[发明专利]一种叶片叶尖带V型开槽结构的风力机

说明书

技术领域

本发明涉及一种叶片叶尖带V型开槽结构的风力机。

背景技术

为了提高风力机的风能利用系数和降低风力机噪声，世界各国的研究者提出了各种各样的方法，如采用气动性能优化的叶片、设计低噪高效的翼型，在风轮外围增加扩散器(Diffuser)、在后缘添加襟翼，在叶尖添加小翼(Tip Vane)等。以上方法都是通过在叶片上添加气动原件和设计新叶片来改变风力机气动特性，用以降低风力机气动噪声，但是添加气动原件和设计新叶片都会改变风力机结构动力力学特性、使问题变得复杂化，使影响因素增多，加大了研究困难。

根据风力机空气动力学理论，水平轴风力机风能利用系数是贝兹极限约为0.593，可目前风力机的风能利用系数远未达到这一极限。因为风力机的型式、结构，叶片的翼型、叶形，加工制造工艺、安装技术水平以及风力机安装地点风资源的复杂多变、不稳定性等诸多因素，都直接影响着风能利用系数和风力机噪声的产生。为了提高风力机的风能利用系数和降低风力机噪声，世界各国的研究者提出了各种各样的方法，如采用气动性能优化的叶片、设计低噪高效的翼型，在风轮外围增加扩散器(Diffuser)、在后缘添加襟翼，在叶尖添加小翼(Tip Vane)等。

在水平轴风力机叶尖添加结构合适的小翼，可以有效改善风轮表面的压力分布，增大风力机的风能利用系数，提高风力机的功率输出，增强其结构动态特性，降低风力机噪声。

在水平轴风力机叶尖添加小翼用以降噪方法的缺点是，制造小翼成本较高，工艺较复杂，小翼安装困难，增加安装费用，小翼和叶片不能一体化设计，不便于规模化生产。

本发明在水平轴风力机叶尖开槽，使叶尖结构变化，呈现V型结构，在不增加成本的前提下对叶尖结构进行改进设计，降低风力机叶尖噪声，减少叶片的疲劳程度，延长风力机使用寿命，为风轮降噪途径的探索积累实验和设计经验。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种叶片叶尖带V型开槽结构的风力机，包括导流罩(1)、叶尖带V型槽的叶片(2)、发电机(3)、控制器(6)、蓄电池(7)、逆变器(8)、交流负载(9)和直流负载(10)。其特征在于

所述导流罩(1)位于叶片(2)的前端，发电机(3)位于叶片(2)的后部，所述发电机(3)通过导线和控制器(6)相连，该控制器(6)与蓄电池(7)相连，所述逆变器(8)和直流负载(10)并联后与蓄电池(7)相连，所述逆变器(8)的另一端与流负载(9)相连。

所述叶片(2)驱动发电机(3)发出交流电。交流电经控制器(6)整流后，对蓄电池(7)进行充电。蓄电池(7)提供的直流电一部分直接供给直流负载(10)使用，另一部分经过逆变器(8)，把直流电变成交流电供给交流负载(9)使用。

所述叶尖带V型槽的叶片(2)的端部具有V型槽，该V型槽具有张角θ，该θ的值为30-60°。

风力机在保证输出功率基本不变的情况下，叶尖带V型槽的叶片比叶尖不带V型开槽的叶片噪声平均下降4-8dB。

所述发电机(3)的后部与尾舵(4)相连。

所述发电机(3)下方具有塔架(5)，用于支撑叶片。

有益效果：

本发明结构简单，设计合理，操作方便，在水平轴风力机叶尖开槽，使叶尖结构变化，呈现V型结构，在不增加成本的前提下对叶尖结构进行改进设计，工艺简单，费用低，便于一体化设计，可规模化生产。同时，在保证输出功率基本不变的情况下，降低风力机叶尖噪声，减少叶片的疲劳程度，延长风力机使用寿命，为风轮降噪途径的探索积累实验和设计经验。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明带V型槽的叶片叶尖示意图；

图3是本发明的风力机近尾迹区域截面噪声的声阵列10个测试截面布置示意图；

图4是本发明的风力机近尾迹区域单一截面噪声的声阵列实验测试；

图5是本发明风力机近尾迹区域旋转角度为900时10个测试截面测点布置示意图；

图6是本发明在λ=5.5时测试旋转角在120°下6个截面有无叶尖V型开槽的测点声压级图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明。

一种叶片叶尖带V型开槽结构的风力机，包括导流罩(1)、叶尖带V型槽的叶片(2)、发电机(3)、控制器(6)、蓄电池(7)、逆变器(8)、交流负载(9)和直流负载(10)。