一種基于可旋轉(zhuǎn)整流罩的風(fēng)力機低頻氣動噪聲抑制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及風(fēng)力機，尤其是涉及一種基于可旋轉(zhuǎn)整流罩的風(fēng)力機低頻氣動噪聲抑制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。我國風(fēng)能資源豐富，政府也大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電事業(yè)。隨著風(fēng)力發(fā)電的不斷擴大，風(fēng)力機的噪聲問題也日益凸顯，如果不認真研究解決，將會成為制約我國風(fēng)電事業(yè)發(fā)展的一個主要障礙。
[0003]風(fēng)力機噪聲根據(jù)來源可以分為機械噪聲和氣動噪聲。隨著風(fēng)力機機械設(shè)計和制造水平的提高，風(fēng)力機的機械噪聲已經(jīng)大大降低，而風(fēng)力機氣動噪聲問題依然是一個難以解決的問題。風(fēng)力機氣動噪聲根據(jù)產(chǎn)生原理不同又可分為:低頻氣動噪聲、來流湍流干擾噪聲和葉片自噪聲。風(fēng)力機的低頻氣動噪聲是指葉片或升力面旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的定常載荷噪聲和由風(fēng)力機葉片通過局部的速度虧損區(qū)域或尾流區(qū)產(chǎn)生的非定常載荷噪聲。風(fēng)力機按照風(fēng)99輪風(fēng)輪和塔架的相對位置可以分為上風(fēng)式風(fēng)力機(風(fēng)99輪風(fēng)輪在塔架上游)和下風(fēng)式風(fēng)力機(風(fēng)99輪風(fēng)輪在塔架下游)。對于下風(fēng)式風(fēng)力機來說由于一部分氣流要先流經(jīng)塔架再流到風(fēng)力機的葉片，造成風(fēng)力機葉片經(jīng)過塔架的尾流區(qū)時葉片表面的載荷波動，產(chǎn)生很大的低頻氣動噪聲，因此該問題是風(fēng)力機氣動噪聲需要重點研究的問題。
[0004]現(xiàn)有的研究表明，對于下風(fēng)式風(fēng)力機，風(fēng)力機塔架產(chǎn)生了較強的卡門渦街結(jié)構(gòu)，同時氣流先經(jīng)過塔架引起較大的速度虧損，導(dǎo)致風(fēng)力機槳葉每次經(jīng)過塔架的尾流區(qū)時，葉片表面都會產(chǎn)生較大的壓力波動，從而產(chǎn)生很大的低頻氣動噪聲(1.李曉東，許影博，江旻.風(fēng)力機氣動噪聲研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)，2013，34(10):1083-1090 ;
2.Wang T G,Coton F N.A high resolut1n tower shadow model for downwind windturbines journal of wind egineering.2001，89:873-892)。由于絕大多數(shù)風(fēng)力機的塔架采用圓柱型塔架，因此如何抑制圓柱尾流的卡門渦街以及減小流經(jīng)塔架的速度虧損是降低風(fēng)力機低頻噪聲的關(guān)鍵所在。圓柱繞流是流體力學(xué)的經(jīng)典問題，研究人員對圓柱尾流卡門渦街的減弱和控制開展了大量的研究工作，形成了如添加螺旋列板、橫隔板、多柱排列等方法，其中部分方法對抑制風(fēng)力機的低頻氣動噪聲有很好的借鑒意義(3.邵傳平.鈍體尾流控制機理及方法研究進展[J].力學(xué)進展，2008，38 (3): 314-328 ；4.張力，丁林.鈍體繞流的分隔板控制技術(shù)研究進展[J].力學(xué)進展，2011，41 (4):391-399.)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型旨在針對下風(fēng)式風(fēng)力機低頻氣動噪聲大的問題，提供一種基于可旋轉(zhuǎn)整流罩的風(fēng)力機低頻氣動噪聲抑制裝置。
[0006]本實用新型設(shè)有聯(lián)動桿、整流罩、塔架和推力球軸承；
[0007]所述聯(lián)動桿的上端固定在機艙上，聯(lián)動桿的下端嵌入整流罩內(nèi)，所述整流罩安裝在塔架上，當(dāng)機艙旋轉(zhuǎn)時，通過聯(lián)動桿帶動整流罩同步旋轉(zhuǎn)，使得整流罩的尾緣始終對準機艙；整流罩采用兩半對稱合并結(jié)構(gòu)，整流罩尾端緊固連接，整流罩的前端與推力球軸承的旋轉(zhuǎn)端緊固連接，推力球軸承的固定端固定在塔架上。
[0008]整流罩的前端可用螺絲與推力球軸承的旋轉(zhuǎn)端緊固連接。氣流先經(jīng)過整流罩，再流經(jīng)風(fēng)力機葉片，通過減弱塔架尾流卡門渦街的強度，減小氣流流經(jīng)塔架的速度虧損，使得葉片經(jīng)過塔架尾跡區(qū)時葉片的表面壓力波動減小，從而降低風(fēng)力機的低頻氣動噪聲。所述葉片固定在機艙上。
[0009]所述整流罩可采用可旋轉(zhuǎn)流線型整流罩，整流罩可通過螺絲固定在塔架上。
[0010]整流罩尾端用鉚釘緊固連接。
[0011 ] 所述塔架可采用圓柱型塔架。
[0012]推力球軸承的旋轉(zhuǎn)端的內(nèi)徑略大于塔架的直徑，推力球軸承的旋轉(zhuǎn)端的外徑略大于推力球軸承的固定端的外徑，方便整流罩實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。推力球軸承的固定端依靠螺絲固定連接在塔架上，內(nèi)徑等于塔架直徑。整個裝置可以實現(xiàn)聯(lián)動桿帶動整流罩轉(zhuǎn)動。
[0013]以下給出本實用新型的工作原理:
[0014]由于在相同橫截面積情況下，氣流流過翼型的卡門渦街強度比流過圓柱的卡門渦街強度要弱，同時氣流流過翼型的速度虧損要比流過圓柱的速度虧損要小，因此本實用新型在風(fēng)力機圓柱型塔架上安裝可旋轉(zhuǎn)整流罩，保證風(fēng)力機機艙旋轉(zhuǎn)時，整流罩的尾緣始終對準機艙，減小風(fēng)力機槳葉流過塔架尾流區(qū)時葉片表面的壓力波動，從而降低風(fēng)力機的低頻氣動噪聲。
[0015]以下給出本實用新型的突出優(yōu)點:
[0016]與其他采用主動控制抑制風(fēng)力機低頻氣動噪聲的方法相比，本實用新型采用可旋轉(zhuǎn)整流罩，通過減弱塔架尾流卡門渦街的強度，減小氣流的速度虧損，來達到降低風(fēng)力機低頻氣動噪聲的效果，本實用新型簡單，易于實現(xiàn)。在風(fēng)力機塔架上安裝流線型可旋轉(zhuǎn)的整流罩，還可以顯著降低風(fēng)力機塔架尾渦脫落產(chǎn)生的周期性變化作用力，減小渦激振動造成的破壞。因此本實用新型避免采用復(fù)雜的控制系統(tǒng)，提高了風(fēng)力機運行的穩(wěn)定性，是一種抑制風(fēng)力機低頻氣動噪聲的較優(yōu)選擇。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0018]圖2是本實用新型實施例的使用狀態(tài)示意圖。
[0019]圖3是整流罩外形示意圖(實施例1)。
[0020]圖4是整流罩外形不意圖(實施例2)。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步地詳細說明。
[0022]如圖1所示，本實用新型實施例設(shè)有聯(lián)動桿3、整流罩4、塔架6和推力球軸承10。所述聯(lián)動桿3的上端固定在機艙I上，聯(lián)動桿3的下端嵌入整流罩4內(nèi)，所述整流罩4安裝在塔架6上，當(dāng)機艙I旋轉(zhuǎn)時，通過聯(lián)動桿3帶動整流罩4同步旋轉(zhuǎn)，使得整流罩4的尾緣始終對準機艙I ;整流罩4采用兩半對稱合并結(jié)構(gòu)，整流罩4尾端緊固連接，整流罩4的前端與推力球軸承10的旋轉(zhuǎn)端8緊固連接，推力球軸承10的固定端9固定在塔架6上。
[0023]整流罩4的前端用螺絲7與推力球軸承10的旋轉(zhuǎn)端8緊固連接。氣流先經(jīng)過整流罩4，再流經(jīng)風(fēng)力機葉片2，通過減弱塔架6尾流卡門渦街的強度，減小氣流流經(jīng)塔架6的速度虧損，使得葉片2經(jīng)過塔架6尾跡區(qū)時葉片2的表面壓力波動減