帶有s型葉尖小翼的水平軸風力機的製作方法

2023-12-11 23:38:52 1

專利名稱：帶有s型葉尖小翼的水平軸風力機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及風力發電設備，特別是一種帶有s型葉尖小翼的水平軸風力機。更具體的講是涉及一種具有自動失速調節功能，且能夠改善風力機風輪氣動特性、結構動 態特性、葉片表面動載荷分布、葉尖渦脫落頻率及降低風輪輻射噪聲的水平軸風力機葉 尖s型小翼裝置。
背景技術：
風能作為一種清潔的可再生能源在未來的能源系統中將發揮重要作用。近十多年來，世界風力發電以年增長率30%左右高速發展。在我國，風力機技術研究也獲得了較 快的進展，先後研製了百千瓦級至兆瓦級的一系列大中型併網型風電機組，其中部分機 組己實現商品化。目前己經公開與實用新型相近的專利文獻，如JP2004084590 、 CN1308594C、 CN2270125Y 、 US4362469、 US4093402A 、 US4003676A，在這些文獻中小翼大多採用與 風輪葉片相同的翼型，改變了風力機的尾跡流場的分布及葉尖的環量分布，減小了誘導 阻力，提高風力機的效率，但文獻中小翼由於採用的是翼型，所以結構較複雜、工序多、 製作成本高、安裝困難， 發明內容本實用新型的目的在於針對現有風輪葉尖小翼的結構複雜、加工難度大，製作成本高、安裝困難等技術不足，提供了一種帶有s型葉尖小翼的水平軸風力機，該s型小翼能改善該實用新型中風力機風輪的失速特性、氣動特性、結構動態特性、葉片表面動載 荷分布及降低風輪輻射噪聲的，使風力機節約能源，提高效率。本實用新型目的實現由以下技術方案完成本實用新型包括葉片5、輪轂6、機艙7、塔座8，風輪上葉片的葉尖處設置有小 翼，其特徵在於，葉尖小翼4呈平板型並近似於三角形，斜邊部分S呈波浪狀；所述的 呈波浪狀的小翼曲線斜邊S為圓弧過渡，圓弧設計角a =30° -45° ;所述的小翼l的安 裝面M與葉尖翼型斷面重合，前緣直邊L安裝點位於葉尖翼型前緣點a處，安裝面折邊 B長度為葉尖翼型弦長c的0. 7-0. 9倍，前緣直邊L長度為安裝面折邊B長度的0. 9-1. 2倍，後張角0=35° -55° ;所述的小翼l的板材的厚度為葉尖翼型最大厚度的0.1-0.4 倍；所述的S型葉尖小翼4的材料為平板型木材或玻璃鋼或強化鋁板。
本實用新型的優點是在不對原有風力機結構參數進行改動的前提下，通過在風力機 葉尖處簡單安裝S型葉尖小翼來改善風力機的綜合性能。本實用新型中的S型葉尖小翼 在以上功能基礎上還使該實用新型的風力機具有自動失速調節功能、改善了風力機的結 構動態特性，改變風輪工作時的動頻曲線走向，使其有脫離轉速共振區的趨勢、改善了 葉片表面動載荷分布、葉尖渦脫落頻率及降低了風輪輻射噪聲。並且本實用新型中的S 型葉尖小翼結構簡單、工藝流程短、工序少、製作成本低、安裝簡便。

圖1為本實用新型的水平軸風力機整體結構示意圖 圖2為本實用新型S型葉尖小翼的結構示意圖
圖3為本實用新型S型葉尖小翼的安裝部位示意圖 圖4為本實用新型安裝A-A剖面示意圖
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型的技術方案作進一步描述 如附圖1 4示意，圖中的標號分別表示1、 2、 3—圓弧中心點、4-小翼、5-風
力機葉片、6-輪轂、7-機艙、8-塔架、9-葉片吸力面、10-葉片壓力面、I-來流
方向、II-風力機旋轉方向、L一前緣直邊、S —流線形斜邊、B—安裝面折邊、a—圓
弧設計角、R—圓弧半徑、rl、 r2 —過渡半徑、M-安裝面、I-為來流方向、P-後張角、
a-翼型前緣點、b-翼型後緣點、c-葉尖翼型弦線。
本實用新型實施例的整體結構如圖l所示，主要由葉片5、輪轂6、機艙7、塔座8 組成。其中機艙4中有風輪傳動裝置、發電機、調整裝置及其電氣調向機構、電氣控制 設備、液壓泵等。本實用新型包括葉片5、輪轂6、機艙7、塔座8,風輪上葉片的葉 尖處設置有小翼，葉尖小翼4呈平板型並近似於三角形，斜邊部分S呈波浪狀；所述的 呈波浪狀的小翼曲線斜邊S為圓弧過渡，圓弧設計角a =35° 、後張角0=35°;所述的 小翼1的安裝面M與葉尖翼型斷面重合，前緣直邊L安裝點位於葉尖翼型前緣點a處， 安裝面折邊B長度為葉尖翼型弦長c的0. 9倍，前緣直邊L長度為安裝面折邊B長度的 l倍。製作該小翼板材的厚度為葉尖翼型最大厚度0.3倍。圓弧中心點3為1、 2兩點的 中點，小翼的圓弧半徑R，過渡半徑rl、 r2為圓心在邊線上使小翼端點和圓弧R相切的 圓弧。其中，1點為圓弧設計角度線與小翼邊線的交點，2點為圓弧設計角度線與以0點為圓心。該S型小翼在外形上沿來流方向向後折，不對原有風力機結構參數進行改動 的前提下，通過在風力機葉尖處安裝該S型葉尖小翼，並選取合適的小翼參數範圍，可 以改善風力機風輪的綜合性能。S型葉尖小翼(4)的材料為平板型木材或玻璃鋼或強化 鋁板。S型小翼的位置在風力機葉片葉尖處，沿來流方向向後折，安裝面折邊B與葉 尖翼型弦線重合，前緣直邊L安裝點位於葉尖翼型前緣點a處。雖然以上已經參照附圖按照本實用新型及實用新型目的構思和實施作了詳盡說明， 但本領域普遍技術人員可以認識到，在沒有脫離權利要求限定範圍的前提條件下，仍然 可以對本實用新型做出各種改進和變換，而這種改進和變換仍然應用屬於本實用新型的 保護範圍。
權利要求1、 一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風力機，包括葉片(5)、輪轂(6)、機艙(7)、塔座 (8)，風輪上葉片的葉尖處設置有小翼，其特徵在於，葉尖小翼(4)呈平板型並近似於三 角形，斜邊部分(S)呈波浪狀。
2、 根據權利要求1所述的一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風力機，其特徵是，所述的 呈波浪狀的小翼曲線斜邊(S)為圓弧過渡，圓弧設計角a =30° -45° 、後張角e 二35。 -55° 。
3、 根據權利要求1所述的一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風力機，其特徵是，所述的 小翼(l)的安裝面(M)與葉尖翼型斷面重合，前緣直邊(L)安裝點位於葉尖翼型前緣 點(a)處，安裝面折邊(B)長度為葉尖翼型弦長(c)的0.7-0.9倍，前緣直邊(L)長 度為安裝面折邊(B)長度的0.9-1.2倍。
4、 根據權利要求1所述的一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風力機，其特徵是，所述的 小翼(l)的板材的厚度為葉尖翼型最大厚度的0. 1-0. 4倍。
5、 根據權利要求1所述的一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風力機，其特徵是，所述的S 型葉尖小翼(4)的材料為平板型木材或玻璃鋼或強化鋁板。
專利摘要本實用新型涉及風力發電設備，特別是一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風力機。更具體的講是涉及一種具有自動失速調節功能，且能夠改善風力機風輪氣動特性、結構動態特性、葉片表面動載荷分布、葉尖渦脫落頻率及降低風輪輻射噪聲的水平軸風力機葉尖齒型小翼裝置。本實用新型包括葉片(5)、輪轂(6)、機艙(7)、塔座(8)，風輪上葉片的葉尖處設置有小翼，其特徵在於，葉尖小翼(4)呈平板型並近似於三角形，斜邊部分(S)呈波浪狀，近似於S型。本實用新型的優點是在不對原有風力機結構參數進行改動的前提下，通過在風力機葉尖處簡單安裝平板形齒型小翼來改善風力機的綜合性能。並且本實用新型中的葉尖齒型小翼採用平板型結構，結構簡單、工藝流程短、工序少、製作成本低、安裝簡便。
文檔編號F03D11/00GK201155424SQ20082005522
公開日2008年11月26日 申請日期2008年1月30日 優先權日2008年1月30日
發明者博 劉, 劉冬冬, 吳克啟, 汪建文, 韓曉亮, 高志鷹 申請人:內蒙古工業大學