CN117552924A - 一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风力发电机叶片，具体涉及一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，设置于叶片上，所述的总成包括抑制组件，所述的抑制组件包括保护块、扰流块和连接带；所述的连接带套设于叶片表面，所述的保护块和所述的扰流块分别连接于连接带上；所述的保护块设置于叶片的前缘与后缘，所述的扰流块设置于保护块之间。与现有技术相比，本发明解决现有技术中的结构设计复杂、精度要求高的不足，本方案具有结构简单、精度要求低、施工方便且抑振效果良好的优点。

Description

一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成

技术领域

本发明涉及一种风力发电机叶片，具体涉及一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成。

背景技术

风力发电通过捕获风的动能并通过一定的机械结构转化为电能，是一种清洁能源。

风力发电机是风力发电的重要设备之一，主要用于实现捕获风的动能并通过一定的机械结构转化为电能的过程；而风力发电机的叶片又是风力发电机的重要组成部分之一，当风力作用于叶片时，叶片通过轮毂带动发电机内部的转子转动，实现风力发电机组的发电要求。但是，叶片在从出厂至挂机并网期间，会受到风力影响而发生涡激振动现象；长时间持续的涡激振动容易造成叶片的损坏，甚至会导致叶片折损、塔架翻覆等情况。

现有技术中沿叶片轴向螺旋缠绕抑振装置，相应的扰流部则也以螺旋形式通过承载件设置于叶片上。但是该方案中结构相对复杂，需要多种类部件相互配合才能完成在叶片上的缠绕；同时，螺旋缠绕对于现场实施的精度要求高，在没有外部器械的辅助装配下，难以实现良好的抑振效果。

因此，需要提出一种结构更为简单、实施精度要求较低，并且抑振效果良好的结构。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，以解决现有技术中的结构设计复杂、精度要求高的不足，本方案具有结构简单、精度要求低、施工方便且抑振效果良好的优点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，设置于叶片上，所述的总成包括抑制组件，所述的抑制组件包括保护块、扰流块和连接带；

所述的连接带套设于叶片表面，所述的保护块和所述的扰流块分别连接于连接带上；

所述的保护块设置于叶片的前缘与后缘，所述的扰流块设置于保护块之间。

优选地，所述的抑制组件设置于叶片的叶尖区域。

优选地，所述的抑制组件间隔设置有若干组。

优选地，所述的总成还包括总连接件，所述的总连接件依次连接各抑制组件后与叶片叶根区域布置的锚点相连。

优选地，所述的总连接件为绳线。

优选地，各组抑制组件中，位于叶片同侧的扰流块沿直线排列。

优选地，所述的连接带为弹性绑带。

优选地，所述的保护块为泡沫块。

优选地，所述的扰流块倾斜设置，扰流块的轴线与连接带之间形成夹角。

优选地，相邻的扰流块的倾斜方向相反。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本方案的结构简单，易于装配和拆卸(尤其是易于在挂机并网后于空中进行拆卸)，且对准精度要求低(仅需保证直线排列)，十分有利于实际生产和运输中使用。并且，该总成与叶片表面直接接触的面积小，对叶片漆面和涂层的影响小，因而使用本总成进行保护的叶片基本不会影响正常使用。

本方案具有结构简单、精度要求低、施工方便且抑振效果良好的优点。

附图说明

图1为套有本总成的风力叶片的整体结构示意图；

图2为套有本总成的风力叶片的整体的侧视结构示意图；

图3为套有本总成的风力叶片叶尖区域的侧视结构示意图；

图4为图3的局部放大结构示意图；

图5为风力叶片叶根区域锚点处的局部放大结构示意图；

图中：1-叶片；2-保护块；3-扰流块；4-连接带；5-总连接件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种抑制风力发电机叶片1涡激振动的总成，如图1-5所示，设置于叶片1上，所述的总成包括抑制组件，所述的抑制组件包括保护块2、扰流块3和连接带4；

所述的连接带4套设于叶片1表面，所述的保护块2和所述的扰流块3分别连接于连接带4上；

所述的保护块2设置于叶片1的前缘与后缘，所述的扰流块3设置于保护块2之间。

更具体地，本实施例中：

对叶片1在涡激振动发生时进行仿真，可得，引起叶片1振动的涡脱落主要发生在叶片1的前缘与后缘的两侧，因此本方案提出的总成针对于该结果分别在叶片1的前缘与后缘的两侧分别设置扰流块3，进而可实现有效抑制叶片1涡激振动。

本总成的结构，如图1-5，由设置于叶片1上的保护块2、扰流块3、连接带4和总连接件5共同构成，其中保护块2、扰流块3和连接带4共同构成抑制组件，该抑制组件沿叶片1的叶尖区域间隔布置有若干组，总连接件5将这些抑制组件依次串联起来并与叶片1挡雨环上的锚点相连以实施有效限位。

连接带4套设于叶片1的表面上，并且，保护块2和扰流块3均设置于连接带4上且保护块2和扰流块3呈交替设置；进而，通过将连接带4套于叶片1上，即同步实施了保护块2和扰流块3在叶片1表面上的设置。根据仿真结果，本连接带4上连接有两保护块2和两扰流块3，且保护块2与扰流块3交替布置；在连接带4套于叶片1上后，保护块2分别位于叶片1的前缘处与后缘处，而扰流块3则位于叶片1前缘和后缘的两侧(涡脱落点)。更进一步的，每一侧沿叶片1方向排列的扰流块3基本位于同一直线上并由连接带4依次连接，通过在涡脱落点以直线排布扰流块3的形式实现有效的扰流效果；并且，位于叶片1两侧的扰流块3可以以对称形式设置，即相当于在叶片1的吸力面和压力面分别布置扰流块3。以拟真结果配合实际结构设计来看，扰流块3的设置位置更靠近叶片1前缘，具有更优的扰流效果。

连接带4采用弹性绑带，一组抑制组件中采用一对平行设置的连接带4，以保证连接稳定性和牢固性。连接带4可为环带状，直接由叶片1的叶尖端套入叶片1，或者，连接带4可为长条交叉状，其在环绕叶片1的方向上断开并在两端设置有配套的魔术贴和按钮搭扣以实现连接带4的环状连接，该方式方便进行安装与拆卸，具有良好的可操作性，且形成双重锁定，提高可靠性和安全性；具体可根据实际需要进行选择。此外，在按钮搭扣处还设置有带环(与连接带4一体设置)，总连接件5依次穿过各个带环实现与各抑制组件的连接。

保护块2可采用泡沫块，如可采用市售的EVA泡沫保护块2，其贴合于叶片1表面，具有一定的防撞、缓冲作用。

扰流块3可采用本领域常用的扰流块3，如三棱柱结构的扰流块3，并且扰流块3采取倾斜设置(扰流块3的轴线与连接带4的切线之间存在夹角)，如图3-4中所示；并且，相邻抑制组件中的扰流块3的倾斜方向相反。通过倾斜的扰流块3，可对来流的风进行扰流，使各个风向的风在吹至叶片表面时均具有良好的扰流效果。

对于一片风力发电机叶片1，假设其叶尖区域约长30m的情况下，则采用本总成时，可沿叶片1方向每间隔3m设置一组抑制组件，并通过总连接件5将各组抑制组件与位于叶片1叶根处的挡雨环上的玻璃钢锚点相连，完成总成整体在叶片1上的安装与限位。抑制组件，如图1所示可具有一定的扭曲度，或，如图2所示完全垂直于叶片的轴线设置。

总连接件5可以采用绳线，串联各组抑制组件。在需要拆卸各个抑制组件时，施加外力拉扯、提起总连接件5，通过带环带动连接带4的魔术贴和按钮搭扣分离、抑制组件即可脱离叶片1，进而可通过仅施力于总连接件5完成各抑制组件的拆卸，方便实施。此外，最末端的抑制组件还可通过一根或多根牵拉绳线(可与串联各抑制组件的绳线共同构成总连接件5)与叶根处的锚点连接，以提供张紧力，使该总成能够充分展开。

更具体地，如图1、2、5所示，位于上侧(靠近叶片1前缘一侧)的为牵拉绳线，其由叶片1叶根处固定设置的锚点延伸至套于叶片1最内侧的抑制组件的位置，并与该抑制组件中连接带4上形成的带环相连，用于在该总成安装完成后始终拉紧最内侧的抑制组件，并通过连接带4牵拉前侧的抑制组件，使该总成完全展开并且不会发生随意滑动；位于下侧(靠近叶片1后缘一侧)的为串联各抑制组件的绳线，主要用于在拆卸该总成时，通过外力向外侧提起该绳线以带动各个连接带4上的环带远离叶片1，进而促使连接带4(环状部分)端部连接处的魔术贴和按钮搭扣分离，与叶片1解除限位。当同时设置牵拉绳线和绳线时，通常保证绳线位于一直线(基本平行于叶片1的轴线)，牵拉绳线可以采取倾斜的形式连接至最内侧的抑制组件上。在该设计下，既能保证该总成安装完成后能够稳定套设在叶片1叶尖区域，同时又能够在该总成需要拆卸时，实现方便、快速地拆卸，省去对每一个抑制组件中连接带4单独进行分离的步骤，省时省力。

本总成的结构，可以用于叶片1存储、运输、吊装至并网等多个场景，具有优异的适用性；本总成的结构即便是在叶片1挂机之后也便于拆卸，并且与叶片1表面的接触面积较少，对漆面影响较小。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，设置于叶片(1)上，其特征在于，所述的总成包括抑制组件，所述的抑制组件包括保护块(2)、扰流块(3)和连接带(4)；

所述的连接带(4)套设于叶片(1)表面，所述的保护块(2)和所述的扰流块(3)分别连接于连接带(4)上；

所述的保护块(2)设置于叶片(1)的前缘与后缘，所述的扰流块(3)设置于保护块(2)之间。

2.根据权利要求1所述的一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，其特征在于，所述的抑制组件设置于叶片(1)的叶尖区域。

3.根据权利要求1所述的一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，其特征在于，所述的抑制组件间隔设置有若干组。

4.根据权利要求3所述的一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，其特征在于，所述的总成还包括总连接件(5)，所述的总连接件(5)依次连接各抑制组件后与叶片(1)叶根区域步置的锚点相连。

5.根据权利要求4所述的一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，其特征在于，所述的总连接件(5)为绳线。

6.根据权利要求3所述的一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，其特征在于，各组抑制组件中，位于叶片(1)同侧的扰流块(3)沿直线排列。

7.根据权利要求1所述的一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，其特征在于，所述的连接带(4)为弹性绑带。

8.根据权利要求1所述的一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，其特征在于，所述的保护块(2)为泡沫块。

9.根据权利要求1所述的一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，其特征在于，所述的扰流块(3)倾斜设置，扰流块(3)的轴线与连接带(4)之间形成夹角。

10.根据权利要求9所述的一种抑制风力发电机叶片涡激振动的总成，其特征在于，相邻的扰流块(3)的倾斜方向相反。