CN113167235A - 可适配风力涡轮机叶片的安全状态 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于控制流体向可扩张容器(5)中的流入(57)以及从可扩张容器(5)中的流出(47)的布置(1),所述可扩张容器(5)被布置成改变安装在风力涡轮机转子叶片(12)处的可适配流动调节装置(15)的状态,所述布置包括:流入阀(3),其被布置成控制流体向所述容器(5)中的流入(57);流出阀(7),其被布置成控制流体从所述容器(5)中的流出(47);其中所述流入阀(3)和所述流出阀(3')被配置成:在安全性停止事件的情况下禁止流体流入所述容器(5)中和/或从所述容器(5)中流出。

Description

可适配风力涡轮机叶片的安全状态
技术领域
本发明涉及一种用于控制流体向可扩张容器(expandable container)中的流入以及从可扩张容器中的流出的布置和方法,该可扩张容器被布置成改变安装在风力涡轮机转子叶片处的可适配流动调节(adaptable flow regulating)装置的状态。此外,本发明涉及用于调节风力涡轮机转子叶片的空气流的流动调节系统,并且进一步涉及可适配风力涡轮机转子叶片。
背景技术
风力涡轮机转子叶片可以在其表面上安装有可适配流动调节装置,诸如扰流板(spoiler)或襟翼(flap)。可以在扰流板的不同状态下调整扰流板。扰流板的状态可能与扰流板从转子叶片的其他表面部分延伸或相对于转子叶片的其他表面部分有角度地倾斜的突出高度和/或倾斜角度有关。一般来说,流动调节装置可以被认为包括如下装置:该装置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截面(airfoilsection)的升力系数(lift coefficient)。
EP 1 623 111 B1公开了一种风力涡轮机叶片,其包括可调升力调节部件和致动部件,该可调升力调节部件被布置在风力涡轮机叶片的表面上或表面处并且在叶片的纵向方向上延伸,通过该致动部件,可以调整该升力调节部件,并且由此更改叶片的空气动力学性质。升力调节部件包括一个或多个柔性襟翼。
US 8 851 840 B2公开了一种风力涡轮机叶片,其包括叶片主体、以及用于改变叶片的空气动力学表面或形状的装置,其中气动致动器控制该装置的位置和/或移动,其中存在定位在叶片主体内的压力腔。压力腔可以被加压,从而改变该装置的状态,从而改变叶片的空气动力学表面或形状。
US 5 106 265公开了一种风力涡轮机翼状物(wing),该翼状物包括可垂直于气流移动的气动致动的(pneumatically actuated)扰流板。
WO 2018/041420公开了一种转子叶片,其包括用于影响从转子叶片的前缘部分流动到转子叶片的后缘部分的空气流的空气动力学装置,其中该空气动力学装置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(hose)或空腔,其体积取决于气动或液压致动器内部存在的流体的压力。
当风力涡轮机转子叶片配备有可适配流动调节装置(诸如,扰流板或襟翼)时,在流动调节装置处发生功率故障的情况下,风力涡轮机的组件损坏的风险可能会逐步发展。因此,可能需要一种用于控制流体向可扩张容器中的流入以及从可扩张容器中的流出的布置和方法,该可扩张容器被布置成改变安装在风力涡轮机转子叶片处的可适配流动调节装置的状态,其中在紧急情况下或者特别是在功率故障的情况下,可以确保流动调节装置的安全状态。
特别地,当在风力涡轮机转子叶片处引入了可能影响转子叶片处或附近的空气流(涉及空气流失速(stall))的一个或多个装置时,可能需要定义可适配转子叶片的安全状态。否则,将需要考虑最坏情况的状态,例如在超速(over speed)的情况下或电网下降(grid drop)的情况下的完全停用。传统上,关于定义风力涡轮机的安全状态,可能尚未考虑转子叶片上的活动附加装置(add-on),诸如扰流板或襟翼。
独立权利要求的主题可以满足该需要。从属权利要求指定了本发明的特定实施例。
发明内容
根据本发明的实施例,提供了一种用于控制流体向可扩张容器中的流入以及从可扩张容器中的流出的布置,该可扩张容器被布置成改变安装在风力涡轮机转子叶片处的可适配流动调节装置的状态,该布置包括:流入阀,其被布置成控制流体向该容器中的流入;流出阀,其被布置成控制流体从该容器中的流出;其中流入阀和流出阀被配置成在安全性停止事件、特别地包括去往流入阀和/或流出阀的电力供应发生故障的情况下禁止流体流入该容器中和/或从该容器中流出。
故障安全状态可以用作安全性临界功能(safety critical function)。安全状态(或安全性停止事件)可以在例如临界操作情形的情况下被触发,特别地以便停止风力涡轮机的操作,包括使转子停止,该临界操作情形例如转子超速和/或其中不能够信任标准控制器的控制器失控(runaway)情形。
该布置可以例如部分地以软件和/或硬件来实现。流体特别地可以包括空气,特别是压缩空气。
可扩张容器可以被配置为软管或袋,例如大体上具有圆柱形形状。可扩张容器的横截面积可以在该容器膨胀或收缩时改变。可扩张容器可以与可适配流动调节装置的后表面或至少一部分接触,以便改变暴露于空气流的可适配流动调节装置的翼型形状表面的位置和/或取向和/或倾斜。通过使可扩张容器膨胀/收缩,该流动调节装置可以关于其空气流影响作用而被适配、即调整或改变。
可适配流动调节装置可以取决于该流动调节装置的状态而被适配成使空气流偏转(deflect)到不同的程度。因此,通过使可扩张容器膨胀/收缩至不同程度,可使用可扩张容器来调整该流动调节装置的状态。
流入阀以及流出阀可以包括流体可以流过的管腔(lumen)。流入阀和流出阀可以被布置成关闭管腔或者达到禁止流体流过管腔的程度。在去往相应阀的电力供应发生故障的情况下,可以自动地采用关闭管腔并且从而禁止流体流过相应阀,即流入阀和流出阀。因此,在紧急情况下、特别是在电力供应故障的情况下,可扩张容器可以维持在其当前状态中,该当前状态与可扩张容器的填充程度或压力或大小有关。因此,例如可以确保可适配流动调节装置可以维持在其当前状态中。流动调节装置的当前状态可以特别地与空气流影响性质相关联,空气流影响性质例如作用在风力涡轮机转子上的驱动冲击(driving impact)或扭矩。因此,通过在紧急情况下、特别是在功率供应故障的情况下维持流动调节装置的状态,流动调节装置的效果(effect)是可预测的且已定义的。因此,可以更容易地执行用于将风力涡轮机置于安全状态中的进一步过程。
因此,本发明的实施例在断电的情况下引入可适配流动调节装置的安全状态。
可适配流动调节装置可以例如包括扰流板,该扰流板例如安装在转子叶片的前沿或前缘、特别是吸力侧(suction side)处。可适配流动调节装置还可以附加地或替代地包括襟翼,该襟翼可以安装在转子叶片的后缘、特别是吸力侧处。
该布置可以被适配成用于控制多于一个可适配流动调节装置。特别地,流动调节装置可以包括若干个部分,这些部分沿着转子叶片的纵向轴线安装并且可以由该布置独立地控制。
流入阀以及流出阀可以直接或间接地连接到可扩张容器的(出口/入口或者一般地是开口)。例如,一个或多个导管可以在该容器的开口与相应阀之间。
在功率故障的情况下,流入阀和/或流出阀可以均关闭(从而禁止流体流过它们)。如果例如电力供应的电压下降了例如10%至100%、或者一般地当电力供应不符合相应阀的额定值时,则可能存在电力供应故障。
在正常操作期间,可以从风力涡轮机的本地功率供应或从风力涡轮机所连接到的公用电网来向流入阀和/或流出阀供应电能。电力供应故障可以例如是由于短路、由于公用电网故障、或者一般地由于风力涡轮机的任何故障。
根据本发明的实施例,该布置进一步包括可连接到可扩张容器的流入导管;以及可连接到可扩张容器的流出导管,其中流入阀被布置成控制流体经由流入导管向可扩张容器中的流入,其中流出阀被布置成控制流体经由流出导管从可扩张容器中的流出。
流入导管以及流出导管可以直接地或经由一个或多个另外的导管而可连接或连接到可扩张容器。流入阀可以被布置在流入导管内或连接到流入导管,并且流出阀可以被布置在流出导管内或连接到流出导管。可以存在一个或多个流入导管以及一个或多个流出导管,它们均可以被配备有对应的阀。提供流入导管和流出导管可以允许用于使该容器膨胀和用于使该容器收缩的单独路径。在使该容器膨胀期间,流体可以通过至少流入导管和流入阀而流动到该容器的管腔中。在使该容器收缩期间,流体可以至少通过流出导管和流出阀从该容器的管腔中流动出来。由此,该容器的受控膨胀和收缩是可实现的或者可以是可实现的。
根据本发明的实施例,该布置进一步包括:流入-流出导管部分,其可连接到该容器的流入-流出端口,该流入-流出端口允许流体的流入和流出;以及导管连接器,其在一端处连接到流入-流出导管部分,其中流入导管和流出导管在导管连接器的另一端处接合。
该容器可以具有单个开口,该开口可以连接到流入-流出导管部分。因此,该容器可以仅包含单个流入-流出端口,从而简化了该容器。在导管连接器处,流入-流出导管部分的管腔、以及流入导管和流出导管的管腔可以彼此流体连通。连接器可以被配置为例如T形连接器,从而被配置成使三个导管端彼此接合。因此,在流体向该容器中或从该容器中的流入以及流出期间,流入-流出导管部分可以协同地使用。因此,可以简化该布置。
根据本发明的实施例,流入阀和/或流出阀包括弹簧元件和电磁体,其中弹簧元件将相应阀设置成禁止流体流动的关闭状态,除非电磁体由电力所致动。
弹簧元件以及电磁体可以与阻挡元件接触或者可以改变阻挡元件的位置,该阻挡元件可以可移动地布置在相应阀的管腔内。在使阻挡元件移位或移动时,相应阀的管腔可以被关闭或打开,或者被设置在完全打开与完全关闭之间的中间状态中。电磁体可以通过提供电压或者一般地提供电能来致动。弹簧元件可以不需要任何电能用于运作,但是可以包括弹性弹簧元件,该弹性弹簧元件在一方向上向阻挡元件施加力,以便使阻挡元件移位或移动到禁止流体流过相应阀的管腔的位置中。因此,可以提供安全系统。
根据本发明的实施例,该布置进一步包括:与该入口阀串联布置的至少一个另外的入口阀;和/或与该出口阀串联布置的至少一个另外的出口阀。
当一个或多个另外的入口阀与该入口阀串联布置时,可以提供冗余,从而确保在断电情况下的可靠操作,这是由于当入口阀中的一个发生故障时,串联布置的一个或多个其他入口阀仍可以运作,从而确保在功率故障的情况下禁止流体流动。
根据本发明的实施例,该布置进一步包括:与该入口阀并联设置的至少一个仍另外的入口阀;和/或与该出口阀并联设置的至少一个仍另外的出口阀。
当一个或多个入口装置或出口装置并联布置时,可以确保该容器的填充或排空,这是由于可以提供用于填充或排空该容器的冗余。
根据本发明的实施例,该布置进一步包括至少一个压力传感器,其特别地被布置在可扩张容器与流入阀和/或流出阀之间,进一步特别地被布置成测量导管连接器处的流体压力。
压力传感器可以允许对阀的适当控制。特别地,可适配流动调节装置的状态可以与可扩张容器内的压力相关,或者甚至可以由可扩张容器内的压力来定义。因此,通过考虑压力传感器的测量值,可以推断出可适配或可扩张容器的状态,并且从而推断出流动调节装置的状态。此外,可以检测一个或多个导管中的一个或多个泄漏。
根据本发明的实施例,该布置进一步包括流体供应系统,该流体供应系统被适配成:生成加压流体,将加压流体供应到入口阀,经由出口阀从该容器接收流体。
流体供应系统可以被适配成提供用于使可扩张容器膨胀的加压流体,并且还可以在使该容器收缩的情况下接收从该容器排出的流体。
根据本发明的实施例,该布置进一步包括:第一流体控制容积(例如,第一流体储存器)(例如,用于高压流体);第二流体控制容积(例如,第二流体储存器)(例如,用于低压流体);例如导管系统;流体泵,其被布置在第一控制容积与第二控制容积之间,其中经由出口阀从该容器接收到的流体被引向第二控制容积,其中流体泵被布置成将流体从第二控制容积泵送到第一控制容积,从而增加流体的压力。
第一和第二储存器是可选特征,因此可以不被包括在根据实施例的该布置中。
有利地,当可扩张容器收缩时,排出的流体可以通过将其存储在第二流体储存器内而被再循环。泵有利地可以将来自第二储存器的流体加压或泵送到第一储存器,然后,第一储存器可以稍后用于使可扩张容器膨胀。流体供应系统可以部分地或全部地位于风力涡轮机的轮毂(hub)中,多个转子叶片被安装到该轮毂上。
根据本发明的实施例,该布置进一步包括至少一个另外的流体供应系统,该另外的流体供应系统被配置成与该流体供应系统类似或相同,并且并联连接到该流体供应系统。
在(第一)流体供应系统发生故障的情况下,该另外的流体供应系统可以作为冗余的流体供应系统。
根据本发明的实施例,提供了一种用于调节风力涡轮机转子叶片处的空气流的流动调节系统,包括:可适配流动调节装置、特别是扰流板或襟翼,其具有暴露于空气流的翼型形状表面,并且可安装在风力涡轮机转子叶片处;可扩张容器,其被布置成改变翼型形状表面的位置和/或取向和/或倾斜;以及连接到可扩张容器的根据前述实施例之一的布置。
因此,在故障、特别是功率故障的情况下,可以定义和实现流动调节系统的安全状态。
可扩张容器可以被布置在转子叶片内。例如,流入-流出导管部分可以在一端处经由可以位于轮毂内的导管连接器而连接到流入导管和流出导管。在另一端处,流入-流出导管部分可以连接到位于转子叶片内或转子叶片处的容器的流入-流出端口,以便改变流动调节装置的状态。
根据本发明的实施例,提供了一种可适配风力涡轮机转子叶片,包括:转子叶片;以及根据前述实施例的流动调节系统。
应当理解的是,针对用于控制流体向可扩张容器中的流入以及从可扩张容器中的流出的布置而单独地或以任何组合的方式来描述、公开、解释或提供的特征也可以单独地或以任何组合的方式应用于以下提及的相应方法,该可扩张容器被布置成改变可适配流动调节装置的状态并且存储在风力涡轮机转子叶片处。
根据本发明的实施例,提供了一种控制流体向可扩张容器中的流入以及从可扩张容器中的流出的方法,该可扩张容器被布置成改变安装在风力涡轮机转子叶片处的可适配流动调节装置的状态,该方法包括:通过流入阀来控制流体向该容器中的流入;通过流出阀来控制流体从该容器中的流出;在去往流入阀和/或流出阀的电力供应发生故障的情况下禁止流体流入该容器中和/或从该容器中流出。
本发明不限于所描述或说明的实施例。根据下文中将描述的实施例的示例,本发明的上面限定的方面和进一步方面是明显的,并且将参考实施例的示例来解释。下文中将参考实施例的示例来更详细地描述本发明,但是本发明不限于这些示例。
附图说明
图1示意性地图示了根据本发明实施例的用于控制流体向可扩张容器中的流入以及从可扩张容器中的流出的布置,该可扩张容器被布置成改变安装在风力涡轮机转子叶片处的可适配流动调节装置的状态,该布置被适配成执行根据本发明实施例的方法;以及
图2示意性地图示了根据本发明实施例的可适配风力涡轮机转子叶片,其包括根据本发明实施例的流动调节系统。
具体实施方式
图1示意性地图示了根据本发明实施例的用于控制流体向可扩张容器5中的流入以及从可扩张容器5中的流出的布置1,该可扩张容器5被布置成改变安装在风力涡轮机转子叶片处的可适配流动调节装置的状态。因此,布置1包括流入阀3,流入阀3被布置成控制流体向可扩张容器5中的流入。此外,布置1包括流出阀7,流出阀7被布置成控制流体从可扩张容器5中的流出。
流入阀3和流出阀7被配置成:在去往流入阀3和/或流出阀7的电力供应发生故障的情况下,禁止流体流入容器5中和/或从容器5中流出。
布置1被包括在图2中示意性图示的可适配风力涡轮机转子叶片10中,其中布置1实际上被布置在可适配风力涡轮机转子叶片10所连接到的轮毂11内。
可适配风力涡轮机转子叶片10包括裸转子叶片(bare rotor blade)12,裸转子叶片12具有转子叶片表面13,可适配流动调节装置15被安装在转子叶片表面13处。特别地,转子叶片10包括相对于空气流21的流动方向的前缘17和后缘19。转子叶片10在表面13处或一般地在转子叶片10处安装有可适配流动调节装置15。在所图示的实施例中,流动调节装置15包括扰流板或者其就是扰流板,扰流板被安装在前缘17处或附近,特别是安装在转子叶片10的吸力表面13处。
通过使安装在流动调节装置15的翼型形状表面23下面的可扩张容器5膨胀或收缩,可以将可适配流动调节装置15设置在不同的状态中。在使可扩张容器5膨胀或收缩时,流动调节装置15的翼型形状表面23改变倾斜和/或位置和/或取向,以便将空气偏转到不同的程度。由此,转子叶片10的空气动力学性质是可改变的或可适配的。
裸转子叶片用参考符号12来标记。可适配转子叶片10中包括的流动调节系统25包括可适配流动调节装置15、可扩张容器5以及布置1,布置1用于控制流体向可扩张容器5中的流入以及从可扩张容器5中的流出。
参考图1,可以安装在轮毂11内的布置1在所图示的实施例中包括可连接到容器5的流入导管27。此外,布置1包括可连接到可扩张容器5的流出导管29。
特别地,流入阀3被布置成控制流体经由流入导管27向可扩张容器5中的流入,并且流出阀7布置成控制流体经由流出导管29从可扩张容器5中的流出。在所图示的实施例中,布置1进一步包括流入-流出导管部分31、33,区段33从该流入-流出导管部分31、33连接到容器5的流入-流出端口35,流入-流出端口35允许流体的流入和流出。流入-流出导管部分的另一个区段31在一端处连接到导管连接器37,其中流入导管27和流出导管29在导管连接器37处的另一端处接合。
特别地,在所图示的实施例中,另外的入口阀3'与入口阀3并联连接,即处于另外的入口导管27'中。在所图示的实施例中,出口导管29在另一个导管连接器37'处连接或接合,另外的入口导管27'也连接到该另一个导管连接器37'。
在所图示的实施例中,布置1进一步包括与出口阀7串联连接的仍另外的出口阀7',即布置在出口导管29内。该串联连接的仍另外的出口阀7'可以提供冗余,并且因此在出口阀7有故障的情况下提供安全性。
布置1包括至少一个压力传感器39、特别是若干个压力传感器39,它们可以安装在导管系统的不同位置处。
布置1的所图示的实施例进一步包括流体供应系统40,流体供应系统40被适配成:生成加压流体,将加压流体供应到入口阀3、3',并且经由出口阀7、7'从容器5接收流体。特别地,流体供应系统40包括用于存储高压流体的第一流体储存器41,包括用于存储低压流体的第二流体储存器43,并且包括被布置在第一储存器41与第二储存器43之间的泵45。
经由出口阀7、7'从容器5接收到的流体47被引向第二储存器43。流体泵45被布置成将流体49从第二储存器43泵送到第一储存器41,从而增加该流体的压力。
在所图示的实施例中,布置1进一步包括另外的流体供应系统40',该另外的流体供应系统40'可以被配置成与流体供应系统40类似或相同,并且因此不再进行详细描述。
流体供应系统40包括阀51,阀51允许例如将排出的流体49排放(vent)到环境53。供应系统40包括过压阀55。为了使可扩张容器膨胀,来自第一储存器41的加压流体57可以经由阀59并且经由至少一个入口阀3、3'、经由入口导管27、27'并且经由流入-流出导管部分31、33而被引导至该容器的流体端口35并且进入容器5中。
流入阀3、3'和流出阀7、7'均包括弹簧元件61和电磁体63,其中弹簧元件61将相应的阀设置成禁止流体流动的关闭状态,除非电磁体63由电力所致动。
在图1中所图示的实施例中,图示了功率故障期间的情形,其中所有阀3、3'、7、7'处于禁止流体流动的关闭状态。根据本发明的实施例,提供了如下阀:这些阀在它们断电时阻挡空气流。在这种情况下,在紧急停机(shutdown)或掉电(power-down)事件期间,可适配流动调节装置15将保持在其当前位置(激活位置或状态)中。
本发明的实施例针对可适配流动调节装置引入了所定义的安全状态。阀、特别是流入阀3、3'和流出阀7、7'可以在它们断电时使该系统置于安全状态中。可以提供阀和导管的不同种类的冗余,例如若干个阀的并联连接或串联连接。根据本发明的实施例,可适配流动调节装置的安全桨距(pitch)和安全状态可以被组合以用于实现风力涡轮机的安全停止功能。作为优点,可以减少在紧急停止或掉电情况下的所定义或可预测的负载,作为最坏情况的激活,则不需要考虑它们。
因此,本发明的实施例可以实现:当紧急停止被致动时,(用于可适配流动调节装置的)致动器系统可以切换到特定状态中,或者它可以保持其当前具有的状态。
应当注意的是,术语“包括”不排除其他元件或步骤,并且“一”或“一个”不排除多个。而且,与不同实施例相关联地描述的元件可以被组合。还应当注意的是,权利要求中的附图标记不应当被解释为限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种用于控制流体向可扩张容器(5)中的流入(57)以及从可扩张容器(5)中的流出(47)的布置(1),所述可扩张容器(5)被布置成改变安装在风力涡轮机转子叶片(12)处的可适配流动调节装置(15)的状态,所述布置包括:
流入阀(3),其被布置成控制流体向所述容器(5)中的流入(57);
流出阀(7),其被布置成控制流体从所述容器(5)中的流出(47);
其中所述流入阀(3)和所述流出阀(3')被配置成:在安全性停止事件的情况下禁止流体流入所述容器(5)中和/或从所述容器(5)中流出。
2.根据前一个权利要求所述的布置,进一步包括:
流入导管(27),其可连接到所述可扩张容器(5);以及
流出导管(29),其可连接到所述可扩张容器(5),
其中所述流入阀(3)被布置成控制流体经由流入导管(27)向所述可扩张容器(5)中的流入(57),
其中所述流出阀(7)被布置成控制流体经由流出导管(29)从所述可扩张容器(5)中的流出(47)。
3.根据前一个权利要求所述的布置,进一步包括:
流入-流出导管部分(31、33),其可连接向所述容器(5)的流入-流出端口(35),流入-流出端口(35)允许流体的流入和流出;以及
导管连接器(37),其在一端处连接到流入-流出导管部分(31),
其中流入导管(27)和流出导管(29)在导管连接器(37)的另一端处接合。
4.根据前述权利要求中任一项所述的布置,其中所述流入阀(3)和/或所述流出阀(7)包括弹簧元件(61)和电磁体(63),其中所述弹簧元件将相应的阀设置成禁止流体流动的关闭状态,除非所述电磁体由电力所致动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的布置,进一步包括:
与所述入口阀串联布置的至少一个另外的入口阀;和/或
与所述出口阀串联布置的至少一个另外的出口阀(7')。
6.根据前述权利要求中任一项所述的布置,进一步包括:
与所述入口阀(3)并联布置的至少一个仍另外的入口阀(3');和/或
与所述出口阀并联布置的至少一个仍另外的出口阀。
7.根据前述权利要求中任一项所述的布置,进一步包括:
至少一个压力传感器(39),其特别地被布置在所述可扩张容器(5)与所述流入阀(3)和/或所述流出阀(7)之间,进一步特别地被布置成测量导管连接器处的流体压力。
8.根据前述权利要求中任一项所述的布置,进一步包括:
流体供应系统(40),其被适配成:
生成加压流体,
将加压流体供应到所述入口阀,
经由所述出口阀从所述容器接收流体。
9.根据前一个权利要求所述的布置,其中所述流体供应系统包括:
第一流体控制容积(41);
第二流体控制容积(43);
流体泵(45),其被布置在所述第一控制容积与所述第二控制容积之间,
其中经由所述出口阀从所述容器接收到的流体被引向所述第二控制容积(43),
其中流体泵(45)被布置成:将流体从所述第二控制容积(43)泵送到所述第一控制容积(41),从而增加流体的压力。
10.根据前述权利要求8或9中任一项所述的布置,进一步包括:
至少一个另外的流体供应系统(40'),其被配置为所述流体供应系统,并且并联连接到所述流体供应系统(40)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的布置,其可布置在风力涡轮机的轮毂(11)内。
12.一种用于调节风力涡轮机转子叶片处的空气流的流动调节系统(25),包括:
可适配流动调节装置(15)、特别是扰流板或襟翼,其具有暴露于空气流(21)的翼型形状表面(23),并且可安装在风力涡轮机转子叶片(12)处;
可扩张容器(5),其被布置成改变所述翼型形状表面(23)的位置和/或取向和/或倾斜;以及
连接到所述可扩张容器的根据前述权利要求中任一项所述的布置(1)。
13.根据前一个权利要求所述的流动调节系统,其中所述可扩张容器(5)被布置在转子叶片(10、12)内。
14.一种可适配风力涡轮机转子叶片(10),包括:
转子叶片(12);以及
根据前一个权利要求所述的流动调节系统(25)。
15.一种控制流体向可扩张容器(5)中的流入以及从可扩张容器(5)中的流出的方法,所述可扩张容器(5)被布置成改变安装在风力涡轮机转子叶片(12)处的可适配流动调节装置(15)的状态,所述方法包括:
通过流入阀(3)来控制流体向所述容器(5)中的流入(57);
通过流出阀(7)来控制流体从所述容器(5)中的流出(47);
在安全性停止事件的情况下禁止流体流入所述容器(5)中和/或从所述容器(5)中流出。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10152449A1 (de) * 2001-10-26 2003-05-15 Aloys Wobben Rotorblatt für eine Windenergieanlage
CN101351640A (zh) * 2005-10-17 2009-01-21 维斯塔斯风力系统有限公司 具有可变空气动力学轮廓的风轮机叶片
WO2010023278A2 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Vestas Wind Systems A/S Control system in wind turbine blades
GB201014560D0 (en) * 2010-09-01 2010-10-13 Vestas Wind Sys As Improved wind turbine control surface actuator
WO2011026495A2 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine rotor blade
US20140026969A1 (en) * 2010-12-08 2014-01-30 Moog Gmbh Fail-safe actuation system
CN107810140A (zh) * 2015-01-24 2018-03-16 迪特尔·勒姆 用作回流襟翼的多功能襟翼
CN108506158A (zh) * 2018-03-20 2018-09-07 谢文博 一种位置可调的风力机涡流发生器
WO2018162100A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 Siemens Wind Power A/S Safety system for an aerodynamic device of a wind turbine rotor blade
WO2018188821A1 (en) * 2017-04-12 2018-10-18 Siemens Wind Power A/S Safety stop assembly

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3913505A1 (de) 1989-04-25 1989-11-16 Astrid Holzem Fluegel mit aerodynamischer bremse fuer windkraftmaschinen
DK200300670A (da) 2003-05-05 2004-11-06 Lm Glasfiber As Vindmölleving med opdriftsregulerende organer
WO2012028148A1 (en) * 2010-09-01 2012-03-08 Vestas Wind Systems A/S Rotor blade for wind turbine with movable control surface
US20120141271A1 (en) * 2011-09-13 2012-06-07 General Electric Company Actuatable spoiler assemblies for wind turbine rotor blades
US8616846B2 (en) * 2011-12-13 2013-12-31 General Electric Company Aperture control system for use with a flow control system
DK3488101T3 (da) 2016-08-30 2023-05-01 Siemens Gamesa Renewable Energy As Strømningsregulerende indretning til en vindmøllerotorvinge
MX2016016942A (es) * 2016-12-13 2018-06-12 Centro De Ingenieria Y Desarrollo Ind Aditamento neumático para limitación de fuerzas aerodinámicas en palas de turbinas eólicas de eje horizontal.
WO2018162102A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 Siemens Wind Power A/S Pressure supply system for a pneumatically activatable aerodynamic device of a rotor blade of a wind turbine

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10152449A1 (de) * 2001-10-26 2003-05-15 Aloys Wobben Rotorblatt für eine Windenergieanlage
CN101351640A (zh) * 2005-10-17 2009-01-21 维斯塔斯风力系统有限公司 具有可变空气动力学轮廓的风轮机叶片
WO2010023278A2 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Vestas Wind Systems A/S Control system in wind turbine blades
WO2011026495A2 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine rotor blade
GB201014560D0 (en) * 2010-09-01 2010-10-13 Vestas Wind Sys As Improved wind turbine control surface actuator
US20140026969A1 (en) * 2010-12-08 2014-01-30 Moog Gmbh Fail-safe actuation system
CN107810140A (zh) * 2015-01-24 2018-03-16 迪特尔·勒姆 用作回流襟翼的多功能襟翼
WO2018162100A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 Siemens Wind Power A/S Safety system for an aerodynamic device of a wind turbine rotor blade
WO2018188821A1 (en) * 2017-04-12 2018-10-18 Siemens Wind Power A/S Safety stop assembly
CN108506158A (zh) * 2018-03-20 2018-09-07 谢文博 一种位置可调的风力机涡流发生器

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Publication number Publication date
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