CN115199454B - 带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机 - Google Patents
带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115199454B CN115199454B CN202210915605.8A CN202210915605A CN115199454B CN 115199454 B CN115199454 B CN 115199454B CN 202210915605 A CN202210915605 A CN 202210915605A CN 115199454 B CN115199454 B CN 115199454B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- gurney
- bottom plate
- power generation
- gurney flap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 30
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
- F03B3/121—Blades, their form or construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
- F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
本发明公开了一种带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机。带格尼襟翼的发电用叶片，包括：叶片和多个格尼襟翼，所述格尼襟翼包括底板和立板，所述立板垂直于所述底板并设置在所述底板的外边缘，所述格尼襟翼的截面为L型结构，所述底板的外表面设置有若干第一凹槽；其中，多个所述格尼襟翼沿所述叶片的长度方向依次布置，所述底板设在所述叶片上并靠近所述叶片的尾缘。实现增强流体流经翼型尾缘后产生的卡门涡街强度，能够增强翼型上下表面的压力差，从而具有更高的升阻比，从而改善翼型性能，最终提高水轮机的发电效率。
Description
技术领域
本发明涉及潮流发电技术领域，尤其涉及一种带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机。
背景技术
潮流能水轮机发电装置是将水的动能转换成水轮机叶片的机械能，再通过转换装置最终转换成电能。潮流能水轮机处于实际运行中时，水轮机运行速度相对较低，属于低速运动，这就对在海况条件下的潮流能发电机组的性能提出了更高的要求。水轮机叶片作为发电机组重要的获能部件，提升其水动力学性能是提升机组发电量的重要措施，因此，提升水轮机叶片的获能效率尤为重要。中国专利公开号专利CN109436315A公开了一种柔性格尼襟翼系统，能够调整格尼襟翼的高度。专利CN112313407中，提出使用安装在柔性延伸部上的格尼襟翼，柔性延伸部随转子叶片的改变的攻角被动地调整，从而减小叶片负载上的变化。然而，这些解决方案应用困难，工艺复杂。因此现有格尼襟翼改进技术的应用存在一定的限制，在一些情况下会失效，提升性能的效果有限。鉴于此，如何何设计一种提高潮流能水轮机发电效率的技术是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机，实现增强流体流经翼型尾缘后产生的卡门涡街强度，能够增强翼型上下表面的压力差，从而具有更高的升阻比，从而改善翼型性能，最终提高水轮机的发电效率。
本发明提供的技术方案是，一种带格尼襟翼的发电用叶片，包括：叶片和多个格尼襟翼，所述格尼襟翼包括底板和立板，所述立板垂直于所述底板并设置在所述底板的外边缘，所述格尼襟翼的截面为L型结构，所述底板的外表面设置有若干第一凹槽；
其中，多个所述格尼襟翼沿所述叶片的长度方向依次布置，所述底板设在所述叶片上并靠近所述叶片的尾缘。
进一步的，所述立板的迎流面设置有若干第二凹槽，
进一步的，所述立板的背流面还设置有若干凸起。
进一步的，相邻两个所述格尼襟翼的间隔为所述格尼襟翼长度的0.1-0.3倍。
进一步的，所述立板距离所述所述叶片的尾缘距离小于所述叶片弦长的0.02倍。
进一步的，所述第一凹槽或所述第二凹槽的截面为矩形或弧形；所述凸起的截面为矩形或弧形。
本发明还提供一种潮流能水轮机，包括发电机，还包括上述所述的带格尼襟翼的发电用叶片，所述带格尼襟翼的发电用叶片设置在所述发电机的轮毂上。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过在叶片的尾缘设置多个格尼襟翼，当流体流经格尼襟翼时，由于底板表面的凹坑，流体能够更好的附着于叶片表面，减小格尼襟翼与叶片相交处点涡强度；格尼襟翼背流侧的凸起结构，增强流体流经翼型尾缘后产生的卡门涡街强度，从而改善翼型性能，最终提高水轮机发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明带格尼襟翼的发电用叶片的结构示意图；
图2为本发明带格尼襟翼的发电用叶片的局部结构示意图；
图3为本发明带格尼襟翼的发电用叶片中格尼襟翼的结构示意图。
附图标记：
叶片1；
格尼襟翼2、底板21、立板22、第一凹槽211、第二凹槽221、凸起222。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图3所示，本实施例带格尼襟翼的发电用叶片，包括：叶片1和多个格尼襟翼2，格尼襟翼2包括底板21和立板22，立板22垂直于底板21并设置在底板21的外边缘，格尼襟翼2的截面为L型结构，底板21的外表面设置有若干第一凹槽211；
其中，多个格尼襟翼2沿叶片1的长度方向依次布置，底板21设在叶片1上并靠近叶片1的尾缘。
具体的，在叶片1的尾缘并排布置多个格尼襟翼2，水流在经由叶片1表面流动过程中，水流将流经底板21的迎流面，使得水流与底板21上形成的第一凹槽211接触，第一凹槽211增大了与水流之间的接触面积，进而使得水流能够更好的附着于叶片1的表面，增强了水流在底板21表面的附着能力，进而减小了格尼襟翼2与叶片1相交处点涡强度，提高了叶片1的水动力学性能，最终提升水轮机的获能。
进一步的，立板22的迎流面设置有若干第二凹槽221。
具体的，通过在立板22的迎流面上也对应的设置若干第二凹槽221，利用若干第二凹槽221进一步的增大与水流的接触面积，以增强水流与立板22表面的附着能力，进一步的提高了叶片1的水动力学性能。
又进一步的，立板22的背流面还设置有若干凸起222。
具体的，格尼襟翼2的述立板背流侧的凸起222增强了水流流经叶片1的尾缘后产生的卡门涡街强度，从而改善叶片1的翼型性能，最终提高水轮机发电效率。
其中，进一步的，相邻两个格尼襟翼2的间隔为格尼襟翼2长度的0.1-0.3倍。
具体的，格尼襟翼2在叶片1尾缘分布式排放安装，这种安装方式更有利于流体流经格尼襟翼2后产生的涡流作用于叶片1，提升叶片1的压力，增强作用效果，间隙的选择为0.1-0.3倍的格尼襟翼2的长度。
另外，立板22距离所述叶片1的尾缘距离小于叶片1翼型弦长的0.02倍。
具体的，立板22在叶片1上的安装点越靠近叶片1的后缘，其提升效果越好，具体实施方案以实际工作状况为准，可以对安装点进行调整，立板22与底板21垂直相接，安装在距后缘0%弦长至距后缘2%弦长处。
进一步的，第一凹槽211或第二凹槽221的截面为矩形或弧形；凸起222的截面为矩形或弧形。
具体的，凹槽和凸起222的形状可以为多种，如：球形、柱形、球形柱形组合、椭球形等，优先选用球形。
而为了增强涡流强度，海洋中由于流速变化，凹槽的直径d1的优选范围为4mm≤d1≤9mm，直径d为大于4mm的凹坑有利于流体附着，减小点涡效应，底板21的厚度为H1，凹槽的深度为h1，H1=(1.2～1.8)*h1。 凸起222的直径d2的优选范围为2.6mm≤d≤6.6mm。凸起222的直径大于2.6mm有利于流体流经后产生涡，增强卡门涡街效应。立板22的厚度为H2，凸起222的高度为h2，H2=(1.2～1.6)*h2。图3展示了格尼襟翼的剖面图以及凹坑和凸起的局部放大图。
本发明还提供一种潮流能水轮机，包括发电机，还包括上述所述的带格尼襟翼的发电用叶片，所述带格尼襟翼的发电用叶片设置在所述发电机的轮毂上。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过在叶片的尾缘设置多个格尼襟翼，当流体流经格尼襟翼时，由于底板表面的凹坑，流体能够更好的附着于叶片表面，减小格尼襟翼与叶片相交处点涡强度；格尼襟翼背流侧的凸起结构，增强流体流经翼型尾缘后产生的卡门涡街强度，从而改善翼型性能，最终提高水轮机发电效率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种带格尼襟翼的发电用叶片，其特征在于，包括：叶片和多个格尼襟翼，所述格尼襟翼包括底板和立板，所述立板垂直于所述底板并设置在所述底板的外边缘，所述格尼襟翼的截面为L型结构所述底板的外表面设置有若干第一凹槽；
其中，多个所述格尼襟翼沿所述叶片的长度方向依次布置，所述底板设在所述叶片上并靠近所述叶片的尾缘；
所述立板的迎流面设置有若干第二凹槽，所述立板的背流面还设置有若干凸起。
2.根据权利要求1所述的带格尼襟翼的发电用叶片，其特征在于，相邻两个所述格尼襟翼的间隔为所述格尼襟翼长度的0.1-0.3倍。
3.根据权利要求1所述的带格尼襟翼的发电用叶片，其特征在于，所述立板距离所述所述叶片的尾缘距离小于所述叶片弦长的0.02倍。
4.根据权利要求1所述的带格尼襟翼的发电用叶片，其特征在于，所述第一凹槽或所述第二凹槽的截面为矩形或弧形；所述凸起的截面为矩形或弧形。
5.一种潮流能水轮机，包括发电机，其特征在于，还包括如权利要求1-4任一项所述的带格尼襟翼的发电用叶片，所述带格尼襟翼的发电用叶片设置在所述发电机的轮毂上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210915605.8A CN115199454B (zh) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210915605.8A CN115199454B (zh) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115199454A CN115199454A (zh) | 2022-10-18 |
| CN115199454B true CN115199454B (zh) | 2024-05-03 |
Family
ID=83585478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210915605.8A Active CN115199454B (zh) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115199454B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1112928A2 (de) * | 1999-12-31 | 2001-07-04 | DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Flügelprofil mit leistungs-steigernder Hinterkante |
| DE10027938A1 (de) * | 2000-05-31 | 2001-12-13 | Dlr Ev | Flügelprofil mit leistungssteigernder Hinterkante |
| CN101885381A (zh) * | 2010-07-15 | 2010-11-17 | 沈阳航空航天大学 | 带凹坑的机翼 |
| CN215408978U (zh) * | 2021-01-13 | 2022-01-04 | 山东迪海新能源有限公司 | 一种提升风力发电机叶片升力的结构 |
| CN216044163U (zh) * | 2021-07-15 | 2022-03-15 | 烟台润丰新能源发展有限公司 | 一种风机用扰流控制装置 |
| CN218454790U (zh) * | 2022-08-01 | 2023-02-07 | 中国海洋大学 | 带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机 |
-
2022
- 2022-08-01 CN CN202210915605.8A patent/CN115199454B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1112928A2 (de) * | 1999-12-31 | 2001-07-04 | DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Flügelprofil mit leistungs-steigernder Hinterkante |
| DE10027938A1 (de) * | 2000-05-31 | 2001-12-13 | Dlr Ev | Flügelprofil mit leistungssteigernder Hinterkante |
| CN101885381A (zh) * | 2010-07-15 | 2010-11-17 | 沈阳航空航天大学 | 带凹坑的机翼 |
| CN215408978U (zh) * | 2021-01-13 | 2022-01-04 | 山东迪海新能源有限公司 | 一种提升风力发电机叶片升力的结构 |
| CN216044163U (zh) * | 2021-07-15 | 2022-03-15 | 烟台润丰新能源发展有限公司 | 一种风机用扰流控制装置 |
| CN218454790U (zh) * | 2022-08-01 | 2023-02-07 | 中国海洋大学 | 带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 涡流发生器对潮流能水轮机翼型水动力学特性影响的数值模拟;孙浩伟;中国海洋大学学报;20220228;第52卷(第2期);115-122 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115199454A (zh) | 2022-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2547748C (en) | Darrieus waterwheel turbine | |
| US20040183310A1 (en) | Mowll-Bernoulli wind power generator | |
| Salter | Are nearly all tidal stream turbine designs wrong? | |
| Dong et al. | Development of a 300 kW horizontal-axis tidal stream energy conversion system with adaptive variable-pitch turbine and direct-drive PMSG | |
| CN218454790U (zh) | 带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机 | |
| CN116857112A (zh) | 适用于深远海的新型浮式风浪流综合发电装置及控制方法 | |
| CN103573531B (zh) | 一种海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮 | |
| CN105240184A (zh) | 一种超低水头轴流式水轮机 | |
| Reddy et al. | Performance parameters of lift-based vertical axis hydrokinetic turbines-A review | |
| CN115199454B (zh) | 带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机 | |
| CN210859024U (zh) | 一种具有翼刀和翼尖的潮流能水轮机叶片 | |
| CN213928606U (zh) | 潮流能水轮机 | |
| CN112539128B (zh) | 潮流能发电用叶片组件及潮流能水轮机 | |
| CN101737089B (zh) | 用于海洋能发电涡轮机的双向叶片 | |
| CN105545583B (zh) | 风力发电叶片及背风面出流切线倾角的确定方法 | |
| CN209586585U (zh) | 一种带有扰流结构的风力发电机叶片 | |
| Kanemoto et al. | Counter-rotating type machine suitable for tidal current power generation | |
| CN113202686A (zh) | 能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备 | |
| CN101705900B (zh) | 一种新型的用于海流发电涡轮机的叶片 | |
| CN102011710B (zh) | 一种风力机叶片 | |
| KR20100104967A (ko) | 가변익 터빈 | |
| CN219691664U (zh) | 用于深远海的新型浮式风浪流综合发电装置 | |
| TWM588736U (zh) | 用於水平軸風力發電機葉片之輔助器 | |
| Saini et al. | Effect of hydrofoils on the starting torque characteristics of the Darrieus hydrokinetic turbine | |
| CN210948969U (zh) | 一种滚筒式动能转换机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |