(57)【要約】【課題】風車ブレードの空力性能を高める。【解決手段】半径方向インボード部分を有する主ブレードエレメントと、インボード部分の半径方向スパンに沿って前記主ブレードエレメントの近くに配置されたスラットと、前記スラットの端部における先端渦変更付属物と、を備える。【選択図】図５
2013213499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車ブレードであって、
半径方向インボード部分を有する主ブレードエレメントと、
インボード部分の半径方向スパンに沿って前記主ブレードエレメントの近くに間隔を置かれたスラットと、
前記スラットの端部における先端渦変更付属物と、を備えることを特徴とする風車ブレード。
【請求項２】
渦変更付属物は、前記スラットの端部から上方へ前記主ブレードエレメントから離れる方向に延びるウイングレットを含む、請求項１記載の風車ブレード。
【請求項３】
前記ウイングレットは、前記スラットのスパン方向の線に対して３０〜９０度の角度を形成するように上方へ延びている、請求項２記載の風車ブレード。
【請求項４】
前記ウイングレットは、前記スラットの端部の翼弦長の半分未満の翼弦長を有する先端を備える、請求項３記載の風車ブレード。
【請求項５】
前記渦変更付属物は、前記スラットの端部における端板を含む、請求項１記載の風車ブレード。
【請求項６】
前記端板は、前記スラットの端部の翼弦長の少なくとも１／３の組み合わされた距離だけ、前記スラットの端部の上方及び下方のうちの少なくとも一方に延びている、請求項５記載の風車ブレード。
【請求項７】
前記主ブレードエレメントの前縁において、前記主ブレードエレメントの平均反り線に対して垂直な線が規定され、前記スラットは、前記線よりも後方に配置されており、かつ前記スラットの半径方向スパンにわたって前記主ブレードエレメントの前記インボード部分の負圧面から間隔を置かれている、請求項１記載の風車ブレード。
【請求項８】
前記スラットの前縁の少なくとも一部は、平行な流れのゾーン内に配置されており、該ゾーンにおいて、作動空気流は、前記主ブレードエレメントに対する流入角の少なくとも８°の変化にわたって、前記主ブレードエレメントの負圧面に対して平行±６°で流れる、請求項１記載の風車ブレード。
【請求項９】
前記スラットの前縁は、前記スラットの半径方向スパンにわたって平行な流れのゾーン内に配置されている、請求項８記載の風車ブレード。
【請求項１０】
前記スラットの少なくとも前縁が、減じられた流入角変化のゾーンに配置されており、前記主ブレードエレメントへの作動空気流入角が、前記主ブレードエレメントの翼弦に対してＮ度だけ変化すると、前記スラットへの結果として生じる空気流入角は、一次ブレードエレメントへの流入角における少なくとも８°の変化にわたって、前記スラットの翼弦に対して２Ｎ／３度までのみ変化する、請求項１記載の風車ブレード。
【請求項１１】
前記スラットは、該スラットの半径方向スパンに沿って、前記主ブレードエレメントの選択された翼弦長の５％〜１０％の距離だけ前記主ブレードエレメントの負圧面から間隔を置かれており、前記スラットは、該スラットの半径方向スパンにわたって、減じられた流入角変化のゾーン内に配置されている、請求項１０記載の風車ブレード。
【請求項１２】
前記スラットは、前記主ブレードエレメントのハブに取り付けられている、請求項１記載の風車ブレード。
【請求項１３】
それぞれの横断面において、前記スラットの翼弦は、前記メインブレードのそれぞれの翼弦に対して１０〜３０度の角度を形成している、請求項１記載の風車ブレード。
【請求項１４】
前記角度は、前記主ブレードエレメントの根元部からの距離が増大するにつれて、前記スラットの半径方向スパンに沿った、前記主ブレードエレメントにおける対応するねじれよりも大きな前記スラットにおけるねじれにより、減少している、請求項１３記載の風車ブレード。
【請求項１５】
前記スラットは、該スラットの翼弦長の少なくとも５％の厚さを有するフラットバック後縁を備える、請求項１記載の風車ブレード。
【請求項１６】
前記フラットバック後縁は、前記スラットの平均反り線又は前記スラットの翼弦に対して垂直±３０°のほぼ平坦な面を有し、かつ前記スラットの翼弦長の５％〜３０％の厚さを有する、請求項１５記載の風車ブレード。
【請求項１７】
前記フラットバック後縁の厚さは、前記主ブレードエレメントの根元部からの距離が増大するにつれて、減少する、請求項１５記載の風車ブレード。
【請求項１８】
前記フラットバック後縁からの渦放出を防止するために有効な、前記フラットバック後縁から後方へ延びたスプリッタプレートをさらに備える、請求項１５記載の風車ブレード。
【請求項１９】
前記スラットの前方負圧面に沿って複数の渦発生器をさらに備える、請求項１記載の風車ブレード。
【請求項２０】
前記先端渦変更付属物は、テーパしかつ後方へ曲げられた翼端付属物を含む、請求項１記載の風車ブレード。
【請求項２１】
前記翼端付属物は、上方へ曲げられておらず、前記スラットの外端に対して実質的に平坦である、請求項２０記載の風車ブレード。
【請求項２２】
前記先端渦変更付属物は、前記主ブレードエレメントに向かって曲げられかつ該主ブレードエレメントに取り付けられた翼端を有する、請求項１記載の風車ブレード。
【請求項２３】
風車ブレード用のキットであって、
スラットと、
該スラットの端部における渦変更付属物と、
前記風車ブレードのインボード部分の近くに、該インボード部分の半径方向スパンに沿ってスラットを取り付けるための支持構造と、を含むことを特徴とする、風車ブレード用のキット。
【請求項２４】
風車ブレードであって、
半径方向インボード部分を有する主ブレードエレメントと、
前記インボード部分の半径方向スパンに沿って前記主ブレードエレメントの近くに間隔を置かれたスラットと、を備え、
前記主ブレードエレメントの平均反り線に対して垂直な線が、前記主ブレードエレメントの前縁において規定され、前記スラットは、前記線よりも後方に配置されかつ前記スラットの半径方向スパンにわたって前記主ブレードエレメントの前記インボード部分の負圧面から間隔を置かれていることを特徴とする、風車ブレード。
【請求項２５】
前記スラットの前縁の少なくとも一部は、平行な流れのゾーン内に配置されており、該ゾーンにおいて、作動空気流は、前記主ブレードエレメントに対する流入角の少なくとも８°の変化にわたって、前記主ブレードエレメントの負圧面に対して平行±６°で流れる、請求項２４記載の風車ブレード。
【請求項２６】
前記スラットの少なくとも前縁は、流入角変化が減じられたゾーン内に配置されており、前記主ブレードエレメントへの作動空気流入の角度が、前記主ブレードエレメントの翼弦に対してＮ度だけ変化すると、前記スラットへの結果的な空気流入角度は、一次ブレードエレメントへの流入角の少なくとも８°の変化にわたって、前記スラットの翼弦に対して２Ｎ／３度までのみ変化する、請求項２４記載の風車ブレード。
【請求項２７】
それぞれの横断面について、前記スラットの翼弦は、前記主ブレードエレメントのそれぞれの翼弦に対して１０〜３０度の角度を形成している、請求項２４記載の風車ブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して風車、特に風車ブレード用のインボードスラットに関する。
【背景技術】
【０００２】
風車ブレードのインボード部分は、アウトボードブレード領域によってブレード根元部上に片持ちされるスラスト荷重及び揚力荷重を支持するために厚く形成されている。ここで"インボード"とは、ハブに結合されたブレードの部分であるブレード根元部に向かう半径方向内方を意味する。"アウトボード"とは、半径方向外方、若しくはブレード先端に向かう方向を意味する。各ブレードのインボード部分は、強度を得るためにハブに向かって翼弦に対して垂直に次第に厚くなり、一般に、取付けを容易にしかつブレードピッチ調節機構と係合するために、ハブに隣接したところで円筒状になる。到来する風に対するブレード速度が高まることにより、相対空気流入角は、回転中心からの距離とともに変化する。製造上の理由から、ブレードの翼弦角度若しくはねじれ角度は、相対空気流入方向へのブレード翼部分の最適な向き付けを提供するように半径方向長さに沿って十分に迅速に変化することができず、根元部の近くで次第に過剰な迎え角を生じる。これらのインボード部分は、コーニング角、風速変化及びブレードの低速により、迎え角の大きな変動を生じる。構造的理由から必要とされる、厚い輪郭及び最適でない翼形状は、迎え角の広い範囲にわたって十分な揚力を発生することができず、失速する恐れもある。ブレード厚さ、翼形状における構造的制限、及び大きな迎え角により、ブレードのインボード部分は空力的に非効率的であり、永久的に失速させられることもあり、風力エネルギ変換効率を低下させる。ここで、"迎え角"とは、ブレード回転を考慮した、翼弦と相対風ベクトルとの間の角度を意味する。迎え角が大きすぎ、翼の負圧面を通過する空気がブレードの表面から分離して、はく離した流れ領域を生じると、失速条件が生じる。これにより、ブレードのインボード領域は、低揚力、その結果として低トルクを生じ、したがって、インボード領域は、風車のパワーにほとんど貢献しない。風車ブレードの局所的及び全体的な空力性能を高めるために、スラット及びフラップを含む流れ変化装置が、風車ブレードに付加されている。
【０００３】
図面を参照して以下の説明において発明が説明される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、風車ブレードの空力性能を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題は、半径方向インボード部分を有する主ブレードエレメントと、インボード部分の半径方向スパンに沿って前記主ブレードエレメントの近くに配置されたスラットと、前記スラットの端部における先端渦変更付属物と、を備える風車ブレードによって解決される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施の形態による風車ロータの負圧面を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態による風車ブレードのインボード部分の斜視図である。
【図３】従来の風車ブレードの翼型を横断面図で示す図である。
【図４】フラットバックスラットの翼型をスラットの横断面図で示す図である。
【図５】図１の線５−５に沿って見た風車ブレードの内方部分の輪郭を示す図である。
【図６】従来のスラット及びブレードの輪郭を示す図である。
【図７】スパーキャップへの本発明のスラットの１つの実施の形態の取付けを示す図である。
【図８】渦放出を発生するフラットバックスラットを示す図である。
【図９】フラットバック後縁の厚さの中間から後方へ延びるスプリッタプレートを示す図である。
【図１０】スラットの負圧面と同一平面にフラットバック後縁から後方へ延びるスプリッタプレートを示す図である。
【図１１】フラットバック後縁から下方へ角度づけられたスプリッタプレートを示す図である。
【図１２】フラットバックスラットが風車ロータのスピナに取り付けられた１つの実施の形態を示す図である。
【図１３】スプリッタプレートが後縁厚さの中間点から上側部分へ移行している、フラットバック後縁の１つの実施の形態の背面図である。
【図１４】スラットの半径方向スパンに沿ってテーパした厚さを有するフラットバックスラットの１つの実施の形態の背面図である。
【図１５】ウイングレットを備えたスラットの１つの実施の形態を示す背面図である。
【図１６】端板を備えたスラットの１つの実施の形態を示す背面図である。
【図１７】スラットの前方負圧面に沿った渦発生器を備えたスラットの１つの実施の形態の負圧面の図である。
【図１８】渦発生器及び背景における端板を備えたスラットの翼型を示す図である。
【図１９】後方へ傾斜した先端を備えたスラットを備える風車ブレードのインボード部分の斜視図である。
【図２０】下方へ曲げられた先端を備えたスラットを備える風車ブレードのインボード部分の斜視図である。
【図２１】相対風の流入角の８°の変化における、タービンブレードの周囲の流れ角度における変化の典型的な分布を示す図である。
【図２２】従来のマルチエレメント翼の平均反り線を示す図である。
【図２３】本発明の１つの実施の形態におけるマルチエレメント翼の平均反り線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、半径方向に向けられたブレード２２を備える風車ロータ２０の風下側を示している。前記ブレード２２は、時には翼又はメインエレメントと称され、概して回転の平面２３又はディスクにおいて回転する。この図には、回転する要素のみが示されており、風車の典型的なナセル及びタワーは示されていない。それぞれのメインブレード２２は、半径方向インボード端部若しくは根元部２４を有する。根元部２４は共通のハブ２６に取り付けられている。ハブ２６は、スピナ２８と称されるカバーを有してよい。各ブレードは、空力的なストラット３２又はロッド又は失速フェンスのような支持構造によってそれぞれのブレード２２のインボード部分の上方に取り付けられた、ここで説明されるような空力スラット３０を有してよい。本発明者たちは、スラット３０が、スラット翼形状の端部の周囲においてスラットの圧力面から負圧面へ流れる空気によって生ぜしめられる先端渦を発生し、このような渦が、スラットの空力効率（揚力／効力）を低減するのみならず、さらにメインエレメント２２の空力性能に不都合な影響を有することに気づいた。ロータ２０の効率を高めるために、本発明者たちは、スラット３０の少なくとも一方の端部３０Ａ，３０Ｂにおいて、ここでさらに説明されるような先端渦変更付属物を提供する。このような付属物は、先端渦の不都合な影響を低減するように機能する。この低減は、例えば、渦の大きさを低減することによって及び／又は渦の位置を変化させることによって、例えば、渦をメインエレメントからさらに離れるように移動させることによって又は渦を、付属物がなければスラットが配置されるであろうスラットの長手方向軸線の後方へ移動させることによってなされる。付属物は、スラットのスパンの一部にわたって三次元流れ効果を減じることによってスラットの性能をも高める。スラットがなければ流れが三次元となるであろう領域における二次元流れ性能は、パワー発生のために有利である（より多くのトルクを発生する）。
【０００８】
図２は、ブレード２２のインボード部分３６の斜視図である。ブレード２２は、前縁４２と後縁４４との間に圧力面３８及び負圧面４０を有する。横断面輪郭は、根元部２４における円筒状Ｐｃから、ブレード２２において翼弦が最も長い位置である肩部４７における、又は肩部４７よりも先の、翼形状Ｐａに変化していてよい。スラットの先端渦を低減し、かつ低減された前端渦をメインブレード２２から離れるように移動させるために、スラットのアウトボード端部３０Ｂには、上方に曲げられたウイングレット３４が示されている。ここで説明される付属物は、スラットのアウトボード端部において例示されているが、他の実施の形態は、インボード端部又は両方の端部におけるこのような付属物を有してよいことが認められるであろう。ウイングレットは、ウイングレット自体の先端渦を減じるために、尖った又は減じられた先端３５を有してよいか、又はスラットの端部３０Ｂの翼弦長の半分よりも短い翼弦長を有する。
【０００９】
図３は、圧力面３８及び負圧面４０を有する従来の風車ブレードの翼型Ｐａを示す。直線的な翼弦Ｃｈが、前縁４２と後縁４４との間に延びている。翼弦Ｃｈの長さは翼弦長である。平均反り線Ｃａは、圧力面３８と負圧面４０との間の中間点の集合である。平均反り線Ｃａは、翼Ｐａが翼弦Ｃｈに関して対称である場合には翼弦Ｃｈと一致する。翼の翼弦長に関する最大厚さＴｍは、翼型の厚さ又は薄さの程度を規定するために用いられてよい。
【００１０】
ベクトルＶｗは、ロータの影響外の風速を表す。軸方向自由流れベクトルＶａは、軸方向誘導係数αによる風速Ｖｗの減少後の、ブレード２２における空気流入の軸方向成分を表す。以下の公知の式では、Ｕ1は、ロータの影響外の風速であり、Ｕ2は、ロータにおける風速である。
【００１１】
2013213499.tif 000003
【００１２】
Ｖａを接線方向速度成分Ｖｔと組み合わせると、回転平面２３に対する角度Φにおける相対流入ベクトルＶｒが与えられる。迎え角ＡｏＡは、相対流入ベクトルＶｒと翼弦Ｃｈとの間の角度である。ねじれ角θは、翼弦Ｃｈと回転平面２３との間の角度である。揚力ベクトルＬは相対流入ベクトルＶｒに対して垂直である。抗力ベクトルＤは流入ベクトルＶｒに対して平行に後方へ向けられている。
【００１３】
風車翼のための設計目標は、約１／３の軸方向誘導係数αであってよく、軸方向自由流れベクトルＶａ≒Ｖｗ・２／３を与える。しかしながら、軸方向誘導係数αは、空力的失速又ははく離により、ブレードの内方部分３６においては１／３よりも著しく小さくなり得、これは、作動条件下での比較的大きな厚さＴｍ、非効率な翼形状、及び翼の大きな迎え角の広い作動範囲に寄与することができる。スラットは、発明の態様にしたがってメインブレードのこの領域に沿った揚力のために最適化されてよい。
【００１４】
図４は、本発明の実施の形態とともに用いられてよいフラットバックスラット３０Ｆの輪郭を示す。この輪郭は、前縁４２Ｆからフラットバック後縁４４Ｆの中間点までの翼弦ＣｈＦと、平均反り線ＣａＦとを有する。ここでのフラットバックスラットは、フラットバック後縁４４Ｆを備えたスラットである。これは、後縁が、横断面輪郭において、スラット３０Ｆの平均反り線ＣａＦ又は翼弦ＣｈＦに対して垂直±４０°又は±３０°である平坦又はほぼ平坦な面を有することを意味する。フラットバック後縁４４Ｆは、スラットの横断面輪郭において、圧力面３８Ｆと負圧面４０Ｆとの間で計った厚さＴｆを有する。厚さＴｆは、様々な実施の形態においてスラット３０Ｆの翼弦長ＣｈＦの少なくとも５％又はスラットの翼弦長の５〜３０％又は５〜１２．５％であってよい。フラットバック後縁４４Ｆの厚さは、主ブレードエレメントの根元部２４からの距離が増大するにつれて減少してよい。
【００１５】
図５は、メインブレード２２の内方部分の典型的な輪郭を示している。メインブレード２２は、図３の場合よりも大きな迎え角ＡｏＡで流入Ｖｒを受け取る。失速若しくははく離した空気流領域４６が示されている。主ブレードエレメント２２の前方の負圧面４０の上方のゾーン４８がある。このゾーン４８では、空気流は、主ブレードエレメントに対する流入角Φにおける少なくとも８°の変化にわたって、例えば−１０度〜３０度の間の流入迎え角の場合、負圧面４０に対してほぼ平行、例えば平行±６°又は±４°である。これは、ゾーン４８における流れ線に対する接線が、負圧面４０の輪郭に対するそれぞれの接線に対してほぼ平行±６°又は±４°であることを意味する。ここでは符号４８によっても表された同様のゾーンの中で、主ブレードエレメント２２に対する迎え角ＡｏＡにおけるＮ度の変化は、スラットに対する空気流入角の変化を生じる。この変化は、主ブレードエレメントに対する流入角Φの少なくとも８°の変化にわたって、Ｎ度よりも小さく、例えばわずか２Ｎ／３又はＮ／２度までである。本発明の発明者たちは、スラット３０Ｆがこのゾーン４８に配置されていると、又は少なくともスラット３０，３０Ｆの前縁４２，４２Ｆがこのゾーン４８に配置されていると、スラットが、メインエレメント２２の迎え角ＡｏＡの範囲にわたってより一定の空気流入角を受けるということに気づいた。これは、スラットをゾーン４８の前方に位置決めする従来の装置よりも、より広い作動条件の範囲（ＡｏＡにおける大きな変化）において有効なスラット性能を可能にする。
【００１６】
１つの実施の形態において、スラット３０，３０Ｆは、主ブレードエレメント２２の前縁４２において主ブレードエレメント２２の平均反り線Ｃａに対して垂直に描かれた線５０よりも後方に配置されてよい。スラットは、スラットの半径方向スパンにわたって主ブレードエレメント２２のインボード部分の負圧面４０から距離４３だけ間隔を置かれてよい。主ブレードエレメント２２の負圧面４０からのスラット３０Ｆの距離４３は、主ブレードエレメント２２の選択された翼弦長Ｃｈの例えば５％〜１０％であってよい。選択された翼弦長Ｃｈは、肩部４７における最大翼弦長であってよいか（図２）、又はスラットのスパンに沿った主ブレードエレメント２２の平均翼弦長であってよい。これに代えて、離間距離４３は、スラットの半径方向スパンに沿ったそれぞれの横断面について決定されてよく、距離４３を、スラットのスパンに沿って変化させてもよい。スラット３０，３０Ｆの翼弦長ＣｈＦは、例えば、様々な実施の形態における主ブレードエレメントの選択された又は局所的な翼弦Ｃｈの１０％〜４０％又は１２．５％〜４０％又は１５％〜４０％であってよい。
【００１７】
スラットの翼弦ＣｈＦは、スラット３０Ｆの横断面において、前縁４２Ｆとフラットバック後縁４４Ｆの中間点との間に規定されてよい。スラット３０Ｆの翼弦ＣｈＦとメインエレメント２２のそれぞれの翼弦Ｃｈとの間の拡開角度５１は、例えば１０°〜３０°であってよい。図６に示した従来のスラット３０Ｐは、一般に前縁４２の前方に配置されており、ＣｈＰとＣｈとの間の翼弦拡開角度５１は７０°〜９０°である。従来のスラットは、スラット揚力のためではなく、メインエレメントにおける失速を遅らせるために配置されている。スラットとの従来のマルチエレメント翼組合せは、スラットを備えないシングルエレメント翼と比較して、大きな迎え角においてのみ揚力を増大していた。本発明のスラット３０Ｆは、スラットの半径方向スパンにわたってゾーン４８に配置されてよいか、又は少なくとも前縁４２Ｆがそのように配置されてよい。これは、スラット３０，３０Ｆを、より広い作動条件の範囲にわたって揚力を提供することができるところに配置する。この位置は、図７に示したように、スラットが主ブレードエレメント２２のスパーキャップ５６に取り付けられることも可能にする。スパーキャップ５６においては、図６の従来のスラット位置よりも堅く取り付けることが容易であり、改装取付けキットを実用化する。このようなキットは、スラット３０Ｆと、既存の風車ロータにスラットを結合するためのロッド５８又はストラット３２（図２）のような支持構造体と、選択的に、固定装置、例えばねじ、ブラインドボルト及び／又は接着剤とを含んでよい。翼弦の拡開角度５１は、スラットのスパンにわたって、主ブレードエレメント２２の根元部２４からの距離とともに減少してよい。なぜならば、半径方向スパンに関するねじれが、メインエレメント２２とスラット３０Ｆとで異なるからである。すなわち、スラットにおけるねじれは、スラットの半径方向スパンに沿って、メインエレメント２２の対応するねじれよりも大きくてよい。
【００１８】
図８は、ある条件下で生じ得る、カルマン渦放出若しくは"渦列"を発生するフラットバックスラット３０Ｆを示している。図９は、フラットバック後縁４４Ｆから後方へ延びるスプリッタプレート５２を示している。スプリッタプレート５２は、２つの定置の渦を後縁４４Ｆに隣接して保持することによって、さもなくば生じるであろう渦放出を防止する。放出渦は、平坦な後縁４４Ｆを横切って、振動する／変動する圧力場を生ぜしめ、これにより、大きな圧力抵抗を生じる。スプリッタプレート５２を付加し、定置の渦５４を形成することにより、変動する流れは、準定常流と置き換えられ、抗力が減じられる。付加的な利点は、スラットの空力的影響がさらに下流へ延長され、これは、さらに、スラットとメインエレメントとの間の流れを加速させ、メインエレメント２２における流れはく離の開始を遅らせる。スプリッタプレート５２は、フラットバック後縁４４Ｆから後方へ、フラットバック後縁からのカルマン渦放出を防止するのに有効な距離だけ延びていてよい。１つの実施の形態において、スプリッタプレート５２は、フラットバック後縁４４Ｆから後方へ、フラットバック後縁の厚さＴｆの中間点から延びていてよい。１つの実施の形態において、スプリッタプレート５２は、フラットバック後縁４４Ｆに対して垂直±２０°に向けられていてよい。図１０において、スプリッタプレート５２は、フラットバック後縁から後方へ、スラット３０Ｆの負圧面４０Ｆと同一平面を成して延びており、これにより、スラットの負圧面の後方延長部を形成し、スラットにおける揚力を増大させる。図１１において、スプリッタプレート５２は、フラットバックスラット後縁Ｔｆにおいて、下方へ又は主ブレードエレメントに向かって、反り線ＣａＦに対して３０°まで角度づけられている。これは、スラットと主ブレードエレメント２２との間のノズル効果を高める。スプリッタプレート５２は、フラットバック後縁４４Ｆの厚さＴｆの２０％未満の厚さを有してよく、平坦なプレートであってよい。スプリッタプレート５２は、フラットバック後縁４４Ｆの近くに少なくとも１つの定置の渦のためのスペースを残してよい。すなわち、スプリッタプレート５２は、圧力面３８Ｆ及び負圧面４０Ｆの両方の同一平面の延長部を形成しない。後で示すように、スプリッタプレート５２は、スラット３０Ｆのインボード端部３０Ａにおけるフラットバック後縁４４Ｆの厚さＴｆにおける中間点から、スラットのアウトボード端部３０Ｂにおけるフラットバック後縁の上側部分へ移行していてよい。
【００１９】
図１２は、本発明の１つの実施の形態を示している。この実施の形態において、ウイングレット３４を備えたスラット３０若しくはフラットバックスラット３０Ｆは、ブレード２２のインボード部分に沿って延びかつブレード２２のインボード部分の近くにおいて間隔を置かれるように、風車ロータ２０のハブ２６に取り付けられている。この実施の形態は、既存の風車ロータにスラット３０Ｆを取り付けるための改装キットにおいて提供されてよい。例えば、キットの支持構造は、ハブ若しくはスピナにボルト留めすることができるリング、プレート又はブラケットを含んでよい。これに代えて、支持構造は、スラットマウントを備えて製造された交換用スピナを含んでよい。
【００２０】
図１３は、ウイングレット３４を備えたフラットバック後縁４４Ｆの１つの実施の形態の背面図を示している。フラットバック後縁４４Ｆはスプリッタプレート５２も有する。スプリッタプレート５２は、スラットのインボード端部３０Ａにおけるフラットバック後縁４４Ｆの厚さＴｆの中間点から、スラットのアウトボード端部３０Ｂにおけるフラットバック後縁４４Ｆの上側部分へ移行している。
【００２１】
図１４は、フラットバック後縁の厚さＴｆが、主ブレードエレメントの根元部からの距離が増大するにつれて減少している、ウイングレット３４を備えるフラットバック後縁４４Ｆの１つの実施の形態の背面図を示している。スラットのインボード端部３０Ａは、スラットのアウトボード端部３０Ｂよりも、主ブレードエレメントの根元部２４に近い。
【００２２】
図１５は、鋭い若しくは非フラットバック後縁４４Ｓ及びウイングレット３４を備えたスラット３０の実施の形態の背面図を示している。この実施の形態のウイングレット３４は、スラットのスパン方向の線６８に対して３０°〜９０°の上方角度６６を形成している。これは、ウイングレットの先端渦を、主ブレードエレメントの負圧面４０と相互作用しないようにこの負圧面４０から離れるように移動させる。この上方角度は、フラットバックスラット３０Ｆが使用される場合にフラットバック後縁４４Ｆによって形成される他の渦とも相互作用しないように、先端渦をこれらの渦から離れるように移動させる。
【００２３】
図１６は、鋭い若しくは非フラットバック後縁４４Ｓ及び端板６４を備えたスラット３０の実施の形態の背面図を示している。端板６４は、例えばスラット３０，３０Ｆの端部３０Ｂの翼弦長の少なくとも１／３の組み合わされた距離だけ、スラット３０，３０Ｆの端部３０Ｂの上方及び／又は下方へ延びていてよい。ここでのウイングレット３４及び端板６４は、スラット３０，３０Ｆのいずれかの端部３０Ａ，３０Ｂ又は両方の端部に適用されてよい。
【００２４】
図１７は、負圧面４０Ｓと、前縁４２Ｓと、後縁４４Ｓと、スラット３０の前方負圧面４０Ｓに沿った複数の渦発生器６０とを備えたスラット３０の１つの実施の形態の負圧面の図を示している。図１８は、圧力面３８Ｓと、負圧面４０Ｓと、前縁４２Ｓと、後縁４４Ｓと、翼弦ＣｈＳと、平均反り線ＣａＳと、渦発生器６０とを備えたスラット３０の翼型を示しており、背景において端板６４も示している。渦発生器６０の高さＨｖは、例えば、スラットにおける境界層厚さの少なくとも８０％であってよい。渦発生器６０は、スラットの後方負圧面における流れはく離を減じる。フラットバックスラット３０Ｆにおいて使用される場合、渦発生器は、フラットバック後縁４４Ｆの背後の渦放出も減じる。フラットバックスラット３０Ｆにおいて、渦発生器は、前に説明したスプリッタプレートと相乗効果的に使用されるか、スプリッタプレートなしで使用されてよい。スラットにおける渦発生器の効果に加え、渦発生器は、主ブレードエレメント２２の負圧面４０における流れはく離も減じる。スラットを装着するための前に説明した改装オプションは、スラット３０，３０Ｆにおける渦発生器６０を介してメインブレード２２における流れはく離を減じるための迅速かつ容易な方法を提供する。
【００２５】
図１９は、テーパさせられかつ後方へ湾曲させられた、傾斜した翼端付属物７０を備えたスラット実施形態を示している。翼端付属物７０は、上方へ曲げられていてもよい（図示せず）。上方へ曲げられていない傾斜した翼端７０は、上方へ曲げられたウイングレットよりも、ヨーエラーの際により小さな荷重及び効力を受ける。なぜならば、上方へ曲げられていない傾斜した翼端は、スラット３０のアウトボード部分と同じ平面にあるからである。上方へ曲げられていない傾斜した翼端は、上方へ曲げられたウイングレットと同様に、スラット先端渦を妨げ、スラット先端渦を、スラットの長手方向軸線に関して後方へ移動させる。上方へ曲げられていない傾斜した翼端は、上方へ曲げられたウイングレットよりも、いくぶん視覚的に優れた概観をも提供する。したがって、スラットが、スパン制限又はタワー間隙の制限を有さない場合には、先端渦変更のための傾斜した翼端７０を備えたスラットを延長させることは、望ましい選択肢である。
【００２６】
図２０は、メイン翼２２に取り付けられた下方へ曲げられた翼端付属物７２を備えるスラットの実施の形態を示す。この付属物は、外方へ延びることなく、翼端の周囲の流れを妨げ、翼端を安定させもする。
【００２７】
図２１は、相対風Ｖｒの流入角の８°の変化における、タービンブレードの周囲の流れ角度の変化の典型的な分布図である。この分布図から、前に説明したように平行な流れ又は流入角の変化が減じられたゾーン４８は、このゾーン４８にスラット３０，３０Ｆを位置決めするために選択されてよい。
【００２８】
図２２は、メイン翼エレメント２２の前方に配置されており、これにより、組み合わされたマルチエレメント翼２２Ｃの有効長さを延長させる従来のスラット３０Ｐを示す。マルチエレメント翼２２Ｃの平均反り線ＣａＣは、前方へ延長されているが、曲率は変化させられていない。その結果、従来のスラット３０Ｐは、全ての迎え角において揚力を増大しない。図２３に示したように、ゾーン４８（図５に示されている）に配置された本発明のスラット３０Ｆは、マルチエレメント翼２２Ｃの有効平均反り線ＣａＣの曲率を増大させており、これにより、マルチエレメント翼２２Ｃが発生する揚力を増大させる。
【００２９】
本発明の様々な実施の形態がここに示されかつ説明されているが、このような実施の形態は例としてのみ提供されていることが明らかになるであろう。ここで発明から逸脱することなく、多くの改良、変更及び代用が行われてよい。したがって、発明は、添付の請求の範囲の思想及び範囲によってのみ限定されることが意図されている。
【符号の説明】
【００３０】
２０  風車ロータ、  ２２  ブレード、  ２３  回転の平面、  ２４  根元部、  ２６  ハブ、  ２８  スピナ、  ３０，３０Ｆ  スラット、  ３０Ａ  インボード端部、  ３０Ｂ  アウトボード端部、  ３０Ｆ  フラットバックスラット、  ３２  ストラット、  ３４  ウイングレット、  ３５  先端、  ３６  インボード部分、  ３８  圧力面、  ４０，４０Ｆ  負圧面、  ４２，４２Ｆ  前縁、  ４３  距離、  ４４，４４Ｆ  後縁、  ４６  失速した若しくは剥離した空気流領域、  ４７  肩部、  ４８  ゾーン、  ５０  線、  ５１  拡開角度、  ５２  スプリッタプレート、  ５４  定置の渦、  ６０  渦発生器、  ６４  端板、  ６８  線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【外国語明細書】
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