼延伸部（阻力曲线41）的阻力曲线，即阻力系数CD（Y轴，无量纲）与迎角AoA[°]的关系图。还示出了现有技术的阻力曲线44，其在这种情况下也对应于可比较的转子叶片部段（即，相同或相似的尺寸），但没有任何襟翼调整装置。该图表明，在例如介于6°和12°之间的迎角下，当与具有静态襟翼41的布置结构相比时，本发明的转子叶片对于相同的迎角具有显著更低的阻力系数。对于如阻力曲线40所示的本发明的转子叶片的一个实施例，后缘组件已被定制成对于介于6°和10°之间的迎角实现有利地更平坦的阻力曲线。

尽管已采用优选实施例及其上的变型的形式公开了本发明，但将理解的是，对其能够作出许多附加的修改和变型，而不脱离本发明的范围。

为清楚起见，要理解的是，贯穿本申请对“一”、“一个”或“一种”的使用并不排除多个，并且“包括”不排除其他步骤或元件。

Claims

1.一种风力涡轮机转子叶片（2）的后缘组件（1），所述后缘组件（1）包括：

- 安装部分（10），其成形为用于安装到所述转子叶片（2）的翼型区域（20）；

- 襟翼部分（11），其柔性地连接到所述安装部分（10），以允许改变所述安装部分（10）和所述襟翼部分（11）之间所夹的襟翼角；

- 体积可调整腔室（12、12'），其布置在所述安装部分（10）和所述襟翼部分（11）之间，并且实现成在与最小襟翼角（θ_min）相关联的最小体积（V_min）和与最大襟翼角（θ_max）相关联的最大体积（V_max）之间改变其体积（V）；

- 至少一个管（13），其包括外孔口（131）和内孔口（132），所述外孔口（131）布置成面对越过所述转子叶片（2）的所述翼型区域（20）的气流（AF₂），所述内孔口（132）布置成面对所述体积可调整腔室（12）的内部，使得所述外孔口（131）和所述内孔口（132）之间的气流（AF₁₃）改变所述体积可调整腔室（12）的体积（V）。

2.根据权利要求1所述的后缘组件，其特征在于，所述安装部分（10）被成形为用于安装到转子叶片翼型区域（20）的压力侧（20P）。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的后缘组件，其特征在于，所述体积可调整腔室被实现为可膨胀体（12）。

4.根据权利要求3所述的后缘组件，其特征在于，所述可膨胀体（12）由弹性材料制成。

5.根据权利要求4所述的后缘组件，其特征在于，所述可膨胀体（12）包括在所述安装部分（10）和所述襟翼部分（11）之间延伸的柔性肋状部分（120）。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的后缘组件，包括处于所述安装部分（10）和所述襟翼部分（11）之间的迷宫式密封件（122）。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的后缘组件，其特征在于，管（13）尺寸设定成使得所述管（13）的外孔口（131）被布置在所述后缘组件（1）的外表面上方至少5mm的高度处。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的后缘组件，其特征在于，管（13）的所述外孔口（131）包括椭圆形剖面。

9.根据权利要求1或权利要求2所述的后缘组件，实现成将所述襟翼角改变至少2°。

10.根据权利要求1或权利要求2所述的后缘组件，其特征在于，所述后缘组件（1）的元件被实现成在至多6°的迎角下实现最大襟翼角（θ_max）。

11.根据权利要求1或权利要求2所述的后缘组件，其特征在于，所述后缘组件（1）的元件被实现成在至少10°的迎角下实现最小襟翼角（θ_min）。

12.根据权利要求1或权利要求2所述的后缘组件，实现成将所述襟翼角改变至少4°。

13.根据权利要求1或权利要求2所述的后缘组件，实现成将所述襟翼角改变至少6°。

14.根据权利要求1或权利要求2所述的后缘组件，其特征在于，所述后缘组件（1）的元件被实现成在至多4°的迎角下实现最大襟翼角（θ_max）。

15.根据权利要求1或权利要求2所述的后缘组件，其特征在于，所述后缘组件（1）的元件被实现成在至少7°的迎角下实现最小襟翼角（θ_min）。

16.一种风力涡轮机转子叶片（2），包括安装在所述转子叶片（2）的翼型区域（20）中的至少一个根据权利要求1至15中任一项所述的后缘组件（1）。

17.根据权利要求16所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，至少一个后缘组件（1）被布置在介于转子叶片长度（L）的60%和100%之间的所述转子叶片的外侧区域中。

18.根据权利要求16或权利要求17所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，后缘组件（1）的襟翼部分（11）从转子叶片翼型件（20）向外延伸所述翼型件（20）的局部弦长（C₂₀₀）的2%-20%。

19.根据权利要求18所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，后缘组件（1）的处于所述转子叶片（2）的外侧三分之一中的襟翼部分（11）从所述转子叶片翼型件（20）向外延伸所述翼型件（20）的局部弦长（C₂₀₀）的4%-8%。