专利名称：用于风力涡轮机叶片的可构造小翼的制作方法
技术领域：
本文所述的主题涉及风力涡轮机，并且，更具体地说，涉及具有可构造小翼 (configurable winglet)的风力涡轮机转子叶片
背景技术：
风力涡轮机通常具有被支撑在基座(base)上的塔筒(tower)，并带有定位在塔筒上端的机舱(nacelle)。在机舱中，转子中心体与轴相连，并具有多个安装在其上的转子叶片。轴通过转子中心体(rotor hub)的旋转而旋转，转子中心体自身由于风作用在转子叶片上而旋转。该旋转能量通过变速箱传递到发电机上，发电机产生电力。转子叶片具有大体上伸长的翼型形状，其中转子叶片最外面的部分被固定在与叶片其余部分相同的平面中或者被定位在平面外。该固定的转向部分被称为小翼。在一定操作条件下，当和叶片最外面的部分被固定在与叶片其余部分相同的平面中的转子叶片相比时，该固定的小翼提高风力涡轮机的操作效率。
发明内容
根据本发明的一个方面，风力涡轮机的转子叶片具有小翼，该小翼响应检测的参数而可构造。根据本发明的另一方面，风力涡轮机包括多个用于将风能转变为旋转能量的转子叶片。转子叶片具有可构造的小翼。风力涡轮机包括传感器，该传感器用于检测参数并产生指示该参数的检测信号。风力涡轮机还包括处理器，该处理器接收检测信号，用以响应该检测信号而产生执行机构信号。该风力涡轮机还包括与各小翼相关联的执行机构，用以响应执行机构信号而构造小翼。根据本发明的还有另一方面，构造风力涡轮机上转子叶片的小翼的方法包括，检测参数并响应该参数而构造小翼。根据本发明的还有另一方面，构造风力涡轮机上转子叶片的小翼的方法包括，在低风(low wind)下使小翼定向在与相应转子叶片的其余部分差不多相同的平面中，而在高风(high wind)下使小翼定向得远离风力涡轮机，其中，低风具有比高风的风速更小的风速。根据本发明的另一方面，构造风力涡轮机上转子叶片的小翼的方法包括，在低风下使各小翼定向得朝着风力涡轮机，而在高风下使小翼定向得远离风力涡轮机，其中，低风具有比高风的风速更小的风速。从下面结合附图进行的描述中，这些和其它优点与特征将变得更加显而易见。
关于本发明的主题在该说明书结尾处的权利要求中被特别指出并在权利要求书中清楚地声明。从下面结合附图进行的详细描述中，本发明的前述的和其它的特征与优点是显而易见的，在附图中图1是风力涡轮机的侧视图；图2是风力涡轮机转子叶片的图示性局部正视图，其中小翼处于完全伸展的构造；图3是风力涡轮机的控制系统的示意性框图；图4是风力涡轮机转子叶片的图示性局部正视图，其中小翼处于利用了扫掠角的构造；图5是风力涡轮机转子叶片的图示性局部正视图，其中小翼处于利用了扭角的构造；图6是风力涡轮机转子叶片的图示性局部侧视图，其中小翼处于利用了倾斜角的构造；图7是风力涡轮机转子叶片的图示性局部正视图，其中小翼处于收回的构造；图8是显示了对于具有小翼的叶片的不同桨距角(pitch angle)而言的Cp相对于TSR的多条曲线；图9是在如从图8得到的不同桨距角下得到的跨过TSR范围的最大Cp的曲线；图10是对于在塔筒撞击约束范围夕卜(tower strike constraintout-of-scope)， 显示了对于没有小翼的叶片、带有固定的小翼的叶片以及带有本发明的小翼的叶片而言跨过TSR范围的最大Cp的多条曲线；图11是对于在塔筒撞击约束范围内(tower strike constraintin-scope)，显示了对于没有小翼的叶片、带有固定的小翼的叶片以及带有本发明的小翼的叶片而言跨过 TSR范围的最大Cp的多条曲线；以及图12是显示了对于具有本发明的小翼的叶片而言，Cp, TSR、发电机RPM、桨距 (pitch)以及动力(power)都作为风速的函数的多条曲线。该详细描述通过示例的方式引用附图，连同优点和特征一起说明了本发明的实施例。部件清单
权利要求
1.一种风力涡轮机(10)，包括多个转子叶片(22)，其用于将风能转变为旋转能量，所述转子叶片(22)具有可构造的小翼(32)；传感器(48)，其用于检测参数并产生指示所述参数的检测信号；处理器(50)，其接收所述检测信号，用以响应所述检测信号而产生执行机构信号；以及执行机构(43)，其与各所述小翼(32)相关联，用以响应所述执行机构信号而构造所述小翼(32)。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述小翼(32)可构造为具有下列至少一项可变的扫掠角、可变的扭角、可变的倾斜角、可变的长度、可变的前束角以及可变的半径。
3.根据权利要求1所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述传感器(48)包括下列至少一种风速传感器、声传感器、负荷传感器、加速度传感器、转子速度传感器、转子扭矩传感器、发电机速度传感器以及发电机扭矩传感器。
4.根据权利要求1所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述小翼(32)可通过变形而构造。
5.根据权利要求4所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述变形包括下列至少一种 改变所述小翼(32)的后缘、使所述小翼(32)绕一轴线旋转、使所述小翼(32)伸长、改变所述小翼(32)的弧度、控制所述小翼(32)的边界层，以及改变所述小翼(32)的几何形状。
6.根据权利要求4所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述小翼(32)包括形状记忆聚合物或形状记忆合金。
7.根据权利要求4所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述小翼(32)在复合结构中包括智能材料。
8.根据权利要求1所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述执行机构(43)包括电气执行机构。
全文摘要
本发明涉及用于风力涡轮机叶片的可构造小翼。具体而言，一种风力涡轮机(10)包括多个用于将风能转变为旋转能量的转子叶片(22)。转子叶片(22)具有可构造的小翼(32)。传感器(48)检测参数并产生指示该参数的检测信号。处理器(50)接收检测信号，用以响应该检测信号而产生执行机构信号。执行机构(43)与各小翼(32)相关联，用以响应执行机构信号而构造小翼(32)。
文档编号F03D1/06GK102220935SQ20111010451
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者B·纳努库坦, J·罗加纳坦, S·迪, W·哈恩斯 申请人:通用电气公司