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CN102536629A - 风力涡轮机、用于风力涡轮机的气动组件及其组装方法 - Google Patents

风力涡轮机、用于风力涡轮机的气动组件及其组装方法 Download PDF

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CN102536629A
CN102536629A CN2011104517136A CN201110451713A CN102536629A CN 102536629 A CN102536629 A CN 102536629A CN 2011104517136 A CN2011104517136 A CN 2011104517136A CN 201110451713 A CN201110451713 A CN 201110451713A CN 102536629 A CN102536629 A CN 102536629A
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Abstract

本发明涉及一种风力涡轮机、用于风力涡轮机的气动组件及其组装方法。所述风力涡轮机(10)包括：转子(18)，所述转子(18)包括可旋转的毂(20)和多个转子叶片(22)，所述多个转子叶片(22)中的每一个都连接至所述毂(20)；以及至少一个翼型体(120)，所述至少一个翼型体(120)包括气动外形(156)和翼型体根部(122)；其中，所述气动外形(156)构造成用于增大转子叶片(22)的至少一个内部的气动升力；并且所述至少一个翼型体(120)在所述翼型体根部(122)连接至所述毂(20)。除此之外，本发明还涉及用于风力涡轮机(10)的气动组件(18)和组装风力涡轮机(10)的方法。

Description

风力涡轮机、用于风力涡轮机的气动组件及其组装方法
技术领域
本发明总体上涉及用于风力涡轮机的方法和系统，并且更具体地，涉及组装风力涡轮机的方法和用于与风力涡轮机一起使用的气动组件。
背景技术
风力涡轮机一般而言包括塔架和安装在塔架上的机舱。转子可旋转地安装至机舱并且通过轴连接至发电机。多个叶片自转子延伸。叶片定向成使得经过叶片的风使转子转动并且使轴旋转，从而驱动发电机发电。具体而言，风沿叶片产生转矩力。这一转矩沿叶片不是恒定不变的。一般而言，在叶片的内部产生的转矩小于在叶片的外部产生的转矩。沿叶片的转矩一般而言取决于具体的风况。
迎角(angle of attack)(即叶片的弦线(chord line)与迎面而来的风流之间的角度)可以沿叶片发生变化，以便增大叶片的内部的转矩。具体而言，迎角能够自叶片的内部向其外部扭转。但是，这一般而言意味着复杂的叶片形状，从而可能导致显著的成本增大。此外，这一用于增大转子叶片的内部的迎角的途径并不响应于变化的风况来提供对沿叶片的转矩的动态控制。
对沿叶片的转矩的动态控制可以通过提供叶片内部的可调节的迎角来实施，例如，通过将可移动的前缘缝翼(slat)连接至叶片来实现。但是，对于由特定风况提出的具体要求，这种可移动的前缘缝翼可能是不足的、或者甚至是不合适的。
因此，期望提供能够增大叶片内部的升力的备选的方法和/或系统。
发明内容
在一个方面中，本发明提供一种风力涡轮机，该风力涡轮机包括：转子，该转子包括可旋转的毂和多个转子叶片，多个转子叶片中的每一个都连接至毂；以及至少一个翼型体(airfoil body)，该至少一个翼型体包括气动外形(profile)和翼型体根部。气动外形构造成用于增大转子叶片的至少一个里面部分的气动升力。该至少一个翼型体在翼型体根部连接至毂。
所述至少一个翼型体以一种方式连接至所述毂，使得：在所述转子的旋转过程中，所述至少一个翼型体与所述多个转子叶片之间的相对位置是可固定的；并且所述相对位置是可调节的，以对转子叶片的至少一个内部的气动升力的增大进行调整。通过对形成在所述至少一个翼型体和沿与转子旋转相反的方向邻近所述至少一个翼型体的所述转子叶片之间的角度进行调节，使得所述相对位置是可调节的。所述风力涡轮机进一步包括构造成用于将所述翼型体根部连接至所述毂的连接系统，所述连接系统包括驱动系统，所述连接系统适于：在所述转子的旋转过程中固定所述至少一个翼型体与所述多个转子叶片之间的所述相对位置；以及调节所述至少一个翼型体相对于所述多个转子叶片的位置，以对至少转子叶片的内部的气动升力的增大进行调整。
在所述转子的旋转过程中，所述至少一个翼型体的位置可通过所述驱动系统调节至这样一个位置：在该位置，所述至少一个翼型体不会在沿与转子旋转相反的方向邻近所述翼型体的所述转子叶片上引起气动升力的实质升力增大。所述多个转子叶片由三个转子叶片构成；并且形成在所述至少一个翼型体和沿与转子旋转相反的方向邻近所述至少一个翼型体的所述转子叶片之间的角度可在大约0到60度之间进行调节，或者可在大约0到90度之间进行调节。所述至少一个翼型体与所述多个转子叶片中的一个相关联，用于增大至少所述相关联的转子叶片的内部的气动升力。所述气动外形构造成用于在所述转子的旋转过程中增大沿与转子旋转相反的方向邻近所述至少一个翼型体的所述转子叶片的一个内部的气动升力。所述至少一个翼型体的纵向长度小于所述多个转子叶片的最大纵向长度，或者小于所述多个转子叶片的最大纵向长度的大约1/3。
所述多个转子叶片中的至少一个转子叶片的前缘包括一个位于所述转子叶片的前缘的对接元件，所述对接元件形成为与所述翼型体的自由端互补，所述自由端远离所述翼型体根部，所述对接元件用于使所述自由端连接至所述转子叶片。所述至少一个翼型体在这样的位置连接至所述毂：该位置处于所述多个转子叶片连接至所述毂的位置的上风向，或者处于与所述多个转子叶片连接至所述毂的位置相同的竖直平面中。所述至少一个翼型体包括接头，所述接头用于可移动地连接远离所述翼型体根部的所述翼型体的自由端部，使得所述自由端部能够是可移动的，用于使其和沿与转子旋转相反的方向邻近所述至少一个翼型体的所述转子叶片相连接。
在另一个方面中，本发明提供一种组装风力涡轮机的方法。该风力涡轮机包括转子、可转动的毂和多个转子叶片，多个转子叶片中的每一个都连接至毂。该方法包括将至少一个翼型体设置在转子中的步骤，该至少一个翼型体包括气动外形和翼型体根部，使得该至少一个翼型体在翼型体根部连接至毂。其中，气动外形构造成用于增大转子叶片的至少一个里面部分的气动升力。
在又一个方面中，本发明提供一种用于与风力涡轮机一起使用的气动组件。该风力涡轮机包括转子、可旋转的毂和多个转子叶片，多个转子叶片中的每一个都连接至毂。该气动组件包括：至少一个翼型体，该至少一个翼型体包括翼型体根部；以及用于将翼型体根部连接至毂的连系统。该连接系统适于在所述转子的旋转过程中固定一个位于至少一个翼型体与多个转子叶片之间的相对位置、并调节该至少一个翼型体相对于多个转子叶片的位置。如将在下文中进一步详细描述的，具体而言，该连接系统可以包括一个构造成用于执行这些任务的驱动系统。
所述至少一个翼型体包括气动外形，所述气动外形构造成用于增大所述多个转子叶片中的至少一个的内部的气动升力。所述至少一个翼型体包括翼尖装置，所述翼尖装置用于减小所述翼型体的自由端的气动阻力，所述自由端远离所述翼型体根部。所述至少一个翼型体包括接头，所述接头用于可移动地连接所述翼型体的不同部分，使得所述翼型体的自由端可相对于所述翼型体根部移动，所述自由端远离所述翼型体根部。所述至少一个翼型体可围绕翼型体变桨轴线进行旋转。
通过包括一个在翼型体根部连接至毂的翼型体，本说明书的实施例总体有利于增大转子叶片的内部的升力而无需必然要求对转子叶片进行修改。此外，通过有利于调节翼型体相对于转子叶片的位置，至少一些本说明书的实施例总体有利于有效地响应变化的风况。
通过从属权利要求、说明书以及附图，本发明的其它方面、优点和特征是显而易见的。
附图说明
参照附图，说明书的剩余部分更具体地阐述了面向本领域普通技术人员的本发明的完整公开，这种公开使得本领域普通技术人员能够实现本发明，包括本发明的最佳方式，在附图中：
图1是示例性风力涡轮机的透视图；
图2是图1所示的风力涡轮机的截面示意图；
图3是图1所示的风力涡轮机的一部分的示意图；
图4是图1所示的风力涡轮机的一部分的示意图；
图5是另一个风力涡轮机的转子部分的截面示意图；
图6是图1所示的风力涡轮机的不同的操作区的示意图；
图7是图1所示的风力涡轮机的转子部分的截面示意图；
图8是图1所示的风力涡轮机中的升力增大的变化的示意图；
图9示意性地示出了用于与图1所示的风力涡轮机一起使用的气动组件；
图10示出了组装图1所示的风力涡轮机的方法；
图11示出了控制图1所示的风力涡轮机的方法；
图12是示例性风力涡轮机的示意图；以及
图13是示例性风力涡轮机的转子部分的截面示意图。
                              翼型负载传递区域    126
附图标记列表：                前缘                128
风力涡轮机          10        对接元件            130
塔架                12        驱动系统            131
支承系统            14        翼尖装置            132
机舱                16        接头                134
转子                18        翼型体自由端        138
可旋转的毂          20        旋转方向            140
转子叶片            22        外细长构件          142
叶片根部            24        内细长构件          144
负载传递区域        26        方向                146
方向                28        升力                148
旋转轴线            30        阻力                150
                              纵向轴线            162
                              纵向轴线            164
桨距调节系统        32        叶片内部            166
变桨轴线            34        周围流体            168
控制系统            36        相关联的转子叶片    422
偏航轴线            38        操作区              602
气动组件            118       操作区              604
翼型体              120       功率曲线            606
翼型体根部          122       功率曲线            608
连接系统            124
推力曲线            610        位置                810
功率                620        位置                812
推力                622        临界角              814
风速                624        风力涡轮机          1200
额定功率值          626        转子叶片            1222
推力曲线            628        翼型体              1224
推力曲线            630        方向                1302
变化                800        内细长构件          1304
升力增大            802        中间细长构件        1306
最大升力增大        804        外细长构件          1308
区域                806        夹紧构件            1310
具体实施方式
现在将详细地提及多个实施例，其中的一个或多个示例示于各个附图中。每个示例都以对本发明进行解释的方式给出，但并不对本发明构成限制。例如，作为一个实施例的一部分示出或进行描述的特征能够用于其它实施例或者结合其它实施例使用，从而产生更多的实施例。期望本发明包括这些改型和变型。
如上文所阐述的，风力涡轮机可以包括连接至转子叶片的前缘缝翼，用于增大叶片的内部(即叶片的接近风力涡轮机的毂或者适于风力涡轮机的毂的部分)的转矩/升力。具体而言，前缘缝翼(slat)被理解为具有气动表面的细长体，其以可移动的方式连接至转子叶片的前缘。典型地，当采用前缘缝翼时，该前缘缝翼允许转子叶片以其内部的较大迎角(angle of attack)进行操作。因此，叶片的内部的升力和转矩可得以增大。
这种前缘缝翼一般而言需要固定元件将其固定至转子叶片。由于可能不得不对转子叶片进行改型/修改，并且具体而言可能不得不对转子叶片的前缘进行改型，因此这种固定元件可能会导致风力涡轮机的转子的气动性能降低。此外，由于可能需要转子叶片的改型，这种前缘缝翼可能导致显著的成本增加。此外，由于这种前缘缝翼空间上被限制在接近转子叶片的区域，因此通过调节这种前缘缝翼的位置来对升力进行控制可能会受到限制。
本说明书所述的实施例包括翼型体(airfoil body)，该翼型体设计成增大转子叶片的内部的气动升力，该翼型体在翼型体根部连接至毂。根据本说明书的实施例，“根部”是风力涡轮机的转子的元件(即叶片或翼型体)的端部，该端部典型地构造成将由这个元件产生的负载传递至转子毂。对比上文所讨论的前缘缝翼，根据本说明书所述的实施例的翼型体有利于增大必然需要对其进行改型的相关联的转子叶片的内部的气动升力。如上文所阐述的，转子叶片的这种改型可能会危害叶片的气动性能，并且显著地增大其设计和制造成本。
除此之外，由于翼型体在翼型体根部连接至毂，因此根据至少一些本说明书所述的实施例的翼型体并不会增大转子叶片的静态负载。因此，由翼型体产生的主要负载可以通过位于毂的负载传递区域直接传递至毂。正如上文所讨论的前缘缝翼可能所处的情况一样，术语“直接”意味着由翼型体产生的主要负载并非通过转子叶片传递至毂。根据其它实施例，翼型体可以与转子叶片相接触，用于使翼型体稳定。尽管在这些实施例中，转子叶片可能由于与翼型体相接触而承受额外的负载，但是由翼型体产生的负载的相当一部分仍然通过翼型根部传递至毂。
如上文所阐述的，实施如本说明书的实施例所述的翼型体有利于增大转子叶片的内部的气动升力，从而有利于增大风力涡轮机的风捕获。此外，增大转子叶片的内部的升力一般而言有利于避免转子叶片该部分上的不足转矩可能导致的不期望的转子停转。
此外，正如上文所述的前缘缝翼可能所处的情况一样，将翼型体根部连接至毂有利于对翼型位置进行调节(例如响应于变化的风况)，而无需必然不得不为转子叶片增加调节元件以用于对连接至其上的翼型元件的位置进行调节。因此，在本说明书的实施例中，这种用于调节翼型体对相关联的转子叶片的影响的调节元件可以设置在毂中。因此，转子叶片的气动性能总体而言没有受到危害。根据本说明书的实施例，这些翼型体中的每一个都与一个转子叶片相关联，用于增大相关联的转子叶片的至少一个内部的气动升力。
根据特定的实施例，翼型体以这样的方式连接至转子毂：使得翼型体与转子叶片之间的相对位置在转子的旋转过程中是可固定的；并且这一相对位置是可调节的，以用于对转子叶片的至少一个内部的气动升力增大进行调整。例如，至少一些本说明书的实施例包括一个连接系统，该连接系统适于(例如，通过包括合适的驱动系统)将翼型体相对于转子叶片保持为固定，并且在需要时(例如，响应于风况的改变)对这一相对位置进行调节。因此，至少一些本说明书所包括的实施例有利于对沿转子叶片的转矩进行控制，具体而言，对转子叶片的内部的转矩进行控制。因此，有利于通过改变翼型体的位置对转子叶片上的气动升力进行调节，而无需关闭风力涡轮机。
如本说明书所使用的，术语“风力涡轮机”意在代表从风能产生旋转能量的任何装置，并且更具体地，代表将风的动能转化成机械能的任何装置。如本说明书所使用的，术语“风力发电机”意在代表从由风能产生的旋转能量产生电力的任何风力涡轮机，并且更具体地，代表将由风的动能转化而来的机械能转化为电力的任何风力涡轮机。如本说明书所使用的，术语“转子毂”意在代表风力涡轮机的转子的中心区域。一般而言，根据本说明书的实施例的叶片和翼型体都自相同的转子毂辐射。如本说明书所使用的，术语“驱动”意在代表通过产生机械力来施加前进动力的装置(例如但不限于马达)。
如本说明书所使用的，术语“翼型体”意在代表一个体部，其至少一部分具有气动外形，使得当相对于周围流体移动时，该体部改变周围流体的流动。如本说明书所使用的，术语“叶片”意在代表相对于周围流体处于运动时提供反作用力(reactive force)的任何装置。这样的反作用力具有一个垂直于相对的主体-流体运动方向的分量，其在本说明书中称作升力(lift)或气动升力(aerodynamic lift)。反作用力的平行于相对的主体-流体运动的分量在本说明书中称作阻力(drag)。反作用力作用在转子叶片上的这些分量如图7所示。
具体而言，图7示出了翼型体120的截面图，该翼型体120具有气动外形156、并且设置为接近转子叶片22。翼型体120和转子叶片22都在转子毂上实施(见下文)，使得其可沿旋转方向围绕转子旋转轴线(见图1中的旋转轴线30)同时进行旋转。在进行旋转的过程中，转子叶片22沿方向146相对于周围流体168(例如空气)移动。因此，转子叶片22上产生反作用力。这一反作用力一般而言具有两个分量：气动升力148和阻力150。根据本说明书的实施例，由于气动外形(aerodynamic profile)156和翼型体相对于转子叶片22的相对位置，翼型体120可以影响升力148的增大。
如本说明书所使用的，气动外形构造成用于增大叶片的至少一个内部的气动升力的特征意在指经过选择用于以这样的方式改变周围流体的流动的气动外形：当翼型体和叶片都相对于彼此处于适当位置并且相对于周围流体存在相对运动时，使得叶片的该部分的升力增大。
在下面对附图的描述中，相同的附图标记指相同的部件。一般而言，只对与各自实施例的不同之处进行描述。
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是水平轴线风力涡轮机。备选地，风力涡轮机10可以是竖直轴风力涡轮机。在示例性实施例中，风力涡轮机10包括自支承系统14延伸的塔架12、安装在塔架12上的机舱16以及连接至机舱16的转子18。转子18包括可旋转的毂20和至少一个转子叶片22，该至少一个转子叶片22连接至毂20并且自毂20向外延伸。在示例性实施例中，转子18具有三个转子叶片22。在备选实施例中，转子18包括多于或少于三个的转子叶片22。在示例性实施例中，塔架12由钢管制成，以限定支承系统14与机舱16之间的腔(图1中未示出)。在备选实施例中，塔架12是具有任何合适高度的任何合适类型的塔架。
转子叶片22围绕毂20间隔设置，以便于使转子18旋转，从而使来自风的动能能够转换成可用的机械能，并且接着转换成电能。通过将叶片根部24在多个负载传递区域26连接至毂20，转子叶片22与毂20实现配合。负载传递区域26具有毂负载传递区域和叶片负载传递区域(二者均未在图1中示出)。在转子叶片22上产生的负载通过负载传递区域26传递至毂20。
在一个实施例中，转子叶片22具有处于从大约15米(m)至大约91m的范围内的长度。备选地，转子叶片22可以具有使风力涡轮机10能够如本说明书所述地起作用的任何合适的长度。例如，叶片长度的其它非限制性示例包括10m或小于10m、20m、37m或者大于91m的长度。随着风从方向28撞击转子叶片22，转子18围绕旋转轴线30进行旋转。随着转子叶片22进行旋转并且经受离心力，转子叶片22也经受各种力和力矩。这样一来，转子叶片22可以自中立的或者非偏转的位置偏转和/或旋转至偏转位置。
此外，转子叶片22的桨距角(pitch angle)或叶片桨距(bladepitch)，即判定转子叶片22相对于风的方向28的投影的角度(perspective)，可以通过桨距调节系统(pitch adjustment system)32进行改变，以通过调节至少一个转子叶片22相对于风矢量的角位置对风力涡轮机10产生的负载和功率进行控制。示出了用于转子叶片22的变桨轴线(pitch axes)34。在风力涡轮机10的操作过程中，桨距调节系统32可以改变转子叶片22的叶片桨距，使得转子叶片22可以移动至顺浆位置(feathered position)，使得至少一个转子叶片22相对于风矢量的投影/视角(perspective)提供了朝向风矢量进行定向的转子叶片22的最小表面积，从而有利于减小转子18的转速、和/或有利于转子18的停转。
在示例性实施例中，每个转子叶片22的叶片桨距都由控制系统36单独进行控制。备选地，所有转子叶片22的叶片桨距可以由控制系统36同时进行控制。此外，在示例性实施例中，随着方向28发生变化，可以围绕偏航轴线(yaw axis)38对机舱16的偏航方向进行控制，以相对于方向28定位转子叶片22。
在图1所示的示例性实施例中，控制系统36示为在机舱16内处于中心位置；但是，控制系统36可以是遍及风力涡轮机10、位于支承系统14上、位于风力发电厂内和/或位于远程控制中心的分布式系统。控制系统36可以包括处理器(未示出)，该处理器构造成执行本说明书所述的方法和/或步骤。此外，许多本说明书所述的其它部件包括处理器。如本说明书所使用的，术语“处理器”并不限于本领域内称作计算机的集成电路，而是广义地指控制器、微型控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路以及其它的可编程电路，并且这些术语在本说明书中是可以互换使用的。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。
在本说明书所述的实施例中，存储器可以不具有限制意义地包括例如随机存取存储器(RAM)的计算机可读介质以及例如闪速存储器的计算机可读非易失性介质。备选地，也可以使用软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字通用光盘(DVD)。同样，在本说明书所述的实施例中，输入通道不具有限制意义地包括传感器和/或例如鼠标和键盘的与操作者接口相关联的计算机外围设备。此外，在示例性实施例中，输出通道可以不具有限制意义地包括控制装置、操作者接口监视器和/或显示器。
本说明书所述的处理器对由多个电气装置和电子装置传输的信息进行处理，多个电气装置和电子装置可以不具有限制意义地包括传感器、致动器、压缩机、控制系统和/或监测装置。这些处理器可以物理地位于例如控制系统、传感器、监测装置、桌面计算机、膝上型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)柜和/或分布式控制系统(DCS)柜中。RAM和储存装置对将由处理器执行的信息和指令进行储存和传送。RAM和储存装置还能够用于在处理器执行指令的过程中储存并且向处理器提供临时变量、静态(即不发生改变的)信息和指令或者其它的中间信息。所执行的指令可以不具有限制意义地包括风力涡轮机控制系统控制命令。指令的执行顺序并不限于硬件电路和软件指令的任何具体结合。
在示例性实施例中，转子18包括多个翼型体120，所述多个翼型体120在翼型体根部122连接至毂20并且自毂20向外延伸。备选地，转子18可以仅包括一个翼型体120。翼型体120包括翼型体根部122。一般而言，根据本说明书的实施例的风力涡轮机包括与转子叶片数目相同的翼型体。典型地，每个翼型体都与邻近的转子叶片相关联，用于增大其气动升力。示例性风力涡轮机10包括三个转子叶片22和三个翼型体120。备选地，如图12所示，可以预期包括两个叶片1222和两个翼型体1224的风力涡轮机1200。
通过将相应的翼型体根部122在多个翼型负载传递区域126连接至毂20，翼型体120与毂20实现配合。翼型负载传递区域126可以包括毂负载传递区域和翼型负载传递区域(二者均未在图1中示出)。在翼型体120上产生的负载(例如静态负载或动态负载)典型地通过翼型负载传递区域126传递至毂20。如在下文中进一步讨论的，根据一些实施例，翼型体120可以通过连接系统124(见图3)连接至毂20，连接系统124构造成用于将翼型体根部122连接至毂20，使得可以对翼型体120与转子叶片22之间的相对位置进行调节。
根据本说明书的实施例，翼型体120的气动外形构造成用于增大多个转子叶片22中的至少一个的内部166(示于图2中)的气动升力。具体而言，在风力涡轮机的操作过程中，翼型体120中的一个与相关联的转子叶片120之间的相对位置是固定的，使得当转子18旋转时，这一翼型体使相关联的转子叶片周围的风的流动产生变化，从而使相对于不具有这种翼型体的风力涡轮机10的构造，该转子叶片的气动升力是增大的。相关联的转子叶片一般而言是沿与转子18的旋转相反的方向邻近这一翼型体120的转子叶片。
就其构造而言，气动外形可以由使得能够对根据本说明书的实施例的翼型体进行设计的任何合适的方法进行预确定。例如，可以使用适当的模拟方法或半经验方法来计算翼型体对相关联的转子叶片的影响。例如，可以假设翼型体和相关联的转子叶片形成多元件翼型，其中翼型体构成薄翼型(thin airfoil)而转子叶片构成厚翼型(thickairfoil)。可以通过适当地使用例如下列文章中所述的计算方法来研究这种薄翼型体对这种厚翼型体的影响：Gaunaa等人的“Thick Airfoils &High Lift”，以及
Figure BSA00000647882300131
等人的“Prediction of Multi Element AirfoilsWith the EllipSys Code”(两篇文章都公布在“Research in AeroelasticityEFP-2007-II”，
Figure BSA00000647882300132
-R-1698，2009年6月，ISBN 978-87-550-3759-5，pp.95-113中)。这些公布的内容通过引用的方式结合在本说明书中，其中，本申请与所引用的内容是一致的，具体而言在于描述如何预测升力增大的那些部分。
根据本说明书的特定实施例，由于根据本说明书的实施例的翼型体的影响，转子叶片的内部的气动升力的增大可以是至少200％，或者更具体地，可以是至少250％，或者甚至更具体地，可以是至少300％。典型地，作用在根据本说明书的实施例的风力涡轮机的转子叶片上的最大升力系数(Lmax，tot/Lmax，sin gle)是至少2.0，或者更具体地，是至少2.25，或者甚至更具体地，是至少2.5。
根据本发明的实施例，至少一个翼型体设置成风力涡轮机的一部分，或者更具体地，设置成气动组件的一部分，翼型体包括气动外形。如图所示，翼型体120的气动外形典型地构造成用于增大转子叶片22的至少一个内部的气动升力。根据本说明书的实施例，转子叶片22的内部指其接近叶片根部(即接近毂20)的部分。风力涡轮机中的翼型体中的每一个的气动外形都典型地构造成用于增大与其相关联的转子叶片的至少一个内部的气动升力。根据本说明书的实施例，气动升力的增大对应于其实质增大。根据本说明书的实施例，例如但不限于此，由于相关联的翼型体，气动外形构造成用于使相关联的转子叶片的内部的气动升力增大至少50％，或者更具体地，增大至少100％，或者甚至更具体地，增大至少150％。一般而言，转子叶片的其上的升力通过相关联的翼型体增大的部分的范围可以取决于翼型外形、相对的叶片-翼型位置(具体而言，相对角度)、风力涡轮机的偏航角度和/或例如风速的具体风况。
应当理解，转子叶片22的其上升力通过相关联的翼型体增大的内部，不一定必须是邻近毂20的转子叶片端部。例如，该内部可以在转子叶片22的中间部内延伸。图2示出了转子叶片22的内部166，其上的升力增大受到翼型体120的接近的影响。在示例性实施例中，翼型体120设计成使得内部166并不延伸至毂20。备选地，其上的升力增大的内部166可以基本延伸至毂20上。翼型体120形成气动组件118的一部分。
转子叶片22的内部可以包括总体叶片长度的至少25％，或者更具体地，包括至少其33％，或者甚至更具体地，包括其50％。
一般而言，翼型体的纵向长度，在其它因素之中，确定气动升力在转子叶片内部上受到影响的范围。根据典型实施例，翼型体120的纵向长度等于或小于转子叶片22的纵向长度。例如但不限于此，翼型体120的纵向长度可以小于转子叶片22的纵向长度的大约1/3，或者更具体地，小于其大约1/4，或者甚至更具体地，小于其大约1/5。本发明中的术语“基本”应当理解成表示近似、接近或者恰好是特定的状态或值，包括例如小于20％的偏差，或者更具体地小于10％的偏差，或者甚至更具体地，小于5％的偏差的偏差。
在示例性实施例中，翼型体120在这样的位置连接至毂20：该位置位于转子叶片22连接至毂20的位置的上风向。例如但不限于此，翼型体120可以在这样的位置连接至毂20：该位置沿水平方向以合适的距离自转子叶片22连接至毂20的位置进行移位(displaced)。具体而言，根据特定实施例，翼型体120设置在这样的平面：该平面平行于设置转子叶片的竖直平面、并且位于设置转子叶片的竖直平面的上风向。备选地，翼型体120连接至毂20的位置可以处于与设置转子叶片22的基本相同的竖直平面。
翼型体120在有利于翼型体120对相关联的转子叶片22上的升力增大产生影响的任何合适的位置连接至毂20。例如，翼型体120可以在这样的相应的位置连接至毂20：该相应的位置相对于毂20的旋转轴线30自其相关联的转子叶片的叶片根部24进行小于90°的移位，或者更具体地，小于其60°，甚至更具体地，小于其30°。
翼型体120包括能够使风力涡轮机10如本说明书所述地起作用的任何合适的材料。具体而言，翼型体材料选择成用于提供所需的强度重量比、疲劳寿命和刚度，并且有利于形成具有特定所需形状的翼型体120。例如但不限于此，翼型体120可以包括玻璃纤维复合材料和/或碳纤维复合材料(例如但不限于GFRP或CFRP)和/或木复合材料。翼型体120可以相比转子叶片22具有相同材料。
根据至少一些本说明书的实施例，在风力涡轮机10的操作过程中，翼型体120与转子叶片22之间的相对位置是固定的。在这些实施例中，可能需要卸除固定件用于改变这一相对位置。此外，这可能意味着风力涡轮机10的关闭。
例如，翼型体120可以通过设置在翼型负载传递区域126的任何合适的固定装置在翼型体根部122连接至毂20，该固定装置使毂20能够适当地支承翼型体120。具体而言，这些固定装置可以包括钢螺栓(未示出)，该钢螺栓既能够沿轴向方向嵌入到翼型体材料中，也能够径向对齐以通过翼型体周界。
对于一些具体应用而言，会期望以这样的方式将翼型体120连接至毂20：使得可以对翼型体120与转子叶片22之间的相对位置进行调节而无需关闭风力涡轮机10。根据示于例如图3至图5的一些实施例，风力涡轮机10进一步包括连接系统124，所述连接系统124构造成用于将翼型体根部122连接至毂20。连接系统124适于：a)在转子18的旋转过程中固定翼型体120与转子叶片22之间的相对位置；以及b)调节翼型体120与转子叶片22之间的相对位置。具体而言，连接系统124可以适于在风力涡轮机10的操作过程中对这一相对位置进行调节，甚至在转子18的旋转过程中对这一相对位置进行调节。因此，一般而言无需关闭风力涡轮机10以用于调节翼型体120。以这种方式，通过调节翼型体120的位置用于优化翼型体120对转子叶片22的影响、而无需危害风力涡轮机10产生的功率，本说明书的实施例有利于响应变化的风况。
对这一相对位置进行调节一般而言包括对形成在翼型体12中的至少一个和沿与转子旋转相反的方向邻近至少一个翼型体的转子叶片之间的角度进行调节。即，连接系统124可以适于在风力涡轮机10的操作过程中改变翼型体120与相关联的转子叶片之间的相对角度，甚至在转子18的旋转过程中改变翼型体120与相关联的转子叶片之间的相对角度。改变这一相对角度一般而言有利于对相关联的转子叶片上的气动升力进行控制。
如本说明书所使用的，形成在翼型体与转子叶片之间的角度应当理解成由翼型体的纵向轴线与转子叶片的纵向轴线形成的角度。根据典型实施例，通过使翼型体相对于并且围绕翼型体连接至毂20的位置旋转，这一角度发生变化。图4是示例性风力涡轮机10的一部分的示意图，具体而言，是沿旋转方向140可旋转的转子18的示意图。图4示出了相对于相关联的转子叶片422将翼型体120从初始翼型位置调节至经过调节的翼型位置。在初始位置，翼型体120与相关联的转子叶片422形成角度β。在经过调节的位置，翼型体120与相关联的转子叶片422形成角度β。因此，相关联的转子叶片422上受到经过调节的翼型体120影响的升力增大发生变化。如上文所阐述的，应当注意到，角度β和β被认为是形成在翼型体120的纵向轴线164与相关联的转子叶片422的纵向轴线162之间的角度和形成在翼型体120的纵向轴线164’与相关联的转子叶片422的纵向轴线162之间的角度。
图3是另一个示例性风力涡轮机的一部分的示意图，其中示出了翼型体120与转子叶片22之间为零角的情况。一般而言，转子叶片22上受到翼型体120影响的升力随着相对角度的增大而减小。如图3所示，零角构造一般而言对应于其中受翼型体影响的升力增大最大化的构造。除此之外，存在临界角，从该临界角开始，翼型体120不对转子叶片22上的实质升力增大产生影响。根据一些实施例，翼型体可以嵌入在相关联的转子叶片上，使得叶片上的实质升力增大不受翼型体的影响。
图8显示了一示意图，该示意图示出了取决于相关联的翼型体120的位置812的示例性风力涡轮机10的转子叶片22上受到相关联的翼型体120影响的升力增大802的变化800。在示例性实施例中，当位于区域806中时，翼型体120不对实质升力增大产生影响(即，升力增大802基本为零)，其中翼型体120嵌入在转子叶片22中。当处于邻近并且平行于转子叶片22(见图3)的位置810时，翼型体120对最大升力增加804产生影响，从而与其形成一个零度的角。当这一角度增大(即沿位置810与临界角位置814之间的区域)时，升力增加802可能减小。典型地，当这一角度等于或大于合适的临界角814时，升力增大802基本为零。
一般而言，在风力涡轮机10的操作过程中，对翼型体120进行调节以响应变化的风况。例如，在风速相对较低时，通过适当地定位翼型体对叶片升力的增大产生影响是总体有利的。因此，在这种风态下，风力涡轮机10的功率输出是总体增加的。但是，当风速相对较高时，风力涡轮机10达到其标称功率输出(normal power output)，一般而言通过对转子叶片22适当地进行变桨来保持该标称功率输出。在该后一风态(wind regime)下，一般而言不再需要叶片升力的增大、并且翼型体定位在一个临界角或者嵌入在相应的转子叶片中，使得实质升力增大不受影响。此外，如下文所述，对比其它的风力涡轮机，本说明书的实施例可以有利于作用在转子叶片22上的最大推力(maximal thrust)的减小。
图6是示出了风力涡轮机10的不同操作区的图。图6中的图示出了对应于风力涡轮机相对于变化的风速624所产生的功率620的变化的功率曲线606和608。此外，图6中的图示出了对应于推力620相对于变化的风速624的变化的推力曲线(thrust curves)628和630。
功率曲线606对应于风力涡轮机10的功率输出。功率曲线608对应于未使用根据本说明书的实施例的翼型体120的另一个风力涡轮机。风力涡轮机10可以在翼型体120对转子叶片22上的升力增大产生影响的操作区602中进行操作，或者备选地，在翼型体120不对转子叶片22上的实质升力增大产生影响的操作区604中进行操作。如图6中的图所示，当功率620小于额定功率值(rated power value)626时，风力涡轮机10在操作区602进行操作(即，具有升力增大)，而当功率620基本处于额定功率值626时，风力涡轮机10在操作区604进行操作(即，不具有升力增大)。一般而言，在操作区604，对转子叶片适当地进行变桨，用于将风力涡轮机10的功率输出保持在额定功率值626。
如功率曲线606和608所示，对比未使用根据本说明书的实施例的翼型体120的风力涡轮机，由于操作区602中的升力增大，风力涡轮机10产生较高功率输出。例如，对于这样的风力涡轮机10的构造，可以实现整体能量捕获的2.7％的增加，其中该风力涡轮机10具有长度为转子叶片22的长度的1/3的翼型体120。
推力曲线628对应于作用在风力涡轮机10的转子叶片22上的推力。推力曲线630对应于未使用根据本说明书的实施例的翼型体120的另一个风力涡轮机中的推力。考虑到转子叶片22上受到影响的升力增大，翼型体120可以有利于对风力涡轮机10进行操作，其中通过转子18来捕获气流是更加有效的。如推力曲线628和630所示，对比未使用根据本说明书的实施例的翼型体120的另一个风力涡轮机，这一较高效率反映在风力涡轮机10的推力减小上。具体而言，对比另一个风力涡轮机，在风力涡轮机10的操作中达到的最大推力可以通过实施翼型体120得到显著减小。应当注意到，这种推力减小可以有利于持续减少作用在转子18上的最大负载。因此，可以增加转子18的操作寿命，并且具体而言增加转子叶片22的操作寿命。此外，可以降低转子18的部件的负载要求。这些潜在的优点可以转化成显著的成本降低。
如图5所示并且根据典型实施例，连接系统124包括驱动系统131，所述驱动系统131适于对翼型体120的位置进行调节。根据一些实施例，翼型体120的位置可通过驱动系统131调节至一个翼型体120不会在相关联的转子叶片上产生气动升力的实质升力增大的位置。如上文所提到的，这一位置可以对应于临界角，或者对应于翼型体120嵌入在相应的转子叶片22上的位置。
根据典型实施例，并且如图3至图5所示，连接系统124是邻近毂20的铰链，并且翼型体根部122在连接系统124连接至毂20。铰链典型地构造成用于使翼型体120或其一部分在平行于转子18旋转平面的平面(即，垂直于图1中的旋转轴线30的平面)中进行旋转。根据备选实施例，连接系统124可以是一个处于翼型体120中的一个翼型体的中间位置的铰链，例如但不限于，翼型体延伸翼型体长度的1/3的内部中的位置。一般而言，驱动系统131通过轴系统操作性地进行连接，用于对翼型体120的位置的调节产生影响。
控制系统36可以操作性地与连接系统124相关联，并且具体而言与驱动系统131相关联，用于调节翼型体120相对于转子叶片22的位置。根据一些实施例，翼型体120中的每一个都操作性地连接至相应的铰链，使得可以对其位置单独进行调节。
备选地，所有的翼型体120都可以连接至例如但不限于齿轮箱(未示出)的普通机构，用于同时调节翼型体120的位置。例如，毂20可以包括转子叶片22连接至其上的第一毂部(未示出)和翼型体120连接至其上的第二毂部(未示出)。在风力涡轮机10的正常操作过程中，两个毂部都可以在由风撞击在转子叶片22上引起的毂20的旋转过程中相对于彼此保持固定。为了调节相对的叶片-翼型位置，第二毂部可以通过驱动机构在第一毂部的上方进行旋转。第二毂部可以沿顺时针或逆时针方向在第一毂部上方进行旋转，用于调节相对的叶片-翼型位置。
根据本说明书的实施例，风力涡轮机10包括三个转子叶片，并且形成在翼型体120与其相关联的转子叶片之间的角度可在大约0到60度之间进行调节。备选地，风力涡轮机可以包括两个转子叶片，并且形成在翼型体120与其相关联的转子叶片之间的角度可在大约0到90度之间进行调节。
根据特定实施例，翼型体120可围绕翼型体变桨轴线进行旋转，该轴线总体与翼型体120的纵向轴线164(见图3和图4)重合。具体而言，除了叶片桨距，翼型体120的桨距角，即判定翼型体120相对于风的方向28的投影的角度可以通过桨距调节系统32进行改变，以通过调节至少一个翼型体120相对于风矢量的角位置对相关联的转子叶片上的升力增大进行控制。备选地，可以通过独立于桨距调节系统32进行操作的特别专用的调节系统对翼型体120的桨距角进行调节。
根据风力涡轮机10的具体构造，朝向顺浆位置移动翼型体120可以加强或减弱翼型体对其相关联的转子叶片的影响。根据具体的翼型，翼型体120沿特定方向的小变桨可以增大总体升力。其较大变桨可能导致翼型体120的停转。在示例性实施例中，控制系统36对翼型体120中的每一个翼型体的翼型体桨距单独进行控制。备选地，控制系统36可以同时控制所有翼型体120的翼型体桨距。
通过撞击风使翼型体120负载可能是至少一些应用中的问题，尤其是考虑到翼型体自由端138。此外，撞击风可能对翼型体120的明显偏移产生影响，从而不期望地减少翼型体对其相关联的转子叶片的影响。因此，本发明的实施例包括以这样的方式构造翼型体120：使得翼型体120远离毂20的端部可以通过相关联的转子叶片进行支撑。
图5示出了根据本说明书的实施例的另一个示例性风力涡轮机的转子18的这种构造。在示例性实施例中，翼型体120由两个细长构件形成：接近毂20并且通过连接系统124连接至其上的内细长构件144；以及通过接头134可移动地连接至内细长构件144的外细长构件142。具体而言，接头134用于可移动地连接翼型体120的自由端138，该自由端138远离翼型体根部122，使得自由端138能够连接至相关联的转子叶片22。接头134可以连接至或包括驱动系统131，用于调节内细长构件144与外细长构件142之间的相对位置。
通过这样的方式对示例性实施例中的翼型体120进行构造：使得外细长构件142的至少一部分能够接触转子叶片22的风撞击其上的侧面。因此，翼型体120的两端可以由相关联的转子叶片进行支撑，以利于翼型体120的机械稳定性。典型地，翼型体120的主要负载通过连接系统124传递至毂20。
可以对外伸长构件142的长度进行选择，使得能够对翼型体的两个细长构件的位置进行适当地调节。例如，外细长构件142的长度可以是总体翼型体长度的至少30％，或者更具体地，是其至少15％，或者甚至更具体地，是其5％。此外，外细长构件142可以由伸缩元件构成，使得其长度可以进行调节。典型地，构造成用于对相关联的转子叶片上的升力增大产生影响的气动外形包括在内细长构件144中。备选地，内细长构件144和外细长构件142都可以包括构造成用于对相关联的转子叶片上的升力增大产生影响的气动外形。
一般而言，根据本说明书的实施例的翼型体可以包括通过多个接头彼此顺序连接的多个细长构件。具体而言，这些细长构件可以构造成使得翼型体的几何形状可以进行变化，以便改变相关联的转子叶片上的升力增大。备选地或者除此之外，这些细长构件可以构造成使得翼型体的端部可以如上文所述地连接至相关联的转子叶片。
图13示出了这种实施例的另一个示例。图13示意性地示出了风力涡轮机转子的一部分。在示例性实施例中，翼型体120包括多个细长构件，具体而言，包括内细长构件1304、中间细长构件1306和外细长构件1308。这些构件如上文所述地通过接头134可移动地彼此连接。构造成用于对相关联的转子叶片22上的升力增大产生影响的气动外形可以设置在这些构件的一个或多个中，例如但不限于中间细长构件1306。在示例性实施例中，外细长构件1308连接至夹紧构件1310。夹紧构件1310与相关联的转子叶片22的前缘128互补地形成。夹紧构件1310可以适于在转子叶片22的前缘128上进行滑动，即沿方向1302进行滑动。因此，可以实现高度稳定并且可构造的翼型体120，以利于对转子叶片22上的升力增大进行控制。
如图5中示例性地示出的，转子叶片22包括前缘128，前缘128包括对接元件(docking element)130。前缘128在本说明书中应当理解成转子叶片22的在转子18的旋转过程中在前移动的边缘。对接元件130与翼型体120的自由端138互补地形成。翼型体120的自由端138是远离翼型体根部122的端部，翼型体根部122是翼型体120的外部的端部。对接元件130可以是与翼型体120的自由端138互补地形成的转子叶片22中的凹口。该凹口可以形成成具有气动外形，使得转子叶片22的气动性能不会被危害。备选地，对接元件130可以是构造成用于将翼型体120的自由端138固定至相关联的转子叶片的夹紧元件。
根据典型实施例，翼型体120可以实施成形成气动组件118。可以在组装风力涡轮机10的其它元件时同时对气动组件118的元件进行组装。备选地，可以对气动组件118进行设计和组装用于先前建造的风力涡轮机。具体而言，可以以模块化方式对气动组件118进行构造，使得其能够在先前建造的风力涡轮机中进行组装。图9示出了用于在例如风力涡轮机10中使用的示例性气动组件118。
示例性气动组件118包括翼型体120，所述翼型体120包括翼型体根部和用于将翼型体根部连接至毂20的连接系统124。如上文所述的，连接系统124适于：a)在转子18的旋转过程中固定翼型体120与转子叶片22之间的相对位置；以及b)调节翼型体120相对于转子叶片22的位置。典型地，翼型体120包括构造成用于增加转子叶片22的内部166(见图2)的气动升力的气动外形156。气动组件118可以包括夹紧件用于连接至风力涡轮机10。
根据可以与本说明书所述的任何实施例相结合的一些实施例，翼型体120包括翼尖装置(wingtip device)132用于减小翼型体120的自由端138的气动阻力(aerodynamic drag)。自由端138是翼型体120的远离翼型体根部的端部。典型地，翼尖装置132可以构造成用于减小翼型体120的自由端对转子叶片22的影响。这有利于实施气动组件118而不会危害/牺牲转子叶片22的气动性能和/或风力涡轮机10的功率输出。
类似地，如图5所示，气动组件118的翼型体120可以包括相对于彼此可移动的不同的部分。翼型体120可以包括一个或多个接头134用于可移动地连接不同的翼型体部分，使得翼型体120的自由端138可相对于翼型体根部进行移动。因此，如上文所述，翼型体120的形式可适于特定条件，和/或有利于在组件118安装在风力涡轮机上时通过相关联的转子叶片对自由端138进行支撑。
图10示意性地示出了组装图1所示的风力涡轮机的方法1000。方法1000包括将翼型体120设置在转子18中的步骤1002，翼型体120包括气动外形156和翼型体根部122。翼型体120设置在转子18中，使得其在翼型体根部122连接至毂20。如上文所述，典型地，气动外形156构造成用于增大一个相关联的转子叶片的至少一个内部的气动升力。
方法1000可以包括在毂20上设置连接系统124的步骤1004，连接系统124构造成用于将翼型体根部122连接至毂20。此后，翼型体120可以通过连接系统124在翼型体根部122连接至毂20。
本发明还预期了对风力涡轮机进行控制的方法。图11示出了对示例性风力涡轮机10进行控制的方法1100。这种控制方法可以包括获取风力涡轮机的至少一个操作参数的步骤(例如，通过对其进行测量)。例如，方法1100可以包括对接近风力涡轮机10的风况进行测量、和/或对风力涡轮机参数进行测量的步骤。这种控制方法还进一步包括对风力涡轮机的所述一个操作参数进行评估的步骤。例如，方法1102可以进一步包括一个对比测量所得的风况和/或风力涡轮机参数与预定值的步骤1104。备选地或除此之外，步骤1104可以包括对测量所得的风况和/或测量所得的风力涡轮机参数进行评估的步骤。例如但不限于此，可以对风力涡轮机10的功率输出进行测量和评估，用于确定风力涡轮机10产生的功率是否超过预定值。
这种控制方法可以进一步包括对风力涡轮机的至少一个部件进行调节的步骤，用于对受到翼型体中至少一个翼型体影响的至少转子叶片的内部的气动升力的增大进行调整。例如，方法1100可以进一步包括一个额外的步骤1106，在该步骤中基于对比/评估步骤1104的结果对翼型体120相对于转子叶片22的位置进行调节。例如，可以对形成在翼型体中一个翼型体与相关联的转子叶片22之间的角度进行调节以用于调整升力增大。此外，可以将翼型体120的位置调节至其不对转子叶片22上的实质升力增大产生影响的位置，使得风力涡轮机10如上文所述地在操作区604进行操作。备选地或除此之外，方法1100可以进一步包括一个额外的步骤，在该步骤中对翼型体120中的至少一个的形状进行修改，以调整转子叶片120中一个转子叶片的至少一个内部的气动升力的增大。例如，可以通过改变细长构件1304、1306和/或1308与彼此的相对位置对图13中所示的翼型体120的形状进行修改。在这样的控制方法中，可以通过驱动系统(例如，驱动系统130)影响翼型体的位置调节，该驱动系统直接连接至翼型体根部。可以通过与图13所示的翼型体120的接头134相关联的驱动系统对翼型体120的形状进行修改。
上文中对用于风力涡轮机的系统和方法的示例性实施例进行了详细描述。该系统和方法并不限于本说明书所述的具体实施例，相反，可以相对于本说明书所述的其它部件和/或步骤独立地并且单独地使用所述系统的部件和/或所述方法的步骤。
如本说明书所使用的，“一个”、“至少一个”以及“一个或多个”可以互换使用。
尽管本发明的各个实施例的具体特征可能会示于一些附图中而未示于其他附图中，但这仅仅是为了方便起见。根据本发明的原理，一个附图中的任何特征都可以结合任何其它附图的任何特征进行参考以及/或者要求保护。
本说明书使用示例对本发明进行了公开，其中包括最佳方式，并且还使本领域技术人员能够实施本发明，其中包括制造和使用任何装置或系统并且执行所包含的任何方法。尽管本说明书已经公开了多个具体实施例，但是本领域技术人员将认识到，权利要求的精神和范围允许同等有效的改型。特别是，本说明书所述的实施例的互相不排它的特征可以彼此结合。本发明的专利范围通过权利要求进行限定，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其他示例。如果这些其它的示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果这些其它的示例包括与权利要求的字面语言没有实质区别的等同结构元件，则期望这些其它的示例落入权利要求的范围中。

Claims (10)

1.一种风力涡轮机(10)，其包括：
一个转子(18)，所述转子(18)包括一个可旋转的毂(20)和多个转子叶片(22)，所述多个转子叶片(22)中的每一个都连接至所述毂(20)；以及
至少一个翼型体(120)，所述至少一个翼型体(120)包括一个气动外形(156)和一个翼型体根部(122)；
其中，所述气动外形(156)构造成用于增大转子叶片(22)的至少一个内部的气动升力；并且
所述至少一个翼型体(120)在所述翼型体根部(122)连接至所述毂(20)。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述风力涡轮机(10)进一步包括构造成用于将所述翼型体根部(122)连接至所述毂(20)的连接系统(124)，例如驱动系统(124)，所述连接系统(124)适于：
在所述转子(18)的旋转过程中固定所述至少一个翼型体(120)与所述多个转子叶片(22)之间的所述相对位置；以及
调节所述至少一个翼型体(120)相对于所述多个转子叶片(22)的位置，用于对一个转子叶片(22)的至少一个内部的气动升力的增大进行调整。
3.根据权利要求2所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述连接系统(124)进一步包括一个驱动系统(130)，所述驱动系统(130)适于固定所述相对位置、并且调节所述至少一个翼型体(120)的位置。
4.根据权利要求3所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，在所述转子的旋转过程中，所述至少一个翼型体(120)的位置可通过所述驱动系统(130)调节至这样一个位置：在该位置，所述至少一个翼型体(120)不会在沿与转子旋转相反的方向邻近所述翼型体(120)的所述转子叶片(22)上引起气动升力的实质升力增大。
5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述气动外形(156)构造成用于在所述至少一个翼型体的影响下使所述转子叶片(22)的内部的所述气动升力增大至少150％。
6.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述至少一个翼型体(120)的纵向长度小于所述多个转子叶片(22)的最大纵向长度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述至少一个翼型体(120)在这样一个位置连接至所述毂(20)：该位置处于所述多个转子叶片(22)连接至所述毂(20)的位置的上风向，或者处于与所述多个转子叶片(22)连接至所述毂(20)的位置相同的竖直平面中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机(10)，其特征在于，所述至少一个翼型体(120)包括一个接头(134)，所述接头(134)用于可移动地连接远离所述翼型体根部的所述翼型体(120)的自由端部，使得所述自由端部能够是可移动的，以使其和所述沿与转子旋转相反的方向邻近所述至少一个翼型体(120)的转子叶片(22)相连接。
9.一种组装风力涡轮机(10)的方法，所述风力涡轮机包括一个转子(18)、一个可旋转的毂(20)和多个转子叶片(22)，所述多个转子叶片(22)中的每一个都连接至所述毂(20)，所述方法包括以下步骤：
将至少一个翼型体(120)设置在所述转子中，所述至少一个翼型体(120)包括一个气动外形(156)和一个翼型体根部(122)，使得所述至少一个翼型体(120)在所述翼型体根部(122)连接至所述毂(20)；
其中，所述气动外形(156)构造成用于增大一个转子叶片(22)的至少一个内部的气动升力。
10.一种用于与风力涡轮机(10)一起使用的气动组件(118)，所述风力涡轮机(10)包括一个转子(18)、一个可旋转的毂(20)和多个转子叶片(22)，所述多个转子叶片(22)中的每一个都连接至所述毂(20)，所述气动组件(118)包括：
至少一个翼型体(120)，所述至少一个翼型体(120)包括一个翼型体根部(122)；以及
一个连接系统(124)，所述连接系统(124)用于将所述翼型体根部(122)连接至所述毂(20)，所述连接系统(124)包括一个驱动系统(130)，所述连接系统适于：
在所述转子(18)的旋转过程中固定所述至少一个翼型体(120)与所述多个转子叶片(22)之间的相对位置；以及
调节所述至少一个翼型体(120)相对于所述多个转子叶片(22)的位置。
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