[实用新型]一种风力发电机组塔架筒体

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及一种风力发电机组塔架筒体，尤其是一种减阻型风力发电机组塔架筒体结构，该筒体具有减小阻力、减小塔架基础弯矩、减弱塔影干涉等特点。 

背景技术

常规风力发电机组塔架筒体均为圆筒或锥筒状，气流流过筒体时尾流区较大，产生的压差阻力较大，从而引起风力发电机组的基础承受的弯矩较大，而且易引起风力发电机组的倾斜和叶片挥舞，尤其是海上风力发电机组，更易引起整机的倾覆和叶片的挥舞，从而对风力发电机组的气动和结构性能造成影响，甚至引起风力发电机组发电量的减小。现有的解决方法是：加固塔架基础和连接部件强度，提高了对材料的要求，增加了材料成本。 

发明内容

针对现有技术的缺点和不足，本实用新型通过风力发电机组塔架筒体结构的改进，从结构上使筒体尾流区减小，或在筒体外表面采用非光滑凹坑或凸包等形式使气流提早转捩，减小尾流区和压差阻力，从而减小风力发电机组基础承受的弯矩，避免风力发电机组的倾斜和叶片挥舞，以及减弱塔影对上游或下游叶片气动和气弹的影响。 

 本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种风力发电机组塔架筒体，其特征在于，所述塔架筒体的横截面外圈的形状为多边形或凹凸不光滑曲线，从而使所述塔架筒体呈多棱柱筒体或凹凸外表面筒体。气流绕过这样的筒体结构之后，转捩提前，流动中的湍动能增加，使气流在筒体上附着流动的面积增大，边界层分离推迟，尾流旋涡区减小。

优先的，所述多边形为等边多边形，可以是等边五边形，等边六边形，等边八边形，等边十边形等。 

优先的，所述多边形为不等边多边形，可以是不等边五边形，不等边六边形，不等边八边形，不等边十边形等。 

优先的，所述凹凸不光滑曲线可以是均匀分布，也可以是不均匀分布。 

优先的，在高度方向上，所述筒体的外表面形状可以是以上形式的任意组合。 

 与传统的风力发电机组塔架筒体相比，本实用新型的风力发电机组塔架筒体具有以下优点：多棱柱筒体或凹凸外表面筒体能够有效地减小阻力和减小风力发电机组基础承受的弯矩，避免风力发电机组的倾斜和叶片挥舞，以及减弱塔影对上游或下游叶片气动和气弹的影响。 

附图说明

图1为上风向风力发电机组侧视图。 

图2为下风向风力发电机组侧视图。 

图3为气流绕过传统塔架圆柱筒体尾流区速度分布图。 

图4为塔架筒体的横截面的外圈为等边八边形时的示意图。 

图5为塔架筒体的横截面的外圈为带有凹坑的圆形时的示意图。 

图6为塔架筒体的横截面的外圈为带有凸包的圆形时的示意图。 

具体实施方式

以下结合附图来进行说明。 

图1为上风向风力发电机组，图2为下风向风力发电机组。其中，风力发电机组包括塔架基础1，塔架筒体2，机舱3，轮毂4和多个叶片5，叶片5安装在轮毂4上，当气流吹向叶片5时，气流作用在叶片5上，将气流的一部分动能转化为推动叶片5旋转的力矩，使叶片5带动轮毂4绕机舱3的水平中心轴旋转，把风能转化为机械能，再通过机舱3中的发电机将机械能转化为电能输出。 

在塔架筒体2不与叶片5重叠的部位，气流绕过塔架筒体2的外表面，在塔架筒体2外表面的某个位置发生分离，在塔架筒体2的后部形成尾涡区，如图3所示。 

在塔架筒体2与叶片5重叠的部位，分述如下： 

对上风向风力发电机组，如图1所示，当叶片5旋转到靠近塔架筒体2时，塔架筒体2对上游的气流产生影响，使流经叶片5的气流发生变化，改变后的气流绕过塔架筒体2流出；

对下风向风力发电机组，如图2所示，气流先绕过塔架筒体2，在塔架筒体2后部形成尾迹，再流经旋转而来的叶片5，尾流区的气流再经叶片5流出。

图4~6示出了本实用新型的几种塔架筒体的横截面形状。其中，图4示出了塔架筒体2的横截面外圈的形状为等边八边形的情形。图5示出了塔架筒体2的横截面外圈的形状为带有凹坑的圆形的情形。图6示出了塔架筒体2的横截面外圈的形状为带有凸包的圆形的情形。当气流绕过这样的筒体结构之后，转捩提前，流动中的湍动能增加，使气流在塔架筒体上附着流动的面积增大，边界层分离推迟，尾流旋涡区减小。