风力涡轮叶片前缘的保护.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110469454A(43)申请公布日2019.11.19(21)申请号201910393128.1(22)申请日2019.05.13(30)优先权数据18382324.42018.05.11EP(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人T.皮卡M.C.比拉(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人杨忠金飞(51)Int.Cl.F03D1/06(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图5页(54)发明名称风力涡轮叶片前缘的保护(57)摘要本发明涉及风力涡轮叶片前缘的保护。公开了用于风力涡轮叶片的前缘保护器。前缘保护器构造成至少部分地覆盖叶片前缘区段。前缘保护器包括主体，其具有基本上恒定的厚度且具有后端。前缘保护器进一步包括多个不规则部，其布置在主体的外表面上、在后端的上游，且构造成激励边界层。还公开了包括这样的前缘保护器的风力涡轮。CN110469454ACN110469454A权利要求书1/1页1.一种用于风力涡轮叶片的前缘保护器(200)，所述前缘保护器(200)构造成至少部分地覆盖叶片前缘区段，且包括：主体，其具有基本上恒定的厚度(HL)且具有后端(210)，以及多个不规则部(201;203;2031-2032)，其布置在所述主体的外表面(202)上、在所述后端(210)的上游，且构造成激励边界层。2.根据权利要求1所述的前缘保护器，其特征在于，构造成激励所述边界层的所述多个不规则部为突出部。3.根据权利要求2所述的前缘保护器，其特征在于，所述突出部(201;203;2031-2032)与所述前缘保护器(200)一体地形成。4.根据权利要求2或权利要求3所述的前缘保护器，其特征在于，所述突出部(201;203;2031-2032)具有在从3mm到20mm的范围中的高度。5.根据权利要求2-4中的任一项所述的前缘保护器，其特征在于，两个连续的突出部沿翼展方向彼此间隔开，特别地间隔开为所述突出部的高度的1倍到10倍的距离，更具体地间隔开为所述突出部的所述高度的1倍到6倍的距离。6.根据权利要求2-5中的任一项所述的前缘保护器，其特征在于，连续的突出部以沿着翼展方向的排布置，其中成对的连续突出部构造成使空气动力流朝向彼此转向。7.根据权利要求2-6中的任一项所述的前缘保护器，其特征在于，所述突出部(201;203)包括入射斜坡(2011)，其在使用中面向叶片前缘，且相对于所述主体的所述外表面具有大约10°到30°度的倾角，更具体地具有大约15°到25°的倾角。8.根据权利要求2-7中的任一项所述的前缘保护器，其特征在于，所述突出部(201;203)包括入射斜坡(2011)，其在使用中面向叶片前缘，且具有与在使用中面向叶片后缘的向后的斜坡(2012)不同的倾角。9.根据权利要求1所述的前缘保护器，其特征在于，所述多个不规则部为凹坑或局部凹部。10.根据权利要求1-9中的任一项所述的前缘保护器，其特征在于，所述前缘保护器(200)进一步包括在所述主体的所述后端(210)的下游的密封部分(211)，其中所述密封部分(211)的厚度沿下游方向逐渐减小。2CN110469454A说明书1/8页风力涡轮叶片前缘的保护技术领域[0001]本公开涉及特别是用于风力涡轮叶片的构造成减少叶片侵蚀的前缘保护器。本公开进一步涉及包括这样的保护器的风力涡轮。背景技术[0002]现代的风力涡轮通常用于将电供应到电网中。风力涡轮叶片典型地在叶片根部部分处直接地或通过延伸器(即，布置在叶片根部部分与毂之间的圆柱形元件，其用以增大转子扫掠区域的直径)附接到转子毂。在风对叶片的影响下，转子处于旋转状态。转子轴的旋转直接地(“直接驱动式”)或通过使用齿轮箱驱动发电机转子。发电机的运行产生将被供应到电网中的电。[0003]风力涡轮叶片典型地设计成用于最优的空气动力学状况，以优化风力涡轮的性能，来用于最大程度地发电。然而，作为运行负荷的补充，风力涡轮叶片还经受许多种恶劣的环境状况，特别地包括诸如(但不限于)雨滴、灰尘颗粒、砂颗粒、昆虫、盐(尤其是在海上风力涡轮方面)和/或其它物质的磨蚀颗粒的状况。撞击在叶片表面上(特别是在前缘上)的这些磨蚀颗粒可对其造成不利影响，从而引起叶片表面(特别是其前缘)的磨损。已知利用所谓的前缘保护器来保护叶片的前缘。[0004]已知风力涡轮的升力和阻力系数可作为叶片区段的攻角的函数而变化。大体上，升力系数(图4的参考标记21)在所谓的临界攻角23处增加到某一最大值。该临界攻角23有时也被称为失速角。阻力系数(参考标记22)可大体上非常小，且在接近于临界攻角23处开始以显著的方式增加。轮廓或叶片区段的空气动力学行为上的这种快速改