[发明专利]风力涡轮机转子、风力涡轮机及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测风力涡轮机转子上的风力涡轮机叶片的形状的技术、包括该转子的风力涡轮机及其用途。

背景技术

本领域中已知的风力涡轮机包括风力涡轮机塔和位于该塔的顶部上的风力涡轮机机舱。具有三个风力涡轮机叶片的风力涡轮机转子通过低速轴连接至机舱，如图1所示，该低速轴延伸到机舱前端的外部。

近年来，大批量生产的风力涡轮机的研究已转向使它们的输出功率和尺寸越来越大。具体而言，在大批量生产的风力涡轮机叶片的领域中，该研究的深远意义在于，近几年平均的大批量生产的风力涡轮机叶片其长度已超过两倍。

几乎不可能使这样长的叶片刚硬到在所有负载条件下使它们均基本保持其初始形状，叶片因此被设计成某一程度地弯曲。

在风力涡轮机的操作期间，叶片因结构耦合和空气动力载荷而弯曲并扭曲。弯曲和扭曲均影响叶片的疲劳寿命和极限载荷。然而，扭曲还影响涡轮机的功率输出。弯曲和扭曲均主要取决于进风和紊流。为了更好地理解风力涡轮机的操作条件并且为了使其操作最佳，有利地是了解叶片的形状。

从德国专利No.DE10 2006 002 708B4已知提供具有光发射器和光记录单元的风力涡轮机的毂，其中光发射器布置成距毂一定距离沿与风力涡轮机叶片连接的反射器的方向发射光束。所述光束然后由反射器反射，以由光记录单元记录。可从反射光束的位置推断出叶片的偏转，但是反射器必须被精确地调节，以确保反射光在叶片的毂处碰到光记录单元。此外，所述系统即使对叶片的最微小变形也非常灵敏，从而其不适用于大型现代风力涡轮机叶片，该系统甚至对振动和振荡也非常灵敏。

因此本发明的目的是提供一种用于检测风力涡轮机叶片的形状的有利技术。

发明内容

本发明提供用于一种风力涡轮机的转子。所述转子包括：至少一个风力涡轮机叶片；至少一个图像捕获装置；以及一个或更多个指示器，该一个或更多个指示器布置在所述叶片上，使得所述至少一个图像捕获装置可检测所述指示器的位置。

如果当所述叶片松弛时(例如在无风时当所述叶片的尖端面向下时)记录指示器的基准位置并且在操作风力涡轮机期间之后记录指示器的新位置，则通过测量指示器移动的程度和沿何方向的移动可根据位置上的变化一定程度上推断出叶片的变形。

将所述指示器布置在所述叶片上，因此确保通过图像捕获装置可推断出关于所述叶片的形状的相对精确的信息。

在本发明的一个方面中，所述一个或更多个指示器是与所述叶片的表面连接的一个或更多个分离的实体。

将所述指示器设置成不与所述叶片一体形成的实体是有利的，因为这些指示器可在现有的风力涡轮机叶片上改良，现有的指示器可以例如被移动到更有利的位置，并且如果它们被磨损或损坏它们可被调换或置换。

在本发明的一个方面中，所述一个或更多个指示器通过粘合剂与所述叶片的表面相连接。

通过所述粘合剂将所述指示器连接到所述叶片是有利的，因为粘合剂是一种用于将物体附连到风力涡轮机叶片的可靠且廉价的物质。

在本发明的一个方面中，所述一个或更多个指示器中的一个或更多个指示器的外观通过所述至少一个图像捕获装置可与布置所述一个或更多个指示器中的所述一个或更多个的周围叶片区别开。

使所述指示器的外观通过所述至少一个图像捕获装置可与布置所述一个或更多个指示器中的所述一个或更多个的周围叶片区别开是有利的，因为这将使所述指示器更清楚地突显，由此使得更容易识别所述指示器的位置，并且由此提高系统的精确性。

在本发明的一个方面中，所述一个或更多个指示器包括可见区域，该可见区域设置有与所述叶片的颜色不同的颜色。

使所述指示器或所述指示器的区域的颜色与它们所附接的叶片的颜色不同是有利的，因为这将使所述指示器更清楚地突显，由此使得更容易识别所述指示器的位置，并且由此提高系统的精确性。

在本发明的一个方面中，所述一个或更多个指示器包括可见光反射区域。

所述指示器设置有光反射区域是有利的，因为如果所述指示器位于所述叶片内，该叶片在正常情况下是黑的或者至少不亮，或者如果指示器在夜间位于所述叶片的外部，则所述指示器将很可能必须被以某种方式照亮，以能够使所述照相机可识别所述指示器的位置，光反射区域因此使得所述指示器当在黑暗的周围环境中被照亮时被“点亮”，以使得较容易且精确地进行识别。

在本发明的一个方面中，所述一个或更多个指示器中的一个或更多个均限定点状标记。

该实施方式的优点在于其可以使图像捕获装置以非常高的精确性识别指示器的位置。