CN113685308B - 一种前风轮叶片及一种双风轮风电机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种前风轮叶片，包括叶片本体，叶片本体的中部沿着宽度方向收缩而形成避让空间，避让空间沿着叶片本体的长度方向延伸；避让空间内设置有导流板，导流板用于向后风轮叶片导气流，导流板与叶片本体的中部固连，导流板远离叶片本体的一侧设置有凸凹结构。与未设置避让空间相比，本发明中的避让空间增大了进入到后风轮的气流量。本发明在避让空间内设置了导流板，导流板的作用在于对气流形成导向作用，从而使气流平稳地流入到后风轮中。导流板远离叶片本体的一侧具有凸凹结构。大漩涡气流沿着导流板流动，在遇到凸凹结构后，大漩涡气流被凸凹结构剪碎，从而形成较小旋涡的稳流，稳流作用在后风轮叶片上能够确保后风轮转动的平稳性。

Description

一种前风轮叶片及一种双风轮风电机组
技术领域
本发明涉及风轮风电机组领域，更具体地说，涉及一种前风轮叶片及一种双风轮风电机组。
背景技术
清洁能源是当今世界各国需求的重要能源之一，如太阳能发电和风力发电。目前的风轮风电机组中的风轮通常为单风轮，但是单风轮风电机组存在发电效率低的弊端。为此，本领域技术人员研发了双风轮风电机组。双风轮风电机组包括前风轮和后风轮。但是在双风轮风电机组运行的过程中存在后风轮气流不足、后风轮气流不稳定的情况，如此便会降低双风轮风电机组发电效率。
因此，如何优化后风轮气流的流动状况，从而提高双风轮风电机组的发电效率，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。
发明内容
本发明的目的是优化后风轮气流的流动状况，从而提高双风轮风电机组的发电效率。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种前风轮叶片，包括叶片本体，所述叶片本体的中部沿着宽度方向收缩而形成避让空间，所述避让空间沿着所述叶片本体的长度方向延伸；
所述避让空间内设置有导流板，所述导流板用于向后风轮叶片导气流，所述导流板与所述叶片本体的中部固连，所述导流板远离所述叶片本体的一侧设置有凸凹结构。
优选地，所述导流板相对于所述叶片本体向着迎风面弯折预设角度。
优选地，所述预设角度为5°-15°。
优选地，所述叶片本体的中部从所述叶片本体的翼缘侧向平缘侧收缩，所述导流板设置在所述叶片本体的翼缘侧。
优选地，所述后风轮叶片在所述避让空间内形成轴向投影区域，所述导流板覆盖所述轴向投影区域。
优选地，所述凸凹结构为锯齿结构或者波浪结构。
优选地，所述叶片本体的中部的截面为椭圆型为翼型。
优选地，所述导流板包括粘接部，所述粘接部与所述叶片本体的中部的外缘相贴合。
优选地，所述导流板经灌注成型。
本发明还公开该了一种双风轮风电机组，包括前风轮叶片，其特征在于，所述前风轮叶片为上述任意一种前风轮叶片。
从上述技术方案可以看出：叶片本体的中部沿着宽度方向收缩而形成避让空间。该避让空间沿着叶片本体的长度方向延伸。避让空间的作用在于供气流通过并进入到后风轮。与未设置避让空间相比，本发明中的避让空间增大了进入到后风轮的气流量。
本发明在避让空间内设置了导流板，导流板的作用在于对气流形成导向作用，从而使气流平稳地流入到后风轮中。导流板远离叶片本体的一侧具有凸凹结构。大漩涡气流沿着导流板流动，在遇到凸凹结构后，大漩涡气流被凸凹结构剪碎，从而形成较小旋涡的稳流，稳流作用在后风轮叶片上能够确保后风轮转动的平稳性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一具体实施例提供的叶片本体的平面图；
图2为本发明一具体实施例提供的叶片本体中部和导流板的平面图；
图3为本发明一具体实施例提供的气流在导流板作用下的流向图；
图4为本发明一具体实施例提供的双风轮风电机组的结构示意图。
其中，1为前风轮叶片、11为叶片本体的中部、12为叶片本体的平缘侧、13为叶片本体的翼缘侧、2为导流板、21为凸凹结构、22为粘接部、3为避让空间、4为后风轮叶片。
具体实施方式
本发明公开了一种前风轮叶片，该前风轮叶片能够优化后风轮气流的流动状况，从而提高双风轮风电机组的发电效率。本发明还公开了一种双风轮风电机组。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考附图1，本发明公开了一种前风轮叶片，该前风轮叶片包括叶片本体，叶片本体的特征之处在于：叶片本体的中部11沿着宽度方向收缩而形成避让空间3。该避让空间3沿着叶片本体的长度方向延伸。避让空间3的作用在于供气流通过并进入到后风轮。与未设置避让空间3相比，本发明中的避让空间3增大了进入到后风轮的气流量。
本发明在避让空间3内设置了导流板2，导流板2的作用在于对气流形成导向作用，从而使气流平稳地流入到后风轮中。导流板2远离叶片本体的一侧具有凸凹结构21。大漩涡气流沿着导流板2流动，在遇到凸凹结构21后，大漩涡气流被凸凹结构21剪碎，从而形成较小旋涡的稳流，稳流作用在后风轮叶片上能够确保后风轮转动的平稳性。
需要说明的是，凸凹结构21自身的结构特点能够破坏大涡流，从而使大涡流被打乱成较小的涡流，即稳流。
请参考附图3，为了确保导流板2上的凸凹结构21能够最大程度地起到稳流的作用，本发明限定导流板2相对于叶片本体向着迎风面弯折预设角度α。如此会有较多的气流碰触到导流板2，那么就会有较多的气流经过凸凹结构21后变为稳流。
本发明将预设角度α设置为5°-15°。如果预设角度过小，那么导流板2诱导流体的效果会变差。如果预设角度过大，那么会增大前风轮叶片的载荷。气流在碰撞到导流板2后会改变流动方向，沿着导流板2向外侧移动，当气流移动到导流板2的凸凹结构21后，会在凸凹结构21的作用下变为小涡流的气流，即稳流，稳流会向后移动作用在后风轮叶片上。
需要说明的是，在气流撞击导流板2时，导流板2也具有破坏大涡流的作用。即导流板2不仅具有导流的作用，同时还有稳流的作用。
请继续参考附图1，关于叶片本体的中部11的收缩方式：本发明中的叶片本体包括翼缘侧13和平缘侧12。所述的翼缘侧13为叶片本体在该侧形成有翼型结构。所述的平缘侧12为叶片本体在该侧为直线型。后风轮叶片4也具有翼缘侧和平缘侧，并且后风轮叶片的翼缘侧和平缘侧的相对位置与前风轮叶片的翼缘侧和平缘侧的相对位置一致。翼缘侧对气流的影响较大，或者说翼缘侧对推动风轮转动的作用较大。本发明限定叶片本体的中部11从叶片本体的翼缘侧13向平缘侧12收缩，即在叶片本体的翼缘侧13形成了避让空间3，该避让空间3供气流通过并使气流作用在后风轮叶片4的翼缘侧。即，本发明将避让空间3设置在前风轮叶片的翼缘侧更有助于优化后风轮叶片的转动状况。
将后风轮叶片向前风轮叶片进行轴向投影，该轴向投影在避让空间3形成轴向投影区域，本发明限定导流板2恰好覆盖轴向投影区域。导流板2将流经导流板2的气流进行导向和稳定，而该气流恰好作用在后风轮叶片的翼缘侧，从而有效地改善后风轮的转动状况。如果导流板2的宽度较小，那么稳流和导向的作用效果会差。如果导流板2的宽度较大，那么会阻碍气流向后风轮叶片移动。
导流板2上的凸凹结构21可以为锯齿结构，或者为波浪结构。本发明对导流板2上的凸凹结构21不作具体限定，只要能够起到剪碎大涡流，使打涡流变为小涡流的作用，均落入本文的保护范围。
需要说明的是，无论凸凹结构21的具体形态如何，凸凹结构21在迎风面的面位于导流板2的主体平面内，以构成整体流畅的斜向导流面。比如，如果是锯齿结构，那么从上向下看，锯齿结构的形状为长方形。
接下来介绍导流板2的安装方式：叶片本体的中部11的截面为椭圆型或者为翼型。导流板2包括粘接部22，该粘接部22与叶片本体的中部11的外缘相贴合。导流板2经灌注一体成型。
本发明还公开了一种双风轮风电机组，包括前风轮叶片，特别地，该前风轮叶片为上述任意一种前风轮叶片，上述前风轮叶片具有上述效果，具有上述前风轮叶片的双风轮风电机组同样具有上述效果，故本文不再赘述。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种前风轮叶片，包括叶片本体，其特征在于，所述叶片本体的中部沿着宽度方向收缩而形成避让空间，所述避让空间沿着所述叶片本体的长度方向延伸；
所述避让空间内设置有导流板，所述导流板用于向后风轮叶片导气流，所述导流板与所述叶片本体的中部固连，所述导流板远离所述叶片本体的一侧设置有凸凹结构；
所述叶片本体的中部从所述叶片本体的翼缘侧向平缘侧收缩，所述导流板设置在所述叶片本体的翼缘侧；
所述后风轮叶片在所述避让空间内形成轴向投影区域，所述导流板覆盖所述轴向投影区域。
2.根据权利要求1所述的前风轮叶片，其特征在于，所述导流板相对于所述叶片本体向着迎风面弯折预设角度。
3.根据权利要求2所述的前风轮叶片，其特征在于，所述预设角度为5°-15°。
4.根据权利要求1所述的前风轮叶片，其特征在于，所述凸凹结构为锯齿结构或者波浪结构。
5.根据权利要求1所述的前风轮叶片，其特征在于，所述叶片本体的中部的截面为椭圆型为翼型。
6.根据权利要求1所述的前风轮叶片，其特征在于，所述导流板包括粘接部，所述粘接部与所述叶片本体的中部的外缘相贴合。
7.根据权利要求1所述的前风轮叶片，其特征在于，所述导流板经灌注成型。
8.一种双风轮风电机组，包括前风轮叶片，其特征在于，所述前风轮叶片为如权利要求1-7任意一项所述的前风轮叶片。
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