帶有葉尖小翼的水平軸風力機的製作方法

2023-12-09 07:12:41

專利名稱：帶有葉尖小翼的水平軸風力機的製作方法
技術領域：
本發明涉及風力發電設備，特別是一種帶有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，其中部分機組已實現商品化。
目前已經公開與發明相近的專利文獻，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
本發明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，提供了一種帶有葉尖小翼的水平軸風力機，該小翼能改善該發明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。
本發明目的實現由以下技術方案完成
本發明包括葉片2、輪轂3、機艙4、塔座5，風輪上葉片的葉尖處設置有小翼l，葉尖小翼1呈平板型並近似於三角形，斜邊部分S呈梳子狀；近似於三角形的葉尖小翼的斜邊部分呈梳子狀，其每個梳齒的縱向截面呈三角形；小翼曲線斜邊S上的梳齒的齒頂角0=15°-卯°，齒的高度H為前緣直邊L長度的0.1-0.3倍，齒尖圓弧半徑R為齒的高度H的0.06-0.2倍；所述的葉尖小翼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，後緣直邊h沿翼弦c方向安裝於後緣點b附近；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，連接邊E長度為前緣直邊L為0.1-0.25倍，後張角P =35°-55°，後緣直邊h 長度為連接邊E長度的0.9-1.2倍；所述的葉尖齒型小翼l的材料為平板型木材或玻璃 鋼或強化鋁板。
本發明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。本發明中的葉尖齒型小翼由於氣 動力的作用及特殊齒形下，在滿足以上功能基礎上還使該發明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和葉尖脫落頻率、降低了風輪輻射噪聲。 並且本發明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。


圖1為本發明的水平軸風力機整體結構示意圖 圖2為本發明齒型小翼的結構示意圖 圖3為本發明葉尖齒型小翼的安裝部位示意圖 圖4為本發明葉尖齒型小翼安裝A-A剖面示意圖
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一歩描述
附圖1 4中的標號分別表示卜齒型小翼、2-風力機葉片、3-輪轂、4-機艙、 5-塔架、6-葉片吸力面、7-葉片壓力面、I-來流方向、II-風力機旋轉方向、B-安 裝面折邊、L-前緣直邊、h-後緣直邊、E-連接邊、H-齒高、0-齒形斜邊的頂角、S-齒型斜邊、R-齒尖圓弧半徑、M-安裝面、I-為來流方向、B-安裝面折邊、L-前緣直邊 h-後緣直邊、E-連接邊、H-齒的高度、0-齒頂角、a-翼型前緣點、b-翼型後緣點、c-葉尖翼型弦線、後張角。
本發明的整體結構如圖l所示，主要由葉片2、輪轂3、機艙4、塔座5組成。其 中機艙4中有齒輪傳動裝置、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。
本發明設計的小翼1安裝在葉片2的葉尖部分，安裝連接如圖3所示。小翼結構如圖2所示，材料可選用平板型木材或玻璃鋼或強化鋁板輕質材料製作。
本發明實施例包括葉片2、輪轂3、機艙4、塔座5，風輪上葉片的葉尖處設置有小
翼l，葉尖小翼1呈平板型並近似於三角形，斜邊部分S呈梳子狀；近似於三角形的葉 尖齒型小翼的斜邊部分呈梳子狀，其每個梳齒的縱向截面呈三角形；小翼曲線斜邊S上 的梳齒的齒頂角0=45°，齒的高度H為前緣直邊L長度的O.l倍，齒尖圓弧半徑R為 齒的高度H的0.15倍；所述的葉尖小翼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，後緣直邊h沿翼弦c方向安裝於後緣點b附近；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1 倍，連接邊E長度為前緣直邊L為0.2倍，後張角^=45°，後緣直邊h長度為連接邊E 長度的1倍；所述的葉尖齒型小翼1的材料為平板型木材或玻璃鋼或強化鋁板。安裝點 位於葉尖翼型前緣點a處，後緣直邊h沿翼弦d方向安裝於後緣點b附近。
雖然以上已經參照附圖按照本實用新型及發明目的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 以對本發明做出各種改進和變換，而這種改進和變換仍然應用屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種帶有葉尖小翼的水平軸風力機，包括葉片(2)、輪轂(3)、機艙(4)、塔座(5)，風輪上葉片的葉尖處設置有小翼(1)，其特徵在於，葉尖小翼(1)呈平板型並近似於三角形，斜邊部分(S)呈梳子狀。
2、 根據權利要求1所述的一種帶有葉尖小翼的水平軸風力機，其特徵是，近似於三角 形的葉尖小翼的斜邊部分呈梳子狀，其每個梳齒的縱向截面呈三角形。
3、 根據權利要求1或2所述的一種帶有葉尖小翼的水平軸風力機，其特徵是，小翼曲 線斜邊(S)上的梳齒的齒頂角0=15°-90°，齒的高度(H)為前緣直邊(L)長度的0.1-0.3 倍，齒尖圓弧半徑(R)為齒的高度(H)的0.06-0.2倍。
4、 根據權利要求1所述的一種帶有葉尖小翼的水平軸風力機，其特徵是，所述的葉尖 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，後緣直邊(h)沿翼弦(c)方向安裝於後緣點(b)附近；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，連接邊(E)長度為前緣直邊(L)為0.1-0.25倍，後張角0 =35°-55°，後緣直邊(h) 長度為連接邊(E)長度的0.9-1.2倍。
5、 根據權利要求1所述的一種帶有葉尖小翼的水平軸風力機，其特徵是，所述的葉尖 齒型小翼(l)的材料為平板型木材或玻璃鋼或強化鋁板。
全文摘要
本發明涉及風力發電設備，特別是一種帶有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。本發明包括葉片(2)、輪轂(3)、機艙(4)、塔座(5)，風輪上葉片的葉尖處設置有小翼(1)，葉尖小翼(1)呈平板型並近似於三角形，斜邊部分(S)呈梳子狀；本發明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小翼來改善風力機的綜合性能。並且本發明中的葉尖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F03D11/00GK101498276SQ200810033270
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月30日 優先權日2008年1月30日
發明者劉冬冬, 李振法, 汪建文, 高志鷹 申請人:內蒙古工業大學