[发明专利]设置有光学风速测量系统的风力涡轮机叶片

权利要求书

1.一种包括许多叶片的风力涡轮机，所述叶片包含至少一个从主轴上的轮毂处基本上径向延伸的第一风力涡轮机叶片，所述主轴具有基本上水平的中心轴，所述叶片和所述轮毂一起构成了具有转子平面的转子，并且其能通过风进行旋转，且每个叶片具有最内部分和最外部分，所述最内部分包括所述叶片的根部区段，所述最外部分包括所述叶片的末梢区段，其中所述风力涡轮机包括光学测量系统，所述光学测量系统包括诸如激光器的光源、光传输部件、光接收部件以及信号处理器，其中：

- 所述光源被光学地耦合到所述光传输部件，

- 所述光传输部件包括发射点并且适用于从所述发射点沿着探测方向发射光，

- 所述光接收部件包括接收点和检测器，其中所述光接收部件适于在所述接收点处沿着所述探测方向从探测区域接收光的反射部分，并且将光的所述反射部分引导至所述检测器，以便基于所接收的被反射的光从所述检测器产生信号，并且

- 所述信号处理器适于从通过所述光接收部件产生的所述信号确定入流的至少一个第一速度分量，其特征在于：

- 所述光传输部件的所述发射点位于离所述中心轴第一径向距离处的第一叶片中，并且

- 所述光传输部件的所述接收点位于离所述中心轴第二径向距离处的所述第一叶片中。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中所述第一径向位置与所述第二径向位置基本上是相同的。

3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机，其中所述第一叶片还包括可调整的流动改变装置，诸如分布式致动器、襟翼或微片，所述可调整的流动改变装置用于调整所述叶片的空气动力参数且位于离所述轮毂第三径向距离内，所述可调整的流动改变装置由控制装置进行控制，并且其中所述控制装置适于从所述信号处理器接收信号，所述信号至少基于所述第一速度分量，可选地，所述第三径向位置与所述第一径向位置基本上是相同的。

4.根据前述任一项权利要求所述的风力涡轮机，其中所述风力涡轮机包括第二风力涡轮机叶片，并且其中所述第二风力涡轮机叶片设置有用于调整所述第二叶片的空气动力参数的可调整的流动改变装置，诸如分布式致动器、襟翼或微片，所述可调整的流动改变装置由控制装置进行控制，且其中所述控制装置适于从所述信号处理器接收信号，所述信号至少基于第一速度分量。

5.根据前述任一项权利要求所述的风力涡轮机，其中所述光学测量系统适用于探测在离所述发射点为0.5-10m、或0.75-8m、或1-5m范围内的速度分量。

6.根据前述任一项权利要求所述的风力涡轮机，其中所述第一风力涡轮机叶片的所述发射点和/或所述接收点位于所述第一叶片的前缘和所述叶片的压力侧上最大厚度的位置之间，优选地，所述探测方向位于翼弦方向和法线之间的象限中，所述翼弦方向从所述叶片的所述前缘可见，所述法线垂直于所述翼弦方向并且从所述叶片的所述压力侧延伸。

7.根据前述任一项权利要求所述的风力涡轮机，其中所述发射点在所述转子的旋转期间依循同心圆，所述同心圆具有对应于离所述中心轴所述第一径向距离的半径，并且其中所述探测方向基本上被布置在所述同心圆的切向上，可替换地，光学系统适于探测基本上位于离所述中心轴所述第一径向距离处的探测体积中的风速。

8. 根据前述任一项权利要求所述的风力涡轮机，其中所述光学测量系统适用于探测位于所述转子平面的逆风的逆风平面中的探测体积中的风速。

9.根据前述任一项权利要求所述的风力涡轮机，其中所述光源从所述发射点分离，所述光源通过诸如光纤的光引导装置被光学地连接至所述发射点，所述光源例如位于所述风力涡轮机的所述轮毂中或机舱中。

10.根据前述任一项权利要求所述的风力涡轮机，其中至少所述发射部分、所述传输部件和所述检测器被布置在所述第一风力涡轮机叶片中的单个的第一单元中。

11.根据权利要求10所述的风力涡轮机，其中所述第一单元被布置在所述第一风力涡轮机叶片中的诸如套管的轴衬中。

12.根据前述任一项权利要求所述的风力涡轮机，其中所述光学测量系统适于至少发射第一探测光束和第二探测光束。