[發明專利]一種帶有導風板的自適應風向新型風力機

有效

• 申請號: 201710261363.4
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107061179B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 柯世堂;余文林;王浩;朱鵬;杜凌云;余瑋;徐璐;王曉海
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

一種帶有導風板的自適應風向新型風力機，包括一種新型風力機塔筒，塔筒的迎風面與背風面均安裝一塊豎直導風板，導風板不僅可在迎風面破風、亦可在背風面破渦，塔筒的底部通過旋轉裝置與下部基礎連接，塔筒、導風板和風力機上部結構均由偏航系統控制旋轉裝置在塔筒底部進行自適應風向旋轉。本發明可在提升風力機整體結構抗風及穩定性能的同時，減小整體結構風荷載、降低塔筒的自身耗材并顯著減弱上游塔筒尾流對下游風力機所處風場的不利影響，且具有構造簡單、施工方便等優點。

技術領域

本發明屬于風電系統的建筑技術領域，具體涉及一種帶有導風板的自適應風向新型風力機。

背景技術

作為新能源產業的先驅者，風力機逐漸朝著大功率化發展，同時伴隨著塔筒結構呈現出超高細的特點。作為典型的風敏感結構，風力機塔筒的結構形式既要保證風力發電的工藝要求，同時必須具有足夠的強度和穩定性。因此采取適當的工程構造措施，調整風力機塔筒表面風壓分布，降低整體結構所受風荷載并減小耗材，同時減弱上游尾流對下游風力機所處風場的不利影響，是結構工程師努力的方向。

就目前來說，風力機塔筒外側豎向加導風措施是主要方案之一，但塔筒外側加導風措施也有諸多缺點。例如需要制作異型模板，增大了施工難度，增加了施工措施費用，最為嚴重的是，風向的隨機性有時會增大帶導風措施塔筒的風荷載作用，極端情況下甚至會導致塔筒失穩倒塌，對社會經濟及安全造成不利的影響。

發明內容

針對現有的技術缺陷與工程實際難題，本發明提出了一種構造新穎、施工方便、顯著提升結構抗風性能、減少自身耗材并減弱上游尾流對下游風力機所處風場不利影響的自適應風向的新型風力機。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種帶有導風板的自適應風向新型風力機，其特征在于，包括：塔筒、機艙、風輪、旋轉裝置和基座；所述塔筒安裝在基座上，塔筒的迎風面與背風面均安裝有一塊豎直導風板，所述豎直導風板固定在塔筒的徑向上，兩塊豎直導風板相對于塔筒的中心軸對稱安裝；所述機艙固定安裝在塔筒的頂部，機艙中設有偏航系統，所述風輪安裝在機艙上；所述旋轉裝置安裝在塔筒的底部，旋轉裝置受偏航系統控制，驅動塔筒在基座上進行自適應風向旋轉。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

所述塔筒和基座之間由上至下依次設有上磁鐵、底部滾輪和下磁鐵，所述上磁鐵和下磁鐵為相對設置的一對同極環形磁鐵，上磁鐵與塔筒的底面固定連接，下磁鐵固定安裝在基座上，下磁鐵中設有環形的滾輪槽，所述底部滾輪均勻分布在滾輪槽中并向上凸出于滾輪槽，上磁鐵布置在底部滾輪上。

所述塔筒的底部外周由上至下依次固定安裝有上卡板和下卡板，所述上卡板和下卡板的外周還設有環形的限制外殼，所述限制外殼的頂面位于豎直導風板的下方，限制外殼的底面固定在基座上，限制外殼的內側壁設有環形的凹槽，上卡板和下卡板均位于凹槽中，上卡板和下卡板之間的塔筒外壁上均勻分布有多個側滾輪，所述側滾輪同時還與凹槽相接觸，其中，限制外殼與豎直導風板、上卡板、下卡板均不接觸。

所述旋轉裝置包括電機和旋轉盤，所述電機安裝在基座上，所述旋轉盤固定安裝在塔筒的底部內側壁上，電機的旋轉輸出軸穿過旋轉盤的中部并與旋轉盤固定連接。

所述旋轉盤的邊緣設有齒槽，塔筒的底部內側壁設有加勁環，所述加勁環上設有與齒槽相契合的齒牙。

所述豎直導風板采用實心鋼板制成。

所述豎直導風板在塔筒外表面徑向伸長1m，環向厚度為0.05m。

所述豎直導風板通過在塔筒筒壁外表面預埋螺栓進行固定。

所述基座為半徑6m、高度1m的圓柱體結構。