[发明专利]风力涡轮机叶片和操作这种风力涡轮机叶片的方法

说明书

本发明涉及一种翼型更改装置、风力涡轮机叶片和更改风力涡轮机叶片的翼型轮廓的方法。翼型更改装置包括连接到填充物元件的可变形元件，其均配置成在缩回位置和延伸位置之间变形。翼型更改装置通过作用在叶片表面以及因此翼型更改装置上的局部空气压力而被动地变形。

技术领域

本发明涉及一种翼型更改装置，其包括配置成在缩回位置和延伸位置之间变形的可变形元件，其中可变形元件通过作用在翼型更改装置上的局部空气压力而被动地变形。

本发明还涉及一种风力涡轮机叶片，其包括压力侧和吸力侧，其中所述翼型更改装置布置在所述侧中的一个上。

本发明也涉及一种使用以上翼型更改装置来更改风力涡轮机叶片的翼型轮廓的方法，其中原始翼型根据（as function of）作用在叶片表面上的局部空气压力被被动地更改。

背景技术

在一些情况下，风力涡轮机叶片可以提供有高的弧形的翼型轮廓，其中局部曲度沿着翼型轮廓的弦长度变化。局部最大曲度还沿着风力涡轮机叶片的叶片长度不同。在一些情况下，由于该叶片表面的曲率梯度，局部空气泡可以在叶片表面处形成。局部空气流还可以以不期望的角度经过后边缘，由此增加了噪音生成。

知道的是，为了努力增强升力性能而将升力更改设备集成到风力涡轮机叶片中或附接到风力涡轮机叶片。主动控制的升力更改设备可以在制造期间并入到风力涡轮机叶片的翼型轮廓中，然而，这添加了制造过程的复杂性并且增加了成本。此外，主动控制的部件需要定期的附加维护，这增加了总体服务成本。

EP 31115596 A1公开了一种风力涡轮机叶片，其具有附接到压力侧的升力更改装置，其中升力更改装置从后边缘朝向前边缘延伸。升力更改装置具有适应于风力涡轮机叶片的原始翼型轮廓的实心连续的柔性轮廓。这将原始翼型轮廓改变成固定的更改的翼型轮廓。

EP 1952015 B1公开了一种风力涡轮机叶片，其具有布置在压力侧上的升力更改弹性构件，其中弹性构件从后边缘朝向前边缘延伸。弹性构件借助于连接到弹性构件的线性致动器或者将流体泵送到流体腔室中或流体腔室外的流体分配系统而主动变形，所述流体腔室形成在原始叶片表面和弹性构件之间。致动器或泵的操作经由控制器来控制，所述控制器转而使用传感器信号来主动地控制弹性构件的变形。由此，使用主动控制的致动设备来更改原始翼型轮廓。

发明目的

本公开的目的是提供一种翼型更改装置和一种风力涡轮机叶片，其解决了上述问题。

本发明的另一个目的是提供一种翼型更改装置和一种风力涡轮机叶片，其中升力能够被被动地控制。

本发明的又另一目的是提供一种翼型更改装置和一种风力涡轮机叶片，其改进了在负迎角下的升力性能。

发明内容

本发明的一个目的通过用于风力涡轮机叶片的翼型更改装置来实现，风力涡轮机叶片包括叶片壳体，所述叶片壳体具有限定压力侧和吸力侧的原始翼型轮廓，其中翼型更改装置配置成被布置在所述风力涡轮机叶片的压力侧或吸力侧上，并且配置成更改所述原始翼型轮廓，翼型更改装置包括至少可变形元件，所述可变形元件沿着所述压力或吸力侧从第一边缘延伸到第二边缘并且在附接时还从第一端部延伸到第二端部，其中所述可变形元件配置成在缩回位置与延伸位置之间变形，其特征在于，可变形元件在附接时借助于作用在所述翼型更改装置上的局部空气压力而被动地变形。

这提供了被动翼型更改装置，其通过作用在翼型更改装置上的局部空气压力而变形。不需要主动控制的部件来使翼型更改装置变形。因此，变形是根据局部空气压力来确定，因为不需要对传感器信号的评估。由于不需要复杂的控制系统，所以这为更改风力涡轮机叶片的原始翼型轮廓提供了廉价且简单的方式。