[發明專利]用于清潔風力渦輪機的主動流動控制系統的裝置和方法

有效

• 申請號: 201010545193.0
• 申請日: 2010-11-04
• 公開（公告）號: CN102052160A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: W·哈恩斯;J·J·尼斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02D11/00
• 分類號: F02D11/00;F02D1/06;B08B5/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

相關專利的交叉引用

特此交叉引用以下相關的共同轉讓的待決申請：標題為“Method?for?Operating?a?Wind?Turbine?with?Reduced?Blade?Fouling”的案卷235606、標題為“Active?Flow?Control?System?for?Wind?Turbine”的案卷235623、標題為“Systems?and?Methods?for?Assembling?an?Air?Distribution?System?for?Use?in?a?Rotor?Blade?of?a?Wind?Turbine”的案卷235625、標題為“Systems?and?Method?for?Operating?a?Wind?Turbine?Having?Active?Flow?Control”的案卷235850、標題為“Systems?and?Method?for?Operating?an?Active?Flow?Control?System”的案卷235852、標題為“Systems?and?Method?for?Operating?a?Wind?Turbine?Having?Active?Flow?Control”的案卷235854。各個交叉引用的申請是由Jacob?Johannes?Nies和Wouter?Haans發明的，并且與本申請同日提交。各個交叉引用的申請通過引用而完整地結合在本文中。

技術領域

本公開涉及風力渦輪機。特別地，本公開涉及風力渦輪機轉子葉片和包括此類風力渦輪機轉子葉片的風力渦輪機。

背景技術

雖然水平軸線的風力渦輪機近來得到很好的建設，但仍然在進行相當大的工程努力以進一步改善它們的整體效率、魯棒性和功率發生能力。

此研究已經產生了最近的主動流動控制(AFC，active?flow?control)技術，其致力于改善風力渦輪機的效率。AFC技術試圖通過主動地改變貼近轉子葉片的風流動而避免轉子葉片上的流分離。這可通過經由成形于轉子葉片的表面中的孔排出氣體來實現。

此類AFC系統的引入已經造成用于吹氣的孔最終收集污物或雜質。此現象是所謂葉片結垢的一個方面。葉片結垢會極大地降低性能，特別是風力渦輪機的提取功率。

發明內容

在一個方面，提供了一種用于與風力渦輪機一起使用的主動流動控制(AFC)系統。該風力渦輪機包括至少一個轉子葉片。AFC系統包括至少部分地限定在該至少一個轉子葉片內的至少兩個歧管、與該至少兩個歧管的各個歧管成流動連通的至少一個孔、與該至少兩個歧管成流動連通聯接的氣體源、以及操作地聯接在該氣體源上的閥系統。閥系統配置成阻塞通向該至少兩個歧管的第一歧管的氣流，以便將氣流重新分配至該至少兩個歧管的第二歧管。

在另一方面，提供了一種風力渦輪機。該風力渦輪機包括至少一個轉子葉片以及主動流動控制(AFC)系統。AFC系統包括至少部分地限定在至少一個轉子葉片內的至少兩個歧管、與該至少兩個歧管的各個歧管成流動連通的至少一個孔、與該至少兩個歧管成流動連通聯接的氣體源、以及操作地聯接在該氣體源上的至少一個閥。所述至少一個閥配置成阻塞通向該至少兩個歧管的第一歧管的氣流，以便將氣流重新分配至該至少兩個歧管的第二歧管。

在又一方面，提供了一種用于清潔至少一個歧管的方法。該至少一個歧管至少部分地限定在具有主動流動控制(AFC)系統的風力渦輪機的至少一個轉子葉片內。氣體源與該至少一個歧管成流動連通。該方法包括在第一模式下運行AFC系統，確定該至少一個歧管是否待清潔，并在不同于第一模式的第二模式下運行AFC系統。在第二模式期間穿過所述至少一個歧管的氣體流率高于第一模式期間穿過所述至少一個歧管的氣體流率。

從所附權利要求、描述和附圖，本文所描述的實施例的其它方面、優勢和特征將顯而易見。

附圖說明

在說明書的其余部分，包括參照附圖，對本領域普通技術人員更詳盡地描述了完整且能夠實現的公開，包括其最佳模式，其中：

圖1是一種示范性風力渦輪機的示意性的側視圖；

圖2是可與圖1中所示的風力渦輪機一起使用的示范性轉子葉片的示意性的弦向橫截面圖。

圖3是圖2中所示的轉子葉片的示意性的縱向橫截面圖。

圖4是用于清潔圖2和圖3中所示的轉子葉片的示范性方法的流程圖。

圖5顯示了根據本文所述實施例的風力渦輪機的一部分的示意圖。

圖6顯示了根據本文所述其它實施例的風力渦輪機的一部分的示意圖。

部件列表：