[發(fā)明專利]一種通過(guò)液體調(diào)節(jié)葉片質(zhì)量的風(fēng)電葉片組件及其調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210470655.6
• 申請(qǐng)日: 2012-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102953932A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳東垠;蒙佳;趙若焱;鄒洋;吳平;王利兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F03D7/00
• 分類號(hào): F03D7/00;F03D11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通過(guò)液體調(diào)節(jié)葉片質(zhì)量的風(fēng)電葉片組件及其調(diào)節(jié)方法。

【背景技術(shù)】

隨著人類對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求和對(duì)能源的需要，風(fēng)能的開(kāi)發(fā)日益受到重視，風(fēng)力發(fā)電將成為21世紀(jì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)的一種可再生清潔能源之一。風(fēng)能作為可再生能源的一種，在中國(guó)的儲(chǔ)藏量相當(dāng)豐富。隨著人們對(duì)風(fēng)力發(fā)電認(rèn)識(shí)的不斷提高和小型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是利用自然界中的風(fēng)能使之轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)，在很多的情況下，要求風(fēng)力機(jī)不論環(huán)境風(fēng)速如何變化，轉(zhuǎn)速總保持恒定或不超過(guò)某一限定值。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在超過(guò)額定風(fēng)速以后，由于機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)電機(jī)、電力電子容量等物理性能的限制，可以提高葉片質(zhì)量，保證轉(zhuǎn)速維持在額定轉(zhuǎn)速附近，即使功率輸出保持在額定值附近，保證風(fēng)力機(jī)不受到損害。風(fēng)速是一個(gè)隨機(jī)性很大的量，隨時(shí)間和季節(jié)的變化都可能發(fā)生變化，甚至瞬息萬(wàn)變。由力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可知，在一定范圍內(nèi)，風(fēng)力機(jī)葉片質(zhì)量越大，在同等風(fēng)速下，其自身轉(zhuǎn)速越低。

目前的功率方式主要可分為失速調(diào)節(jié)和變槳距兩種。失速調(diào)節(jié)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，但機(jī)艙較重，運(yùn)輸及吊裝難度大，基礎(chǔ)大、成本高；變槳距結(jié)構(gòu)受力最小，主機(jī)及塔架重量輕，運(yùn)輸及吊裝難度小，但變槳距的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率稍高，對(duì)運(yùn)行、管理人員素質(zhì)要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種通過(guò)液體調(diào)節(jié)葉片質(zhì)量的風(fēng)電葉片組件及其調(diào)節(jié)方法，自動(dòng)調(diào)節(jié)葉片質(zhì)量，從而使葉輪轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種通過(guò)液體調(diào)節(jié)葉片質(zhì)量的風(fēng)電葉片組件，包括葉片、輪轂、尾部集箱，以及控制器所述尾部集箱布置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架內(nèi)部，所述尾部集箱內(nèi)存有液體；所述葉片設(shè)置有葉端管道，所述輪轂設(shè)有內(nèi)腔，所述尾部集箱內(nèi)的液體經(jīng)輪轂內(nèi)腔與葉片管道相通。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述葉端管道自葉片根部向葉片尖端呈漸縮延伸；

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述葉端管道和輪轂連接處設(shè)有與控制器相連的第一電磁閥控制葉端管道開(kāi)閉；

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述葉片組件進(jìn)一步包括有一固定不隨輪轂旋轉(zhuǎn)的輪轂盤，所述輪轂盤與輪轂在接口處有環(huán)形密封結(jié)構(gòu)，兩者相扣連接，輪轂可旋轉(zhuǎn)，輪轂盤不能旋轉(zhuǎn)；

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述葉片組件進(jìn)一步包括尾部管道，尾部集箱內(nèi)的液體經(jīng)尾部管道進(jìn)入到所述輪轂的內(nèi)腔；

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述輪轂盤設(shè)有一出口連接尾部管道通往尾部集箱；

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述葉片組件進(jìn)一步包括有正向泵和反向泵，該正向泵和反向泵分別連接有第二電磁閥和第三電磁閥，控制尾部集箱內(nèi)的液體的流向；

一種通過(guò)液體調(diào)節(jié)葉片質(zhì)量的調(diào)節(jié)方法，所述葉片上設(shè)置有葉端管道，該葉端管道設(shè)置有出口，該出口連接有尾部集箱，所述出口位置安裝有開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)與控制器相連，所述尾部集箱內(nèi)裝有液體；當(dāng)來(lái)流風(fēng)速等于或大于額定風(fēng)速時(shí)，控制器控制開(kāi)關(guān)打開(kāi)，使尾部集箱內(nèi)的液體輸送到葉片管道內(nèi)以增加葉片的質(zhì)量；反之，控制使葉片管道內(nèi)的液體流回尾部集箱。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述尾部集箱連接有正向泵和反向泵，液體的流向由正向泵或反向泵控制；

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)為電磁閥。

本發(fā)明可以通過(guò)向葉片內(nèi)部管道輸送抗凍液體的方式來(lái)調(diào)整葉片質(zhì)量，在超出額定風(fēng)速的來(lái)流風(fēng)速下可以使葉輪轉(zhuǎn)速保持在額定值附近而不超速。同時(shí)葉端管道的布置可以對(duì)葉片起到加強(qiáng)剛度的作用，使風(fēng)力機(jī)可以承受更大沖擊。

【附圖說(shuō)明】

圖1是本發(fā)明的葉片背面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是葉片根部與輪轂的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是葉片根部、尖部截面示意圖，其中，圖3-1是葉片根部的截面示意圖，圖3-2是葉片尖部截面示意圖；

圖4是尾部管道、集箱、泵系統(tǒng)的連接示意圖；

圖中的標(biāo)號(hào)分別表示：1、葉片主體；2、葉端管道；3、第一電磁閥；4、輪轂；5、輪轂盤；6、尾部管道；7、尾部集箱；8、第二、第三電磁閥；9、正向泵和反向泵；10、控制器；11、風(fēng)速儀；12、風(fēng)機(jī)主軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。