[發明專利]一種風力機葉片可動小翼裝置

無效

• 申請號: 201210495808.2
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102996367A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 曹九發;朱翀;王同光;許波峰;沈翔
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明涉及一種風力機葉片可動葉尖小翼，屬風力發電領域。

背景技術

風力機葉片氣動效率的高低決定了一款風力機在市場上的優劣，所以如何增加葉片氣動效率是風力機設計的關鍵。另外一方面，隨著風速增加，葉片所受到的氣動載荷也隨之增加，從而減少風力機結構系統的使用壽命,因此，高風速進行降載也是重點。目前市場主流的大型風力機葉片在小風速下氣動效率低，捕獲能量少，不能充分利用風能資源；而在大風速下，風力機葉片所受到的氣動載荷則過大，提高了結構強度要求，增加了葉片的成本；當風速在額定風速附近時，主流風力機通過葉片變槳來維持發電效率以及控制氣動載荷，但是整個葉片變槳距角很難穩定精確控制發電功率以及氣動載荷，從而需要增加更精確控制的裝置。

有不少專利是通過流動控制手段來提高葉片氣動性能，如加襟翼、前緣帶旋轉圓柱體、射流控制等。對于現在已有的風力機葉片來講，葉片的主要氣動分布載荷與捕獲功率均集中于葉片葉尖附近區域，因此葉尖附近區域是提高葉片氣動效率、降低大風速下葉片氣動載荷的關鍵部位，因此在葉尖增加小翼對控制整個葉片的氣動載荷與捕獲功率將會有顯著的效果。為了針對前面提到的風力機遇到的三種風速情況，將小翼設計為可控制可動的來分別應對。在低風速，小翼與風輪平面在同一平面以保證葉片的氣動效率不會降低；在額定風速附近，通過對小翼轉動角度的控制，達到精確穩定控制葉片發電功率與氣動載荷的目的，使之光滑過渡；在高風速下，小翼轉動到90°，在保證發電功率不變的前提下，降低葉片的氣動載荷。

發明內容

本發明針對上述的不足提供了一種風力機葉片可動小翼裝置。

本發明采用如下技術方案：

本發明所述的一種風力機葉片可動小翼裝置，包括風力機葉片，其特征在于：包括可動小翼，舵機，傳動桿，助力器；所述的風力機葉片的頂端連接可動小翼；舵機與傳動桿連接，傳動桿連接助力器，助力器驅動可動小翼轉動。

本發明所述的風力機葉片可動小翼裝置，所述的可動小翼連接端的截面形狀與風力機葉片頂端的截面形狀相匹配。

本發明所述的風力機葉片可動小翼裝置，所述的可動小翼與風力機葉片的連接處采用具有彈塑性的蒙皮材料包裹。

本發明所述的風力機葉片可動小翼裝置，所述的可動小翼的轉動角度為0°-90°。

本發明所述的風力機葉片可動小翼裝置，所述的可動小翼的徑向長度為風力機葉片長度的2%-3%。

有益效果

本發明的目的是提供一種風力機葉片可動小翼裝置，對葉尖部位的流動進行控制，在保持低風速下的葉片氣動效率的前提下，同時減少高風速下的氣動載荷，以及穩定精確控制額定風速附近的氣動載荷和發電功率，使葉片所受的氣動載荷以及整體發電功率能夠平滑過渡。

本發明應用范圍較廣，可基于目前已有的比較成熟的商業葉片，只需要對已有葉片的葉尖部位進行一定的改裝，而不會改變已有葉片的整體氣動布局，即可大幅度的提高已有葉片的全風速下的性能。

附圖說明

圖1為本發明的主葉片和可動小翼主視圖；

圖2為本發明的主葉片和可動小翼俯視圖；

圖3為本發明可動葉尖小翼的二維翼型圖；

圖4為本發明可動葉尖小翼沿展向的弦長分布圖；

圖5為本發明可動葉尖小翼執行機構示意圖；

圖6小翼轉動角度0°與30°時，葉尖區域推力的比較示意圖；

圖7小翼轉動角度0°與30°時，葉尖區域切向力的比較示意圖；

圖中1是葉尖小翼，2是主葉片，3是上翼面，4是下翼面，5是蒙皮，6是舵機，7是傳動桿，8是助力器，9是小翼。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步詳細說明：