[发明专利]具有圆形或圆锥形塔架结构以及被动流体控制装置的风力涡轮机及这种圆形塔架结构的应用

权利要求书

1.风力涡轮机，具有圆形或圆锥形的塔架结构，其具有用于抑制所述结构中涡激振动的被动流体控制装置，其中所述塔架结构包括圆柱形的底段和圆锥形的上段，其特征在于，所述被动流体控制装置包括涡流发生器单元，每个所述涡流发生器单元包括翅部和底座，所述翅部通过所述底座附接至所述结构的表面，以便影响围绕塔架结构的边界层，由此抑制涡激振动，每个所述翅部包括矩形的板状物，所述矩形的板状物设置为关于圆形或圆锥形结构基本径向设置，并且处于基本垂直于穿过所述塔架结构的纵轴的平面上，其中所述涡流发生器单元覆盖了超过风力涡轮机塔架高度的上部的30％，其中涡激振动的位置通过如下方式来确定：

根据下列公式确定锁定风速U锁定的第一曲线：

U锁定＝f结构*直径/斯特鲁哈尔数；

确定正相的风切变的第二曲线；以及

第一曲线与第二曲线交叉处为发生涡激振动的位置。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于所述塔架结构包括两个或更多的涡流发生器单元，所述涡流发生器单元沿着所述塔架结构的周长，或者部分周长，对称地设置。

3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机，其特征在于，所述塔架结构包括两个或更多的涡流发生器单元，所述涡流发生器单元设置在沿所述塔架结构的至少部分高度的不同区段上。

4.根据权利要求2所述的风力涡轮机，其特征在于所述塔架结构包括四个或更多的涡流发生器单元。

5.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，每个所述翅部设置为关于垂直于穿过所述塔架结构的纵轴的平面呈0°到30°之间的角度。

6.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述翅部的高度小于所述塔架结构的直径的5％。

7.根据权利要求6所述的风力涡轮机，其特征在于，所述翅部的高度小于所述塔架结构的直径的3％。

8.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述涡流发生器单元在所述塔架结构的表面上沿螺旋形路径设置。

9.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述涡流发生器单元设置的模式为：沿塔架结构的高度包括多层，每层沿着所述塔架结构的周长具有多个涡流发生器单元，在一层上的涡流发生器单元比起相邻层上的涡流发生器单元的位置沿着周长发生偏移。

10.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述圆形结构的高度为100米或更高。

11.根据权利要求10所述的风力涡轮机，其特征在于，所述圆形结构的高度为140米或更高。

12.根据权利要求10的风力涡轮机，其特征在于，所述涡流发生器单元设置为相互距离超过1米。

13.一种根据权利要求1所述的具有涡流发生器单元的风力涡轮机塔架的应用，所述应用用于解决关于圆形塔架结构的第一和第二模式振动的问题。

14.一种根据权利要求1所述的具有永久附接的涡流发生器单元的风力涡轮机塔架的应用，所述应用用于解决在风力涡轮机塔架的安装期间，圆形塔架结构的第一和第二模式振动的问题。