[發明專利]操縱橫跨風力渦輪機轉子葉片的空氣的邊界層的主動流動控制系統和方法

有效

• 申請號: 201110452836.1
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102562461A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: J·J·尼斯;W·哈恩斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D1/06;F03D9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;譚祐祥

1.一種用于操縱跨越風力渦輪機轉子葉片(28)的空氣的邊界層(56)的主動流動控制系統，所述風力渦輪機轉子葉片具有至少一個側壁(62)，所述至少一個側壁在其中界定了一個腔(68)，所述側壁在前緣(74)與軸向隔開的后緣(76)之間延伸，所述主動流動控制系統包括：

一個排氣組件(88)，所述排氣組件(88)連接至所述側壁，所述排氣組件被構造成將空氣自所述風力渦輪機轉子葉片內選擇性地排出至所述邊界層中；以及，

一個吸氣組件(86)，所述吸氣組件(86)連接至所述側壁并且連接至所述排氣組件，所述吸氣組件被構造成將空氣自所述邊界層引導至所述排氣組件。

2.根據權利要求1所述的主動流動控制系統，其特征在于，所述主動流動控制系統進一步包括連接至所述排氣組件(88)與所述吸氣組件(86)之間的流動控制組件(90)，所述流動控制組件被構造成將空氣自所述吸氣組件選擇性地引導至所述排氣組件。

3.根據權利要求2所述的主動流動控制系統，其特征在于，所述風力渦輪機轉子葉片(28)連接至界定了一個腔(84)的轂(26)，并且所述流動控制組件(90)連接至所述轂(26)，用于在所述轂腔、所述吸氣組件(86)與所述排氣組件(88)之間對空氣選擇性地進行引導。

4.根據權利要求1所述的主動流動控制系統，其特征在于，所述風力渦輪機轉子葉片(28)具有界定在所述前緣(74)與所述后緣(76)之間的弦向軸線(46)，以及自所述弦向軸線垂直地進行界定的厚度，所述吸氣組件(86)包括穿過所述側壁(62)進行界定的多個吸氣孔口(130)，所述多個吸氣孔口位于所述后緣與所述風力渦輪機轉子葉片相對于所述弦向軸線的最大厚度的位置之間。

5.根據權利要求4所述的主動流動控制系統，其特征在于，所述排氣組件(88)包括：

第一排氣歧管(106)，所述第一排氣歧管(106)至少部分地位于所述風力渦輪機轉子葉片(28)的所述腔(68)內，所述第一排氣歧管連接至所述吸氣組件(86)；以及，

多個第一排氣孔口(110)，所述多個第一排氣孔口(110)穿過所述側壁進行界定、并且提供了環境空氣(92)與所述第一排氣歧管之間的流動連通，所述多個第一排氣孔口位于所述多個吸氣孔口(130)與所述后緣(76)之間。

6.根據權利要求5所述的主動流動控制系統，其特征在于，所述排氣組件(88)進一步包括：

第二排氣歧管(108)，所述第二排氣歧管(108)至少部分地位于所述風力渦輪機轉子葉片(28)的所述腔(68)內，所述第二排氣歧管連接至所述吸氣組件(86)；以及，

多個第二排氣孔口(118)，所述多個第二排氣孔口(118)穿過所述側壁(62)進行界定、并且提供了環境空氣(92)與所述第二排氣歧管之間的流動連通，所述多個第二排氣孔口位于所述前緣(94)與所述風力渦輪機轉子葉片相對于所述弦向軸線(46)的最大厚度的位置之間。

7.根據權利要求5所述的主動流動控制系統，其特征在于，所述風力渦輪機轉子葉片(28)具有在根部(60)與尖端部(61)之間進行界定的展向軸線(64)，所述多個吸氣孔口(130)自尖端部以第一展向距離(136)進行界定，所述多個第一排氣孔口(110)自尖端部以與所述第一展向距離不同的第二展向距離(138)進行界定。

8.根據權利要求5所述的主動流動控制系統，其特征在于，所述風力渦輪機轉子葉片(28)具有界定在根部(60)與尖端部(61)之間的展向軸線(64)，所述多個吸氣孔口(130)自尖端部以第一展向距離(136)進行界定，所述多個第一排氣孔口(110)自尖端部以與所述第一展向距離相等的第二展向距離(138)進行界定。