一種帶有葉尖小翼的風力機葉片的製作方法
2023-12-09 07:18:31
一種帶有葉尖小翼的風力機葉片的製作方法
【專利摘要】本申請提出一種帶有葉尖小翼的風力機葉片，包括：葉尖、葉尖小翼；其中，所述葉尖小翼，進一步包括：尾翼連接部件、第一尾翼和第二尾翼；第一尾翼及第二尾翼同時與所述尾翼連接部件的一端相連構成燕尾結構，所述尾翼連接部件的另一端套合固定在所述葉尖上從而所述第一尾翼及第二尾翼分別與所述風力機葉片形成一夾角；並且第一尾翼位於所述風力機葉片的迎風面一側，第二尾翼位於所述風力機葉片的背風面一側，所述第一尾翼及第二尾翼均呈扁平結構並沿所述風力機葉片旋轉軌跡的切向延伸。本申請有效改善了風力機的氣動特性、表面載荷，降低葉尖損失和氣動噪聲。
【專利說明】—種帶有葉尖小翼的風力機葉片
【技術領域】
[0001]本申請涉及能源【技術領域】,尤其涉及一種帶有葉尖小翼的風力機葉片。
【背景技術】
[0002]風能作為一種清潔的可再生能源，在過去的十年中由於能源、環境、氣候問題得到了迅速的發展。顯然，風能的清潔性、可再生性及其大規模應用技術的日益成熟，使風力發電曰益成為新能源領域中除核能外，技術最成熟、最具開發條件和最有發展前景的發電方式。
[0003]一個典型的風力機組由轉子、輪轂、葉片、齒輪箱和動力傳動系統、發電機、功率調節裝置、軟體的控制和監測。雖然理論上風力機組的最大效率是59%，現代大型風力機由於採用了更多先進的空氣動力學效率設計的葉片，現代控制理論和使用更強大的電力系統組件，使得風力機組的性能一直在穩步增加。
[0004]然而，風力機實際運行時，葉尖受葉片本體帶動或風力等葉片的受風面的壓力較大。長期會使葉尖向葉片的背風面發生翻卷從而導致葉尖損失，葉尖損失會致使葉片不產生升力，大大影響風力機的工作效率。
【發明內容】
[0005]本申請的主要目的在於提供一種帶有葉尖小翼的風力機葉片，以解決現有技術存在的問題，葉尖小翼可作為葉片附加件安裝在現有風場風力機葉片上或新製造的葉片上，以達到提高發電效率、減少風場風力機尾跡幹擾的目的。其中:包括:葉尖、葉尖小翼；其中，所述葉尖小翼，進一步包括:尾翼連接部件、第一尾翼和第二尾翼；第一尾翼及第二尾翼同時與所述尾翼連接部件的一端相連構成燕尾結構，所述尾翼連接部件的另一端套合固定在所述葉尖上從而所述第一尾翼及第二尾翼分別與所述風力機葉片形成一夾角；並且第一尾翼位於所述風力機葉片的迎風面一側，第二尾翼位於所述風力機葉片的背風面一側，所述第一尾翼及第二尾翼均呈扁平結構並沿所述風力機葉片旋轉軌跡的切向延伸。
[0006]進一步地，所述第一尾翼/第二尾翼在翼梢處的翼弦線與在翼根處的翼弦線具有一扭轉夾角從而在所述翼梢處形成一扭轉結構，使得所述風力機葉片旋轉時所述第一尾翼/第二尾翼的翼根沿所述風力機葉片旋轉軌跡的切向切削空氣，而所述第一尾翼/第二尾翼的翼梢沿所述風力機葉片旋轉軌跡的切向阻隔空氣，從而減小葉尖損失及葉尖旋渦脫落結構以達到減輕風力機之間的尾跡幹擾。
[0007]進一步地，所述扭轉結構為由所述第一尾翼/第二尾翼的後緣向前緣扭轉，或者，由所述第一尾翼/第二尾翼的前緣向後緣扭轉。
[0008]進一步地，所述第一尾翼和風力機葉片的夾角與所述第二尾翼和風力機葉片的夾角不相等。
[0009]進一步地，所述第一尾翼與所述風力機葉片的夾角為45度-135度，所述第二尾翼與所述風力機葉片的夾角為45度-135度；所述第一尾翼/第二尾翼與所述風力機葉片的夾角處於45度至90度時，所述第一尾翼/第二尾翼反卷向所述風力機葉片的一側從而包裹住所述葉尖與尾翼連接部件；所述第一尾翼/第二尾翼與所述風力機葉片的夾角處於90度至135度時，所述第一尾翼和第二尾翼向遠離所述風力機葉片的一側伸出。
[0010]進一步地，所述第一尾翼與第二尾翼分別在沿所述風力機葉片旋轉軌跡的垂直切面上的投影之間具有一後掠角，所述第一尾翼及第二尾翼的前緣面朝向沿所述風力機葉片的旋轉方向，所述第一尾翼及第二尾翼的後緣背朝向沿所述風力機葉片的旋轉方向。
[0011]進一步地，所述第一尾翼的尺寸大於第二尾翼。
[0012]進一步地，所述尾翼連接部件具有一活動連接結構，所述尾翼連接部件通過所述活動連接結構與所述葉尖的活動安裝並進行拆換。
[0013]進一步地，所述活動連接結構具有與所述葉尖相適應的尺寸、形狀，所述尾翼連接部件的整體形狀為所述葉尖形狀的延伸。
[0014]進一步地，所述第一尾翼及第二尾翼的翼型剖面呈梭形結構。
[0015]本申請與現有技術相比顯著效果如下:
[0016]I)通過對風力機葉片的葉尖安裝葉尖小翼，實現對風力機氣動性能、運行安全、瞬態風載反應能力和抗極端載荷能力。
[0017]2)在本申請中針對葉尖損失安裝的葉尖小翼，可根據不同需求進行相應的更換，以適合在高風速或低風速時的不同應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1是現有技術的風力機結構框圖。
[0020]圖2是根據本申請實施例的葉尖小翼主視圖。
[0021]圖3是根據本申請實施例葉尖小翼沿風力機葉片旋轉軌跡切向的第一結構示意圖。
[0022]圖4是根據本申請實施例葉尖小翼沿風力機葉片旋轉平面垂向的第一結構示意圖。
[0023]圖5是根據本申請實施例葉尖小翼沿風力機葉片旋轉軌跡切向的第二結構示意圖。
[0024]圖6是根據本申請實施例葉尖小翼沿風力機葉片旋轉平面垂向的第二結構示意圖。
[0025]圖7是根據本申請實施例中葉尖小翼在沿風力機葉片旋轉軌跡的垂直切面上的投影示意圖。
[0026]圖8a是根據本申請實施例中葉尖小翼的扭轉結構示意圖。
[0027]圖8b是圖8a中葉尖小翼的立體示意圖。
[0028]圖9a是根據本申請實施例中葉尖小翼的另一扭轉結構示意圖。
[0029]圖9b是圖9a中葉尖小翼的立體示意圖。
[0030]附圖中所涉及元素及對應標號，如下:
【權利要求】
1.一種帶有葉尖小翼的風力機葉片，其特徵在於，包括:葉尖、葉尖小翼；其中， 所述葉尖小翼，進一步包括:尾翼連接部件、第一尾翼和第二尾翼； 第一尾翼及第二尾翼同時與所述尾翼連接部件的一端相連構成燕尾結構，所述尾翼連接部件的另一端套合固定在所述葉尖上從而所述第一尾翼及第二尾翼分別與所述風力機葉片形成一夾角； 並且第一尾翼位於所述風力機葉片的迎風面一側，第二尾翼位於所述風力機葉片的背風面一側，所述第一尾翼及第二尾翼均呈扁平結構並沿所述風力機葉片旋轉軌跡的切向延伸。
2.根據權利要求1所述的風力機葉片，其特徵在於， 所述第一尾翼/第二尾翼在翼梢處的翼弦線與在翼根處的翼弦線具有一扭轉夾角從而在所述翼梢處形成一扭轉結構，使得所述風力機葉片旋轉時所述第一尾翼/第二尾翼的翼根沿所述風力機葉片旋轉軌跡的切向切削空氣，而所述第一尾翼/第二尾翼的翼梢沿所述風力機葉片旋轉軌跡的切向阻隔空氣，從而減小葉尖損失及葉尖旋渦脫落結構以達到減輕風力機之間的尾跡幹擾。
3.根據權利要求2所述的風力機葉片，其特徵在於， 所述扭轉結構為由所述第一尾翼/第二尾翼的後緣向前緣扭轉，或者，由所述第一尾翼/第二尾翼的前緣向後緣扭轉。
4.根據權利要求1所述的風力機葉片，其特徵在於， 所述第一尾翼和風力機葉片的夾角與所述第二尾翼和風力機葉片的夾角不相等。
5.根據權利要求4所述的風力機葉片，其特徵在於， 所述第一尾翼與所述風力機葉片的夾角為45度-135度，所述第二尾翼與所述風力機葉片的夾角為45度-135度； 所述第一尾翼/第二尾翼與所述風力機葉片的夾角處於45度至90度時，所述第一尾翼/第二尾翼反卷向所述風力機葉片的一側從而包裹住所述葉尖與尾翼連接部件；所述第一尾翼/第二尾翼與所述風力機葉片的夾角處於90度至135度時，所述第一尾翼和第二尾翼向遠離所述風力機葉片的一側伸出。
6.根據權利要求1所述的風力機葉片，其特徵在於， 所述第一尾翼與第二尾翼分別在沿所述風力機葉片旋轉軌跡的垂直切面上的投影之間具有一後掠角，所述第一尾翼及第二尾翼的前緣面朝向沿所述風力機葉片的旋轉方向，所述第一尾翼及第二尾翼的後緣背朝向沿所述風力機葉片的旋轉方向。
7.根據權利要求1所述的風力機葉片，其特徵在於， 所述第一尾翼的尺寸大於第二尾翼。
8.根據權利要求1所述的風力機葉片，其特徵在於， 所述尾翼連接部件具有一活動連接結構，所述尾翼連接部件通過所述活動連接結構與所述葉尖的活動安裝並進行拆換。
9.根據權利要求8所述的風力機葉片，其特徵在於， 所述活動連接結構具有與所述葉尖相適應的尺寸、形狀，所述尾翼連接部件的整體形狀為所述葉尖形狀的延伸。
10.根據權利要求1所述的風力機葉片，其特徵在於，所述第一尾翼及第二 尾翼的翼型剖面呈梭形結構。
【文檔編號】F03D1/06GK103485973SQ201310316916
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月25日 優先權日:2013年7月25日
【發明者】薛宇, 劉燕, 張蔚, 馬斌 申請人:中國大唐集團科學技術研究院有限公司, 青島華創風能有限公司, 薛宇