專利名稱：帶有s型葉尖小翼的水平軸風(fēng)力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，特別是一種帶有s型葉尖小翼的水平軸風(fēng)力機(jī)。更具體的講是涉及一種具有自動(dòng)失速調(diào)節(jié)功能，且能夠改善風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動(dòng)特性、結(jié)構(gòu)動(dòng) 態(tài)特性、葉片表面動(dòng)載荷分布、葉尖渦脫落頻率及降低風(fēng)輪輻射噪聲的水平軸風(fēng)力機(jī)葉 尖s型小翼裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源在未來的能源系統(tǒng)中將發(fā)揮重要作用。近十多年來，世界風(fēng)力發(fā)電以年增長(zhǎng)率30%左右高速發(fā)展。在我國(guó)，風(fēng)力機(jī)技術(shù)研究也獲得了較 快的進(jìn)展，先后研制了百千瓦級(jí)至兆瓦級(jí)的一系列大中型并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組，其中部分機(jī) 組己實(shí)現(xiàn)商品化。目前己經(jīng)公開與實(shí)用新型相近的專利文獻(xiàn)，如JP2004084590 、 CN1308594C、 CN2270125Y 、 US4362469、 US4093402A 、 US4003676A，在這些文獻(xiàn)中小翼大多采用與 風(fēng)輪葉片相同的翼型，改變了風(fēng)力機(jī)的尾跡流場(chǎng)的分布及葉尖的環(huán)量分布，減小了誘導(dǎo) 阻力，提高風(fēng)力機(jī)的效率，但文獻(xiàn)中小翼由于采用的是翼型，所以結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、工序多、 制作成本高、安裝困難， 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有風(fēng)輪葉尖小翼的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大，制作成本高、安裝困難等技術(shù)不足，提供了一種帶有s型葉尖小翼的水平軸風(fēng)力機(jī)，該s型小翼能改善該實(shí)用新型中風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的失速特性、氣動(dòng)特性、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性、葉片表面動(dòng)載 荷分布及降低風(fēng)輪輻射噪聲的，使風(fēng)力機(jī)節(jié)約能源，提高效率。本實(shí)用新型目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成本實(shí)用新型包括葉片5、輪轂6、機(jī)艙7、塔座8，風(fēng)輪上葉片的葉尖處設(shè)置有小 翼，其特征在于，葉尖小翼4呈平板型并近似于三角形，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(shè)計(jì)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(diǎn)位于葉尖翼型前緣點(diǎn)a處，安裝面折邊 B長(zhǎng)度為葉尖翼型弦長(zhǎng)c的0. 7-0. 9倍，前緣直邊L長(zhǎng)度為安裝面折邊B長(zhǎng)度的0. 9-1. 2倍，后張角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(qiáng)化鋁板。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在不對(duì)原有風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行改動(dòng)的前提下，通過在風(fēng)力機(jī) 葉尖處簡(jiǎn)單安裝S型葉尖小翼來改善風(fēng)力機(jī)的綜合性能。本實(shí)用新型中的S型葉尖小翼 在以上功能基礎(chǔ)上還使該實(shí)用新型的風(fēng)力機(jī)具有自動(dòng)失速調(diào)節(jié)功能、改善了風(fēng)力機(jī)的結(jié) 構(gòu)動(dòng)態(tài)特性，改變風(fēng)輪工作時(shí)的動(dòng)頻曲線走向，使其有脫離轉(zhuǎn)速共振區(qū)的趨勢(shì)、改善了 葉片表面動(dòng)載荷分布、葉尖渦脫落頻率及降低了風(fēng)輪輻射噪聲。并且本實(shí)用新型中的S 型葉尖小翼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝流程短、工序少、制作成本低、安裝簡(jiǎn)便。
圖1為本實(shí)用新型的水平軸風(fēng)力機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本實(shí)用新型S型葉尖小翼的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為本實(shí)用新型S型葉尖小翼的安裝部位示意圖 圖4為本實(shí)用新型安裝A-A剖面示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述 如附圖1 4示意，圖中的標(biāo)號(hào)分別表示1、 2、 3—圓弧中心點(diǎn)、4-小翼、5-風(fēng)
力機(jī)葉片、6-輪轂、7-機(jī)艙、8-塔架、9-葉片吸力面、10-葉片壓力面、I-來流
方向、II-風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)方向、L一前緣直邊、S —流線形斜邊、B—安裝面折邊、a—圓
弧設(shè)計(jì)角、R—圓弧半徑、rl、 r2 —過渡半徑、M-安裝面、I-為來流方向、P-后張角、
a-翼型前緣點(diǎn)、b-翼型后緣點(diǎn)、c-葉尖翼型弦線。
本實(shí)用新型實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)如圖l所示，主要由葉片5、輪轂6、機(jī)艙7、塔座8 組成。其中機(jī)艙4中有風(fēng)輪傳動(dòng)裝置、發(fā)電機(jī)、調(diào)整裝置及其電氣調(diào)向機(jī)構(gòu)、電氣控制 設(shè)備、液壓泵等。本實(shí)用新型包括葉片5、輪轂6、機(jī)艙7、塔座8,風(fēng)輪上葉片的葉 尖處設(shè)置有小翼，葉尖小翼4呈平板型并近似于三角形，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(shè)計(jì)角a =35° 、后張角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(diǎn)位于葉尖翼型前緣點(diǎn)a處， 安裝面折邊B長(zhǎng)度為葉尖翼型弦長(zhǎng)c的0. 9倍，前緣直邊L長(zhǎng)度為安裝面折邊B長(zhǎng)度的 l倍。制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(diǎn)3為1、 2兩點(diǎn)的 中點(diǎn)，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(diǎn)和圓弧R相切的 圓弧。其中，1點(diǎn)為圓弧設(shè)計(jì)角度線與小翼邊線的交點(diǎn)，2點(diǎn)為圓弧設(shè)計(jì)角度線與以0點(diǎn)為圓心。該S型小翼在外形上沿來流方向向后折，不對(duì)原有風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行改動(dòng) 的前提下，通過在風(fēng)力機(jī)葉尖處安裝該S型葉尖小翼，并選取合適的小翼參數(shù)范圍，可 以改善風(fēng)力機(jī)風(fēng)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(qiáng)化 鋁板。S型小翼的位置在風(fēng)力機(jī)葉片葉尖處，沿來流方向向后折，安裝面折邊B與葉 尖翼型弦線重合，前緣直邊L安裝點(diǎn)位于葉尖翼型前緣點(diǎn)a處。雖然以上已經(jīng)參照附圖按照本實(shí)用新型及實(shí)用新型目的構(gòu)思和實(shí)施作了詳盡說明， 但本領(lǐng)域普遍技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在沒有脫離權(quán)利要求限定范圍的前提條件下，仍然 可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種改進(jìn)和變換，而這種改進(jìn)和變換仍然應(yīng)用屬于本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、 一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風(fēng)力機(jī)，包括葉片(5)、輪轂(6)、機(jī)艙(7)、塔座 (8)，風(fēng)輪上葉片的葉尖處設(shè)置有小翼，其特征在于，葉尖小翼(4)呈平板型并近似于三 角形，斜邊部分(S)呈波浪狀。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風(fēng)力機(jī)，其特征是，所述的 呈波浪狀的小翼曲線斜邊(S)為圓弧過渡，圓弧設(shè)計(jì)角a =30° -45° 、后張角e 二35。 -55° 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風(fēng)力機(jī)，其特征是，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(diǎn)位于葉尖翼型前緣 點(diǎn)(a)處，安裝面折邊(B)長(zhǎng)度為葉尖翼型弦長(zhǎng)(c)的0.7-0.9倍，前緣直邊(L)長(zhǎng) 度為安裝面折邊(B)長(zhǎng)度的0.9-1.2倍。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風(fēng)力機(jī)，其特征是，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(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風(fēng)力機(jī)，其特征是，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(qiáng)化鋁板。
專利摘要本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，特別是一種帶有S型葉尖小翼的水平軸風(fēng)力機(jī)。更具體的講是涉及一種具有自動(dòng)失速調(diào)節(jié)功能，且能夠改善風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動(dòng)特性、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性、葉片表面動(dòng)載荷分布、葉尖渦脫落頻率及降低風(fēng)輪輻射噪聲的水平軸風(fēng)力機(jī)葉尖齒型小翼裝置。本實(shí)用新型包括葉片(5)、輪轂(6)、機(jī)艙(7)、塔座(8)，風(fēng)輪上葉片的葉尖處設(shè)置有小翼，其特征在于，葉尖小翼(4)呈平板型并近似于三角形，斜邊部分(S)呈波浪狀，近似于S型。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在不對(duì)原有風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行改動(dòng)的前提下，通過在風(fēng)力機(jī)葉尖處簡(jiǎn)單安裝平板形齒型小翼來改善風(fēng)力機(jī)的綜合性能。并且本實(shí)用新型中的葉尖齒型小翼采用平板型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝流程短、工序少、制作成本低、安裝簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)F03D11/00GK201155424SQ20082005522
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者博 劉, 劉冬冬, 吳克啟, 汪建文, 韓曉亮, 高志鷹 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)