[發明專利]風力機風輪局部聚能環及其設計方法

無效

• 申請號: 200910091853.X
• 申請日: 2009-08-27
• 公開（公告）號: CN101639034A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 張照煌
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，特別涉及一種風力機風輪局部聚能環的設計方法。

背景技術

目前千瓦級及以上的風力發電機風輪葉片基本上直接安裝在輪轂上，不僅葉片的強度低，而且不利于風能的捕獲，導致風力機的啟動風速較高，風力機的工作效率降低。

發明內容

本發明提供了一種風力機風輪局部聚能環，其特征在于，風力機風輪局部聚能環，其特征在于，該局部聚能環安裝在風輪上，其中局部聚能環由風輪葉片定位固定，且以風輪旋轉軸線為中心呈中心對稱布置；局部聚能環的形狀為圓形，其截面形狀自迎風方向為：等腰三角形，其頂角的角度為0＜γ＜90°，底邊為l；葉片寬度域為長方形，尺寸為l×B；而后為長橢圓形，長半軸為，短半軸為；其中，l為局部聚能環在半徑方向上的寬度，B為風輪葉片的軸向寬度。

本發明還提供了一種風力機風輪局部聚能環的設計方法，其特征在于，該局部聚能環的半徑為r＝αR，局部聚能環在半徑方向上的寬度為l＝βR，風能利用提高系數ϵ=α6[1-(α+β2)2]2+(1-α2)3(α-β2)4[1-(α+β2)2]2(α-β2)4,]]>其中，α為局部聚能環半徑系數，β為局部聚能環徑寬系數，R為風輪半徑，通過調整α和β的取值，來得到不同的ε值。

所述局部聚能環半徑系數α的取值范圍為；局部聚能環徑寬系數β的取值范圍為0～1。

本發明的有益效果為：采用本發明所述的風力機風輪局部聚能環，以風輪直徑80m和90m為例計算，相同風輪直徑的風力發電機組可將風能利用率提高2％-5％，啟動風速也可降低約3％-6％，可以有效的提高風力機的工作效率。

附圖說明

圖1為局部聚能環的位置及結構圖；

圖2為A-A面的結構示意圖。

圖中標號：

1-風輪葉片；2-局部聚能環；3-風輪輪轂。

具體實施方式

本發明提供了一種風力機風輪局部聚能環的設計方法，下面通過附圖說明和具體實施方式對本發明做進一步說明。

圖1為局部聚能環的位置及結構圖；圖2為A-A面的結構示意圖。局部聚能環2的形狀為圓形，其截面形狀自迎風方向為：等腰三角形，其頂角的角度為γ＝30°，底邊為l；葉片寬度域為長方形，尺寸為l×B；而后為長橢圓形，長半軸為，短半軸為；其中，l為局部聚能環在半徑方向上的寬度，B為風輪葉片的軸向寬度。根據貝茲理論，風輪捕獲的最大風能為：