專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體，尤其是一種減阻型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體結(jié)構(gòu)，該筒體具有減小阻力、減小塔架基礎(chǔ)彎矩、減弱塔影干涉等特點(diǎn)。
背景技術(shù)：
常規(guī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體均為圓筒或錐筒狀，氣流流過筒體時(shí)尾流區(qū)較大，產(chǎn)生的壓差阻力較大，從而引起風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)承受的彎矩較大，而且易引起風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的傾斜和葉片揮舞，尤其是海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，更易引起整機(jī)的傾覆和葉片的揮舞，從而對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)性能造成影響，甚至引起風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電量的減小。現(xiàn)有的解決方法是加固塔架基礎(chǔ)和連接部件強(qiáng)度，提高了對材料的要求，增加了材料成本。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，從結(jié)構(gòu)上使筒體尾流區(qū)減小，或在筒體外表面采用非光滑凹坑或凸包等形式使氣流提早轉(zhuǎn)捩，減小尾流區(qū)和壓差阻力，從而減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)承受的彎矩，避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的傾斜和葉片揮舞，以及減弱塔影對上游或下游葉片氣動(dòng)和氣彈的影響。本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體，其特征在于，所述塔架筒體的橫截面外圈的形狀為多邊形或凹凸不光滑曲線，從而使所述塔架筒體呈多棱柱筒體或凹凸外表面筒體。氣流繞過這樣的筒體結(jié)構(gòu)之后，轉(zhuǎn)捩提前，流動(dòng)中的湍動(dòng)能增加，使氣流在筒體上附著流動(dòng)的面積增大，邊界層分離推遲，尾流旋渦區(qū)減小。優(yōu)先的，所述多邊形為等邊多邊形，可以是等邊五邊形，等邊六邊形，等邊八邊形， 等邊十邊形等。優(yōu)先的，所述多邊形為不等邊多邊形，可以是不等邊五邊形，不等邊六邊形，不等邊八邊形，不等邊十邊形等。優(yōu)先的，所述凹凸不光滑曲線可以是均勻分布，也可以是不均勻分布。優(yōu)先的，在高度方向上，所述筒體的外表面形狀可以是以上形式的任意組合。與傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體相比，本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體具有以下優(yōu)點(diǎn)多棱柱筒體或凹凸外表面筒體能夠有效地減小阻力和減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)承受的彎矩，避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的傾斜和葉片揮舞，以及減弱塔影對上游或下游葉片氣動(dòng)和氣彈的影響。

圖1為上風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組側(cè)視圖。圖2為下風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組側(cè)視圖。圖3為氣流繞過傳統(tǒng)塔架圓柱筒體尾流區(qū)速度分布圖。[0014]圖4為塔架筒體的橫截面的外圈為等邊八邊形時(shí)的示意圖。圖5為塔架筒體的橫截面的外圈為帶有凹坑的圓形時(shí)的示意圖。圖6為塔架筒體的橫截面的外圈為帶有凸包的圓形時(shí)的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來進(jìn)行說明。圖1為上風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，圖2為下風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。其中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括塔架基礎(chǔ)1，塔架筒體2，機(jī)艙3，輪轂4和多個(gè)葉片5，葉片5安裝在輪轂4上，當(dāng)氣流吹向葉片5時(shí)，氣流作用在葉片5上，將氣流的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為推動(dòng)葉片5旋轉(zhuǎn)的力矩，使葉片5帶動(dòng)輪轂4繞機(jī)艙3的水平中心軸旋轉(zhuǎn)，把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過機(jī)艙3中的發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸出。在塔架筒體2不與葉片5重疊的部位，氣流繞過塔架筒體2的外表面，在塔架筒體 2外表面的某個(gè)位置發(fā)生分離，在塔架筒體2的后部形成尾渦區(qū)，如圖3所示。在塔架筒體2與葉片5重疊的部位，分述如下對上風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，如圖1所示，當(dāng)葉片5旋轉(zhuǎn)到靠近塔架筒體2時(shí)，塔架筒體2對上游的氣流產(chǎn)生影響，使流經(jīng)葉片5的氣流發(fā)生變化，改變后的氣流繞過塔架筒體2 流出；對下風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，如圖2所示，氣流先繞過塔架筒體2，在塔架筒體2后部形成尾跡，再流經(jīng)旋轉(zhuǎn)而來的葉片5，尾流區(qū)的氣流再經(jīng)葉片5流出。圖4飛示出了本實(shí)用新型的幾種塔架筒體的橫截面形狀。其中，圖4示出了塔架筒體2的橫截面外圈的形狀為等邊八邊形的情形。圖5示出了塔架筒體2的橫截面外圈的形狀為帶有凹坑的圓形的情形。圖6示出了塔架筒體2的橫截面外圈的形狀為帶有凸包的圓形的情形。當(dāng)氣流繞過這樣的筒體結(jié)構(gòu)之后，轉(zhuǎn)捩提前，流動(dòng)中的湍動(dòng)能增加，使氣流在塔架筒體上附著流動(dòng)的面積增大，邊界層分離推遲，尾流旋渦區(qū)減小。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體，其特征在于，所述塔架筒體的橫截面外圈的形狀為多邊形或凹凸不光滑曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體，其特征在于，所述多邊形為等邊多邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體，其特征在于，所述多邊形為不等邊多邊形。
專利摘要一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架筒體，所述塔架筒體的橫截面外圈的形狀為多邊形和/或帶有凹坑或凸包的圓形，所述塔架筒體呈多棱柱筒體或凹凸外表面筒體。氣流繞過這樣的筒體結(jié)構(gòu)之后，轉(zhuǎn)捩提前，流動(dòng)中的湍動(dòng)能增加，使氣流在筒體上附著流動(dòng)的面積增大，邊界層分離推遲，尾流旋渦區(qū)減小。
文檔編號F03D11/00GK202023701SQ20112001526
公開日2011年11月2日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者劉強(qiáng), 徐建中, 楊科, 白井艷, 黃宸武 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所