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1、(10)申请公布号 CN 102953941 A(43)申请公布日 2013.03.06CN102953941A*CN102953941A*(21)申请号 201210470533.7(22)申请日 2012.11.19F03D 11/00(2006.01)F03D 7/00(2006.01)(71)申请人西安交通大学地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人吴东垠 蒙佳 赵若焱 邹洋吴平 王利兵(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司 61200代理人徐文权(54) 发明名称以多根管道通过液体调节叶片质量的风电叶片组件及调节方法(57) 摘要本发明公开了一种以多根管。
2、道通过液体调节叶片质量的风电叶片组件及调节方法，叶片上设置有多根叶端管道，每一根叶端管道自叶片根部向尖端延伸，叶片根部设置有与多根叶端管道相通的第一集箱，风力发电机主轴周围设置有环形分流器，所述环形分流器的输出端分别与多个叶片的第一集箱相通，所述环形分流器的输入端连接有设置在风力发电机塔架内部的蓄液箱。当来流风速等于或大于额定风速时，控制器控制蓄液箱内的液体输送到叶片内的多根管道中以增加叶片的质量；反之，控制器控制叶片内多根管道中的液体流回尾部集箱。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 。
3、页 附图 3 页1/1页21.一种以多根管道通过液体调节叶片质量的风电叶片组件，其特征在于：叶片主体（1）上设置有多根叶端管道（2），每一根叶端管道自叶片根部向尖端延伸，叶片根部设置有与多根叶端管道相通的第一集箱（5），风力发电机主轴（7）周围设置有环形分流器（8），所述环形分流器的输出端分别与多个叶片的第一集箱相通，所述环形分流器的输入端连接有设置在风力发电机塔架内部的蓄液箱（14）。2.如权利要求1所述的风电叶片组件，其特征在于：所述叶端管道（2）自叶片根部向叶片尖端呈渐缩延伸。3.如权利要求1所述的风电叶片组件，其特征在于：所述多根叶端管道以叶片轴线为中心对称分布。4.如权利要求1所述的。
4、风电叶片组件，其特征在于：所述多根叶端管道在叶片尖端汇集于叶尖汇集腔（4），且在叶片尖端由加固板（3）将叶端管道固定在叶片空腔内。5.如权利要求1所述的风电叶片组件，其特征在于：所述叶端管道和第一集箱连接处设有由控制器控制的第一电磁阀（6）。6.如权利要求1所述的风电叶片组件，其特征在于：所述叶片组件进一步包括有正向泵和反向泵（11），该正向泵和反向泵分别连接有第二电磁阀（12）和第三电磁阀（13），控制蓄液箱内的液体的流向。7.以多根管道通过液体调节叶片质量的调节方法，其特征在于：叶片主体（1）上设置有多根叶端管道（2），叶片根部设置有与多根叶端管道相通的第一集箱（5），风机主轴（7）周围设。
5、置有环形分流器（8），所述环形分流器的输出端分别与多个叶片的第一集箱相通，所述环形分流器的输入端与设置在风力发电机塔架内部的蓄液箱，所述第一集箱和叶端管道的连接处设置有由控制器（15）控制的开关，所述蓄液箱与控制器控制的正向泵和反向泵（11）连接通往环形分流器（8）；当来流风速等于或大于额定风速时，控制器控制开关打开，且正向泵处于工作状态，使蓄液箱内的液体输送到叶片管道内以增加叶片的质量；反之，控制器控制开关打开，反向泵处于工作状态，使叶片管道内的液体流回蓄液箱。8.如权利要求7所述的一种调节方法，所述开关为电磁阀。9.如权利要求7所述的一种调节方法，所述尾部管道（10）和环形分流器（8）之间。
6、设置有第二开关（9）以控制尾部管道内的液体是否向叶片内输送或者叶片内的液体是否向尾部管道内回流。权 利 要 求 书CN 102953941 A1/3页3以多根管道通过液体调节叶片质量的风电叶片组件及调节方法【 技术领域 】0001 本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种以对根管道通过液体调节叶片质量的风电叶片组件及调节方法。【 背景技术 】0002 随着人类对生态环境的要求和对能源的需要，风能的开发日益受到重视，风力发电将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源之一。风能作为可再生能源的一种，在中国的储藏量相当丰富。随着人们对风力发电认识的不断提高和小型风力发电技术的不断成熟，其应用领。
7、域也越来越广泛。0003 风力发电机是利用自然界中的风能使之转化为电能的发电装置。风力发电机组工作在一定的风速范围内，在很多的情况下，要求风力机不论环境风速如何变化，转速总保持恒定或不超过某一限定值。风力发电机组在超过额定风速以后，由于机械强度和发电机、电力电子容量等物理性能的限制，可以提高叶片质量，保证转速维持在额定转速附近，即使功率输出保持在额定值附近，保证风力机不受到损害。风速是一个随机性很大的量，随时间和季节的变化都可能发生变化，甚至瞬息万变。由力学和运动学知识得知，风力机叶片稳定转速与质量成“反比”关系，即在一定范围内，风力机叶片质量越大，在同等风速下，其自身转速越低。0004 目前。
8、的功率方式主要可分为失速调节和变桨距两种。失速调节虽然结构简单，维护方便，但机舱较重，运输及吊装难度大，基础大、成本高；变桨距结构受力最小，主机及塔架重量轻，运输及吊装难度小，但变桨距的系统结构复杂，故障率稍高，对运行、管理人员素质要求较高。【 发明内容 】0005 本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供一种以多根管道通过液体调节叶片质量的风电叶片组件，自动调节叶片质量，从而使叶轮转速比较稳定。0006 为实现上述目的，本发明提供了一种以多根管道通过液体调节叶片质量的风电叶片组件，叶片上设置有多根叶端管道，每一根叶端管道自叶片根部向尖端延伸，叶片根部设置有与多根叶端管道相通的第一集箱，风机。
9、主轴周围设置有环形分流器，所述环形分流器的输出端分别与多个叶片的第一集箱相通，所述环形分流器的输入端连接有设置在风力发电机塔架内部的蓄液箱。0007 作为本发明的优选实施例，所述叶端管道自叶片根部向叶片尖端呈渐缩延伸；0008 作为本发明的优选实施例，所述多根叶端管道以叶片轴线为中心对称分布；0009 作为本发明的优选实施例，所述多根叶端管道在叶片尖端汇集，且在叶片尖端由加固板将叶端管道固定在叶片空腔内；0010 作为本发明的优选实施例，所述叶端管道和第一集箱连接处设有由控制器控制的说 明 书CN 102953941 A2/3页4第一电磁阀；0011 作为本发明的优选实施例，所述叶片组件进一步。
10、包括有正向泵和反向泵，该正向泵和反向泵分别连接有第二电磁阀和第三电磁阀，控制蓄液箱内的液体的流向；0012 一种以多根管道通过液体调节叶片质量的调节方法，叶片上设置有多根叶端管道，叶片根部设置有与多根叶端管道相通的第一集箱，风力发电机主轴周围设置有环形分流器，所述环形分流器的输出端分别与多个叶片的第一集箱相通，所述环形分流器的输入端与设置在风力发电机塔架内部的蓄液箱相通，所述第一集箱和叶端管道的连接处设置有由控制器控制的开关，所述蓄液箱连接有与控制器连接的正向泵和反向泵；当来流风速等于或大于额定风速时，控制器控制开关打开，且正向泵处于工作状态，使蓄液箱内的液体输送到叶片管道内以增加叶片的质量；。
11、反之，控制器控制开关打开，反向泵处于工作状态，使叶片管道内的液体流回蓄液箱。0013 作为本发明的优选实施例，所述开关为电磁阀；0014 作为本发明的优选实施例，所述尾部管道和环形分流器之间设置有第二开关以控制尾部管道内的液体是否向叶片内输送或者叶片内的液体是否向尾部管道内回流。0015 本发明可以通过向叶片内部管道输送抗冻液体的方式来调整叶片质量，在超出额定风速的来流风速下可以使叶轮转速保持在额定值附近而不超速。同时叶端管道的布置可以对叶片起到加强刚度的作用，使风力机可以承受更大冲击。【 附图说明 】0016 图1是本发明的叶片背面结构示意图；0017 图2是叶片根部、尖部截面示意图；其中，。
12、图2-1是沿图1中A-A线的剖视图，图2-2是沿图1中B-B线的剖视图；0018 图3是环形分流器截面示意图；0019 图4是尾部管道、集箱、泵系统的连接示意图；0020 图中的标号分别表示：1、叶片主体；2、叶端管道；3、加固板；4、叶尖汇集腔；5、第一集箱；6、第一电磁阀；7、风机主轴；8、环形分流器；9、第二开关；10、正向泵和反向泵；11、第二电磁阀；12、第三电磁阀；13、尾部管道；14、蓄液箱；15、控制器；16、风速仪。具体实施方式0021 下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。0022 本发明提供了一种以多根管道通过液体调节叶片质量的风电叶片组件，由叶端管道2、加固板3、。
13、叶尖汇集腔4、第一集箱5、第一电磁阀6、环形分流器8、尾部管道13、第二开关9、正向泵和反向泵10、第二电磁阀11、第三电磁阀12、蓄液箱14、风速仪16以及控制器15共同构成。所述的多根叶端管道沿风力发电机叶片轴线对称布置，在叶片尖端方向汇集，由加固板稳定固定在叶片空腔内部，在叶片根部设置第一集箱，入口处设有第一电磁阀控制开闭。第一集箱均匀分配通往各管道的抗冻流体，在根部也起到固定管道的作用。风机主轴周围布置环形分流器，输出端连接三组叶片管道的第一集箱均匀地分配流体。本发明可以实现风力发电机叶片的质量调节，同时可以加强叶片的刚度，使其可以承受更大的弯矩载荷。说 明 书CN 102953941。
14、 A3/3页50023 本发明所提供的一种以多根管道通过液体调节叶片质量的风电叶片组件可以实现自动调节叶片质量的功能，从而使叶轮转速比较稳定。当来流风速达到并逐渐高于额定值时，本发明涉及的风力发电机叶片组件可以向叶片三组叶端管道（2）分别对应的第一集箱（5）送抗冻介质，增加叶片的质量，来达到稳定叶轮转速的目的；当轮毂处风速低于额定风速时，抗冻流体从叶端管道返回第一集箱输，再流入蓄液箱（14），使叶片保持原重，保证风机在额定转速附近运行。由于叶片中含有多根管道，控制叶片质量的变化更加显著，而且管道的排布方式对叶片弯曲变形有着良好的抵抗效果。叶片根部的第一集箱保证向各管道分配流体均匀，有效地地避免。
15、了因质量分布不均匀产生的不平衡振动。0024 为实现上述目的，本发明提供了一种以多根管道通过液体调节叶片质量的风电叶片组件，该叶片包括叶端管道、加固板、叶尖汇集腔、第一集箱、第一电磁阀、环形分流器、尾部管道、第二开关、正向泵和反向泵、第二电磁阀、第三电磁阀、蓄液箱、风速仪以及控制器。所述的多根管道沿风力发电机叶片轴线对称布置，在叶片尖端方向汇集于尖端汇集腔，在叶片中部由加固板稳定固定在叶片空腔内部；叶片根部设置第一集箱，入口处设有第一电磁阀控制开闭。第一集箱均匀分配通往各管道的抗冻流体，在根部也起到固定管道的作用。风力发电机主轴周围布置环形分流器，向三组叶片管道的第一集箱均匀地分配流体。环形分流器另一端连接尾部管道通往蓄液箱，分正反两路连接，每一路均有泵（正向泵、反向泵）和电磁阀控制。所有的泵和电磁阀均由控制器接收风速仪信号经运算后发出指令控制。说 明 书CN 102953941 A1/3页6图1图2说 明 书 附 图CN 102953941 A2/3页7图3说 明 书 附 图CN 102953941 A3/3页8图4说 明 书 附 图CN 102953941 A。