大型风机微纳桨叶主动吸能减振节能法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102454543A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102454543A(43)申请公布日2012.05.16(21)申请号201010519024.X(22)申请日2010.10.25(71)申请人王丙祥地址221200江苏省睢宁县经济开发区前进路5号江苏久祥汽车电器集团公司(72)发明人王丙祥(51)Int.Cl.F03D7/00(2006.01)B81C1/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称大型风机微纳桨叶主动吸能减振节能法(57)摘要大型风机微纳桨叶主动吸能减振节能法，其特征在于：采用电感耦合等离子体刻蚀工艺制备方法和反应性等离子体干刻蚀法对比制作出微纳米管簇阵列以研制仿生耦合结构的仿绒毛形变层。ICP技术是利用特殊气体对硅模板钝化及刻蚀，分为CRYO和BOSCH工艺。CRYO工艺是在-100℃以下，采用SF6/O2作为刻蚀气体，钝化和刻蚀同步进行。获得较大的深宽比、且侧壁十分光滑、表面无残留聚合物的效果。反应性等离子体干刻蚀法是先在硅片上制备一层微米级厚度的聚合物薄膜，用电子束对铝膜刻蚀，使其形成微结构阵列，再利用氧化铝与聚合物对氧等离子体的蚀刻速率的差异，用氧等离子体干蚀刻，使铝膜上的微结构转移复制到聚合物薄膜上。CN102453ACN102454543A权利要求书1/1页1.大型风机微纳桨叶主动吸能减振节能法，其工艺步骤在于：采用电感耦合等离子体刻蚀工艺制备方法和反应性等离子体干刻蚀法对比制作出微纳米管簇阵列以研制仿生耦合结构的仿绒毛形变层；ICP技术是利用特殊气体对硅模板钝化及刻蚀，分为CRYO和BOSCH工艺；CRYO工艺是在-100℃以下，采用SF6/O2作为刻蚀气体，钝化和刻蚀同步进行；反应性等离子体干刻蚀法是先在硅片上制备一层微米级厚度的聚合物薄膜，用电子束对铝膜刻蚀，使其形成微结构阵列，再利用氧化铝与聚合物对氧等离子体的蚀刻速率的差异，用氧等离子体干蚀刻，使铝膜上的微结构转移复制到聚合物薄膜上。2CN102454543A说明书1/4页大型风机微纳桨叶主动吸能减振节能法技术领域[0001]本发明涉及一种风机桨叶的减震节能方法，确切地说公开了一种大型风机微纳桨叶主动吸能减振节能法。背景技术[0002]传统风力机桨叶设计一般沿用航空用翼叶，随着风力发电技术的迅速发展，人们发现飞机用翼叶并不能很好地满足风力机及其特殊运行环境的要求。风力机叶面设计的主要要求是：[0003](1)为了达到最大的功率输出，用于桨叶靠近叶尖部分的翼叶曲面应具有较高的升阻比，而在桨叶靠近叶根部分的翼叶曲面应具有较高的最大升力以减少叶片面积；[0004](2)风力机经常在失速工况下运行，要求叶片具备较好的失速特性，以增强其运行稳定型；[0005](3)风力机运行在低空环境，桨叶容易受到粉尘污染、昆虫污染和风蚀而破坏表面光洁度，随着翼叶前缘粗糙度的增加，风力机性能下降可能高达40％以上，故要求翼叶的气动性能对前沿粗糙度不具敏感性；[0006](4)风力机是大型旋转机械，要求桨叶靠近根部的部分有较大的翼叶截面刚度以限制桨叶的重量和叶尖的变形。发明内容[0007]大型风机微纳桨叶主动吸能减振节能法，就是为解决上述问题而公开的一种改良方案。[0008]目前，并网型风力发电机的主导产品为定桨距失速型风力发电机，它的桨叶和轮毂连接是固定的。当风速变化时，桨叶迎风角不能改变。当来流速度增大时，叶片利用叶型的失速特性，发生分离后，叶型的升力减小，阻力增加，从而限定了功率的增加。对于失速调节的风力机，其叶片截面攻角由根部向叶尖逐渐减小，因而根部先进入失速，随风速增大，失速部分向叶尖扩展，原先失速的部分失速程度加深，没有失速的部分逐渐进入失速区。失速部分使功率减小，没有失速的部分继续增加功率，使风力机功率基本保持不变。这种风力机充分利用了叶型的自动失速性能来控制功率的额定输出。[0009]20世纪70年代桨叶设计厂家研制了具有良好失速性能的风力机桨叶，能够有效地将风力机功率输出限定在恒定范围内；上世纪80年代成功地使用了叶尖绕流器代替机械刹车，解决了大风条件下安全停车和防止负荷突变而飞车的问题，使定桨距失速型风力机在20世纪末保持着主流机型的位置；同时采用的双速发电机、改变节距角等技术使它的效率进一步得到提高。由于定桨距失速型风力机结构简单、性能可靠，目前兆瓦级以下的多数风力机和部分兆瓦级风力发电机仍采用该设计方案。[0010]从气动性能来考虑，通过调节桨叶的节距角(即叶片来流攻角)可以有效地改变风力机的气动转矩，控制来流中紊流急剧增加导致的气流噪声和叶片振动。所以，从优化叶3CN102454543A说明书2/4页片气动性能的角度来看，发