一種帶有葉尖小翼的風(fēng)力機(jī)葉片的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N帶有葉尖小翼的風(fēng)力機(jī)葉片，包括：葉尖、葉尖小翼；其中，所述葉尖小翼，進(jìn)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(shí)與所述尾翼連接部件的一端相連構(gòu)成燕尾結(jié)構(gòu)，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(fēng)力機(jī)葉片形成一夾角；并且第一尾翼位于所述風(fēng)力機(jī)葉片的迎風(fēng)面一側(cè)，第二尾翼位于所述風(fēng)力機(jī)葉片的背風(fēng)面一側(cè)，所述第一尾翼及第二尾翼均呈扁平結(jié)構(gòu)并沿所述風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)軌跡的切向延伸。本申請(qǐng)有效改善了風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)特性、表面載荷，降低葉尖損失和氣動(dòng)噪聲。
【專利說明】—種帶有葉尖小翼的風(fēng)力機(jī)葉片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及能源【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種帶有葉尖小翼的風(fēng)力機(jī)葉片。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，在過去的十年中由于能源、環(huán)境、氣候問題得到了迅速的發(fā)展。顯然，風(fēng)能的清潔性、可再生性及其大規(guī)模應(yīng)用技術(shù)的日益成熟，使風(fēng)力發(fā)電曰益成為新能源領(lǐng)域中除核能外，技術(shù)最成熟、最具開發(fā)條件和最有發(fā)展前景的發(fā)電方式。
[0003]一個(gè)典型的風(fēng)力機(jī)組由轉(zhuǎn)子、輪轂、葉片、齒輪箱和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、功率調(diào)節(jié)裝置、軟件的控制和監(jiān)測。雖然理論上風(fēng)力機(jī)組的最大效率是59%，現(xiàn)代大型風(fēng)力機(jī)由于采用了更多先進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)效率設(shè)計(jì)的葉片，現(xiàn)代控制理論和使用更強(qiáng)大的電力系統(tǒng)組件，使得風(fēng)力機(jī)組的性能一直在穩(wěn)步增加。
[0004]然而，風(fēng)力機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，葉尖受葉片本體帶動(dòng)或風(fēng)力等葉片的受風(fēng)面的壓力較大。長期會(huì)使葉尖向葉片的背風(fēng)面發(fā)生翻卷從而導(dǎo)致葉尖損失，葉尖損失會(huì)致使葉片不產(chǎn)生升力，大大影響風(fēng)力機(jī)的工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)的主要目的在于提供一種帶有葉尖小翼的風(fēng)力機(jī)葉片，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，葉尖小翼可作為葉片附加件安裝在現(xiàn)有風(fēng)場風(fēng)力機(jī)葉片上或新制造的葉片上，以達(dá)到提高發(fā)電效率、減少風(fēng)場風(fēng)力機(jī)尾跡干擾的目的。其中:包括:葉尖、葉尖小翼；其中，所述葉尖小翼，進(jìn)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(shí)與所述尾翼連接部件的一端相連構(gòu)成燕尾結(jié)構(gòu)，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(fēng)力機(jī)葉片形成一夾角；并且第一尾翼位于所述風(fēng)力機(jī)葉片的迎風(fēng)面一側(cè)，第二尾翼位于所述風(fēng)力機(jī)葉片的背風(fēng)面一側(cè)，所述第一尾翼及第二尾翼均呈扁平結(jié)構(gòu)并沿所述風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)軌跡的切向延伸。
[0006]進(jìn)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(zhuǎn)夾角從而在所述翼梢處形成一扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使得所述風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)所述第一尾翼/第二尾翼的翼根沿所述風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)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(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)以達(dá)到減輕風(fēng)力機(jī)之間的尾跡干擾。
[0007]進(jìn)一步地，所述扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)為由所述第一尾翼/第二尾翼的后緣向前緣扭轉(zhuǎn)，或者，由所述第一尾翼/第二尾翼的前緣向后緣扭轉(zhuǎn)。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一尾翼和風(fēng)力機(jī)葉片的夾角與所述第二尾翼和風(fēng)力機(jī)葉片的夾角不相等。
[0009]進(jìn)一步地，所述第一尾翼與所述風(fēng)力機(jī)葉片的夾角為45度-135度，所述第二尾翼與所述風(fēng)力機(jī)葉片的夾角為45度-135度；所述第一尾翼/第二尾翼與所述風(fēng)力機(jī)葉片的夾角處于45度至90度時(shí)，所述第一尾翼/第二尾翼反卷向所述風(fēng)力機(jī)葉片的一側(cè)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(fēng)力機(jī)葉片的夾角處于90度至135度時(shí)，所述第一尾翼和第二尾翼向遠(yuǎn)離所述風(fēng)力機(jī)葉片的一側(cè)伸出。
[0010]進(jìn)一步地，所述第一尾翼與第二尾翼分別在沿所述風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)軌跡的垂直切面上的投影之間具有一后掠角，所述第一尾翼及第二尾翼的前緣面朝向沿所述風(fēng)力機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)方向，所述第一尾翼及第二尾翼的后緣背朝向沿所述風(fēng)力機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)方向。
[0011]進(jìn)一步地，所述第一尾翼的尺寸大于第二尾翼。
[0012]進(jìn)一步地，所述尾翼連接部件具有一活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)，所述尾翼連接部件通過所述活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)與所述葉尖的活動(dòng)安裝并進(jìn)行拆換。
[0013]進(jìn)一步地，所述活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)具有與所述葉尖相適應(yīng)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(jìn)一步地，所述第一尾翼及第二尾翼的翼型剖面呈梭形結(jié)構(gòu)。
[0015]本申請(qǐng)與現(xiàn)有技術(shù)相比顯著效果如下:
[0016]I)通過對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片的葉尖安裝葉尖小翼，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能、運(yùn)行安全、瞬態(tài)風(fēng)載反應(yīng)能力和抗極端載荷能力。
[0017]2)在本申請(qǐng)中針對(duì)葉尖損失安裝的葉尖小翼，可根據(jù)不同需求進(jìn)行相應(yīng)的更換，以適合在高風(fēng)速或低風(fēng)速時(shí)的不同應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖2是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的葉尖小翼主視圖。
[0021]圖3是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例葉尖小翼沿風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)軌跡切向的第一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例葉尖小翼沿風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)平面垂向的第一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例葉尖小翼沿風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)軌跡切向的第二結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例葉尖小翼沿風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)平面垂向的第二結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖7是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例中葉尖小翼在沿風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)軌跡的垂直切面上的投影示意圖。
[0026]圖8a是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例中葉尖小翼的扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)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(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例中葉尖小翼的另一扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)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(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)，如下:
【權(quán)利要求】
1.一種帶有葉尖小翼的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于，包括:葉尖、葉尖小翼；其中， 所述葉尖小翼，進(jìn)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(shí)與所述尾翼連接部件的一端相連構(gòu)成燕尾結(jié)構(gòu)，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(fēng)力機(jī)葉片形成一夾角； 并且第一尾翼位于所述風(fēng)力機(jī)葉片的迎風(fēng)面一側(cè)，第二尾翼位于所述風(fēng)力機(jī)葉片的背風(fēng)面一側(cè)，所述第一尾翼及第二尾翼均呈扁平結(jié)構(gòu)并沿所述風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)軌跡的切向延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于， 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(zhuǎn)夾角從而在所述翼梢處形成一扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使得所述風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)所述第一尾翼/第二尾翼的翼根沿所述風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)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(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)以達(dá)到減輕風(fēng)力機(jī)之間的尾跡干擾。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于， 所述扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)為由所述第一尾翼/第二尾翼的后緣向前緣扭轉(zhuǎn)，或者，由所述第一尾翼/第二尾翼的前緣向后緣扭轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于， 所述第一尾翼和風(fēng)力機(jī)葉片的夾角與所述第二尾翼和風(fēng)力機(jī)葉片的夾角不相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于， 所述第一尾翼與所述風(fēng)力機(jī)葉片的夾角為45度-135度，所述第二尾翼與所述風(fēng)力機(jī)葉片的夾角為45度-135度； 所述第一尾翼/第二尾翼與所述風(fēng)力機(jī)葉片的夾角處于45度至90度時(shí)，所述第一尾翼/第二尾翼反卷向所述風(fēng)力機(jī)葉片的一側(cè)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(fēng)力機(jī)葉片的夾角處于90度至135度時(shí)，所述第一尾翼和第二尾翼向遠(yuǎn)離所述風(fēng)力機(jī)葉片的一側(cè)伸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于， 所述第一尾翼與第二尾翼分別在沿所述風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)軌跡的垂直切面上的投影之間具有一后掠角，所述第一尾翼及第二尾翼的前緣面朝向沿所述風(fēng)力機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)方向，所述第一尾翼及第二尾翼的后緣背朝向沿所述風(fēng)力機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于， 所述第一尾翼的尺寸大于第二尾翼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于， 所述尾翼連接部件具有一活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)，所述尾翼連接部件通過所述活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)與所述葉尖的活動(dòng)安裝并進(jìn)行拆換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于， 所述活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)具有與所述葉尖相適應(yīng)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(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于，所述第一尾翼及第二 尾翼的翼型剖面呈梭形結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】F03D1/06GK103485973SQ201310316916
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】薛宇, 劉燕, 張蔚, 馬斌 申請(qǐng)人:中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司, 青島華創(chuàng)風(fēng)能有限公司, 薛宇