CN102135078A - 用于操作具有主动流控制的风力涡轮机的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于操作具有主动流控制的风力涡轮机的系统和方法，具体而言，提供了一种用于在风力涡轮机(10)中使用的流体分配系统(134，228)，该风力涡轮机(10)包括至少部分地限定在风力涡轮机的叶片(22)内的空气分配系统(102，202)。该流体分配系统包括：定位在风力涡轮机内的流体容器(138，232)，该流体容器包括流体入口(144，146，240，242)并且构造成将流体(136，230)容纳在其中；以及与流体容器流连通的管道(140，234)，管道构造成将流体从流体容器引导到空气分配系统中以用于通过空气分配系统的至少一个孔口排出，以有利于从空气分配系统中除去碎屑。

Description

用于操作具有主动流控制的风力涡轮机的系统和方法
相关申请的交叉引用
这里对有关的、共同转让的、共同未决的申请进行交叉引用：案号235606，题为“Method for Operating a Wind Turbine with Reduced Blade Fouling(用于操作带有减少的叶片积垢的风力涡轮机的方法)”；案号235623，题为“Active Flow Control System for Wind Turbine(用于风力涡轮机的主动流控制系统)”；案号235625，题为“Systems and Methods for Assembling an Air Distribution System for Use in a Rotor Blade of a Wind Turbine(用于组装在风力涡轮机的转子叶片中使用的空气分配系统的系统和方法)”；案号235851，题为“Apparatus and Method for Cleaning an Active Flow Control(AFC)System of a Wind Turbine(用于清洁风力涡轮机的主动流控制(AFC)系统的设备和方法)”；案号235852，题为“Systems and Method for Operating an Active Flow Control System(用于操作主动流控制系统的系统和方法)”；案号235854，题为“Systems and Method for Operating a Wind Turbine Having Active Flow Control(用于操作具有主动流控制的风力涡轮机的系统和方法)”。各个交叉引用的申请都是由Jacob Johannes Nies和Wouter Haans发明，并且与本申请同日提交。由此，各个交叉引用的申请通过引用而整体地结合在本文中。
技术领域
本文描述的实施例一般涉及用于操作具有主动流控制系统的风力涡轮机的方法和系统，并且更具体而言，涉及用于从主动流控制系统中除去碎屑(debris)以及/或者防止碎屑在主动流控制系统中积聚的方法和系统。
背景技术
主动流控制(AFC)是用于对给定的入流条件做出反应而主动尝试影响物体的气动响应的技术和/或系统的一般性术语。更具体而言，至少一些已知的AFC系统用来操纵跨越翼型件的流状况。如本文所用，术语“翼型件”指的是涡轮叶片、翼和/或任何其它适当的翼型件。虽然本文描述的实施例指的是涡轮叶片，但是应当理解，本文描述的实施例可与任何适当的翼型件一起使用。与提供基本恒定的流控制的已知的被动流控制系统相反，已知的AFC系统使得流控制能够选择性地应用于翼型件。至少一些已知的AFC系统使用空气分配系统来操纵流动跨越翼型件的表面的边界层空气。已知的AFC系统包括促动器，促动器可分成两类，这取决于它们的净质量流(net-mass-flow)。第一类是零净质量流(zero-net-mass-flow)促动器，例如合成射流促动器，而第二类是非零净质量流(nonzero-net-mass-flow)促动器，例如空气喷射促动器，其可为稳定或不稳定的和/或吹送式和/或吸入式促动器。
因为AFC系统受到可包含碎屑的流体流的影响，所以由碎屑引起的AFC穿孔和/或孔口的积垢是AFC大规模地应用于风力涡轮机叶片、航空器机翼及其它翼型件的障碍之一。如本文所用，术语“碎屑”指的是污垢、灰尘、昆虫、昆虫遗骸、颗粒、微粒、物质、悬浮液体和/或固体，以及/或者可接触风力涡轮机叶片和/或其它翼型件和积聚在风力涡轮机叶片和/或其它翼型件之中和/或之上的任何其它材料。另外，术语“穿孔”和“孔口”在整个本申请中可互换地使用。
一般而言，由碎屑引起的AFC孔口的积垢对AFC系统性能有不利的影响。另外，至少一些已知的AFC系统的构件(除了穿孔之外)也易受积垢的影响。例如，在至少一些已知的非零净质量流系统中，环境空气(可能被碎屑污染)被抽入AFC系统中，以供给促动器。这种受到污染的进气可使AFC系统的空气分配系统、促动器和/或穿孔积垢。
已知的AFC系统的穿孔和/或其它构件的这种积垢可改变跨越翼型件的流体流，从而使得流体流偏离叶片所设计来产生的洁净状态的流体。另外，叶片表面上和/或AFC系统内的积垢可降低使用翼型件和/或AFC系统的系统(例如风力涡轮机)的功率输出。但是，手动清洁AFC系统的各个孔口是不实际的，原因在于至少一些已知的AFC系统中的孔口数量和/或为了这种手动清洁而要求风力涡轮机脱机的持续时间。
因此，期望的是提供用于清洁AFC系统和/或防止AFC系统积垢的方法和/或系统。另外，期望的是提供用于清洁和/或防止叶片表面积垢的方法和/或系统。此外，这些方法和/或系统优选不包括AFC系统和/或叶片的手动清洁。
发明内容
在一方面，提供了一种用于操作风力涡轮机的方法。该方法包括将流体容器可操作地联接在风力涡轮机内。流体容器与至少部分地限定在风力涡轮机的叶片内的空气分配系统流连通。方法还包括将流体从流体容器引导到空气分配系统中，以及通过限定成通过叶片的外表面的空气分配系统的至少一个孔口从空气分配系统中排出流体以有利于从空气分配系统中除去碎屑。
在另一方面，提供了一种用于在风力涡轮机中使用的流体分配系统，该风力涡轮机包括至少部分地限定在风力涡轮机的叶片内的空气分配系统。流体分配系统包括定位在风力涡轮机内的流体容器。流体容器包括流体入口并且构造成将流体容纳在其中。流体分配系统还包括与流体容器流连通的管道。管道构造成将流体从流体容器引导到空气分配系统中以用于通过空气分配系统的至少一个孔口排出，以有利于从空气分配系统中除去碎屑。
在又一方面，提供了一种风力涡轮机。风力涡轮机包括至少一个叶片，以及至少部分地限定在叶片内的空气分配系统。空气分配系统包括限定成通过叶片的外表面的至少一个孔口。风力涡轮机还包括构造成有利于从空气分配系统中除去碎屑的流体分配系统。流体分配系统包括具有流体入口且构造成容纳流体的流体容器。管道与流体容器流连通。管道构造成将流体从流体容器引导到空气分配系统中，以用于通过孔口排出。
通过包括流体分配系统，本文描述的实施例有利于清洁和维护风力涡轮机的叶片内的主动流控制系统。更具体而言，流体从流体分配系统引导到空气分配系统中，以用于消除(correct)和/或防止空气分配系统的积垢。
附图说明
图1-7显示了本文描述的系统和方法的示例性实施例。
图1是示例性风力涡轮机的透视图。
图2是可与图1中所示的风力涡轮机一起使用的示例性流控制系统的示意图。
图3是可与图2中所示的流控制系统一起使用的示例性流体分配系统的示意图。
图4是可与图1中所示的风力涡轮机一起使用的示例性备选的流控制系统的示意图。
图5是图4中所示的流控制系统的一部分的放大的截面图。
图6是可与图4中所示的流控制系统一起使用的示例性流体分配系统的示意图。
图7是可与图2和图4中所示的流控制系统一起使用的、用于操作风力涡轮机的示例性方法的流程图。
部件列表
10风力涡轮机
12塔架
14支承表面
16外罩
18转子
20轮毂
22叶片
24叶片根部分
26载荷转移区
28方向
30旋转轴线
32桨距调节系统(pitch adjustment system)
34变桨轴线(pitch axis)
36控制系统
38偏航轴线(yaw axis)
40处理器
42尖端
44外表面
100流控制系统
102空气分配系统
104流控制装置
106歧管
108孔口
110组件
112流体流
114根端部
116内表面
118顶端部
120预定的部分
122吸力侧(suction side)
124压力侧
126外表面
128过滤空气
128环境空气
130开口
132轮毂盖
134流体分配系统
136流体
138流体容器
139控制泵
140管道
142阀
144流体入口
146流体入口
148阀
150进入管道
152入口开口
154流体出口
156阀
158出口管道
160出口开口
162第二流体容器
163泵
164第二流体
166阀
168阀
170阀
172阀
173喷嘴
174温度控制装置
176喷嘴
178流体流
180二次管道
182阀
200流控制系统
202空气分配系统
204促动器
206通讯链路(communication link)
208孔口
210组件
212合成射流
214环境空气
216壳体
217活塞
218内表面
220外表面
222阵列
224吸力侧
226压力侧
228流体分配系统
230流体
232流体容器
233泵
234管道
236喷嘴
238阀
240流体入口
242流体入口
244阀
246进入管道
248入口开口
250流体出口
252阀
254出口管道
256出口开口
258第二流体容器
259第二泵
260第二流体
262阀
264阀
266阀
268流体流
270温度控制装置
300方法
301将流体容器可操作地联接在风力涡轮机内
302将流体引导到空气分配系统中
304从空气分配系统中排出流体以有利于从空气分配系统中除去碎屑
306加热流体
具体实施方式
本文描述的实施例包括主动流控制(AFC)系统，该主动流控制(AFC)系统将空气喷射通过表面孔口和/或穿孔，以有利于控制翼型件(例如风力涡轮机叶片)上的流分离。本文描述的方法和系统有利于消除和/或防止AFC系统和/或叶片表面的积垢。更具体而言，本文描述的实施例将诸如水、肥皂和/或蛋白质溶剂的剂料引导到AFC系统的空气分配系统中。在一个实施例中，剂料从叶片里面直接引导到空气分配系统中。在备选实施例中，通过将剂料喷射通过风力涡轮机塔架中的喷嘴来将剂料从叶片外面引导到空气分配系统中。可单独地、组合地和/或按顺序使用一种或多种剂料，以消除和/或防止AFC系统和/或叶片的积垢。可定期和/或选择性地执行防止和/或消除方法，例如在确定积垢正在出现或已经出现之后。
图1是示例性风力涡轮机10的透视图。在示例性实施例中，风力涡轮机10是近似水平轴线式风力涡轮机，但是，风力涡轮机10可具有任何适当的倾角。备选地，风力涡轮机10可为竖直轴线式风力涡轮机。在示例性实施例中，风力涡轮机10包括从支承表面14延伸的塔架12、安装在塔架12上的外罩16，以及联接到外罩16上的转子18。转子18包括可旋转的轮毂20和联接到轮毂20上且从轮毂20向外延伸的至少一个叶片22。在示例性实施例中，转子18具有三个叶片22。在备选实施例中，转子18包括多于或少于三个的叶片22。在示例性实施例中，塔架12由管状钢制成，从而使得腔体(在图1中未显示)限定在支承表面14和外罩16之间。在备选实施例中，塔架12是任何适当的类型的塔架。基于本领域中已知的因素和条件来选择塔架12的高度。
叶片22绕着轮毂20隔开，以有利于使转子18旋转，以使得动能能够从风中转换成可用的机械能，并且随后转换成电能。通过在多个载荷转移区26处将叶片根部分24联接到轮毂20上来将叶片22匹配到轮毂20上。载荷转移区26具有轮毂载荷转移区和叶片载荷转移区(两者在图1中均未显示)。对叶片22引起的载荷通过载荷转移区26转移到轮毂20。
在示例性实施例中，叶片22具有在约30米(m)(99英尺(ft))和约120m(394ft)之间的长度。备选地，叶片22可具有使得风力涡轮机10能够如本文描述的那样起作用的任何长度。当风从方向28撞击叶片22时，转子18绕着旋转轴线30旋转。当叶片22旋转并且经受离心力时，叶片22还经受各种力和力矩。因而，叶片22可从中性的或非偏转的位置偏转和/或旋转到偏转位置。此外，叶片22的桨距角(pitch angle)(即确定叶片22相对于转子平面的投影的角)可由桨距调节系统32改变，以通过调节至少一个叶片22的轮廓相对于风矢量的角位置来控制由风力涡轮机10产生的功率、载荷和/或噪声。示出了叶片22的变桨轴线34。在示例性实施例中，各个叶片22的桨距(pitch)由控制系统36独立地控制。备选地，针对所有叶片的叶片桨距可由控制系统36同时控制。另外，在示例性实施例中，当方向28改变时，可绕着偏航轴线38控制外罩16的偏航方向，以相对于方向28定位叶片22。
在示例性实施例中，显示了控制系统36在外罩16内居中，但是，控制系统36可为在整个风力涡轮机10中、在支承表面14上、在风场内和/或在远程控制中心处的分布式系统。控制系统36包括构造成执行本文描述的方法和/或步骤的处理器40。另外，本文描述的许多其它构件包括处理器。如本文所用，术语“处理器”不限于本领域中称为计算机的集成电路，而是宽泛地指控制器、微控制器、微型计算机、可编程的逻辑控制器(PLC)、专用集成电路及其它可编程的电路，而且这些术语在本文中可互换地使用。应当理解，处理器和/或控制系统还可包括存储器、输入通道和/或输出通道。
在本文描述的实施例中，存储器可包括但不限于诸如随机存取存储器(RAM)的计算机可读介质，以及诸如闪存的计算机可读的非易失性介质。备选地，也可使用软盘、只读光盘存储器(CD-ROM)、光磁盘(MOD)和/或数字多功能盘(DVD)。而且，在本文描述的实施例中，输入通道可包括但不限于传感器和/或与操作者接口相关联的计算机外围设备，例如鼠标和键盘。另外，在示例性实施例中，输出通道可包括但不限于控制装置、操作者接口监控器和/或显示器。
本文描述的处理器处理从多个电气和电子装置中传输的信息，电气和电子装置可包括但不限于传感器、促动器、压缩机、控制系统和/或监测装置。这种处理器可在物理上位于例如控制系统、传感器、监测装置、台式计算机、便携式计算机、PLC机柜和/或分布式控制系统(DCS)机柜中。RAM和存储装置存储和传送待由(多个)处理器执行的信息和指令。RAM和存储装置还可用来存储和提供临时变量、静态(即不变的)信息和指令、或者在(多个)处理器执行指令的期间传送到处理器的其它中间信息。被执行的指令可包括但不限于流控制系统控制命令。指令的执行顺序不限于硬件电路和软件指令的任何具体的组合。
图2是可与风力涡轮机10一起使用的示例性流控制系统100的示意图。图3是可与流控制系统100一起使用的示例性流体分配系统134的示意图。附加的和/或备选的构件由虚线勾画。在示例性实施例中，流控制系统100是包括空气分配系统102的非零净质量流控制系统。控制系统36与流控制系统100和/或空气分配系统102处于操作控制通讯。如本文所用，“操作控制通讯”指的是在风力涡轮机10的两个或更多个构件之间的链路，例如导体、金属线和/或数据链路，该链路使得信号、电流和/或命令能够在两个或更多个构件之间通讯。链路构造成使得一个构件能够使用通讯信号、电流和/或命令来控制风力涡轮机10的另一个构件的操作。
空气分配系统102包括至少一个流控制装置104、至少一个歧管106和至少一个孔口108。至少一个流控制装置104、相应的歧管106及一个或多个对应的孔口108形成组件110。各个叶片22包括至少部分地限定在其中的组件110。因而，空气分配系统102包括多个流控制装置104、多个歧管106及多个孔口108。备选地，至少一个叶片22包括组件110。在示例性实施例中，各个组件110是基本类似的，但是，至少一个组件110可与至少一个其它组件110不同。另外，虽然在示例性实施例中，各个组件110包括流控制装置104，但是至少两个组件110可共用共同的流控制装置104。
流控制装置104例如为泵、压缩机、风扇、吹风机和/或用于控制流体的流的任何其它适当的装置。在一个实施例中，流控制装置104和/或组件110包括阀(未显示)，阀构造成调节空气分配系统102内的流，例如流率和/或流向。在示例性实施例中，流控制装置104是可逆的，以用于改变流体流112的方向。另外，在示例性实施例中，空气分配系统102包括用于风力涡轮机10的各个叶片22的一个流控制装置104，但是，应当理解，空气分配系统102可包括任何适当数量的流控制装置104。控制系统36与各个流控制装置104处于操作控制通讯，以用于控制通过空气分配系统102的流体流。控制系统36可与各个流控制装置104以操作控制通讯的方式直接联接，以及/或者可通过通讯集线器(communication hub)和/或任何其它(多个)适当的通讯装置来与各个流控制装置104以操作控制通讯的方式联接。
各个流控制装置104与至少一个歧管106流连通。当使用了一个集中式流控制装置104时，流控制装置104与空气分配系统102的各个歧管106流连通。在示例性实施例中，流控制装置104在各个歧管106的根端部114和/或各个叶片22的叶片根部分24处联接在相应的叶片22内。备选地，流控制装置104可相对于至少一个歧管106处于风力涡轮机10内和/或支承表面14(在图1中显示)上的任何适当的位置中。
在示例性实施例中，各个歧管106至少部分地沿着内表面116限定在相应的叶片22内，并且大体沿着相应的变桨轴线34(在图1中显示)从歧管106的根端部114延伸到歧管106的顶端部118。应当理解，顶端部118不必定位在叶片22的尖端42内，而是相反，顶端部118定位成比歧管根端部114更靠近尖端42。在一个实施例中，孔口108限定成在顶端部118内距根端部114在叶片22的长度L的预定部分120处。另外，应当理解，歧管106可具有使得空气分配系统102和/或流控制系统100能够如本文描述的那样起作用的任何适当的构造、截面形状、长度和/或尺寸。还应当理解，叶片22的一个或多个构件可用来形成歧管106。
在示例性实施例中，空气分配系统102还包括与相应的歧管106流连通的至少一个孔口108。更具体而言，在示例性实施例中，空气分配系统102包括沿着相应的叶片22的吸力侧122限定的多个孔口108。虽然显示了孔口108沿着吸力侧122成一条线对准，但是应当理解，孔口108可沿着叶片22的吸力侧122定位在使得流控制系统100能够如本文描述的那样起作用的任何地方。备选地或附加地，孔口108限定成通过叶片22的压力侧124。在示例性实施例中，孔口108限定成通过叶片22的外表面126，以用于在歧管106和环境空气128之间提供流连通。
在示例性实施例中，流控制装置104通过限定在轮毂20和轮毂盖132之间的开口130与环境空气128流连通。备选地，风力涡轮机10不包括轮毂盖132，并且环境空气128通过轮毂20附近的开口130抽入空气分配系统102中。在示例性实施例中，流控制装置104构造成通过开口130抽入环境空气128，并且将从环境空气128中产生的流体流112排出到相应的歧管106中。备选地，开口130可限定在轮毂20、外罩16、叶片22、塔架12和/或辅助装置(未显示)内的使得空气分配系统102能够如本文描述的那样起作用的任何适当的部位处。另外，空气分配系统102可包括用于将空气抽入空气分配系统102中的不止一个开口130，例如包括用于各个流控制装置104的一个或多个开口130。在备选实施例中，过滤器包括在开口130内，以过滤进入空气分配系统102的空气128。应当理解，本文所指的过滤器可从流体流中过滤掉颗粒，以及/或者从流体流中分离出液体。
进一步参看图3，在示例性实施例中，流控制系统100还包括流体分配系统134。在示例性实施例中，在流体分配系统134内使用的流体136例如为水、肥皂和/或去垢剂、不会结冻的清洁剂料、蛋白质溶剂、除冰剂料和/或不会粘结的施覆(coating)剂料。在一个实施例中，肥皂和/或去垢剂是发泡的肥皂和/或去垢剂。当流体136是不会粘结的施覆剂料时，流体136例如为疏水表面涂料、减阻涂料、防垢硅涂料、纳米材料涂料和/或除尘涂料，例如Teflon
Figure BSA00000353021300131
(Teflon是德拉瓦州威尔明顿市的E.I.du Pont de Nemours and Company的商标)、Mincor
Figure BSA00000353021300141
TX TT(Mincor是德国路德维希港的BASF股份公司(“BASF”)的注册商标)、COL.9
Figure BSA00000353021300142
(COL.9是BASF的注册商标)和/或Lexan(Lexan是荷兰Bergen op Zoom的SABIC Innovative Plastics IP B.V.Company的注册商标)。另外，不会粘结的施覆剂料可施加到开口130内的过滤器的表面和/或网、空气分配系统102的构件、风力涡轮机10内的导管、泵、吹风机和/或阀，以及/或者孔口108和/或孔口108附近的表面上。
流体分配系统134包括流体容器138、泵139和与流体容器138流连通的管道140。管道140构造成将流体136引导到至少一个组件110。泵139构造成将流体136从容器138排出到管道140中。阀142联接在泵139和组件110之间，以用于选择性地控制流到组件110的流体136的流。控制系统36与泵139和/或阀142处于操作控制通讯，并且构造成控制泵139和/或阀142。备选地，流体分配系统134不包括泵139，并且通过离心力将流体136从容器138中抽出。在示例性实施例中，流体容器138包括流体入口144，并且构造成容纳或保持流体136。在示例性实施例中，流体入口144限定成通过外罩16，并且构造成从环境空气128中收集沉降物。在一个实施例中，流体入口144构造成收集雨和/或雪，以保留在流体容器138中。
在备选实施例中，管道140与地上或地下的流体供应系统流连通。流体供应系统构造成将流体持续地供应到流体分配系统134。因而，流体分配系统134可包括或可不包括容器138和/或泵139。相反，从流体供应系统到管道140的流由阀142控制。流体供应系统的实例包括公共的供水系统和/或风场内的专用的流体供应系统。
附加地或备选地，流体容器138包括通过阀148与进入管道150流连通的流体入口146，该进入管道150从外罩16通过塔架12延伸到支承表面14(在图1中显示)附近的入口开口152。流体容器138附加地或备选地包括通过阀156与出口管道158流连通的流体出口154，该出口管道158从外罩16通过塔架12延伸到支承表面14附近的出口开口160。在一个实施例中，流体136通过入口开口152引导到通往流体容器138的进入管道150中。备选地或附加地，可通过通往出口开口160的出口管道158从流体容器138除去流体136，以用于除去和/或更换流体容器138中的流体136。
控制系统36与阀148和/或156处于操作控制通讯，以用于控制通过阀148和/或156的流体136的流。在一个实施例中，通过卡车、船和/或任何适当的可动车辆或船舶将流体136输送到进入管道150，以及/或者将流体136从出口管道158中除去。更具体而言，车辆或船舶包括容器和泵送装置，以用于通过进入管道152将流体从车辆或船舶容器泵送到流体分配系统134中，以及/或者用于通过出口管道158将流体136从流体容器138泵送到船舶容器中。
备选地，流体分配系统134包括不止一个流体容器。例如，流体分配系统134包括流体容器138和第二流体容器162以及第二泵163。第二流体容器162构造成容纳第二流体164。第二流体164可为与流体136相同的流体或者与流体136不同的流体。第二流体容器162与流体容器138类似地构造，并且包括可构造成收集沉降物的流体入口144和/或通过阀166与进入管道150流连通的流体入口146。泵163与泵139类似地构造。附加地或备选地，第二流体容器162包括通过阀168与出口管道158流连通的流体出口154。如果在流体分配系统134中存在阀166和/或168，则控制系统36与阀166和/或168处于操作控制通讯。另外，当流体分配系统134内存在不止一个流体容器时，第二流体容器162通过阀170与管道140流连通，该阀170由控制系统36控制。因而，可通过管道140将流体136和/或流体164单独地、组合地和/或逐次地引导到至少一个组件110。
在示例性实施例中，管道140与空气分配系统102流连通，以用于将流体136引导到空气分配系统102中。更具体而言，管道140将流体136引导到至少一个组件110，以用于清洁和/或防止流体控制装置104、歧管106和/或孔口108的积垢。在示例性实施例中，管道140与流控制系统100的各个组件110流连通。各个组件110可包括用于选择性地控制到一个或多个组件110中的流体输送的阀172。例如，可确定一个组件110在其中具有碎屑积聚，而其它组件110则没有这种积聚。控制系统36可控制阀172，从而使得流体136仅被引导到有积垢的组件110。在示例性实施例中，管道140通过喷嘴173将流体136引导到歧管106中，以用于清洁和/或防止歧管106的构件的积垢。喷嘴173构造成产生喷入歧管106中的流体136的喷雾。喷嘴173可沿着歧管106处于任何适当的位置中。
备选地，管道140与流控制装置104流连通，以用于清洁流控制装置104和歧管106。喷嘴173可包括或可不包括在这种实施例中。当包括了喷嘴173时，喷嘴173产生喷入流控制装置104中的流体136的喷雾。当不包括喷嘴173时，管道140将流体136排出到流控制装置104中。在一个具体实施例中，流体分配系统102包括可操作地联接到管道140上(例如沿着管道140定位)的温度控制装置174，以用于在流体136进入组件110之前调节流体136的温度。例如，温度控制装置174在流体136排出到组件110中之前加热流体136。
进一步参看图3，在备选实施例中，流体分配系统134包括联接到塔架12上且延伸通过塔架12的外表面44的至少一个喷嘴176。更具体而言，喷嘴176在这样的位置(即，该位置有利于在叶片22经过塔架12时朝向至少一个叶片22导引流体136的流178)上限定在塔架12中。喷嘴176通过二次管道180与流体容器138和/或第二流体容器162流连通，以用于将流体136和/或第二流体164输送通过喷嘴176，以用于从定位成通过塔架12的外表面44的喷嘴176中排出。阀182联接在喷嘴176和管道140之间，以用于选择性地通过二次管道180将流体136和/或第二流体164引导到喷嘴176。应当理解，虽然本文描述了一个阀182，但是当流体分配系统134包括不止一个喷嘴176时，流体分配系统134可包括各个喷嘴176处的阀，以用于从各个喷嘴176中选择性地排出流体136和/或第二流体164。
还应当理解，流体分配系统134可包括其它适当的构件，以有利于清洁和/或维护风力涡轮机10的构件，这取决于风力涡轮机10的构造。例如，流体分配系统134可适于通过增加适当的管子和/或管道来清洁叶片22的前缘和/或轮毂封罩，例如轮毂盖132。
在流控制操作期间，流控制系统100用来为风力涡轮机10提供AFC。更具体而言，控制系统36控制空气分配系统102，以抽入环境空气128，以及通过至少一个孔口108排出流体流112。将在本文中对一个组件110的操作进行描述，但是，应当理解，在一个实施例中，各个组件110以类似的方式起作用。另外，可控制组件110基本同步操作，以及/或者可单独地控制各个组件110，从而使得可单独地操纵在各个叶片22周围的流体流。当同步控制组件110时，流控制系统100可由控制系统36控制，以保持预定的载荷范围、功率水平和/或噪声水平。在示例性实施例中，控制系统36控制流控制装置104，以抽入环境空气128来产生具有一个或多个预定的参数(例如速度、质量流率、压力、温度和/或任何适当的流参数)的流体流112。流控制装置104通过歧管106将流体流112从根端部114引导到顶端部118。应当理解，任何适当的控制方法和/或构件(例如使(多个)叶片22变桨)可备选地或附加地用来控制风力涡轮机10的载荷范围、功率水平和/或噪声水平。
当流体流112被引导通过歧管106时，流体流112通过孔口108从空气分配系统102和流控制系统100中排出。排出的流体流112有利于至少操纵跨越叶片22的外表面126的流体流的边界层。更具体而言，在叶片22的吸力侧122处排出流体流112提高了叶片22上的升力，这提高了由风力涡轮机10产生的功率。备选地，流控制装置104可操作成通过孔口108将环境空气128抽入歧管106中，以从外罩16、轮毂20和/或任何其它适当的部位中排出。因而，从边界层抽入环境空气128，以操纵该边界层。
图4是可与风力涡轮机10一起使用的示例性的备选的流控制系统200的示意图。图5是流控制系统200的一部分的放大的截面图。图6是可与流控制系统200一起使用的示例性流体分配系统228的示意图。图1中所示的构件在图4-6中标注类似的参考标号。附加的和/或备选的构件由虚线勾画。在示例性实施例中，流控制系统200是包括空气分配系统202的零净质量流控制系统。控制系统36与流控制系统200和/或空气分配系统202处于操作控制通讯。
空气分配系统202包括至少一个促动器204、至少一个通讯链路206及至少一个孔口208。促动器204、通讯链路206及孔口208限定组件210。在示例性实施例中，各个叶片22包括相应的组件210。因而，在示例性实施例中，空气分配系统202包括多个促动器204、通讯链路206及孔口208。备选地，空气分配系统202包括用于组件210的一个共同的通讯链路206。在备选实施例中，至少一个叶片22包括具有通讯链路206的组件210。在一个实施例中，通讯链路206在控制系统36和至少一个促动器204之间提供操作控制通讯。在示例性实施例中，通讯链路206在控制系统36和组件210内的多个促动器204之间提供操作控制通讯。通讯链路206可与控制系统36以通讯的方式直接联接，以及/或者通过通讯集线器和/或任何其它适当的通讯装置与控制系统36以通讯的方式联接。在一个实施例中，促动器204、通讯链路206和/或孔口208至少部分地限定在叶片22中。
在示例性实施例中，促动器204是构造成形成流体的合成射流212的任何已知的或构想的促动器。如本文所用，术语“合成射流”指的是由隔板和/或活塞217的循环运动产生的流体的射流，其中，射流由环境流体合成。合成射流212可认为是通过流控制系统200的流体流。在一个实施例中，促动器204包括壳体216和壳体216内的隔板和/或活塞217。可以机械、压电、气动、磁的方式和/或别的方式控制隔板和/或活塞217，以形成合成射流212。在示例性实施例中，促动器204联接到叶片22的内表面218上，并且与孔口208对准，从而使得合成射流212和/或环境空气214流动通过孔口208。
孔口208限定在叶片22内，而且更具体而言，限定成通过叶片22的外表面220。另外，在示例性实施例中，空气分配系统202的至少一个组件210包括多个促动器204和多个孔口208。因而，空气分配系统202包括限定成通过叶片22的一阵列222的孔口208。在示例性实施例中，沿着各个叶片22的吸力侧224限定孔口208。虽然显示了孔口208和/或促动器204沿着吸力侧224成一条线对准，但是应当理解，孔口208和/或促动器204可沿着叶片22的吸力侧224定位在使得流控制系统200能够如本文描述的那样起作用的任何地方。附加地或备选地，孔口208限定成通过叶片22的压力侧226，以及/或者促动器204联接到叶片22的任何适当的侧边的内表面218上。在示例性实施例中，孔口208构造成在相应的促动器壳体216和环境空气214之间提供流连通。
在示例性实施例中，流控制系统200还包括流体分配系统228。在示例性实施例中，在流体分配系统228内使用的流体230例如为水、肥皂和/或去垢剂、不会结冻的清洁剂料、蛋白质溶剂、除冰剂料和/或不会粘结的施覆剂料。在一个实施例中，肥皂和/或去垢剂是发泡的肥皂和/或去垢剂。当流体230是不会粘结的施覆剂料时，流体230例如为疏水表面涂料、减阻涂料、防垢硅涂料、纳米材料涂料和/或除尘涂料，例如Teflon
Figure BSA00000353021300191
、Mincor
Figure BSA00000353021300192
TX TT，COL.9
Figure BSA00000353021300193
和/或Lexan
Figure BSA00000353021300194
。另外，不会粘结的施覆剂料可施加到空气分配系统202的构件、风力涡轮机10内的导管、泵、吹风机、过滤器和/或阀，以及/或者孔口208和/或孔口208附近的表面上。
流体分配系统228包括流体容器232、泵233，以及与流体容器232流连通的管道234。泵233构造成从容器232中抽出流体230，以排出到管道234中。管道234构造成将流体230引导到至少一个喷嘴236，如下面更加详细地描述的那样。阀238联接在泵233和喷嘴236之间，以用于选择性地控制流到喷嘴236的流体230的流。控制系统36与泵233和/或238处于操作控制通讯，并且构造成控制泵233和/或促动阀238。备选地，流体分配系统228不包括泵233，并且通过离心力从容器232中抽出流体230。在示例性实施例中，流体容器232包括流体入口240，并且构造成容纳或保持流体230。在示例性实施例中，流体入口240限定成通过外罩16，并且构造成从环境空气214中收集沉降物。在一个实施例中，流体入口240构造成在流体容器232中收集雨和/或雪。
在一个备选实施例中，管道234与地上或地下的流体供应系统流连通。流体供应系统构造成将流体持续地供应到流体分配系统228。因而，流体分配系统228可包括或可不包括容器232和/或泵233。相反，从流体供应系统到管道234的流由阀238控制。流体供应系统的实例包括公共的供水系统和/或风场内的专用的流体供应系统。
进一步参看图6，在一个备选实施例中，流体容器232附加地或备选地包括通过阀244与进入管道246流连通的流体入口242，该进入管道246从外罩16通过塔架12延伸到支承表面14附近的入口开口248。在一个实施例中，流体容器232附加地或备选地包括通过阀252与出口管道254流连通的流体出口250，该出口管道254从外罩16通过塔架12延伸到支承表面14(在图1中显示)附近的出口开口256。在一个实施例中，流体230通过入口开口248引导到通往流体容器232的进入管道246中。另外，流体230可在出口开口256处通过出口管道254从流体容器232中除去。
控制系统36与阀244和252处于操作控制通讯，以用于控制通过阀244和/或252的流体230的流。在一个实施例中，通过卡车、船和/或适当的可动车辆或船舶将流体230输送到进入管道246，以及/或者将流体230从出口管道254中除去。更具体而言，车辆或船舶包括容器和泵送装置，以用于通过进入管道246将流体从车辆或船舶容器泵送到流体分配系统228中，以及/或者用于通过出口管道254将流体230从流体容器232泵送到船舶容器中。
备选地，流体分配系统228包括不止一个流体容器。例如，流体分配系统228包括图6中所示的流体容器232和第二流体容器258以及第二泵259。第二流体容器258构造成容纳第二流体260。第二流体260可为与流体230相同的流体或者与流体230不同的流体。第二流体容器258与流体容器232类似地构造，并且包括可构造成收集沉降物的流体入口240和/或通过阀262与进入管道246流连通的流体入口242。泵259与泵233类似地构造。附加地或备选地，第二流体容器258包括通过阀264与出口管道254流连通的流体出口250。如果在流体分配系统228中存在阀262和/或264，则控制系统36与阀262和/或264处于操作控制通讯。另外，当流体分配系统228内存在不止一个流体容器时，第二流体容器258通过阀266与管道234流连通，该阀266由控制系统36控制。因而，可通过管道234将流体230和/或流体260单独地、组合地和/或逐次地引导到至少一个喷嘴236。
在示例性实施例中，流体分配系统228包括联接到塔架12上且延伸通过塔架12的外表面44的至少一个喷嘴236。更具体而言，喷嘴236在这样的位置(即，该位置有利于在叶片22经过塔架12时朝向至少一个叶片22导引流体230的流268)上联接在塔架12中。因而，喷嘴236构造成在叶片22经过塔架12时通过孔口208将流体230引导到空气分配系统202中。应当理解，虽然本文描述了一个阀238，但是当流体分配系统228包括不止一个喷嘴236时，流体分配系统228可包括各个喷嘴处236的阀，以用于从喷嘴236中选择性地排出流体236和/或第二流体260。在一个具体实施例中，流体分配系统228包括可操作地联接到管道234上(例如沿着管道234定位)的温度控制装置270，以用于在流体230进入喷嘴236之前调节流体230的温度。例如，温度控制装置270在流体230引导到喷嘴236之前加热流体230。应当理解，流体分配系统228可包括用于清洁和/或维护风力涡轮机10的构件的其它适当的构件，这取决于风力涡轮机10的构造。例如，流体分配系统228可适于通过增加适当的管子和/或管道来清洁叶片22的前缘和/或轮毂封罩，例如轮毂盖132。
在流控制操作期间，流控制系统200用来为风力涡轮机10提供AFC。更具体而言，控制系统36控制空气分配系统202，以抽入环境空气214，以及通过至少一个孔口208产生合成射流212。将在本文中对一个组件210的操作进行描述，但是，应当理解，各个组件210以类似的方式起作用。另外，可控制组件210基本同步操作，以及/或者可单独地控制各个组件210，从而使得可单独地操纵在各个叶片22周围的流体流。当同步控制组件210时，流控制系统200可由控制系统36控制，以保持预定的载荷范围、功率水平和/或噪声水平。在示例性实施例中，控制系统36指示促动器204使用隔板和/或活塞217交替地将环境空气214抽入壳体216中(在本文中也称为“吸入冲程”)，和从壳体216中排出合成射流212(在本文中也称为“呼出冲程”)，以产生具有一个或多个预定的参数(例如速度、质量流率、压力、温度和/或任何适当的流参数)的合成射流212。合成射流212有利于至少操纵跨越叶片22的外表面220的流体流的边界层。更具体而言，在叶片22的吸力侧224处排出合成射流212提高了叶片22上的升力，这提高了由风力涡轮机10产生的功率。应当理解，任何适当的控制方法和/或构件(例如使(多个)叶片22变桨)可备选地或附加地用来控制风力涡轮机10的载荷范围、功率水平和/或噪声水平。
图7是用于操作风力涡轮机10(在图1中显示)的方法300的流程图。通过执行方法300，有利于消除和/或防止叶片22(在图1中显示)和/或流控制系统100(在图2中显示)和/或流控制系统200(在图4中显示)的积垢。方法300由控制系统36(在图1中显示)执行，控制系统36将命令和/或指令发送到风力涡轮机10的构件，例如空气分配系统102和/或202(在图2和4中显示)、阀142、148、156、166、168、170、172、182、238、244、252、262、264和/或266(在图3和6中显示)，以及/或者任何其它适当的构件。控制系统36内的处理器40(在图1中显示)编程有构造成执行方法300的代码段。备选地，方法300编码在可由控制系统36读取的计算机可读的介质上。在这种实施例中，控制系统36和/或处理器40构造成读取计算机可读的介质，以用于执行方法300。
在示例性实施例中，根据预定的消除计划、预定的预防计划、条件触发的自动操作和/或条件触发的手动操作来定期执行方法300。在一个具体实施例中，在控制系统36和/或操作人员确定对于执行方法300存在最适宜条件(诸如低的功率发生时段、低的风速时段、高的风速时段和/或其它最适宜时段)之后，控制系统36执行方法300。备选地或附加地，控制系统36构造成确定积垢何时已经发生和/或何时将发生，并且在做出这种确定之后执行方法300。在示例性实施例中，方法300还执行成通过使用除冰剂料(例如酒精)作为流体136和/或流体230(在图3和6中显示)来消除和/或防止叶片22上的结冰状况。另外，方法300执行成通过使用以上描述的不会粘结的施覆剂料以在叶片22上和/或流控制系统100和/或200内形成不会粘结的表面层来防止叶片22和/或流控制系统100和/或200的积垢。根据预定的季节性计划可由控制系统36执行和/或可由控制系统36的操作者选择性地执行用于除冰和/或用于形成不会粘结的表面层的方法300。
控制系统36还可构造成控制和/或改变进入流控制系统100和/或200的流体136和/或流体230的流率；将流体136和/或流体230的流控制为间歇的、连续的和/或顺序的；以及/或者终止对流控制系统100和/或200的使用，从而使得流体136和/或流体230可在第二流体施加和/或在流体136和/或230变干之前浸湿控制系统100和/或200的至少一些构件。在一个实施例中，控制系统36控制流控制系统100和/或200以操作成使保留在流控制系统100和/或200内的流体136和/或230变干。
参看图1-3和7，在一个实施例中，当在风力涡轮机10内使用非零净质量流控制系统100时，方法300包括将流体容器138可操作地联接301在风力涡轮机10内，从而使得流体容器138与空气分配系统102流连通，该空气分配系统102至少部分地限定在风力涡轮机10的叶片22内。方法300还包括将流体136从流体容器138引导302到空气分配系统102中。在一个实施例中，引导302流体136包括将流体136和164引导302到空气分配系统102中。当不止一个流体136和164被引导302到空气分配系统102时，单独地、组合地和/或逐次地或顺序地将流体136和164引导302到空气分配系统102。例如，当流体136为水且流体164为肥皂时，流体136被引导302成对叶片22和/或流控制系统100进行预冲洗，流体164被引导302成清洁叶片22和/或流控制系统100，然后流体136被再次引导302成对叶片22和/或流控制系统100进行冲洗。在叶片22和/或流控制系统100洗净之后，第三流体则被引导302成在叶片22上和/或在流控制系统100中形成不会粘结的表面层。
另外，在示例性实施例中，当在风力涡轮机10内使用非零净质量流控制系统100时，引导302包括将流体136从叶片22的里面引导302到空气分配系统102中。更具体而言，将流体136从流体容器138引导302到空气分配系统102的流控制装置104，然后流体136从流控制装置104排出到相应的歧管106中。如以上所论述的那样，歧管106与流控制装置104和至少一个孔口108流连通。当流体136被引导到流控制装置104且排出到歧管106中时，流体136接触流控制装置104内的构件的表面和歧管106的表面，以用于对流控制装置104和/或歧管106的表面进行清洁和/或其它的施覆。备选地，将流体136从流体容器138引导302到歧管106中，而不接触流控制装置104内的构件的表面。当流控制装置104的至少一个构件的操作由于与流体136接触而受到不利的影响时，可使用流控制装置104的旁路。
除了将流体136从叶片22的里面引导到空气分配系统102之外，或者作为其备选方案，流体136被引导到限定在塔架12内的至少一个喷嘴176，然后将流体136从叶片22的外面引导302到空气分配系统102中。更具体而言，在流体136被引导到喷嘴176之后，流体136作为流178从喷嘴176喷向限定成通过叶片22的至少一个孔口108。在一个实施例中，相对于塔架12基于在将使用喷嘴176时的预期风向(例如在一年中当积垢载荷预期为最高时的时间期间的预期风向)来设置喷嘴176。但是，如果外罩16已经偏航成使得叶片22与喷嘴176不对准，则控制系统36控制外罩16的偏航，以将叶片22定位在喷嘴176附近，以及/或者控制转子18的旋转，以有利于朝向叶片22导引流体流178。备选地，控制系统36确定叶片22何时在喷嘴176附近，以及基于该确定来执行清洁过程。
在示例性实施例中，控制系统36构造成随着叶片22的旋转而安排流体136的喷射的时间，从而使得流体136间歇地从喷嘴176中喷出。因而，当叶片22未与喷嘴176对准来接收流体136时，流体136没有由于喷射流体136而浪费。备选地，流体136持续地从喷嘴176中喷出达预定的时段。在示例性实施例中，叶片22和流体流178之间的速度差在叶片22的外表面126和流体136的微滴之间造成摩擦，以擦洗、利用力清洁、抛光(buff)、洗净、磨光(polish)、摩擦和/或清洗外表面126。可通过控制叶片22的速度和/或流体流178的流体流特性来控制这种速度差。
附加地或备选地，还通过操作流控制装置104以通过孔口108将空气128和流体流178的至少一部分抽入空气分配系统102中，来将流体136引导302到空气分配系统102中。更具体而言，与正常的主动流控制操作相比，控制流控制装置104使流体流112的方向反转。因而，通过孔口108将流体136引导302到空气分配系统102中。流控制装置104可操作成将流体136至少部分地抽入歧管106中，以及/或者将流体136至少部分地抽入流控制装置104中，以用于清洁和/或维护流控制系统100。在流控制装置104已经抽入了空气和/或流体136之后，流控制装置104使流体流112的方向反转，以将空气和/或流体136从孔口108排出304到环境空气128中。在这种排出304期间，在一段时间可提高流体流112的速度和/或质量流率。
然后通过至少一个孔口108从空气分配系统102中排出304流体136，以有利于从空气分配系统102中除去碎屑。更具体而言，流体136被引导302到空气分配系统102，以与流控制系统100内的碎屑相互作用。在流体136与碎屑相互作用之后，具有悬浮、溶解和/或以别的方式容纳在其中的碎屑的流体136从空气分配系统102中排出304，以用于从流控制系统100中除去碎屑。在一个具体实施例中，在将流体136引导302到空气分配系统102中之前，使用温度控制装置174来加热306流体136。
另外，为了通过喷嘴176将流体136从叶片22的外面引导302到空气分配系统102中，通过随着叶片22经过喷嘴176来安排喷射流体的时间来保存流体136。另外，风力涡轮机10的操作状况应当有利于清洁。有利于清洁的操作状况的实例包括但不限于叶片22的最适宜的旋转速度，在清洁动作的至少一部分中使流体流112的方向反转，以及/或者使得方法300能够如本文描述的那样执行的任何其它适当的操作状况。此外，为了在塔架12上包括仅一组喷嘴176，喷嘴176可安装在对应于这样的风向(在该风向期间需要清洁)的位置上。例如，如果昆虫是主要的碎屑载荷，则喷嘴176的位置应当对应于适当的天气状况和风向。
参看图1和4-7，在一个备选实施例中，当在风力涡轮机10内使用零净质量流控制系统200时，方法300包括将流体容器232可操作地联接301在风力涡轮机10内，从而使得流体容器232与空气分配系统202流连通，该空气分配系统202至少部分地限定在风力涡轮机10的叶片22内。方法300还包括将流体230从流体容器232引导302到空气分配系统202中。更具体而言，在一个实施例中，流体230和232被引导302到空气分配系统202中。当不止一个流体被引导302到空气分配系统202时，单独地、组合地和/或逐次地或顺序地将流体230和流体260引导302到空气分配系统202，如以上更加详细地描述的那样。
另外，当在风力涡轮机10内使用零净质量流控制系统200时，将流体230从叶片22的外面引导302到空气分配系统202中。更具体而言，将流体230引导到限定在塔架12内的至少一个喷嘴236，然后将流体230从叶片22的外面引导302到空气分配系统202中。在一个实施例中，相对于塔架12基于在将使用喷嘴236时的预期风向(例如在一年中积垢载荷预期为最高时的时间期间的预期风向)来设置喷嘴236。但是，如果外罩16已经偏航使得叶片22与喷嘴236不对准，则控制系统36控制外罩16的偏航，以将叶片22定位在喷嘴236附近，以及/或者控制转子18的旋转，以有利于朝向叶片22导引流体流268。备选地，控制系统36确定叶片22何时在喷嘴236附近，以及基于该确定来执行清洁过程。
在示例性实施例中，在流体230被引导到喷嘴236之后，流体230作为流268从喷嘴236喷向限定成通过叶片22的外表面220的至少一个孔口208。控制系统36构造成随着叶片22的旋转而安排流体230的喷射的时间，从而使得流体230间歇地从喷嘴236中喷出。因而，当叶片22不在流体喷射路径中时，流体230没有由于喷射流体230而浪费。备选地，流体230持续地从喷嘴236中喷出一段时间。在示例性实施例中，叶片22和流体流268之间的速度差在叶片22的外表面220和流体230的微滴之间造成摩擦，以擦洗、利用力清洁、抛光、洗净、磨光、摩擦和/或清洗外表面220。可通过控制叶片22的速度和/或流体流268的流体流特性来控制这种速度差。
在示例性实施例中，还通过操作促动器204来通过孔口208将空气214和流体流268的至少一部分抽入空气分配系统202中，来将流体230引导302到空气分配系统202中。可随着促动器204的操作来安排从喷嘴236中喷射流体230的时间。更具体而言，控制促动器204以在孔口208经过在流体流268时执行吸入冲程。因而，通过孔口208将流体230引导302到空气分配系统202中。促动器204可操作成将流体230至少部分地抽入壳体216中，以用于清洁和/或维护流控制系统200。在促动器204已经抽入了空气和/或流体230之后，促动器204执行呼出冲程，以将空气和/或流体230从孔口208排出304到环境空气214中。在这种排出304期间，在预定的一段时间可通过控制隔板和/或活塞217的操作来提高合成射流212的速度和/或质量流率。
然后通过至少一个孔口208从空气分配系统202中排出304流体230，以有利于从空气分配系统202中除去碎屑。更具体而言，流体230被引导302到空气分配系统202，以与流控制系统200内的碎屑相互作用。在流体230与碎屑相互作用之后，具有悬浮、溶解和/或以别的方式容纳在其中的碎屑的流体230从空气分配系统202中排出304，以用于从流控制系统200中除去碎屑。在一个具体实施例中，在将流体230引导302到空气分配系统202中之前，使用温度控制装置270来加热306流体230。
另外，为了通过喷嘴236将流体230从叶片22的外面引导302到空气分配系统202中，通过随着叶片22经过喷嘴236来安排喷射流体的时间来保存流体230。另外，风力涡轮机10的操作状况应当有利于清洁。这种操作状况的实例包括但不限于叶片22的最适宜的旋转速度，在清洁动作的至少一部分中使合成射流212的方向反转，以及/或者使得方法300能够如本文描述的那样执行的任何其它适当的操作状况。此外，为了在塔架12上包括仅一组喷嘴236，喷嘴236可安装在对应于需要清洁的期间的风向的位置上。例如，如果昆虫是主要的碎屑载荷，则喷嘴236的位置应当对应于适当的天气状况和风向。另外，为了使促动器204振动，可随着叶片22经过喷嘴236来安排吸入冲程的时间。
上述方法和系统有利于消除和/或防止翼型件和/或与叶片一起使用的主动流控制(AFC)系统的积垢。因而，本文描述的实施例有利于在例如风力涡轮机应用中更加广泛地使用AFC。上述系统提供了一种通过使用至少部分地位于风力涡轮机内的控制系统以执行本文描述的方法来消除和/或防止AFC系统的积垢的自动和/或远程控制的方法。因而，在风力涡轮机处不需要仅手动地清洁和/或维护AFC系统。上述控制系统有利于在已经发生和/或将发生积垢时减少操作人员干扰。另外，本文描述的系统允许在最适宜的操作状况期间(例如低的功率发生时段)清洁和/或维护AFC系统和/或风力涡轮机，从而最大程度地降低了执行清洁和/或维护对风力涡轮机的能量生产造成的影响。
本文描述的系统和方法的技术效果包括下者中的至少一个：(a)将流体从流体容器引导到至少部分地限定在风力涡轮机的叶片内的空气分配系统中；(b)通过空气分配系统的至少一个孔口从空气分配系统中排出流体，以有利于从空气分配系统中除去碎屑，其中，孔口限定成通过叶片的外表面；(c)将流体从流体容器引导到空气分配系统的歧管中，其中，歧管与孔口流连通；(d)将流体从流体容器引导到空气分配系统的流控制装置；(e)从限定在风力涡轮机的塔架内的至少一个喷嘴中朝向孔口喷射流体；以及(f)通过孔口将空气和喷射的流体的至少一部分抽入空气分配系统中，以将流体引导到空气分配系统中。
上文详细描述了用于操作风力涡轮机的方法和系统的示例性实施例。这些方法和系统不限于本文描述的具体实施例，而是相反，系统的构件和/或方法的步骤可独立地且与本文描述的其它构件和/或步骤分开来使用。例如，方法也可与其它主动流控制系统结合起来使用，并且方法不限于仅与本文描述的风力涡轮机系统一起实践。相反，示例性实施例可与一些其它积垢消除和/或防止应用结合起来实现和使用。
虽然本发明的各种实施例的具体特征可在一些图中有所显示，而在其它图中没有显示，但这仅是为了方便起见。根据本发明的原理，图的任何特征可与任何其它图的任何特征结合起来参看和/或要求保护。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，而且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不异于权利要求的字面语言的结构元素，或者如果这种其它实例包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等同结构元素，则这种其它实例意图处于权利要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于在风力涡轮机(10)中使用的流体分配系统(134，228)，该风力涡轮机(10)包括至少部分地限定在所述风力涡轮机的叶片(22)内的空气分配系统(102，202)，所述流体分配系统包括：
定位在所述风力涡轮机内的流体容器(138，232)，所述流体容器包括流体入口(144，146，240，242)并且构造成将流体(136，230)容纳在其中；以及
与所述流体容器流连通的管道(140，234)，所述管道构造成将所述流体从所述流体容器引导到所述空气分配系统中以用于通过所述空气分配系统的至少一个孔口排出，以有利于从所述空气分配系统中除去碎屑。
2.根据权利要求1所述的流体分配系统(134，228)，其特征在于，所述管道(140，234)与所述空气分配系统(102，202)流连通。
3.根据权利要求2所述的流体分配系统(134，228)，其特征在于，所述管道(140，254)与所述空气分配系统(102，202)的歧管(106)流连通，从而提供到所述孔口(108)的流连通。
4.根据权利要求2所述的流体分配系统(134，228)，其特征在于，所述管道(140)与所述空气分配系统(102，202)的流控制装置(104)流连通，所述流控制装置提供与所述孔口(108，208)的流连通。
5.根据权利要求2所述的流体分配系统(134，228)，其特征在于，所述管道(140，284)与限定在所述风力涡轮机(10)的塔架(12)中的喷嘴(176，236)流连通，所述喷嘴构造成通过朝向所述孔口喷射流体来将所述流体(136，230)引导到所述孔口(108，208)中，其中，所述空气分配系统(102，202)构造成通过所述孔口将空气和所述喷射的流体的至少一部分抽入所述空气分配系统中。
6.根据权利要求1所述的流体分配系统(134，228)，其特征在于，所述流体容器(138，232)构造成收集沉降物。
7.根据权利要求1所述的流体分配系统(134，228)，其特征在于，所述流体容器(138，232)与延伸通过所述风力涡轮机(10)的塔架(12)的进入管道(150，246)流连通。
8.根据权利要求1所述的流体分配系统(134，228)，其特征在于，所述流体分配系统(134，228)还包括与所述流体分配系统和所述空气分配系统(102，202)处于控制通讯的控制系统(36)，所述控制系统构造成：
将所述流体(136，230)从所述流体容器(138，232)引导到所述空气分配系统中；以及
通过所述孔口(108，208)从所述空气分配系统中排出所述流体，以有利于从所述空气分配系统中除去所述碎屑。
9.根据权利要求1所述的流体分配系统(134，228)，其特征在于，所述流体分配系统(134，228)还包括：
构造成容纳第一流体(136)的第一流体容器(138，)；
联接到所述第一流体容器的出口(154)上的第一阀(142)；
构造成容纳第二流体(260)的第二流体容器(258)；以及
联接到所述第二流体容器的出口(250)上的第二阀(262)；
其中，所述第一阀和所述第二阀与所述管道(140，234)流连通，所述第一阀和所述第二阀构造成将所述第一流体和所述第二流体中的至少一个选择性地引导到所述空气分配系统(102，202)中。
10.一种风力涡轮机(10)，包括：
至少一个叶片(22)；
至少部分地限定在所述至少一个叶片内的空气分配系统(102，202)，所述空气分配系统包括限定成通过所述叶片的外表面(126)的至少一个孔口(108，208)；以及
构造成有利于从所述空气分配系统中除去碎屑的流体分配系统(134，228)，所述流体分配系统包括：
包括流体入口(144，146，240，242)的流体容器(138，232)，所述流体容器构造成容纳流体(136，230)；以及
与所述流体容器流连通的管道(140，234)，所述管道构造成将所述流体从所述流体容器引导到所述空气分配系统中以通过所述孔口排出。
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