专利名称：风力涡轮机以及具有减小的负载波动的转子叶片的制作方法
风力涡轮机以及具有减小的负载波动的转子叶片 本发明涉及包括转子的风力涡轮机，该转子具有多个转子叶片。 在使用时，风力涡轮机因施加在转子叶片上的力而要承受挥舞(fl即)载荷和摆
振(lag)载荷，因为在转子叶片周围的流的升力和阻力形成可被分为挥舞力和摆振力的合
力。挥舞力被定向为基本上平行于转子的转动轴线，而摆振力则与转子的转动轴线成直角
并推动转子叶片。挥舞力和摆振力在转子叶片中产生内部弯曲力矩，该弯曲力矩从末端
(tip end)向根端增加。转子叶片的根端连接于转子的毂。根端连接于毂的位置处的弯曲
力矩是显著的。 转子叶片周围的流的入射角a由接近的风的风速和切向叶片速度限定。风速包 括叠加了正向风速波动和负向风速波动的平均风速。平均风速相对于风速波动的时间尺度 缓慢变化。例如，平均风速的变化例如可通过转子叶片的叶片角度调整得到补偿。然而，叶 片角度补偿过于缓慢以至于无法跟上风速波动。 由于风速波动，转子叶片周围的流的入射角发生变化。如果风速的方向改变—— 即风波动的速度矢量与平均速度的速度矢量不一致——那么入射角改变。风速量值的波动 也导致入射角改变。当风速的量值波动时，叶片速度起初因转子的惯性而保持相同。如果 由于波动，基本上与转子的转动轴线平行的风速改变，而基本上与该转动轴线成直角的叶 片速度保持不变，那么入射角改变。 转子叶片的升力系数取决于入射角a—根据Cf a曲线。当风力涡轮机以小的 入射角操作时，入射角的波动使升力发生相对较大的改变，并因此使挥舞力和摆振力发生 相对较大的改变。因此，风速波动使作用在转子叶片上的挥舞力和摆振力发生相当大的波 动。尤其对于具有相对较大直径的转子，这些载荷波动可能会导致与刚度和强度相关的问 题。 本发明的目的是提供使载荷波动减小的风力涡轮机。 根据本发明，该目的通过这样一种风力涡轮机实现，这种风力涡轮机包括具有多 个转子叶片的转子，风力涡轮机的至少一个转子叶片设置有开口 ；空气移位装置，用于交 替地迫使空气离开和进入所述开口 ；传感器，用于检测风速波动；以及控制单元，用于根据 由传感器检测到的风速波动，控制空气移位装置，其中，转子叶片包括具有吸力侧和压力侧 的空气动力学轮廓，至少一个开口设置在吸力侧，控制单元被设计为如果传感器检测到正 向的速度波动，则对位于吸力侧的开口的空气移位装置进行操作，至少一个开口设置在压 力侧，控制单元被设计为如果传感器检测到负向的速度波动，则对位于压力侧的开口的空 气移位装置进行操作。在每种情况下，一个或多个开口设置在吸力侧和压力侧。
根据本发明的空气移位装置从开口产生所谓的合成射流。合成射流包括多个涡 旋，该旋涡是通过经过开口交替吹出和吸入流体而形成的。每次当物质(mass)排出时，涡 旋因分离而从开口喷出，而当物质流入时，开口起到引流(drain)的作用。每个开口将这一 系列的涡旋引导至转子叶片周围的流中。合成射流的涡旋影响转子叶片周围的所述流—— 涡旋似乎能够改变转子叶片的空气动力学轮廓的弧度。 根据本发明，合成射流用于减小挥舞载荷和摆振载荷的波动。传感器测量风速波
5动——公知的加速度传感器可用于该目的。当假设传感器检测到正向的速度波动时，正向 的速度波动会导致入射角增大并因此导致升力增加——根据Cf a曲线。所述增加的升力 在转子叶片中引起挥舞载荷和摆振载荷的波动。然而，根据本发明，由于传感器向控制单元 发出取决于所检测到的正向风速波动的信号，因此这些载荷波动减小。接着，控制单元基于 接收到的信号，对空气移位装置进行操作，从而产生合成射流，该合成射流抵消所检测到的 风速波动的影响。 如果检测到正向的风速波动，那么控制单元对空气移位装置进行操作，使得转子 叶片的空气动力学轮廓的弧度减小。如果传感器将与正向的速度波动对应的信号发送至控 制单元，那么控制单元对位于转子叶片吸力侧的开口的空气移位装置进行操作，以从所述 开口产生合成射流。结果，转子叶片的空气动力学轮廓的表观弧度减小。这意味着升力减 小——Cf a曲线向右移动。因此，对检测到的正向速度波动的反应是升力的减小以及挥舞 载荷和摆振载荷的减小。 相反地，当检测到负向的速度波动时，从位于转子叶片压力侧的开口产生合成射 流。如果传感器检测到负向的速度波动，那么相反地，通过由控制单元操作的合成射流，转 子叶片的空气动力学轮廓的表观弧度增加。 通过合成射流对转子叶片的空气动力学轮廓的表观弧度的改变比叶片角度调整 要快(得多)。合成射流的响应时间足够短以在发生风速波动时补偿转子叶片的升力，从而 使载荷波动减小。 应当注意，从EP1674723得知具有合成射流的风力涡轮机。在这种情况下，使用 合成射流以影响位于转子叶片吸力侧的分离点。在风况变化的情况下，例如在风暴中，风 速可能突然引起过大的升力。为了防止转子叶片过载，位于转子叶片吸力侧的合成射流被 设计为使分离点向前移动，即向转子叶片的前缘移动。然而，根据本发明，合成射流并非用 于影响分离点，而是用于通过改变转子叶片的空气动力学轮廓的表观弧度来减小风力涡轮 机上的载荷波动。因此根据本发明，合成射流设置于转子叶片的吸力侧和压力侧——与从 EP1674723得知的风力涡轮机相对照。因此，可根据所检测到的风速波动，在吸力侧或压力 侧对合成射流进行操作，从而因所述风速波动所产生的载荷波动衰减至平均值附近。
此外，应当注意，从W02004/0099608得知一种风力涡轮机叶片，其中，在吸力侧和 压力侧设置有挠性薄片以改变升力。然而，根本没有提到使用合成射流来改变转子叶片的 空气动力学轮廓的表观弧度。 另外，US2004/0201220公开了一种风力涡轮机，其中在转子叶片的尾缘附近设置 有细长槽。空气可经由细长槽吹进转子叶片周围的流中。然而，槽并不形成交替地迫使空 气离开或进入开口的合成射流。而且，槽仅设置于转子叶片的一侧。 转子叶片中每一个可具有前缘和尾缘，开口设置在尾缘附近。例如，每个转子叶片 在横截面中具有在前缘与尾缘之间延伸的弦线，开口设置于尾缘上、或者与尾缘间隔的距 离小于弦线长度的20%，优选小于弦线长度的10%。在尾缘的区域中，合成射流对于改变 表观弧度以减小载荷波动特别有效。 可以各种方式设计传感器。在一个实施方式中，传感器包括装在转子叶片上的加 速度传感器。例如加速度传感器位于转子叶片末端附近，从而测量叶片末端的加速度。如 果将叶展限定为转子叶片的根端与末端之间的距离，那么将例如形式为加速度传感器的传
6感器设置为与根端间隔的距离大于叶展的80%或90%。叶片末端的加速度实际上超过变 形(即，内部应力)的两倍积分(two time integrations)，因而表观弧度的改变可以及时 地防止叶片的根部上的载荷波动。 另外，传感器可以包括压力传感器，该压力传感器被设计为测量吸力侧与压力侧
之间的压力差。吸力侧与压力侧之间的压力差的变化还形成了风速波动的指示。 传感器还可以包括风速计。例如，风速计被设计为位于转子叶片前端内部的压力
传感器，通过该压力传感器测量总压力。可通过测量风速直接导出风速波动。 形式为压力传感器或风速计的传感器优选设置于转子叶片附近，如与根端间隔的
距离小于叶展的20%。 开口还可设置为与根端间隔的距离大于叶展的50%，优选在叶展的60-90%。在
转子叶片的末端区域中，开口在改变表观弧度以减小载荷波动方面特别有效。 根据本发明，可以各种方式设计开口 。例如，位于吸力侧和压力侧的开口中的每一
个呈细长槽的形状。作为替代，转子叶片均可设置有一系列开口。在这种情况下，所述开口
可以设置为沿叶展方向彼此间隔。例如，开口之间的距离基本上为弦线长度的1_10%，例如
弦线长度的1_2%。 在一个实施方式中，空气移位装置被设计为以0. l-500Hz (例如，O. l-100Hz)的频
率交替地迫使空气离开或进入开口。这些频率特别适于改变转子叶片的表观弧度。
在一个实施方式中，每个转子叶片均具有由偏离竖直线的角度所限定的方位角， 沿转动方向观察，竖直线从转动轴线向上延伸至转子叶片，角度传感器被设置为检测方位 角，控制单元被设计为当方位角在135-245°之间时打开空气移位装置，以及当方位角在该 范围之外时关闭空气移位装置。当转子叶片移动经过风力涡轮机的塔时，靠近转子叶片的 流改变方向和速度。这是由积聚于塔的空气和/或位于塔后方的涡区所造成的——转子叶 片可在塔的前方或后方转动。例如，可通过在转子叶片移动经过塔时打开空气移位装置以 产生合成射流，而在其余时间内不喷出任何合成射流，以限制塔对转子叶片周围的流的影 响。 可以各种方式设计空气移位装置。例如，空气移位装置设置有至少一个空气腔，该 空气腔设置于转子叶轮内部并连接至至少一个开口，空气腔设置有用于改变空气腔容积的 装置以迫使空气离开和进入相关联的开口。在这种情况下，可以设置若干空气腔，每个空气 腔在所有情况下均连接于一个开口或若干开口。例如，若干开口或细长开口连接于共同的 细长空气腔。 在一个实施方式中，用于改变空气腔容积的装置是挠性膜片。每个空气腔由转子 叶片中的中空内部空间形成。每个空气腔具有例如由开口中的一个和挠性膜片所限定的容 积。挠性膜片可被驱动。通过使挠性膜片向开口 (即，向外侧)变形，使容积减小。在这种 情况下，迫使一定量的空气离开空气腔，以产生涡旋。空气在被喷出时从开口"直接"流出。 接着，挠性膜片重新成形，使得空气腔的容积增加。这导致空气腔中的压力减小，因而空气 从开口的外侧被吸入。这导致进入空气腔中的质量流。在这种情况下，空气沿转子叶片的 表面向开口流动，接着在内部停止流动。经过开口的净质量流量等于0。之后，挠性膜片可 在此向外移动以产生另一涡旋。涡旋序列形成合成射流。 除了挠性膜片以外，空气移位装置还包括可在空气腔中往复移动以产生涡旋的活塞。根据本发明，用于产生合成射流的其它实施方式也是可行的。 本发明还涉及一种具有多个转子叶片的转子，至少一个转子叶片设置有开口 ；空气移位装置，用于交替地迫使空气离开和进入所述开口 ；传感器、用于检测风速波动；以及控制单元，用于根据由传感器检测到的风速波动，控制空气移位装置，其中，设置有开口的转子叶片包括具有吸力侧和压力侧的空气动力学轮廓，至少一个开口设置在吸力侧，控制单元被设计为如果传感器检测到正向的速度波动，则对位于吸力侧的开口的空气移位装置进行操作，至少一个开口设置在压力侧，控制单元被设计为如果传感器检测到负向的速度波动，则对位于压力侧的开口的空气移位装置进行操作。 本发明还涉及一种转子叶片，其包括开口 ；空气移位装置，用于交替地迫使空气离开和进入所述开口 ；传感器，用于检测风速波动；以及控制单元，用于根据由传感器检测到的风速波动，控制空气移位装置，其中，转子叶片包括具有吸力侧和压力侧的空气动力学轮廓，至少一个开口设置在吸力侧，控制单元被设计为如果传感器检测到正向的速度波动，则对位于吸力侧的开口的空气移位装置进行操作，至少一个开口设置在压力侧，控制单元被设计为如果传感器检测到负向的速度波动，则对位于压力侧的开口的空气移位装置进行操作。 此外，本发明涉及一种用于对风力涡轮机进行操作的方法，风力涡轮机设置有具有多个转子叶片的转子，多个转子叶片中的至少一个转子叶片设置有开口 ；空气移位装置，用于交替地迫使空气离开和进入所述开口 ；传感器，用于检测风速波动；以及控制单元，用于根据由传感器检测到的风速波动，控制空气移位装置，其中，设置有开口的转子叶片包括具有吸力侧和压力侧的空气动力学轮廓，至少一个开口设置在吸力侧，至少一个开口设置在压力侧，所述方法包括
-传感器检测风速波动，-将信号从传感器发送至控制单元，信号对应于由传感器检测到的风速波动，
-控制单元根据传感器的信号，控制空气移位装置，-如果传感器检测到正向的速度波动，则控制单元对位于吸力侧的开口的空气移位装置进行操作， _如果传感器检测到负向的速度波动，则控制单元对位于压力侧的开口的空气移位装置进行操作。 现在参照附图仅以示例的方式对本发明进行更详细的解释，其中
图1示出了根据本发明的包括转子的风力涡轮机的立体图，该转子具有多个转子
叶片； 图2示出了图l所示的风力涡轮机的转子叶片的横截面图，其中图示了弦线和中弧线； 图3示出了多个Cf a曲线； 图4a-c示出了图l所示的风力涡轮机的转子叶片的横截面图，其中分别图示了转子叶片周围的正常流、位于吸力侧的具有合成射流的流以及位于压力侧的具有合成射流的流； 图5示出了图1所示的风力涡轮机的转子叶片的末端部分的部分剖切俯视图。
图1所示的风力涡轮机整体由参考数字1表示。在本示例性实施方式中，风力涡轮机1建造在陆地上。风力涡轮机1包括塔8和转子2，转子2连接于塔8以可绕着转动轴线IO转动。 转子2包括毂9和多个转子叶片3、4、5。尽管在本示例性实施方式中，转子2具有3个转子叶片，但是还可以设置更多或更少的转子叶片。每个转子叶片3、4、5具有根端20和末端21。根端20附接于毂9，而相反的末端21未被附接。在转子2的转动方向观察，转子叶片3、4、5均包括前缘7和尾缘6。 每个转子叶片3、4、5从位于毂9处的根端20向末端21径向向外延伸。根端20与末端21之间的距离决定了转子叶轮3、4、5的叶展(span)。转子叶片3、4、5的横截面包括具有弦线30的空气动力学轮廓，弦线30由所述轮廓的前缘7与尾缘6之间的直线所限定(见图2)。空气的相对速度与弦线之间的角度是入射角a。 另外，空气动力学轮廓具有中弧线(mean camber line) 31，中弧线31由图2所示的位于顶面与底面之间的中心线所限定。当空气在转子叶片周围流动时，在顶面(吸力侧23)存在减小的压力，而轮廓的底面形成压力侧24。压力侧24的压力高于吸力侧23的压力。 在本示例性实施方式中，空气动力学轮廓在转子叶片3、4、5的叶展上变化，即，弦线30和中弧线31取决于与转子2的毂9间隔的距离。 图3中图示了升力系数(^与入射角a之间的比率。在小的入射角处，升力系数C^与入射角a成比例增加。每个轮廓具有Cfa曲线，CfCi曲线尤其取决于轮廓的中弧线。在图3中示出了3个Cfd曲线。 本示例性实施方式中的每个转子叶片3、4、5包括一系列开口 12。可在每个转子叶片3、4、5中设置细长槽来替代一系列开口 12。尽管开口 12可位于转子叶片3、4、5外表面上的任何适当位置，但是本示例性实施方式中的开口 12设置在转子叶片3、4、5外侧半部的吸力侧23和压力侧24上以及尾缘6附近。 开口 12被设计用于喷出合成射流，即涡旋序列。为了产生合成射流，转子叶片3、4、5包括空气移位(air-displacement)装置，该空气移位装置交替地迫使空气离开和进入开口 12(见图4b、4c和5)。 本示例性实施方式中的空气移位装置包括若干空气腔15，空气腔15均通过管道(duct) 14连接于开口 12。每个空气腔15设置有挠性膜片16，可通过驱动机构使挠性膜片16发生变形(见图4a-c和5中的虚线和短划线)。驱动机构使挠性膜片16振动。振动频率例如在0. l-500Hz之间。当空气腔15的挠性膜片16向空气腔15所连接的开口 12移动时，空气腔15的容积减小。这迫使一定量的空气离开所述开口 12。这样在开口于吸力侧23或压力侧24上的开口 12附近产生小的涡旋。在喷出该涡旋后，随着挠性膜片16振动，挠性膜片16移动远离开口 12。这意味着
空气腔15的容量增加，空气从转子叶片外部、经过开口 12被吸入。因此，空气腔15中的空
气得到了补充，使得通过开口 12的质量流量(mass flow flux)基本上等于0。 接着，为了产生另一涡旋，驱动机构使挠性膜片16沿开口 12的方向往回移动。挠
性膜片16的振动导致从开口 12产生涡旋序列。由于涡旋的相互作用，每个序列形成一个
合成射流。被迫离开开口 12的空气由围绕转子叶片3、4、5的空气形成。 在本示例性实施方式中，每个转子叶片3、4、5具有形式为加速度传感器的传感器
927，传感器27设置在每个转子叶片3、4、5的末端21处。顺带地，该传感器还可以用不同的方式设计。例如，该传感器可以是用于测量吸力侧23与压力侧24之间的压力差的压力传感器，或者位于转子叶片3、4、5前端的速度计。 每个转子叶片3、4、5具有控制单元17，控制单元17控制转子叶片3、4、5的空气移位装置。每个转子叶片3、4、5的控制单元17可以基于所述控制单元17从所述转子叶片3、4、5的、用于检测风速波动的相关传感器27接收的信号，对每个转子叶片3、4、5的空气移位装置进行控制。传感器27测量局部的风速波动，转子叶片的控制单元17基于传感器27局部地控制合成射流。 风力涡轮机1以如下方式进行操作。风力涡轮机1周围的风流是紊流的，从而导致风速波动。如果发生风波动，那么入射角a也会波动。在正向风波动的情况下，即，风速的量值在小时间尺度(timescale)上增加，入射角a增加。因此，根据图3所示的Cf a曲线，升力系数(^显著增加。这样会导致更大的挥舞力和摆振力，并因此导致载荷波动。在负向风波动的情况下，出现相反的效果。 为了抵消这些载荷波动，传感器27以转子叶片3、4、5的加速度的方式测量风波
动。传感器27将相应的信号发送至对空气移位装置进行操作的控制单元17。 当检测到正向的风波动时，开口于转子叶片3、4、5的吸力侧23上的空气移位装置
被驱动。吸力侧的合成射流影响转子叶片3、4、5周围的流，使得转子叶片3、4、5的空气动力
学轮廓的表观(apparent)弧度减小。由于中弧线的弧度表观地减小，图3的实线的Cf a
曲线向右侧水平移动。从而，由于风波动而增加的这个入射角a处的升力系数(^变小。可
通过合成射流，对因风速的正向波动而导致的升力增加进行补偿。 当检测到负向的风波动时，开口于转子叶片3、4、5的压力侧24上的空气移位装置被驱动。压力侧的合成射流影响转子叶片3、4、5周围的流，使得转子叶片3、4、5的空气动力学轮廓的表观弧度增大。同样可通过合成射流，对因风速的负向波动而导致的升力减小进行补偿。 通过合成射流对空气动力学轮廓的表观弧度的改变发生得相对较快——其对应于Cf a曲线的相对较快的水平移动。响应时间足够小，以确保甚至对于相对较大直径的转子，使载荷波动显著减小。 顺带地，控制单元17可以各种方式驱动空气移位装置。例如，每个转子叶片3、4、
5的空气移位装置可被设计为由控制单元17打开和关闭。此外，控制单元17可确定空气移
位装置的频率，例如固定频率、或者可变和/或可通过控制单元调整的频率。 在本示例性实施方式中，开口 12设置为沿每个转子叶片3、4、5的叶展方向彼此间
隔。如图5所示，开口 15彼此间隔相等的距离a。开口之间的距离a例如约为弦线长度的
1-10%。来自于相邻开口 12的合成射流彼此影响，使得转子叶片3、4、5的表观弧度受到有
效的影响。 开口 12被定向为使得从空气腔15喷出的空气在转子叶片周围的流中基本上横向于弦线流动。这对于影响转子叶片3、4、5的表观弧度是有利的。然而，流出开口 12的空气具有沿流动方向或转子叶片3、4、5的叶展方向的速度分量。 本发明不限于附图所示的示例性实施方式。例如，每个转子叶片可具有在所有情况下都连接于一个或多个开口的一个或多个空气腔。例如，在吸力侧设置有细长槽，在压力
10侧设置有细长槽，可以通过每个槽产生一个或多个合成射流。在这种情况下，每个转子叶片可以包括一个或多个控制单元，每个控制单元联接于一个或多个空气腔。而且，可将挠性膜片替换为用于迫使空气离开的任何推动元件或用于改变空气腔容积的装置，如可在空气腔中移位的活塞。另外，本发明涉及在流体中转动并受到载荷波动影响的任何空气动力学物体，如推进器、直升飞机或喷气发动机的转子叶片。
权利要求
一种风力涡轮机(1)，包括具有多个转子叶片(3，4，5)的转子(2)，所述风力涡轮机(1)的至少一个转子叶片(3，4，5)设置有开口(12)；空气移位装置，用于交替地迫使空气离开和进入所述开口(12)；传感器，用于检测风速波动；以及控制单元(17)，用于根据由所述传感器检测到的所述风速波动，控制所述空气移位装置，其中，所述转子叶片(3，4，5)包括具有吸力侧和压力侧的空气动力学轮廓，至少一个开口(12)设置在所述吸力侧，所述控制单元(17)被设计为如果所述传感器检测到正向的速度波动，则对位于所述吸力侧的所述开口的所述空气移位装置进行操作，至少一个开口(12)设置在所述压力侧，所述控制单元(17)被设计为如果所述传感器检测到负向的速度波动，则对位于所述压力侧的所述开口的所述空气移位装置进行操作。
2. 根据权利要求l所述的风力涡轮机，其中，所述转子叶片(3、4、5)均具有前缘(7)和 尾缘(6)，所述开口 (12)设置在所述尾缘(6)附近。
3. 根据权利要求1或2所述的风力涡轮机，其中，所述转子叶片(3，4，5)在横截面中 具有在所述前缘(7)与所述尾缘(6)之间延伸的弦线，所述开口 (12)设置于所述尾缘(6) 上、或者设置为与所述尾缘(6)间隔的距离小于所述弦线长度的20%，优选地小于所述弦 线长度的10%。
4. 根据前述权利要求的一项所述的风力涡轮机，其中，所述转子叶片(3，4，5)均具有 根端和末端，每个转子叶片(3，4，5)具有由所述根端与所述末端之间的距离限定的叶展。
5. 根据权利要求4所述的风力涡轮机，其中，所述开口 (12)被设置为与所述根端间隔 的距离大于所述叶展的50%，优选地在所述叶展的60-90%之间。
6. 根据前述权利要求的一项所述的风力涡轮机，其中，所述传感器包括加速度传感器。
7. 根据权利要求6所述的风力涡轮机，其中，所述传感器被设置为与所述根端间隔的 距离大于所述叶展的80 %或90 % 。
8. 根据前述权利要求的一项所述的风力涡轮机，其中，所述传感器包括压力传感器，所 述压力传感器被设计为测量所述吸力侧与所述压力侧之间的压力差。
9. 根据前述权利要求的一项所述的风力涡轮机，其中，所述传感器包括风速计。
10. 根据权利要求8或9所述的风力涡轮机，其中，所述传感器被设置为与所述根端间 隔的距离小于所述叶展的20%。
11. 根据前述权利要求的一项所述的风力涡轮机，其中，所述空气移位装置被设计为以 0. l-500Hz、例如0. l-100Hz的频率交替地迫使空气离开和进入所述开口 (12)。
12. 根据前述权利要求的一项所述的风力涡轮机，其中，每个转子叶片(3， 4， 5)均具有 由偏离竖直线的角度所限定的方位角，所述竖直线沿转动方向观察、向上延伸至所述转子 叶片(3，4，5)，提供角度传感器以检测所述方位角，所述控制单元(17)被设计为当方位角 在135-245°之间时打开所述空气移位装置，以及当方位角在该范围之外时关闭所述空气 移位装置。
13. 根据前述权利要求的一项所述的风力涡轮机，其中，所述空气移位装置设置有至少 一个空气腔(15)，所述空气腔(15)设置于所述转子叶片(3， 4， 5)内部并连接至至少一个所 述开口 (12)，所述空气腔(15)设置有用于改变所述空气腔(15)容积的装置以迫使空气离 开和进入相关联的开口 (12)。
14. 根据权利要求13所述的风力涡轮机，其中，所述用于改变所述空气腔(15)容积的装置包括挠性膜片(16)。
15. 根据前述权利要求的一项所述的风力涡轮机，其中，所述转子叶片(3，4，5)均设置 有开口 (12);空气移位装置，用于交替地迫使空气离开和进入所述开口 (12);传感器，用 于检测风速波动；以及控制单元(17)，用于根据由所述传感器检测到的所述风速波动，控 制所述空气移位装置，其中，所述转子叶片(3，4，5)均包括具有吸力侧和压力侧的空气动 力学轮廓，至少一个开口 (12)设置在每个转子叶片(3， 4， 5)的所述吸力侧，所述控制单元 (17)被设计为如果所述传感器检测到正向的速度波动，则对位于所述吸力侧的对应开口 (12)的所述空气移位装置进行操作，至少一个开口 (12)设置在每个转子叶片(3， 4， 5)的所 述压力侧，所述控制单元(17)被设计为如果所述传感器检测到负向的速度波动，则对位于 所述压力侧的对应开口 (12)的所述空气移位装置进行操作。
16. —种转子，具有多个转子叶片(3，4，5)，至少一个转子叶片(3，4，5)设置有开口 (12);空气移位装置，用于交替地迫使空气离开和进入所述开口 (12);传感器，用于检测风 速波动；以及控制单元(17)，用于根据由所述传感器检测到的所述风速波动，控制所述空 气移位装置，其中，所述转子叶片(3，4，5)包括具有吸力侧和压力侧的空气动力学轮廓，至 少一个开口 (12)设置在所述吸力侧，所述控制单元(17)被设计为如果所述传感器检测到 正向的速度波动，则对位于所述吸力侧的所述开口的所述空气移位装置进行操作，至少一 个开口 (12)设置在所述压力侧，所述控制单元(17)被设计为如果所述传感器检测到负向 的速度波动，则对位于所述压力侧的所述开口的所述空气移位装置进行操作。
17. —种转子叶 片，所述转子叶片(3，4，5)设置有开口 (12);空气移位装置，用于交替地迫使空气离开和进入所述开口 (12);传感器，用于检测风速波动；以及控制单元(17)，用于根据由所述传感器检测到的所述风速波动，控制所述空气移位装置，其中，所述转子叶片(3、4、5)包括具有吸力侧和压力侧的空气动力学轮廓，至少一个开口 (12)设置在所述吸 力侧，所述控制单元(17)被设计为如果所述传感器检测到正向的速度波动，则对位于所述 吸力侧的所述开口的所述空气移位装置进行操作，至少一个开口 (12)设置在所述压力侧， 所述控制单元(17)被设计为如果所述传感器检测到负向的速度波动，则对位于所述压力 侧的所述开口的所述空气移位装置进行操作。
18. —种用于对风力涡轮机进行操作的方法，所述风力涡轮机设置有具有多个转子 叶片(3， 4， 5)的转子(2)，所述多个转子叶片(3、4、5)中的至少一个转子叶片(3、4、5)设置有开口 (12);空气移位装置，用于交替地迫使空气离开和进入所述开口 (12);传感器(27)，用于检测风速波动；以及控制单元(17)，用于根据由所述传感器检测到的所述风速 波动，控制所述空气移位装置，其中，所述转子叶片(3、4、5)包括具有吸力侧和压力侧的空 气动力学轮廓，至少一个开口 (12)设置在所述吸力侧，至少一个开口 (12)设置在所述压力侧，所述方法包括-所述传感器(27)检测风速波动，-将信号从所述传感器(27)发送至所述控制单元(17)，所述信号对应于由所述传感器(27)检测到的所述风速波动，-所述控制单元(17)根据所述传感器(27)的所述信号，控制所述空气移位装置， -如果所述传感器检测到正向的速度波动，则所述控制单元(17)对位于所述吸力侧的所述开口的所述空气移位装置进行操作，-如果所述传感器检测到负向的速度波动，则所述控制单元(17)对位于所述压力侧的 所述开口的所述空气移位装置进行操作。
全文摘要
风力涡轮机包括具有多个转子叶片的转子。风力涡轮机的至少一个转子叶片设置有开口。转子叶片具有在使用时交替地迫使空气离开和进入所述开口的空气移位装置。提供传感器以检测风速波动。提供控制单元以根据由传感器检测到的风速波动，控制空气移位装置。转子叶片包括具有吸力侧和压力侧的空气动力学轮廓。至少一个开口设置在吸力侧。控制单元被设计为如果传感器检测到正向的速度波动，则对位于吸力侧的开口的空气移位装置进行操作。至少一个开口设置在压力侧。控制单元被设计为如果传感器检测到负向的速度波动，则对位于压力侧的开口的空气移位装置进行操作。
文档编号F03D1/06GK101790637SQ200880101863
公开日2010年7月28日 申请日期2008年8月15日 优先权日2007年8月17日
发明者赫尔曼·斯奈尔, 赫尔曼·维拉姆·玛丽·霍伊贾梅克斯 申请人:荷兰能源研究中心基金会