專利名稱：可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，特別涉及一種可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，已經(jīng)成為目前最具開發(fā)價(jià)值的新型能源。中國風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，有著得天獨(dú)厚的風(fēng)資源優(yōu)勢(shì)。自2003年以來，我國的風(fēng)電行業(yè)步入快速發(fā)展的階段。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的單機(jī)功率越來越大，對(duì)機(jī)組的發(fā)電能力要求不斷提高。根據(jù)公式P = pAV3/2可知，風(fēng)輪直徑增加10%，機(jī)組的發(fā)電功率將增加21%，可見，增加風(fēng)輪直徑是提高機(jī)組發(fā)電量的最直接途徑。然而簡(jiǎn)單地將葉片長度延長勢(shì)必增加葉根彎矩，為固定葉片必須加厚葉根結(jié)構(gòu)，這樣勢(shì)必使葉片的重量大幅度增加，同時(shí)帶來葉片及機(jī)組制造成本的提聞。目前，國內(nèi)葉片還沒有出現(xiàn)通過調(diào)整葉片葉尖部分的傾斜角來調(diào)整風(fēng)輪直徑的實(shí)際應(yīng)用。其主要原因還是在于未能提出簡(jiǎn)單易行而又可靠的設(shè)計(jì)方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組， 以解決風(fēng)電機(jī)組在低風(fēng)速運(yùn)行中較難提高發(fā)電量，以及在較高風(fēng)速下較難避免風(fēng)輪葉片葉尖部分的功率損失，提出一種較為合理的可變風(fēng)輪直徑的風(fēng)電機(jī)組方案，以提高機(jī)組的發(fā)電量。為解決存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括塔筒、主機(jī)、風(fēng)輪葉片、輪轂，還包括安裝在風(fēng)輪葉片尖部的可調(diào)傾角的葉尖小翼，通過調(diào)整葉尖小翼的傾角來調(diào)整葉片長度。葉尖小翼與風(fēng)輪葉片之間的安裝方式之一是葉尖小翼采用柔性材料，葉尖小翼下端插入風(fēng)輪葉片的葉尖內(nèi)部，并使用膠粘劑與風(fēng)輪葉片粘接的。葉尖小翼與風(fēng)輪葉片之間的另一種安裝方式是葉尖小翼與風(fēng)輪葉片的葉尖采用轉(zhuǎn)軸連接，并通過伺服電動(dòng)機(jī)或者液壓裝置等帶動(dòng)葉尖小翼繞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。

圖I為本實(shí)用新型可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組示意圖。圖中，I為塔筒， 2為主機(jī),3為風(fēng)輪葉片,4為葉尖小翼,5為輪轂。圖2為本實(shí)用新型可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中安裝葉尖小翼的風(fēng)輪葉片不意圖。圖3為本實(shí)用新型可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪直徑變化示意圖。圖中，葉尖小翼的傾角β為小翼與葉片翼型截面之間的夾角。[0012]圖4為本實(shí)用新型可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中葉尖小翼的傾角隨風(fēng)速變化的調(diào)整情況圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述請(qǐng)參閱圖I所示，塔筒I下端固定于地面，上端與主機(jī)2連接。主機(jī)2內(nèi)部布置控制器和發(fā)電機(jī)等，通過鋼制軸與輪轂5連接，輪轂5上安裝風(fēng)輪葉片3，用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，葉尖小翼4安裝于葉片尖部。在風(fēng)電機(jī)組的每個(gè)風(fēng)輪葉片3的尖部安裝葉尖小翼4， 可將葉尖小翼4下端插入風(fēng)輪葉片3的葉尖內(nèi)部，并使用膠粘劑與風(fēng)輪葉片3主體粘接，安裝葉尖小翼4后，風(fēng)輪葉片3的外形圖請(qǐng)參閱圖2。葉尖小翼4的傾角可調(diào)，其運(yùn)動(dòng)形式可以是繞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)或者柔性材料的彎曲， 其動(dòng)力可以由電動(dòng)機(jī)或者液壓裝置等提供。在達(dá)到風(fēng)輪的起動(dòng)風(fēng)速時(shí)，風(fēng)輪通過輪轂5帶動(dòng)主機(jī)2內(nèi)的發(fā)電機(jī)工作，此時(shí)增大葉尖小翼4的傾角，使葉尖小翼4成為葉片的自然延伸體，請(qǐng)參閱圖3所示，葉尖小翼4由A位置調(diào)整至B位置，增大了風(fēng)輪直徑，能夠直接提高機(jī)組的發(fā)電量。隨著風(fēng)速的增大，通過控制系統(tǒng)減小葉尖小翼4的傾角。這樣可以減小葉片根部的彎矩，避免葉片在高風(fēng)速時(shí)遭到破壞，同時(shí)利用葉尖小翼4的氣動(dòng)性能增大機(jī)組的發(fā)電量。可根據(jù)葉片的實(shí)際設(shè)計(jì)情況作兩次或者更多次減小葉尖小翼4的傾角調(diào)整。當(dāng)風(fēng)速增大至機(jī)組的額定風(fēng)速時(shí),將葉尖小翼4再調(diào)整回A位置。此時(shí)由于葉尖小翼4傾角為正值，風(fēng)輪直徑比不安裝葉尖小翼4時(shí)有所增大，同時(shí)葉尖小翼4上的氣流對(duì)葉片尖部的氣流有一定的調(diào)節(jié)作用，減小了葉尖渦的強(qiáng)度，所以能夠有效地提高葉片氣動(dòng)效率，增大機(jī)組的發(fā)電量。葉尖小翼4傾角調(diào)整情況與當(dāng)?shù)仫L(fēng)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖請(qǐng)參閱圖4。在此說明書中，提出了本實(shí)用新型可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作原理和設(shè)計(jì)方案，但是，很顯然仍可以做出各種修改和變換而不背離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求1.一種可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括塔筒(I)、主機(jī)(2)、風(fēng)輪葉片(3)、 輪轂(5)，其特征在于還包括安裝在風(fēng)輪葉片(3)尖部的可調(diào)傾角的葉尖小翼(4)，通過調(diào)整葉尖小翼(4)的傾角來調(diào)整葉片長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于所述葉尖小翼(4)采用柔性材料，葉尖小翼(4)下端插入風(fēng)輪葉片(3)的葉尖內(nèi)部，并使用膠粘劑與風(fēng)輪葉片(3)粘接的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于所述葉尖小翼(4)與風(fēng)輪葉片(3)的葉尖采用轉(zhuǎn)軸連接，并通過伺服電動(dòng)機(jī)或者液壓裝置等帶動(dòng)葉尖小翼(4)繞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。可變風(fēng)輪直徑的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括塔筒、主機(jī)、風(fēng)輪葉片、輪轂，還包括安裝在風(fēng)輪葉片尖部的可調(diào)傾角的葉尖小翼，可以通過繞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)或者柔性材料的彎曲，調(diào)整葉尖小翼的傾角來調(diào)整葉片長度。本實(shí)用新型解決了風(fēng)電機(jī)組在低風(fēng)速運(yùn)行中較難提高發(fā)電量，以及在較高風(fēng)速下較難避免風(fēng)輪葉片葉尖部分的功率損失，提出一種較為合理的可變風(fēng)輪直徑的風(fēng)電機(jī)組方案，以提高機(jī)組的發(fā)電量。
文檔編號(hào)F03D1/06GK202348555SQ20112054497
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者李寶利 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古航天億久科技發(fā)展有限責(zé)任公司