专利名称：带有s型叶尖小翼的水平轴风力机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电设备，特别是一种带有s型叶尖小翼的水平轴风力机。更具体的讲是涉及一种具有自动失速调节功能，且能够改善风力机风轮气动特性、结构动 态特性、叶片表面动载荷分布、叶尖涡脱落频率及降低风轮辐射噪声的水平轴风力机叶 尖s型小翼装置。
背景技术：
风能作为一种清洁的可再生能源在未来的能源系统中将发挥重要作用。近十多年来，世界风力发电以年增长率30%左右高速发展。在我国，风力机技术研究也获得了较 快的进展，先后研制了百千瓦级至兆瓦级的一系列大中型并网型风电机组，其中部分机 组己实现商品化。目前己经公开与实用新型相近的专利文献，如JP2004084590 、 CN1308594C、 CN2270125Y 、 US4362469、 US4093402A 、 US4003676A，在这些文献中小翼大多采用与 风轮叶片相同的翼型，改变了风力机的尾迹流场的分布及叶尖的环量分布，减小了诱导 阻力，提高风力机的效率，但文献中小翼由于采用的是翼型，所以结构较复杂、工序多、 制作成本高、安装困难， 发明内容本实用新型的目的在于针对现有风轮叶尖小翼的结构复杂、加工难度大，制作成本高、安装困难等技术不足，提供了一种带有s型叶尖小翼的水平轴风力机，该s型小翼能改善该实用新型中风力机风轮的失速特性、气动特性、结构动态特性、叶片表面动载 荷分布及降低风轮辐射噪声的，使风力机节约能源，提高效率。本实用新型目的实现由以下技术方案完成本实用新型包括叶片5、轮毂6、机舱7、塔座8，风轮上叶片的叶尖处设置有小 翼，其特征在于，叶尖小翼4呈平板型并近似于三角形，斜边部分S呈波浪状；所述的 呈波浪状的小翼曲线斜边S为圆弧过渡，圆弧设计角a =30° -45° ;所述的小翼l的安 装面M与叶尖翼型断面重合，前缘直边L安装点位于叶尖翼型前缘点a处，安装面折边 B长度为叶尖翼型弦长c的0. 7-0. 9倍，前缘直边L长度为安装面折边B长度的0. 9-1. 2倍，后张角0=35° -55° ;所述的小翼l的板材的厚度为叶尖翼型最大厚度的0.1-0.4 倍；所述的S型叶尖小翼4的材料为平板型木材或玻璃钢或强化铝板。
本实用新型的优点是在不对原有风力机结构参数进行改动的前提下，通过在风力机 叶尖处简单安装S型叶尖小翼来改善风力机的综合性能。本实用新型中的S型叶尖小翼 在以上功能基础上还使该实用新型的风力机具有自动失速调节功能、改善了风力机的结 构动态特性，改变风轮工作时的动频曲线走向，使其有脱离转速共振区的趋势、改善了 叶片表面动载荷分布、叶尖涡脱落频率及降低了风轮辐射噪声。并且本实用新型中的S 型叶尖小翼结构简单、工艺流程短、工序少、制作成本低、安装简便。
图1为本实用新型的水平轴风力机整体结构示意图 图2为本实用新型S型叶尖小翼的结构示意图
图3为本实用新型S型叶尖小翼的安装部位示意图 图4为本实用新型安装A-A剖面示意图
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述 如附图1 4示意，图中的标号分别表示1、 2、 3—圆弧中心点、4-小翼、5-风
力机叶片、6-轮毂、7-机舱、8-塔架、9-叶片吸力面、10-叶片压力面、I-来流
方向、II-风力机旋转方向、L一前缘直边、S —流线形斜边、B—安装面折边、a—圆
弧设计角、R—圆弧半径、rl、 r2 —过渡半径、M-安装面、I-为来流方向、P-后张角、
a-翼型前缘点、b-翼型后缘点、c-叶尖翼型弦线。
本实用新型实施例的整体结构如图l所示，主要由叶片5、轮毂6、机舱7、塔座8 组成。其中机舱4中有风轮传动装置、发电机、调整装置及其电气调向机构、电气控制 设备、液压泵等。本实用新型包括叶片5、轮毂6、机舱7、塔座8,风轮上叶片的叶 尖处设置有小翼，叶尖小翼4呈平板型并近似于三角形，斜边部分S呈波浪状；所述的 呈波浪状的小翼曲线斜边S为圆弧过渡，圆弧设计角a =35° 、后张角0=35°;所述的 小翼1的安装面M与叶尖翼型断面重合，前缘直边L安装点位于叶尖翼型前缘点a处， 安装面折边B长度为叶尖翼型弦长c的0. 9倍，前缘直边L长度为安装面折边B长度的 l倍。制作该小翼板材的厚度为叶尖翼型最大厚度0.3倍。圆弧中心点3为1、 2两点的 中点，小翼的圆弧半径R，过渡半径rl、 r2为圆心在边线上使小翼端点和圆弧R相切的 圆弧。其中，1点为圆弧设计角度线与小翼边线的交点，2点为圆弧设计角度线与以0点为圆心。该S型小翼在外形上沿来流方向向后折，不对原有风力机结构参数进行改动 的前提下，通过在风力机叶尖处安装该S型叶尖小翼，并选取合适的小翼参数范围，可 以改善风力机风轮的综合性能。S型叶尖小翼(4)的材料为平板型木材或玻璃钢或强化 铝板。S型小翼的位置在风力机叶片叶尖处，沿来流方向向后折，安装面折边B与叶 尖翼型弦线重合，前缘直边L安装点位于叶尖翼型前缘点a处。虽然以上已经参照附图按照本实用新型及实用新型目的构思和实施作了详尽说明， 但本领域普遍技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然 可以对本实用新型做出各种改进和变换，而这种改进和变换仍然应用属于本实用新型的 保护范围。
权利要求1、 一种带有S型叶尖小翼的水平轴风力机，包括叶片(5)、轮毂(6)、机舱(7)、塔座 (8)，风轮上叶片的叶尖处设置有小翼，其特征在于，叶尖小翼(4)呈平板型并近似于三 角形，斜边部分(S)呈波浪状。
2、 根据权利要求1所述的一种带有S型叶尖小翼的水平轴风力机，其特征是，所述的 呈波浪状的小翼曲线斜边(S)为圆弧过渡，圆弧设计角a =30° -45° 、后张角e 二35。 -55° 。
3、 根据权利要求1所述的一种带有S型叶尖小翼的水平轴风力机，其特征是，所述的 小翼(l)的安装面(M)与叶尖翼型断面重合，前缘直边(L)安装点位于叶尖翼型前缘 点(a)处，安装面折边(B)长度为叶尖翼型弦长(c)的0.7-0.9倍，前缘直边(L)长 度为安装面折边(B)长度的0.9-1.2倍。
4、 根据权利要求1所述的一种带有S型叶尖小翼的水平轴风力机，其特征是，所述的 小翼(l)的板材的厚度为叶尖翼型最大厚度的0. 1-0. 4倍。
5、 根据权利要求1所述的一种带有S型叶尖小翼的水平轴风力机，其特征是，所述的S 型叶尖小翼(4)的材料为平板型木材或玻璃钢或强化铝板。
专利摘要本实用新型涉及风力发电设备，特别是一种带有S型叶尖小翼的水平轴风力机。更具体的讲是涉及一种具有自动失速调节功能，且能够改善风力机风轮气动特性、结构动态特性、叶片表面动载荷分布、叶尖涡脱落频率及降低风轮辐射噪声的水平轴风力机叶尖齿型小翼装置。本实用新型包括叶片(5)、轮毂(6)、机舱(7)、塔座(8)，风轮上叶片的叶尖处设置有小翼，其特征在于，叶尖小翼(4)呈平板型并近似于三角形，斜边部分(S)呈波浪状，近似于S型。本实用新型的优点是在不对原有风力机结构参数进行改动的前提下，通过在风力机叶尖处简单安装平板形齿型小翼来改善风力机的综合性能。并且本实用新型中的叶尖齿型小翼采用平板型结构，结构简单、工艺流程短、工序少、制作成本低、安装简便。
文档编号F03D11/00GK201155424SQ20082005522
公开日2008年11月26日 申请日期2008年1月30日 优先权日2008年1月30日
发明者博 刘, 刘冬冬, 吴克启, 汪建文, 韩晓亮, 高志鹰 申请人:内蒙古工业大学