CN103089535A - 风力涡轮机叶片 - Google Patents

Abstract

风力涡轮机叶片包括齐平安装在叶片吸力侧中的凹槽内的气闸板。气闸板能够从凹槽内的缩回位置驱动至打开位置，在打开位置，气闸板与吸力侧横向或垂直延伸。自动防故障式致动器可连接至气闸板，并配置为在致动器通电时将气闸板保持在缩回位置，以及在致动器断电时将气闸板释放至打开位置。

Description

风力涡轮机叶片

技术领域

本发明主题通常涉及风力涡轮机，尤其涉及风力涡轮机转子叶片，其具有一个或多个气闸板或作为气闸起作用的“扰流器”。

背景技术

风能被认为是目前可利用的最清洁、最环保的能源之一，与此有关对风力涡轮机的关注渐增。现代风力涡轮机一般包括塔、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片利用公认的翼型原理从风获取动能，并且通过转动能传递该动能以使轴转动，该轴将转子叶片连接至齿轮箱，或者如果未使用齿轮箱则直接连接至发电机。然后发电机将机械能转变为可被调用到公用电网的电能。

为了确保风能依然是可行的能源，已经做了努力通过调整风力涡轮机的大小和容量来增加能量输出，包括增加转子叶片的长度和表面积。然而，偏航力的幅度和转子叶片的负载通常是叶片长度以及风速、涡轮机操作状态、叶片硬度和其他变量的函数。这些增加的负载不仅使得转子叶片和其他风力涡轮机部件产生疲劳，而且还会增加转子叶片突发灾难性故障的风险，例如当过量的负载引起叶片的偏斜从而导致塔罢工时。因而，现代风力涡轮机的操作中负载控制是重要的考虑因素。主动变桨距控制系统被广泛使用，通过改变叶片的桨距来控制转子叶片上的负载。

许多风力涡轮机上的紧急关闭系统使用主动变桨距控制系统在紧急情况下迅速地顺浆(feather)叶片以降低升力并停止转子。然而，这种类型的关闭系统并不是没有缺陷。例如，在变桨距控制系统断电的情况下，备用电源(例如，蓄电池组)必须保持(充好电的)，并且与发动机一起被安排来顺桨叶片。利用液压变桨距控制系统，断电会导致液压耗损，并且通过弹簧将叶片顺浆到安全位置。然而，液压系统显著地增添了对风力涡轮机的维护成本，移动整个叶片所需的弹簧更大且成本更高。

美国专利号4,692,095描述了风力涡轮机叶片，其在叶片的低压面具有主动扰流器，主动扰流器可迅速展开以控制超速情况。扰流器连至电动操作离合器，电动操作离合器正常情况下将扰流器保持在齐平安装位置。在超速情况中，离合器释放绳子，经由弹簧打开扰流器。然而，扰流器克服气流对叶片的力而打开，弹簧必须具有足够的大小和强度以在转子减速时保持扰流器是打开的。同样地，离合器必须具有足够的大小和强度以克服弹簧的力缩回扰流器。

因此，该行业将得益于用于风力涡轮机转子叶片的改进型紧急关闭系统。

发明内容

本发明的方案和优势将在下面的说明中部分描述，或从该说明中显而易见，或可以通过本发明的实践而获知。

在一个方案中，风力涡轮机转子叶片设置有压力侧，该压力侧在前缘和后缘联接至吸力侧，并且限定了叶片的内腔。一个或多个气闸板齐平地安装在吸力侧中的凹槽内，并且能够从凹槽内的缩回位置致动至打开位置，在打开位置气闸板与吸力侧横向延伸。气闸板具有铰接端和邻近前缘的自由端，以使在打开位置，气闸板被吸力侧上的气流偏置而停留在打开位置。自动防故障式致动器可操作地连接至气闸板，并配置为在致动器通电状态下将气闸板保持在缩回位置。在致动器断电时致动器将气闸板释放至打开位置。

在特定实施例中，控制器与致动器通信，并且响应于关闭条件信号(例如来自负载传感器)对致动器去电力以导致气闸板展开。

致动器可以配置不同。例如，在一个实施例中，致动器可以是电控弹簧延伸式致动器，其具有弹簧偏置杆，弹簧偏置杆连接至气闸板并且在致动器断电时将气闸板驱动至打开位置。

在另一个实施例中，致动器可以包括锁，锁将气闸板固定在缩回位置，并且在锁断断电时释放气闸板。

进一步的实施例中，偏置元件可以与气闸板一起配置，以在致动器断电时产生气闸板离开凹槽的初始移动，由此吸力侧上的气流随后将气闸板移动至打开位置。例如，致动器可以包括连接至气闸板的杆，偏置元件包括布置成作用于杆上的弹簧。复位弹簧可以布置成一旦叶片已经减慢或者停止就逆着偏置弹簧将杆复位至气闸板的缩回位置。

在另一个实施例中，致动器可以包括锁，锁将气闸板固定在缩回位置，并且在锁断电时释放气闸板，当锁释放时偏置元件作用在气闸板上。例如，偏置元件可以是布置于凹槽内的弹簧，以便在锁释放时直接作用在气闸板的下侧面上。

在另一个实施例中，致动器可以包括缆线，缆线连接至气闸板的下侧面并且卷绕在电控离合器上，其中在断电时，离合器释放，而偏置元件将气闸板移出凹槽到达这样的位置：以使吸力侧上的气流随后将气闸板移动至打开位置。

在其他实施例中，致动器可以包括连接至杆的电控形状记忆弹簧，杆在形状记忆弹簧断电时将气闸板驱动至打开位置。通过恢复电力，弹簧缩回并且拉伸气闸板至缩回位置。

在另一个实施例中，停止弦可以与气闸板一起配置，停止弦独立于致动器来限定气闸板移动至打开位置的范围。

本发明的主题还包括风力涡轮机叶片的实施例，其包括可垂直展开的气闸板，气闸板具有齐平安装在吸力侧内的顶端。气闸板能够从叶片内腔的缩回位置致动到打开位置，在打开位置，气闸板大致垂直于延伸吸力侧。自动防故障式致动器可连接至气闸板，并配置为在致动器通电时将气闸板保持在缩回位置，以及在致动器断电时释放气闸板并将气闸板移动至打开位置。

致动器可以以不同方式配置于可垂直展开的气闸板中。例如，致动器可以是电控形状记忆弹簧致动器，在形状记忆弹簧致动器断电时其将气闸板驱动至打开位置，以及在随后供给电力至形状记忆弹簧致动器时其将气闸板拉回到缩回位置。在可选实施例中，致动器可以包括锁，锁将气闸板固定在缩回位置，并且在锁断电时释放气闸板。致动器可以进一步包括布置成在锁释放时将气闸板移动至打开位置的弹簧。复位驱动装置(例如齿轮驱动器或者任何其他适合的机械、电力或者气动驱动器)可以配置成将气闸板移动至缩回位置。

本发明还包括风力涡轮机，其具有配置有所述气闸板的一个或多个涡轮机叶片。

本发明还包括用于关闭风力涡轮机的各种方法实施例，风力涡轮机具有配置有所述气闸板的一个或多个涡轮机叶片。特别的方法包括：通过不同于正常桨距控制关闭的手段，检测要求风力涡轮机的加速或紧急关闭的风力涡轮机的操作条件。在检测该操作条件后，通过去除可连接至每个气闸板的自动防故障式致动器的电力，来展开配置在每个涡轮机叶片上的一个或多个气闸板。自动防故障式致动器配置为在自动防故障式致动器通电时将相应的气闸板相对于涡轮机叶片的吸力侧保持在缩回位置，以及在自动防故障式致动器断电时释放气闸板用于自动展开至打开位置。

启动关闭的所检测的操作条件可以是任何一个条件或条件的组合。例如，在一个实施例中，所检测的操作条件可以指示与风力涡轮机可一起配置的安全系统未被启用。安全系统可以经由一个或“多余”的安全链配置，以在转子或发电机超速条件、过度震动、变桨距控制系统故障，或控制器系统故障时开始风力涡轮机的制动。在另一个实施例中，所检测的操作条件可以指示与风力涡轮机可一起配置的变桨距控制系统的缺失或故障，不考虑安全系统的状态。

在进一步的实施例中，所检测的操作条件可以是从与风力涡轮机可一起配置的风力涡轮机控制器产生紧急关闭指令(由于任何原因)。

风力涡轮机通常配置为给配电网供电。在这种情况下，所检测的操作条件可以指示电网或对电网供电能力的缺失。

在展开气闸板之后，该方法可以进一步包括检测涡轮机转子何时停止以及涡轮机叶片是否通过变桨距控制顺浆到空档位置。如果这些条件满足，方法可以进一步包括将叶片顺浆到空档位置并将风力涡轮机置于关闭状态。在关闭状态中，可以向自动防故障式致动器供给电力以缩回气闸板。

根据气闸板的配置，某些方法实施例可以包括在去除自动防故障式致动器的电力时向气闸板提供初始移动电力以将气闸板相对于涡轮机叶片的吸力侧移动至初始位置，使得吸力侧上的气流随后作用在气闸板上并将气闸板移动至完全展开位置。在这些实施例中气闸板可以枢转安装至涡轮机叶片的吸力侧。

在实施例中，其中气闸板具有在气闸板的缩回位置中与涡轮机叶片的吸力侧齐平安装的顶端，并且气闸板能够在大致垂直方向上从涡轮机叶片的吸力侧展开，方法可以包括在去除自动防故障式致动器的电力时向气闸板提供足够移电力以将气闸板相对于涡轮机叶片的吸力侧移动至完全打开位置。

参考下述说明书和附加的权利要求书，本发明的这些和其他特征、方案和优势将更好地理解。附图包含在说明书中并构成说明书的一部分，图示了本发明的实施例，并与说明书一起用来解释本发明的原理。

附图说明

参考附图，在说明书中针对本领域的普通技术人员阐述了对本发明的完整且充分的披露，包括其最佳模式，其中：

图1示出根据本发明方案的具有叶片的风力涡轮机的透视图；

图2示出具有沿着叶片在叶展方向上排列的多个气闸板的风力涡轮机转子叶片的纵视图；

图3示出具有可展开气闸板的风力涡轮机转子叶片的截面图；

图4示出具有气闸板的风力涡轮机叶片的吸力侧表面的一部分的透视图；

图5示出根据本发明方案的气闸板和致动器实施例的截面图；

图6示出气闸板和致动器的另一个实施例的截面图；

图7示出气闸板和致动器的又一个实施例的截面图；

图8示出气闸板和致动器的不同实施例的截面图；

图9示出气闸板和致动器的另一个实施例的截面图；

图10示出可垂直展开的气闸板和致动器的实施例的截面图；

图11示出可垂直展开的气闸板和致动器的不同具体装置的截面图；以及

图12是根据本发明方案的用于关闭风力涡轮机的方法实施例的框图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的具体实施方式，附图中将示出一个或多个示例。每个示例的提供均为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对本领域技术人员显而易见是在不脱离本发明的范围或精神的前提下，可以对本发明进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例描述或图示的特征能够用于另一实施例产生其它的实施例。因此，本发明旨在覆盖所附权利要求范围之内的这种修改和变化以及其等同结构。

参考附图，图1示出水平轴风力涡轮机10的透视图。应当理解的是风力涡轮机10可以是垂直轴风力涡轮机。在图示具体装置中，风力涡轮机10包括塔12、安装在塔12上的机舱14以及转子毂18，转子毂18通过驱动轴和驱动装置连接至机舱14内的发电机。塔12可以由管钢或其他适合的材料制造而成。转子毂18包括一个或多个转子叶片16，转子叶片连接至毂18并从毂18径向向外延伸。

转子叶片16通常可以具有根据设计标准使风力涡轮机10起作用的任意适合的长度。转子叶片16使转子毂18旋转，使得从风力转换成的动能变成有用机械能，随后变成电能。特别地，毂18可以旋转地连接至位于机舱14内用于产生电能的发电机(未示出)。

参考图1和图2，叶片16包括沿着每个相应叶片的前缘32布置的一个或多个气闸板40。这些气闸板40是自动防故障式装置，在风力涡轮机控制系统断电时(或者控制气闸板40的致动器断电时)，气闸板40自动展开至打开位置(图4)以降低叶片16上的负载以及减慢或停止转子18。下文将更详细地描述气闸板40和关联的致动器的各种实施例。

如图1所示，风力涡轮机10可还包括涡轮机控制系统或涡轮机控制器20，涡轮机控制系统或涡轮机控制器20位于机舱14内或位于风力涡轮机10上或内的任何位置，或通常位于任何其他适合位置。控制器20可包括适合的处理器和/或其他处理功能件，它们被配置为控制风力涡轮机10的操作方面以及所述与气闸板相关的功能。例如，控制器20通过传输适当控制信号到机舱14内的桨距驱动或桨距调节系统可单独或同时控制各转子叶片16的桨距角。更进一步地，随着风向的改变，控制器20可配置为经由机舱14内的偏航驱动装置来控制机舱14相对于偏航轴的位置，从而相对于风向定位转子叶片16。

仍然参考图1，气闸板40可由控制器54致动并控制，控制器54经由电力/控制线24与每个叶片16相关联。相应的控制器54反过来可经由控制/电力线26与风力涡轮机控制器20通信以用于不同气闸板44的协调控制。控制器20可从各种传感器22接收任何形式的输入，传感器22适当地布置并配置为感测叶片16上的各种操作条件，例如叶片16经受的极限或瞬时负载条件。在这种负载条件下，控制器20经由电力/控制线26通过对气闸板的致动器断电能够致动任意数量或组合的气闸板40。在控制器20完全断电的情况下，如上提及的气闸板40将自动展开。为了保持转子18和叶片16的整体平衡，每个叶片16上的相同数量或组合的气闸板40可以经由它们相应的控制机构54一起致动。在瞬时负载条件结束时，气闸板40可以通电并复位至它们的缩回位置。

图3示出配置有展开的气闸板40的叶片16的实施例的截面图。叶片16包括吸力侧元件30和压力侧元件28。元件28、30从叶片顶部至根部在前缘32和后缘34处联接。内腔36限定在叶片16内，任何方式的结构、控制装置等可以位于内腔中。例如，转子叶片16将典型地包含结构支撑元件38，诸如连接至吸力侧30和压力侧28的内表面的纵向延伸抗剪腹板和相应的翼梁帽。还应该理解的是，转子叶片16不限于任何特定形状或构造，在附图中示出的叶片并不是对叶片整体设计和构造的限制。

图3和图4图示了气闸板40的各个方面。每个气闸板40具有铰接端46，铰接端46经由任何方式的适合铰接件48而相对于吸力侧元件30的表面枢转(图5)。气闸板40具有邻近叶片16的前缘32的自由边缘44。在图2中描绘的气闸板40的缩回或闭合位置，气闸板40坐落在设于吸力侧元件30上表面的凹槽42内，以使气闸板40与吸力侧元件30的表面基本齐平。气闸板40从缩回位置移动至图3和图4所示的展开或打开位置，以使气闸板40从吸力侧元件30横向延伸，并起到减少叶片16上的气动负载以减慢或停止转子18的作用(图1)。气闸板40由致动器52(图3)致动，在致动器52通电时，致动器52将气闸板40保持在凹槽42内的缩回位置。在致动器52断电时，例如当从控制器54接收信号时或风力涡轮机系统控制器20断电时，致动器释放气闸板40，然后气闸板40移动至打开位置，下文将更详细地描述。

参考图2，每个风力涡轮机叶片16可以配置有任意组合的气闸板40。例如，叶片16可以具有一个气闸板40，或沿叶片16的前缘32在叶展方向上布置的一系列气闸板40。与单个叶片16关联的多个气闸板40可以由单个控制器54一齐致动，或每个气闸板40可以具有相应的控制器54以使气闸板40能够被单独致动。

致动器52的不同实施例均在本发明的宗旨和范围内。例如，参考图5，致动器可以是任何方式的适合电控弹簧延伸式致动器56。这些类型的致动器(以及弹簧缩回式致动器)众所周知而且在市场上可以买到，此处不需要详细描述。一般来说，这些弹簧延伸式致动器包括内部弹簧58，在致动器56通电时内部弹簧58是缩回的。在致动器56断电时，弹簧58释放并延伸。弹簧58连接至任何方式的适合传送机构，诸如杆60，其经由适当的枢轴杆84连接至气闸板40。

应当理解的是，在可选配置中，常规的弹簧缩回式致动器还可以配置有连杆，这些连杆在弹簧58缩回时将移动传递至气闸板40以将气闸板40移动至图5中所示的打开位置。

图6描绘了致动器52的实施例，其中电控锁62经设置以保持杆60与气闸板40一起在缩回位置。锁62可以是电磁铁64等，当通电时，其吸引并保持连接至杆60的基部元件66。在电磁铁64断电时，锁62释放，气闸板40自由移动至打开位置。

仍然参考图6，在特定实施例中可能需要包含偏置元件68，其用来提供气闸板40朝向打开位置的初始移动程度。例如，一旦锁62释放杆60，偏置元件68将气闸板40的自由端44移出凹槽42到这样的程度：以使吸力侧元件30上的气流(由图6中的箭头指示)碰撞在气闸板40的下侧面50上并且迫使气闸板40到达打开位置，偏置元件68可以是任何方式的适当的弹簧、弹性板、机械致动器、气动致动器等。

在图6的实施例中，致动器52还包含有复位弹簧70。该复位弹簧70用来给杆60和基部66提供复位力，使得当停止或减慢转子到吸力侧元件30上的气流相对可忽略的足够程度时，复位弹簧70具有足够的力将杆60和基部66移回与电磁铁64接触，由此锁62能够被通电以再次将气闸板40锁定于缩回位置。

尽管描绘了图6(以及图8和图9)的实施例，应当容易理解的是，偏置元件68可以用于所述致动器52的任何实施例。

在图7的实施例中，致动器52包括偏置元件68，其为配置在致动器内以作用于杆60上的弹簧的形式。此实施例可以包括任何方式的机械或电子锁，其在断电时释放杆60。于是偏置弹簧68向杆60提供初始力以将气闸板40移动至这样的位置：以使吸力侧元件30上的气流“捕获”在气闸板40下并将气闸板40移动至完全打开位置。当叶片16已经减慢或停止时，复位弹簧70具有足够的力克服偏置弹簧68的力。

再次参考图6，此处的气闸板40的任何一个实施例还可以包含停止弦80，停止弦80设置在气闸板40的下侧面50上，并连接至叶片16的内腔36内的停止块82。弦80限定了板40相对于吸力侧元件30的相对移动程度，而且经设计具有足够的强度以从致动器52和杆60释放负载，否则将需要克服吸力侧元件30上的气流的力保持气闸板40。因此，这种配置的致动器52仅需要设计成将气闸板40移动至这样的位置：其中吸力侧元件30上的气流捕获气闸板40并且打开气闸板40。停止弦80(可以是缆线或其他类似元件)克服气流的力将气闸板40保持在静态打开位置，不考虑致动器52的强度和稳固性，这允许使用不贵的致动器52。

图8中的实施例描绘了利用线缆72的致动器52，该线缆72连接于气闸板40的下侧面50并与电控离合器74上接合。离合器74可以通过控制器54通电以卷绕缆线72，从而将气闸板40拉至凹槽42内的缩回位置与偏置元件68接触。在断电时，离合器74自由转动并使缆线72松开。在偏置元件68的作用力下气闸板40的自由端44移动至吸力侧元件30上的气流中，由此吸力侧元件30上的气流将气闸板40和所连接的缆线72移动至打开位置。

图9描绘了这样的实施例，其中致动器是形状记忆弹簧致动器76。这些类型的致动器76利用形状记忆弹簧78，形状记忆弹簧78在被施加能量时紧密卷绕或盘绕。在弹簧78断电时，弹簧释放并扩张。弹簧78配置有杆60，使得弹簧78的扩张导致气闸板40移动至打开位置，如上。形状记忆弹簧和关联的致动器在本领域众所周知而且在市场上可以买到，此处不必详细描述。

图10和图11描绘了气闸板40和关联的致动器52的实施例，其中气闸板40相对于吸力侧元件30的表面是可垂直展开的。气闸板40具有在气闸板40的缩回位置中与吸力侧元件30齐平安装的顶端88。在此位置，气闸板40延伸进叶片的内腔36，在释放致动器52时，气闸板40移动至如图10和图11所示的横向延伸位置。

仍然参考图10和图11，用于垂直展开的气闸板40的致动器52可以与上述配置不同。例如，在图10的实施例中，正如上图9的实施例，致动器52可以配置为形状记忆弹簧致动器76。

在图11的实施例中，致动器52可以配置为弹簧延伸式致动器，其利用弹簧58将杆60和所连接的气闸板40移动至延伸位置，以及利用了上述图6实施例的电子锁62。该实施例还可以包括任何方式的驱动装置90，驱动装置90可以是齿轮装置、发动机等等，其作用是使杆60和所连接的气闸板40复位至缩回位置，其中在随后对致动器52再提供电力时基部66与电磁铁64接合。

应当理解的是，图11中描绘的复位驱动装置90可以并入上述任何一个其他实施例中。例如，复位驱动装置90可以配置在图5的实施例中，通过克服弹簧58的力复位杆60来重置弹簧延伸式致动器56。

应当理解的是，本发明还包括任何方式的风力涡轮机10(图1)，其包含了此处描述的具有一个或多个气闸板40的一个或多个风力涡轮机叶片16。

本发明还包括各种方法实施例，用于在紧急或加速程序下利用了如上所述的气闸板和自动防故障式致动器来可控地关闭风力涡轮机。通常，风力涡轮机经由变桨距控制系统以可控方式被关闭，其中叶片顺浆至空档位置以使转子毂停止，此时机械闸通常应用于主转子轴。然而，存在要求风力涡轮机的更加速或“紧急”关闭的某些操作条件。在这种情况下利用所述风力涡轮机叶片上的气闸板和自动防故障式致动器尤其有用。

参考图12，方法100可以包括检测风力涡轮机的任何一个或组合的操作条件，该操作条件需要除了风力涡轮机的正常桨距控制关闭之外的加速或紧急关闭。例如，图示方法实施例100的初始步骤102可以包括判定风力涡轮机安全系统是否启用。风力涡轮机通常设有某些安全功能或特征，这些安全功能或特征监测特定条件以及在满足一个或多个条件的情况下关闭风力涡轮机。例如，风力涡轮机安全系统可以在转子或发电机超速、过度震动、变桨距控制系统故障，或风力涡轮机控制器系统故障时制动风力涡轮机。安全系统通常包括一个或备用的路径或“安全链”，用于在这些条件中的任何一个条件下关闭风力涡轮机。步骤102可以进行监测这些安全链的状态，如果安全链中的一个或多个发生故障(指示安全系统的一些方面未启用)，则在步骤110通过对自动防故障式致动器断电而接合自动防故障式闸板。

方法100可包括步骤14即检测风力涡轮机的变桨距控制系统是否可操作。如果判定出变桨距控制系统不可操作，则可在步骤110中通过接合自动防故障式闸板开始风力涡轮机的可控关闭操作。

在步骤106中，关于从主涡轮机控制系统是否已经产生用于涡轮机的关闭信号作出判定。如果已经产生这种信号(由于任何原因)，则在步骤110中风力涡轮机可通过接合自动防故障式闸板以加速的方式被关闭。

在步骤108中所监测的另一个操作条件是电网的可用性。下游电网的缺失(其实际上包括风力涡轮机对电网供电的能力)是在步骤110将要求风力涡轮机的加速或紧急关闭的另一个条件。此外，风力涡轮机可以从电网接收电力用于特定操作，例如变桨距控制，其中电网的缺失导致这些功能的缺失。由于电网缺失导致的变桨距控制的缺失可以是要求自动防故障式闸板致动的条件。

仍然是参考图12，应当理解的是如果步骤102、104、106和108示出的所有条件都满足，则在步骤112风力涡轮机的操作可以继续，经由风力涡轮机的变桨距控制系统进行涡轮机叶片的正常变桨距控制。

一个或者多个方法实施例100可包括在通过接合气闸板已经使风力涡轮机停止之后的额外步骤。例如，在步骤114判定涡轮机转子是否已经停止或变成安全怠速。在特定条件下，涡轮机不需要完全停止，而是可以视为怠速，直到在回到变桨距控制系统时叶片顺浆到闭合位置。如果涡轮机转子还未停止/怠速，则在步骤120继续监测这种条件直到已经判定出转子停止。一旦转子停止，则该方法进行到如下步骤124。

除了检测涡轮机转子的停止之外，在步骤116判定电网是否对风力涡轮机可用。在步骤122继续监测该条件。如果电网可用，则该方法进行到步骤118，判定用变桨距控制系统是否能顺浆叶片。如果这个条件能够满足，则该方法进行到步骤124。

步骤124判定两个条件的满足：涡轮机转子是否如步骤114中指出的已经停止，以及叶片是否已经顺浆到空档位置。在步骤126监测这些条件，直到满足这些条件。一旦条件得到满足，则在步骤128将涡轮机置于关闭条件(这可以包括应用机械闸)。

尽管没有在图12中描绘出，应当理解的是可以定期测试所述自动防故障式闸功能。例如，该系统可以在风力涡轮机每次启动时测试。该系统还可以根据风力涡轮机操作过程中的设定时间表来测试，例如在经过一定的操作时间之后测试。

本说明书使用示例来披露本发明，包括最佳模式，同时也使得本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何相应的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，可以包括对本领域的技术人员来说可知的其他示例。这些其他示例如果包括不会不同于本权利要求的文字语言的结构元件，或者如果它们包括与本权利要求的文字语言不存在实质性差异的等同结构元件，旨在本权利要求的范围之内。

Claims (19)

1.一种风力涡轮机叶片，包括：

压力侧和吸力侧，所述压力侧和所述吸力侧在前缘和后缘处联接并且限定了所述风力涡轮机叶片的内腔；

气闸板，其齐平安装在所述吸力侧的凹槽内，所述气闸板从所述凹槽内的缩回位置至打开位置是可致动的，在所述打开位置所述气闸板从所述吸力侧横向延伸；

所述气闸板具有铰接端和邻近所述前缘的自由端，以使在所述打开位置，所述气闸板被所述吸力侧上的气流偏置而停留在所述打开位置；以及

可操作地连接至所述气闸板的自动防故障式致动器，所述致动器配置为在所述致动器通电时将所述气闸板保持在所述缩回位置，以及在所述致动器断电时将所述气闸板释放至所述打开位置。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，包括邻近所述前缘间隔开的多个所述气闸板。

3.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，进一步包括与所述致动器通信的控制器，所述控制器响应关闭条件信号对所述致动器断电以导致所述气闸板展开。

4.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中所述致动器包括电控弹簧延伸式致动器，所述弹簧延伸式致动器具有弹簧偏置杆，所述弹簧偏置杆连接至所述气闸板并且在所述致动器断电时将所述气闸板驱动至所述打开位置。

5.根据权利要求4所述的风力涡轮机叶片，进一步包括弹簧延伸式致动器，所述弹簧延伸式致动器经配置与所述复位驱动装置一起将所述气闸板移动至所述缩回位置。

6.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中所述致动器包括锁，所述锁将所述气闸板固定在所述缩回位置，并且在所述锁断电时释放所述气闸板。

7.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，进一步包括与所述气闸板一起配置的偏置元件，所述偏置元件在所述致动器断电时产生所述气闸板离开所述凹槽的初始移动，由此所述吸力侧上的气流随后将所述气闸板移动至所述打开位置。

8.根据权利要求7所述的风力涡轮机叶片，其中所述致动器包括连接至所述气闸板的杆，所述偏置元件包括经设置以作用于所述杆上的偏置弹簧。

9.根据权利要求8所述的风力涡轮机叶片，进一步包括复位弹簧，所述复位弹簧布置成一旦叶片已经减慢或者停止就对抗所述偏置弹簧以将所述杆复位至所述气闸板的所述缩回位置。

10.根据权利要求7所述的风力涡轮机叶片，其中所述致动器包括锁，所述锁将所述气闸板固定在所述缩回位置，并在所述锁断电时释放所述气闸板，所述偏置元件布置于所述凹槽内并在所述锁释放时直接作用在所述气闸板上。

11.根据权利要求7所述的风力涡轮机叶片，其中所述致动器包括缆线，所述缆线连接至所述气闸板的下侧面并且卷绕在电控离合器上，其中在断电时，所述离合器释放，而所述偏置元件将所述气闸板移出所述凹槽到达这样的位置：以使所述吸力侧上的气流随后将所述气闸板移动至所述打开位置。

12.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中所述致动器包括连接至杆的电控形状记忆弹簧致动器，所述杆在所述形状记忆弹簧致动器断电时将所述气闸板驱动至所述打开位置。

13.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，进一步包括与所述气闸板一起配置的停止弦，所述停止弦独立于所述致动器来限定所述气闸板移动至所述打开位置的范围。

14.一种风力涡轮机叶片，包括：

压力侧和吸力侧，所述压力侧和所述吸力侧在前缘和后缘联接并且限定了所述风力涡轮机叶片的内腔；

可展开的气闸板，其具有齐平安装在所述吸力侧内的顶端，所述气闸板能够从所述内腔内的缩回位置驱动到打开位置，在所述打开位置所述气闸板大致垂直于所述吸力侧延伸；以及

可连接至所述气闸板的自动防故障式致动器，所述致动器配置为在所述致动器通电时将所述气闸板保持在所述缩回位置，以及在所述致动器断电时释放所述气闸板并将所述气闸板移动至所述打开位置。

15.根据权利要求14所述的风力涡轮机叶片，进一步包括与所述致动器通信的控制器，所述控制器响应关闭条件信号以对所述致动器断电使所述气闸板展开。

16.根据权利要求14所述的风力涡轮机叶片，其中所述致动器包括电控形状记忆弹簧致动器，在所述形状记忆弹簧致动器断电时其将所述气闸板驱动至所述打开位置，以及在随后通电至所述形状记忆弹簧致动器时其将所述气闸板拉回到所述缩回位置。

17.根据权利要求14所述的风力涡轮机叶片，其中致动器包括锁，所述锁将所述气闸板固定在所述缩回位置，并且在所述锁断电时释放所述气闸板，所述致动器进一步包括布置成在所述锁释放时将所述气闸板移动至所述打开位置的弹簧。

18.根据权利要求17所述的风力涡轮机叶片，进一步包括配置为将所述气闸板移动至所述缩回位置的复位驱动装置。

19.根据权利要求14所述的风力涡轮机叶片，包括邻近所述前缘间隔开的多个所述气闸板。

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