[发明专利]用以检测风力涡轮机桨片的空气动力学状况的装置

说明书

用于检测风力涡轮机(10)的转子桨片(22)的空气动力学状况的装置。声学传感器(24)可与转子桨片远距离地定位。传感器可焦注于监测由转子桨片扫过的桨片路径的一部分以检测例如流分离的空气动力学状况，并可将输入提供给控制器(27)以控制桨片的倾斜，这有效防止流分离发展成完全脱流状况。一个传感器可焦注于监测多于一个涡轮机的桨片。风场中的多个这样的传感器可连接至监管控制器(120)以预测行进通过风场的风力状况的传播。

技术领域

本发明涉及一种用于产生电功率的风力涡轮机，更具体地涉及用以检测风力涡轮机桨片中的空气动力学状况(例如流分离状况)的装置。

背景技术

可再生能量已成为能量和环境可持续性的一个主要焦点。风力是在实用层面产生功率的适当能源示例。风力涡轮机的功率产生可能显著地受到风力涡轮机相互作用的空气动力学特征的影响。例如，从风力中提取的功率的量可能部分地依赖于转子桨片与进入的空气流之间的空气动力学迎袭角。对于给定的风速，如果超出某最大迎袭角，则空气流可在转子桨片的表面处分离并且漩涡可能形成。这种效果被称为流分离并限制桨片从风力中提取功率的空气动力学效率。这可显著地增加由风力涡轮机产生的声学噪音。

用于感测这种状况的某些振动感测设备总体上已被安装到桨片中，因此，它们的可靠性由于由旋转物体所经受的力而趋于受损。其它监听设备（其可位于桨片外侧）可能遭受声学干涉和/或可能缺乏快速和精确地检测流分离状况可能在何处及在何时发起的能力。例如，流分离状况可能只是在由给定桨片扫过的桨片路径的一部分上初始地发展。至少鉴于前面的考虑，将希望提供一种可靠并且有成本效率的的装置以用于改进地检测这些空气动力学状况。

附图说明

本发明考虑附图而在下面的描述中解释，所述附图示出：

图1是风力涡轮机的示意图，其包括如可焦注（focus）于检测空气动力学状况(例如流分离状况，如可以影响风力涡轮机的桨片中的一个或多个)的声学传感器的示例性监听场的示例性正视等距视图。

图2是风力涡轮机的示意图，其包括体现本发明方面的声学传感器的示例性监听场的示例性侧视图。

图3是体现本发明方面的声学传感器的示例性实施例的示意图，例如可包括耦接至声学传感器的声学聚合器（condenser）。

图4是体现本发明方面的声学传感器的一个示例性实施例的示意图，例如可包括声学传感器阵列。

图5是根据本发明方面的如可设置成围绕风力涡轮机的机舱的声学传感器阵列的另一示例性实施例的示意图。

图6是示出两个相邻的风力涡轮机的一个示例性实施例的示意图，如每个可由一个或多个传感器阵列监测以检测流分离状况。

图7是示出风场（wind park）的顶视图的示意图，所述风场包含体现本发明方面的多个风力涡轮机。

具体实施方式

在后面的详细描述中，为提供对本发明各种实施例的透彻理解而给出了许多具体细节。然而，本领域内技术人员将理解，本发明的实施例在没有这些具体细节情况下可以实施，本发明不仅限于所描述的实施例，并且本发明可在各种替代实施例中实施。在其它情况下，为避免学究式和不必要的描述，公知的方法、过程和组件未被详细描述。

此外，各种操作可被描述为以有助于理解本发明的实施例的方式而执行的多个离散的步骤。然而，描述的顺序不应当被解释为暗指这些操作必须以它们所展示的顺序执行，也非暗指它们是依赖于连贯顺序的。对短语“在一个实施例中”的重复使用不必涉及同一实施例(尽管其可以)。最后，在本申请中使用的术语“包含”、“包括”、“具有”，等等，旨在是同义的，除非另有所指。