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【技术实现步骤摘要】
大型风电领域。
技术介绍
1、大型风电的叶片是风力能量收集的关键部件。但大型风电叶片在径向是悬臂梁受力,外圆周端弯曲变形大、刚度不足,减小了能量转化的出力。研究发现增加大型风电叶片在外圆周段的刚度或减少弯曲变形能明显增加能量转化的发电出力。现有大型风电叶片在增加外圆周的刚度或减少弯曲变形的方法为增加叶片翼型的截面积,这样带来风阻的大幅度增加和叶片自身质量及成本的大幅度增加,以至要增加塔筒支撑结构的截面积和成本。大型风电的叶片为升力型叶片,叶片尖端的旋转线速度为迎风速度的5-10倍左右,有了利用叶片尖端约300km/小时旋转高线速度来产生新设定方向新升力来对抗正常叶片弯矩的条件。(在约300km/小时的相对运动的空气流体中,飞行的适当形状受力体能方便的实现非反相对运动方向的其他方向升力,能够实现与相对运动垂直方向的反迎风方向的升力)。本专利一是改变叶片的力学体系,巧妙的使用增设的叶片尖端受力器在叶片的外圆周端受到的新方向新升力形成简支力,用低成本增加叶片外圆周段的刚度和减少变形,从而增加能量转化的发电出力。二是用迎风回拉升力面(9)产生迎风反向力,平衡风推力。三是叶片远端阻力面气体高压到升力面气体低压的蜗旋损耗是升力型高尖端比速的一种能量损耗,目前仅有民航客机加装翼尖小翼用于节油。本专利提出了阻断高叶尖比速产生的蜗旋损耗的方法,增加了发电出力。
技术实现思路
1、大型风电叶片尖端(1)设置附图形状的受力器(2)在大型叶片尖端旋转高线速度中产生新设定方向的升力,对抗正常叶片的弯矩,增加
2、关键点一:叶片尖端(1)设置近似于叶片尖端旋转切线方向(3)的附图形状的受力器(2)。
3、关键点二:附图形状的受力器(2)在叶片尖端(1)高于迎风速度的旋转高线速度中,产生叶片轴向的向心力(5)或离心力(6),以及迎风方向的反力(7),对抗大型风电叶片转动受到的不利刚度的弯矩。
4、关键点三:附图形状的受力器(2)有:转动升力面(8)、迎风回拉升力面(9)、径向升力面(10)
5、关键点四:附图形状的受力器(2)与叶片形成的台阶,阻断了叶片远端阻力面气体高压到升力面气体低压的蜗旋损耗,增加了发电出力。
6、关键点五:附图形状的受力器(2)远端转动切向的小翼(4),阻断了附图形状的受力器(2)阻力面气体高压到升力面气体低压的蜗旋损耗,增加了发电出力。
7、说明:受力器(2)以设定形状的攻角在约300km/小时的相对速度中飞行,一是产生反迎风方向的升力对抗平衡叶片在迎风压力下的向后弯矩,二是产生向叶片旋转中心的升力对抗平衡叶片旋转的离心力,三是受力器(2)在相对速度中飞行受到的阻力能平衡部分叶片旋转弯矩减少峰值改善长叶片的受力条件,增加不锁叶片的风速上限。
8、有益效果
9、一是叶片外圆周段的增加刚度和减少变形,能量转化发电出力增加。二是减少了叶片的迎风弯矩,减少了叶片正常的旋转升力弯矩,提高了叶片的受力能力,为叶片再加长提供了新的技术方案。三是阻断叶片远端阻力面气体高压到升力面气体低压的蜗旋损耗,提高叶片旋转发电出力。
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1.叶片尖端(1)设置近似于叶片尖端旋转切线方向(3)的附图形状的受力器(2)。
2.附图形状的受力器(2)在叶片尖端(1)高于迎风速度的旋转高线速度中,产生叶片轴向的向心力(5)或离心力(6),以及迎风方向的反力(7),对抗大型风电叶片转动受到的不利刚度的弯矩。
3.附图形状的受力器(2)有:转动升力面(8)、迎风回拉升力面(9)、径向升力面(10),三维方向正反向的气动力学及组合。
4.叶片尖端(1)高于迎风速度的旋转高线速度中设置受力器产生新设定方向升力的一切方法。
5.叶片远端近似垂直叶片长度方向(近似叶片远端旋转的切线方向)设置类似受力器(2)产生迎风反力或叶片轴向力的一切方法。
6.加厚叶片远端、适当接近垂直角度的立面构件,阻断叶片远端阻力面气体高压到升力面气体低压的蜗旋损耗,提高叶片旋转发电出力的一切方法。
【技术特征摘要】
1.叶片尖端(1)设置近似于叶片尖端旋转切线方向(3)的附图形状的受力器(2)。
2.附图形状的受力器(2)在叶片尖端(1)高于迎风速度的旋转高线速度中,产生叶片轴向的向心力(5)或离心力(6),以及迎风方向的反力(7),对抗大型风电叶片转动受到的不利刚度的弯矩。
3.附图形状的受力器(2)有:转动升力面(8)、迎风回拉升力面(9)、径向升力面(10),三维方向正反向的...
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