CN113167231A - 用于风力涡轮机转子叶片的可调适扰流器 - Google Patents

Abstract

描述一种用于风力涡轮机叶片(100)的扰流器(150)、特别是可调适的扰流器，其包括：主体(153)，所述主体(153)包括将暴露至空气流(161)的翼型成形的表面(155)；至少一个加固元件(159)，所述至少一个加固元件(159)不同于所述主体并且支撑所述翼型表面，其中所述加固元件(159)被特别构造成在由所述风力涡轮机的操作期间的风所致的负载期间增强所述翼型表面(155)的形状。

Description

用于风力涡轮机转子叶片的可调适扰流器

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的扰流器、特别是可调适的扰流器，并且进一步涉及一种包括所述扰流器的风力涡轮机的转子叶片。

背景技术

风力涡轮机转子叶片在其表面上可能已经安装有流动调节设备。这种流动调节设备的示例是涡流发生器(VG)。转子叶片可以进一步包括安装在转子叶片表面处的扰流器。所述扰流器可以与所述涡流发生器共同作用，并且可以根据扰流器的状态影响涡流发生器的效果。扰流器的状态可以涉及凸出高度和/或倾斜角，所述扰流器从转子叶片的其他表面部分延伸达所述凸出高度和/或倾斜角或相对于转子叶片的其他表面部分成角度地倾斜。所述扰流器可以用于主动抑制流动调节设备的功能。一般来说，流动调节设备可以被视为包括在某些条件下能够例如通过增加转子叶片的边界层的能量水平来增强翼型件区段的升力系数的设备。

EP 1 623 111 B1公开一种风力涡轮机叶片，其包括：可调整升力调节装置，所述可调整升力调节装置布置在风力涡轮机叶片的表面上或风力涡轮机叶片的表面处并且沿叶片的纵向方向延伸；以及激活装置，通过所述激活装置，可以调整所述升力调节装置，并且因此改变叶片的空气动力学性质。所述升力调节装置包括一个或多个柔性翼襟。

US 8 851 840 B2公开一种风力涡轮机叶片，其包括叶片本体和用于修改叶片的空气动力学表面或形状的设备，其中气动致动器控制所述设备的位置和/或移动，其中存在定位在所述叶片本体内的压力室。所述压力室可以被加压，从而改变所述设备的状态，从而修改所述叶片的空气动力学表面或形状。

US 5 106 265 A公开一种风力涡轮机翼，其包括可垂直于空气流移动的气动致动的扰流器。

WO 2018/041420公开一种转子叶片，其包括用于影响从转子叶片的前缘区段流到转子叶片的尾缘区段的空气流的空气动力学设备，其中所述空气动力学设备安装在转子叶片的表面处，并且包括气动或液压致动器，诸如软管或腔体，其体积取决于所述气动或液压致动器内部存在的流体的压力。

然而，已经观察到，常规扰流器并不在所有情况下提供足够或合理性能，以便主动改变例如安装在下游的流动调节设备（诸如涡流发生器）的状态。此外，已经观察到，常规扰流器并不在所有情况下承受得住其经受的负载，从而导致扰流器的部分损坏或至少降低扰流器的寿命。

因此，可能需要一种扰流器、特别是可调适扰流器，并且可能需要一种转子叶片，其中可以增加寿命，并且可以增加性能。特别地，可能需要一种扰流器以及一种包括所述扰流器的转子叶片，其中可以按可靠且精确的方式实施主动改变安装在下游的流动调节设备的影响。

发明内容

此需求可以由根据独立权利要求的主题满足。从属权利要求描述本发明的有利实施例。

本发明的实施例采用加强元件（也称为加固元件），其特别是由抗蠕变材料、例如纤维加强塑料制成。所述加强元件可以在整个使用寿命期间保证恒定刚度。当此加强元件包括在所述扰流器内时，扰流器的刚性得到改善，并且扰流器的性能可能因扰流器的加强而得到改善，从而维持其预期形状。

根据本发明的一实施例，提供一种用于风力涡轮机叶片的扰流器、特别是可调适的扰流器，其包括：主体（例如一体地形成），所述主体包括将暴露至空气流的（例如空气动力学主动的）翼型成形的表面；至少一个加固元件，所述至少一个加固元件不同于所述主体并且支撑（并且例如加固）所述翼型表面，其中所述加固元件被特别构造成在由所述风力涡轮机的操作期间的风所致的负载期间增强所述翼型表面的形状。

所述主体可以是均质的，并且可以由一种材料或若干材料（诸如合成材料或塑性材料）的复合物一体地形成。所述扰流器可以在例如从前缘到尾缘测量的弦向位置的15%至60%之间的位置中可安装在转子叶片的吸力表面处。所述扰流器可以沿着叶片的整个跨度从根部到末梢、但是优选地在从根部朝向末梢测量的叶片长度的25%至85%之间的区域中安装。此外，所述扰流器可以按彼此互连的单独部件被安装，从而形成可以被共同激活的长区段。所述扰流器可以被安装成使得其包括彼此独立地被激活的独立区段。例如，所述扰流器可以包括不连接但被共同激活的扰流器元件。所述翼型成形的表面是旨在在风力涡轮机的正常操作期间暴露至空气流的空气动力学主动表面，所述翼型成形的表面特别是从风力涡轮机叶片的周围表面延伸达一倾斜度和/或凸出。

所述扰流器可以是可调适的扰流器，这意味着可例如通过使用气动或液压系统来改变翼型成形表面的位置和/或取向、特别是凸出高度和倾斜度，所述气动或液压系统被构造成给在其上改变所述翼型成形的表面的取向和/或位置的袋或软管充气和/或放气和/或加压。所述扰流器可以特别被构造成远离转子叶片的表面偏转空气流，即，致使空气流失速。偏转的程度或效力或对空气流的大致影响可以取决于扰流器的状态，例如凸出程度和/或倾斜程度。

所述加固元件（也称为增强元件）是与主体不同的元件（例如可与主体分离，但例如与主体组装在一起），或者其可以与主体分离，并且其可以包括不同于组成主体的材料的材料。所安装的加固元件可以确保在操作期间、特别是在因到翼型成形表面上的风冲击所致的负载期间保持翼型表面的预期形状。所述加固元件还可以确保，当不激活所述扰流器时，其以最小力压靠在叶片的表面上，使得空气流无法无意使其从所述表面提升。比起垂直于所述叶片，所述主体以及所述加固元件可以沿着转子叶片的纵向轴线延伸到更大程度。所述加固元件可以特别是可更换地安装在主体（例如其一个或多个部分）内或主体（例如其一个或多个部分）处而不暴露至空气流。可能无需螺栓或金属元件以用于将加固元件安装在主体处或主体内。

加固元件可与主体分离，并且不同于（主体的）翼型成形的表面，并且可以被更换。

所述扰流器可以特别结合诸如涡流发生器或翼襟（例如直接安装在扰流器后方（例如在流动方向上在下游），或者替代地在扰流器后方一距离处）的流动调节设备被采用。

所述涡流发生器可以例如在转子叶片的内侧区段中安装在风力涡轮机叶片上，以便增加翼型件的发生流动分离或失速的迎角。此外，涡流发生器还可以用于中部跨度或外侧区段中。涡流发生器可以放置在叶片的吸力侧上以及翼型件的前部部分中。常见位置在翼弦的15%至55%的范围内（从前缘测量）。涡流发生器可以部分或完全浸没在翼型流的边界层内，并且可以在增加其后方的边界层后方的能量水平。这个的影响是边界层的分离和失速点的开始的延迟，即，在较高迎角处发生。在正常生产期间，在翼型件的内侧区段中，这可能是所期望效果，但是在其他情况下，由于过高负载水平而可能是不希望或不期望效果。

可以根据扰流器的状态主动改变流动调节设备的状态。流动调节设备、特别是涡流发生器的状态可以从不活动状态（其中流动不受其影响）改变为活动状态（其中流动受其影响）。此外，在扰流器的特定情况或特定状态下，翼型件区段周围的流可能失速或与叶片表面分离（即，引起流动分离或失速）。可以按至少两种状态调整扰流器，一种是活动状态，并且一种是不活动状态。

所述扰流器可以被构造成供用于俯仰调节型风力涡轮机。流动调节设备和扰流器的组合可以被设计成在至少两种分立状态之间操作，两种分立状态是例如活动状态和不活动（例如去激活）状态。在其活动状态下，扰流器可以按抵消流动调节设备的影响的方式起作用。在其去激活状态下，扰流器可以按允许流动调节设备的不受干扰的操作的方式起作用。当流动调节设备正不受干扰地操作时，（转子叶片的）的空气动力学轮廓的表面上的流保持附着，并且可能导致较高升力系数。当已经在扰流器的活动状态下抵消流动调节设备时，所述流可能往往与（转子叶片的）的空气动力学轮廓的表面分离，并且可能导致较低升力系数和较高阻力系数。特别地，所述流动调节设备/扰流器组合可以用于转子叶片的吸力侧上，或转子叶片的压力侧上，或转子叶片的压力侧和吸力侧两者上。

所述加固元件可以确保在在风力涡轮机的正常操作期间的风所致的负载期间维持翼型表面的预期所期望形状。所述主体在某种程度上可以是弹性的，例如可变形。在组装所述主体和所述加固元件时，所述主体可以例如稍微变形。此外，如果所述扰流器是可调适的扰流器，则所述加固元件可以在所述扰流器的不同状态下增强和/或支撑翼型表面的形状。从而，由加固元件施加在主体（例如主体的翼型成形的表面）上的力可以将所述主体（或扰流器延伸部）压靠在可膨胀设备上。

从而，实现选择性地激活或去激活潜在安装在下游的流动调节设备（诸如涡流发生器），并且可以改善性能。

根据本发明的实施例，所述加固元件不暴露至转子叶片经受的空气流。所述加固元件可以安装在（主体的）翼型成形的表面下方，并且可能干扰翼型成形的表面的所期望效果。所述翼型成形的表面可以是所述扰流器的直接与空气流相互作用的顶部表面（背对叶片）。

根据本发明的实施例，所述加固元件是弹性的和/或预弯折和/或具有平面形状或不同于平面的弯曲形状。

当所述加固元件是弹性的时，其可以在主体的其中所述加固元件被安装或所述加固元件与之接触的一个或多个区域上施加弹性力。从而，可以建立或维持翼型表面的预期形状。根据主体处的接触区域或接触点，可以有利地将加固元件设计成具有平面形状或不同于平面的弯曲形状。平面加固元件可能易于制造。

根据本发明的实施例，所述加固元件在扰流器的翼型成形的表面下方（例如在翼型表面与叶片表面的其余部分之间）安装在主体中，和/或所述加固元件安装成埋入（例如不暴露至空气流）主体中。当所述加固元件安装在翼型表面下方或者甚至埋入主体中（内部）时，所述加固元件并不干扰翼型成形的表面，并且因此并不干扰跨越扰流器的翼型成形的表面的预期空气流。然而，可以确保扰流器的总体加强，特别是为了维持预期翼型成形的表面。

根据本发明的一实施例，所述主体包括单个塑料部件或数个塑料部件。从而，所述主体可以按具有成本效益的方式简单制造。然而，所述塑料部件单独可能不够坚固以承受得住风力涡轮机操作期间的冲击风的负载和在涡轮机的整个寿命期间其所经受的激活循环。因此，可以实现通过加固元件增强扰流器，而不免除由具有成本效益的材料（诸如塑料）制造主体。所述加固元件可以由比起制造主体的材料提供更高强度和刚度的材料或材料复合物制造而成。

根据本发明的一实施例，所述主体包括多个加固元件接触部分，所述多个加固元件接触部分特别是按偏置和/或预加应力方式通过压入配合和/或形状配合接触和/或保持所述加固元件。所述加固元件接触部分中的每一者可以按沿扰流器的纵向方向（对应于转子叶片的纵向方向）延伸的条带的形式成形。所述加固元件可以包括对应接触部分，借助所述对应接触部分，所述加固元件接触主体的接触部分。在所述相应接触部分之间的区域中，所述加固元件可能不接触所述主体。作用在主体的翼型成形表面上的主应力可以传递到所述加固元件或传递到所述加固元件中。从而，可以减小主体的厚度（和重量），并且主体可以形成为纤薄结构。使用所述多个加固元件接触部分，可以使所述加固元件安装、特别是夹紧到主体，而不需要任何螺栓或金属元件进行固定。从而，允许容易安装和更换程序。此外，其允许根据应用选择和插入具有不同刚度水平的不同加固元件。

根据本发明的一实施例，所述接触部分包括（至少）三个彼此分离的接触部分（例如在空气流的方向上，即，大致垂直于纵向方向），比起垂直于所述叶片，每一接触部分特别是在叶片的纵向方向上延伸到更大程度，其中所述接触部分沿着所述扰流器的纵向方向特别是连续的。

所述接触部分可以包括第一接触部分、第二接触部分和第三接触部分，所述第三接触部分与所述第一接触部分和第二接触部分分离以在空气流动方向上在下游，比起垂直于所述叶片，每一接触部分特别是在叶片的纵向方向上延伸到更大程度。

至少三个接触部分可以使得能够将加固元件适当地固定（例如夹紧）在主体内或在主体处。从而，主体的第一接触部分和第三接触部分可以从一侧接触所述加固元件，而所述第二接触部分可以从另一侧接触所述加固元件。特别地，主体的两个接触部分可以接触到加固元件的端部边缘，并且主体的一个接触部分可以在加固元件的中间或中心区域处接触加固元件。

从而，可以可实现加固元件的牢固固定。当所述接触部分沿着扰流器的纵向方向连续时，可以实现牢固固定。

根据本发明的一实施例，所述第一接触部分和第二接触部分固定地夹紧所述加固元件的上游部分，其中所述加固元件的下游接触部分在抵抗由可膨胀设备施加在所述翼型成形的表面上的力的方向上压向所述第三接触部分。

根据本发明的一实施例，所述第一接触部分和第二接触部分各自是主体中的相应狭缝的一部分，加固元件的相应上游端部边缘至少部分插入到所述相应狭缝中，从而部分通过形状配合保持所述加固元件。主体的接触部分可以完全通过压入配合、或者在其他实施例中部分通过压入配合并且部分通过形状配合保持所述加固元件。形状配合可以改善加固元件的牢固固定。

根据本发明的一实施例，所述第三接触部分被布置成在给所述可膨胀设备充气或放气时允许所述加固元件的所述下游接触部分相对于所述主体的所述第三接触部分的滑动，其中特别是所述第三接触部分和/或所述加固元件的所述下游接触部分和/或所述可膨胀设备的外表面的至少一部分包括低摩擦元件、特别是条带。从而，可以减小主体内的负载，从而确保适当空气动力学形状以及经优化寿命和较低磨损。

根据本发明的一实施例，所述加固元件位于：翼型表面的远离扰流器的后端和前端的中心区域中，或者在所述扰流器的至少一半或后端部分中。从而，翼型成形表面的对于影响空气流最重要的部分可以关于其所期望表面形状被支撑。扰流器的前端可能因极度弯折而具有最高结构风险，并且加固元件的目的可能是能够应对因所述弯折所致的（扰流器或翼型成形表面的前端）应力和应变。可以确保主体的结构完整性，并且可以减少主体材料的蠕变。

根据本发明的一实施例，所述加固元件包括复合材料，所述复合材料包括：纤维材料以及热塑性和/或热固性材料，所述纤维材料特别包括以下中的至少一者：玻璃纤维和/或碳纤维和/或Kevlar和/或天然纤维，所述热塑性和/或热固性材料特别包括以下中的至少一者：环氧树脂、聚酯、乙烯基酯、树脂、或任何其他合适热固性树脂、或POM、聚酰胺、ABS、ASA、SAN、PC或其他合适热塑性材料。从而，所述加固元件可以由常规已知的材料制造而成。从而，可以简化制造。

根据本发明的一实施例，所述扰流器进一步包括软管或袋，其可用流体（例如空气）充气，并且被布置成改变扰流器翼型表面的形状和/或位置和/或取向和/或倾斜度，从而提供可调适的扰流器。从而，本发明的实施例支持常规可调适的扰流器。用（压缩）空气给所述软管或袋充气可以改变扰流器的翼型成形表面的凸出高度和/或倾斜度，并且因此可以建立扰流器的不同激活状态。扰流器的所述激活状态或一般状态又可能影响潜在安装在下游的流动调节设备的效果，因此可以按不活动或活动状态设置所述流动调节设备。

根据本发明的一实施例，所述扰流器进一步包括另一个加固元件，所述另一个加固元件特别是暴露至所述空气流，并且被布置成当软管或袋被充气或放气时改变位置和/或取向和/或倾斜度。

不同于（上述）加固元件，此另一个加固元件可以故意地暴露至空气流。从而，对于扰流器的其他部分，可以利用较少刚性的材料，而不会负面地影响扰流器的性能。

根据本发明的一实施例，提供一种风力涡轮机的转子叶片，其包括：叶片翼型表面；以及根据前述实施例中的一个实施例所述的可调适扰流器，其安装在所述叶片翼型表面、特别是吸力表面的前部部分处。

所述转子叶片可以进一步包括适于给所述软管或袋充气或放气以便调整扰流器的状态的液压或气动系统。

根据本发明的一实施例，所述转子叶片进一步包括流动调节设备，其特别是包括至少一个涡流发生器，在所述扰流器的下游安装在所述叶片翼型表面处，其中根据所述可调适扰流器的状态，改变所述流动调节设备对所述空气流的影响。

从而，本发明的实施例提供扰流器的不同设计实现（特别是可调适的）。通常，所述扰流器包括内部加固元件，所述内部加固元件允许扰流器更快地缩回，并且可以避免因材料（特别是主体的材料）的蠕变所致的随时间的刚度损失。因此，所述加固元件可以由比起组成主体的材料耐用（关于刚性和完整性）的材料制造而成。

本发明的上文限定的方面和其他方面根据将在下文中描述的实施例的示例是显而易见的并参考所述实施例的示例进行解释。在下文中将参考实施例的示例更详细地描述本发明，但是本发明并不限于此。

附图说明

图1至图10按侧视截面视图示意性地示出根据本发明的不同实施例的转子叶片（其若干部分），其包括根据本发明的不同实施例的可调适的扰流器。

具体实施方式

用仅在第一个数字上不同的附图标记来标记在结构和/或功能上类似的元件。

按沿着转子叶片100的纵向轴线101（对应于扰流器150的纵向方向）看的侧视截面视图示意性地（并且部分地）示出在图1中的转子叶片100特别是在在转子叶片100的操作期间暴露至空气流的吸力表面上包括叶片翼型表面103。转子叶片100进一步包括可调适的扰流器（spoiler）150，可调适的扰流器150特别是在转子叶片100的吸力表面的前部部分中安装在叶片翼型表面103处。所述可调适的扰流器可以例如布置在叶片的前部部分的25%至60%之间、最优选地30%至45%之间的位置中。转子叶片100包括具有翼型成形表面103的主体102。

在图1至图10中，仅示出相应转子叶片的前部部分，相应扰流器安装在所述前部部分处。所述转子叶片可以进一步向下游延伸以包括例如后部尾缘部分，例如涡流发生器安装在所述后部尾缘部分处。图1至图10中示出的扰流器的调适(adaption)允许改变涡流发生器的效果，所述涡流发生器可以安装在相应扰流器的下游，例如安装在转子叶片的尾缘处或靠近于转子叶片的尾缘安装。

在图1中，按两种不同状态示出扰流器150，即处于缩回（或未激活）状态和延伸（或激活）状态。用以字母"a"结尾的附图标记来标记缩回或不活动状态，并且用以字母"b"结尾的附图标记来标记延伸或活动状态。

扰流器150包括主体153，主体153包括翼型成形的表面155（示出的是翼型成形的表面在缩回状态155a和用附图标记155b标记的延伸或活动状态下的构造）。为了实现可调适的扰流器150的不同状态，可调适的扰流器150包括软管157，软管157可以处于放气状态157a，以实现翼型表面155a的不活动或缩回状态。此外，袋157可以被充气（例如通过液压或气动装置）以采用充气状态157b，从而致使翼型成形表面的向上倾斜采用用附图标记155b标记的构造。

可调适的扰流器150进一步包括至少一个加固元件159（处于构造159a、159b），加固元件159不同于主体153，并且按构造155a和构造155b支撑翼型表面155。当处于缩回状态时，靠近翼型表面155a或在翼型表面155a附近建立空气流161a，当处于延伸状态时，建立空气流161b。

如从图1可以看出的，在可调适的扰流器150的不同状态下，加固元件159a、159b不暴露至空气流161a或161b。当从扰流器150的缩回状态改变为延伸状态时，所述加固元件弯折以使构造159a改变为具有稍微弯曲形状的构造159b，而其构造159a中，所述加固元件具有平面形状或被弯折（弯曲）以更好地遵循（或支撑）翼型件几何形状。

如从图1还可以看出的，在不同构造中，加固元件159（特别是在构造159a、159b中）在翼型表面155a、155b下方安装在主体153中。

主体153可以包括一个或多个塑料部件。在图1中示出的实施例150中，主体153包括比起翼型成形的表面部分155具有更大厚度的附接点163。加固元件使扰流器150的前部部分165与附接点163连接，从而增强或加固整个扰流器150。

根据图1至图10中示出的本发明的实施例的所有扰流器都可以被构造为可调适的扰流器，其中所有可调适的扰流器都可以包括软管或袋，所述软管或袋可以类似于如图1中示出的实施例被充气以用于改变扰流器的状态。

图1示出与加固元件互连的塑料部件。

图2中示出的转子叶片200包括具有翼型成形的表面203的主体202。扰流器250的主体253例如由塑料一体地形成。翼型成形的表面255在风力涡轮机的操作期间靠近于扰流器250的表面引导空气流261。

图2中示出的扰流器250的主体253包括多个加固元件接触部分267a、267b、267c、267d，其全部通过压入配合或形状配合接触和/或保持加固元件259。特别地，接触部分267a和267c在其之间形成狭缝269a，加固元件259的边缘271a插入狭缝269a中。此外，接触部分267b和267d在其之间形成另一狭缝269b，加固元件259的另一端部边缘271b插入另一狭缝269b中，从而，特别是至少部分通过形状配合保持加固元件259。特别地，所述狭缝可以成角度，使得加固元件必须以“预弯折”插入到所述狭缝中，使得当扰流器处于其不活动位置中时，存在残余力将扰流器压靠在叶片上，使得其并不从表面提升。

图2示出带有一体预弯折加固元件的单个塑料部件。

图3示意性地示出根据本发明的另一个实施例的风力涡轮机叶片300的（一部分），其包括根据本发明的另一实施例的可调适的扰流器350，其中在图3中，按延伸状态示出扰流器350，其中袋357处于填充或加压状态。加固元件359从一侧由靠近于加固元件的边缘的接触区域367a支撑。此外，加固元件359从所述加固元件的另一侧由接触部分367b保持，并且从接触部分367a也接触加固元件359的那一侧由再另一个接触部分367c保持。因此，扰流器350的主体353的三个接触部分367a、b、c彼此分离，并且从两个不同侧面夹紧加固元件359。

（弹性）加固元件359在表面355下方在远离翼型表面355的方向373上向两个接触部分367a和367c施加力，并且在朝向翼型表面355的方向375上向布置在两个接触部分367a、367c之间的接触部分367b施加力。

在图3中示出的实施例中，加固元件359位于扰流器350的远离扰流器的后端379并且远离前端381的中心区域377中。

图3示出了用于一体加固元件的单个塑料部件、三点支撑。

图4示意性地示出根据本发明的另一个实施例的转子叶片400（的一部分），其包括根据本发明的再一个实施例的可调适的扰流器450。同样，加固元件459通过主体的三个接触区域（即，接触区域467a、467b、467c）保持或支撑在主体453处。不同于图3中示出的扰流器350的实施例，图4中示出的扰流器450包括后端延伸部483，其在后端479处延伸扰流器450。

图4示出用于一体加固元件的单个塑料部件、三点支撑，其包括后端延伸部以增加流的偏转。

扰流器的实施例350的接触部分367a、367b、367c和扰流器的实施例450的接触部分467a、467b和467c包括凸出结构。

按示意性方式示出在图5中的风力涡轮机叶片500的扰流器550包括加固元件559，加固元件559也支撑在三个接触区域567a、567b和567c处。第一和第二接触部分567a、567b形成夹紧加固元件559的上游边缘或部分的狭缝。第三接触部分567c包括鼻部，加固元件559的下游边缘或部分特别是抵抗由位于鼻部567c下方的软管567施加的力压到所述鼻部上。在给软管557充气或放气时，加固元件559的下游边缘或部分可以相对于第三接触部分567c滑动。

图5示出单个塑料部件，其充当盖并完全支撑加固元件。

图6中示出的安装在风力涡轮机叶片600处的扰流器650的实施例包括在扰流器的前部部分中彼此靠近的从相对侧面接触加固元件659的两个接触部分667a、667b，并且进一步包括建立在翼型成形的表面655的背侧上的接触部分667c。袋或软管657布置在接触部分667c的下游。加固元件659可以具有沿空气流661的方向（对应于弦向方向）减小的厚度。

图6示出单个塑料部件，其在两端上带有旋转支撑件，但是具有在加固元件与塑料部件之间滑动的自由。图6示出了优选实施例。

图7至图9示意性地示出了风力涡轮机叶片700，其包括处于对应于不同激活状态的不同状态750a、750b、750c的可调适的扰流器750。从而，图9示出了去激活状态750c。扰流器750包括加固元件759和另一个加固元件785，另一个加固元件785带有暴露至空气流761的表面786。特别地，当软管或袋757处于如用附图标记757a、757b、757c指示的不同充气状态时，另一个加固元件785处于不同位置和/或取向或倾斜度。此外，扰流器750在扰流器的前部部分中包括加固板759，其安装在扰流器的主体753内。

图7至图9示出两个加固元件，并且无塑料元件。

图10中示意性地示出的转子叶片1000包括埋入扰流器1050的主体1053内的加固元件1059。图10示出弯折以形成轮廓的一个加固元件。所述叶片具有“压痕”，所述扰流器由弯折成所需构造的单个加固元件制成。

本发明的实施例可以提供数个益处：

• 扰流器达大量激活循环的高寿命，

• 在期望时降低升力系数水平，

• 在期望时增加阻力水平，

• 快速动力控制，

• 对叶片上的气动力的控制的额外自由度。

实施例可以应用于以下中的至少一者：

• 在不同风速下沿着翼展方向在不同位置处选择性减少负载，

• 在高风速下或者在别的什么时候需要时增加空气动力学阻尼

• 在超速情况期间减小空气动力学负载，

• 在低速运转期间减小空气动力学负载，

• 在手动、紧急或正常停机事件期间减小空气动力学负载，

• 通过流动调节设备的俯仰与激活的组合来减少俯仰活动，

• 扰流器的激活结合单独的俯仰控制。

存在许多可能的激活：

• 依赖于涡轮机的转子速度的激活

• 缓慢激活（例如仅取决于风速），

• 快速激活（例如供与IPC结合的IP或3P）

• 开/关激活（例如用于超速、关机事件、具有极高湍流的事件），

• 持续激活（例如用于低速运转），

• 叶片上的不同扰流器区段的独立激活

• 叶片上的不同扰流器区段为使转子速度维持在标称水平的独立激活

可能压力供应系统特性包括以下：

• 借助于加压流体、特别是加压空气、加压干燥空气或诸如惰性气体（例如氮气或氦气）的任何其他气体的激活

• 低所需空气量（例如通过控制加压室的形状变化、而非所述室的膨胀来实现），

• 靠近于激活点的加压贮存器（用于快速响应并降低供应系统的功率需求）。这可以例如通过靠近于压力供应点将具有较大直径的管在内部放置在叶片中来完成，

• 同时连接到压力室和真空室以增加响应速度，

• 通过净化阀的流量恒定以避免湿度/污垢/压缩油等等的积聚。

• 在结冰可能是问题的情况下，使用经预热的空气，

• 不同径向段的独立激活，

• 在特定站处使用控制阀以避免/准许加压空气从一个径向位置流到另一个径向位置，

• 使用气动激活的气动阀（以避免电信号），

• 在某一径向站处使用滞止压力作为气动控制阀的输入，

• 使用俯仰位置作为气动控制阀的输入（例如高俯仰位置打开阀，并且因此激活扰流器），

• 使用转子速度作为气动控制阀的输入（例如高转子速度可能导致阀的打开、并且因此导致扰流器的激活），

• 使用湍流水平作为气动控制阀的输入。

在流动扰流器中，可能不需要电气或机械部件。

应注意的是，术语“包括”并不排除其他元件或步骤，并且“一(a)”或“一(an)”并不排除多个。而且，可以组合关联不同实施例描述的元件。还应注意的是，权利要求书中的附图标记不应解释为限制权利要求书的范围。

Claims (15)

1.一种用于风力涡轮机叶片(100)的扰流器(150)、特别是可调适的扰流器，其包括：

主体(153)，所述主体(153)包括将暴露至空气流(161)的翼型成形的表面(155)；

至少一个加固元件(159)，所述至少一个加固元件(159)不同于所述主体并且支撑所述翼型成形的表面，

其中，所述加固元件(159)被特别构造成特别是在因所述风力涡轮机的操作期间的风所致的负载期间增强所述翼型表面(155)的形状。

2.根据前述权利要求所述的扰流器，其中所述加固元件(159)不暴露至所述转子叶片(100)所经受的空气流(161)，

其中所述加固元件在空气流动方向上从上游到下游具有减小的厚度。

3.根据前述权利要求中的一项所述的扰流器，其中所述加固元件(159)是弹性的和/或预弯折和/或具有平面形状或不同于平面的弯曲形状。

4. 根据前述权利要求中的一项所述的扰流器，

其中所述加固元件(159)在所述翼型成形的表面下方安装在所述主体中，和/或

所述加固元件(1059)安装成埋入所述主体(1053)中。

5.根据前述权利要求中的一项所述的扰流器，其中所述主体(153)包括单个部件或数个部件，所述单个部件或数个部件包括塑性材料和/或热塑性材料和/或热固性材料、特别是纤维增强材料。

6.根据前述权利要求中的一项所述的扰流器，其中所述主体(253)包括多个加固元件接触部分(267a、267b、267c、267d)，所述多个加固元件接触部分(267a、267b、267c、267d)特别是按偏置方式通过压入配合和/或形状配合接触和/或保持所述加固元件。

7.根据前述权利要求中的一项所述的扰流器，其中所述接触部分包括第一接触部分、第二接触部分和第三接触部分(367a、367b、367c)，所述第三接触部分与所述第一接触部分和第二接触部分分离以在空气流动方向上处于下游，比起垂直于所述叶片，每一接触部分特别是在所述叶片的纵向方向(301)上延伸到更大程度，

其中所述接触部分沿着所述扰流器的纵向方向特别是连续的。

8. 根据前述权利要求中的一项所述的扰流器，其中所述第一接触部分和所述第二接触部分(567a、567b)固定地夹紧所述加固元件的上游部分，其中所述加固元件的下游接触部分在抵抗由可膨胀设备施加在所述翼型成形的表面上的力的方向上压向所述第三接触部分(567c)。

9.根据前述权利要求中的一项所述的扰流器，其中所述第一接触部分和第二接触部分(367a、367c)各自是所述主体中的相应狭缝(369a、369b)的一部分，所述加固元件(359)的相应上游端部边缘(371a、b)至少部分插入到所述相应狭缝(369a、369b)中，从而部分通过形状配合保持所述加固元件，和/或

其中所述第三接触部分被布置成在给所述可膨胀设备充气或放气时允许所述加固元件的所述下游接触部分相对于所述主体的所述第三接触部分的滑动，

其中特别是所述第三接触部分和/或所述加固元件的所述下游接触部分和/或所述可膨胀设备的外表面的至少一部分包括低摩擦元件、特别是条带。

10. 根据前述权利要求中的一项所述的扰流器，其中所述加固元件(359)位于：

所述翼型表面远离所述扰流器( 350 )的后端(379)和前端(381)的中心区域(377)中，或者

在所述扰流器的至少一半或后端部分中。

11.根据前述权利要求中的一项所述的扰流器，其中所述加固元件(159)包括复合材料和/或层压材料，包括：

纤维材料以及热塑性和/或热固性材料，

所述纤维材料特别包括以下中的至少一者：玻璃纤维和/或碳纤维和/或Kevlar和/或天然纤维，

所述热塑性和/或热固性材料特别包括以下中的至少一者：环氧树脂、聚酯、乙烯基酯、树脂、任何其他合适热固性树脂、POM、聚酰胺、ABS、ASA、SAN、PC、其他合适热塑性材料。

12.根据前述权利要求中的一项所述的扰流器，其进一步包括可膨胀设备、特别是软管或袋(157a、157b)，其能够用空气充气并且被布置成改变所述扰流器翼型表面的形状和/或倾斜度，从而提供可调适的扰流器。

13.根据前述权利要求中的一项所述的扰流器，其进一步包括：

另一个加固元件(785a、785b、785c)，所述另一个加固元件(785a、785b、785c)特别是暴露至所述空气流，并且被布置成当软管或袋被充气或放气时改变位置和/或取向和/或倾斜度。

14. 一种风力涡轮机的转子叶片(100)，其包括：

叶片翼型表面(101)；以及

根据前述权利要求中的一项所述的至少一个可调适的扰流器(150)、特别是至少五个扰流器区段、进一步特别是8至30个扰流器区段、再进一步特别是8至15个扰流器区段，其安装在所述叶片翼型表面(101)、特别是吸力表面的前部部分处，

其中所述扰流器区段沿着所述叶片翼型表面的所述纵向方向安装，

其中所述扰流器能够特别被独立地激活或去激活。

15.根据前述权利要求所述的转子叶片，其进一步包括：

流动调节设备，所述流动调节设备特别包括至少一个涡流发生器，其在所述扰流器的下游安装在所述叶片翼型表面处，其中根据所述可调适的扰流器的状态，改变所述流动调节设备对所述空气流的影响。

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