CN203420835U - 一种涡流发生器及应用其的风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种涡流发生器及应用其的风力发电机组。所述涡流发生器包括底座和若干固定在所述底座上的不等腰梯形的翼片，翼片的两腰与下底边的夹角范围分别为25～30°、72～90°，相邻翼片两两之间呈“八”字形镜像对称排列在底座上，所述翼片下底边与镜像对称轴的夹角为15～18°。本实用新型的涡流发生器产生的涡流强度大而稳定，将其安装在风电机组叶片翼型表面，可有效提升风机叶片升力及升阻比，延长叶片及发电机组的寿命。

Description

一种涡流发生器及应用其的风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及一种涡流发生器及应用其的风力发电机组。 

背景技术

太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风,其携带的能量即风能。风吹动风机旋转从而带动发电机旋转发电称风力发电即风电。风能是太阳能的一种转化形式,是一种不产生任何污染排放的可再生自然能源。与太阳能、生物、地热和海洋能发电相比,风电是当前技术和经济上最具商业化规模开发条件的新能源。 

叶片是整个风力发电机组的关键部件之一，风电机组的性能与叶片的性能息息相关。涡流发生器在风力发电机组叶片上的应用是众所周知的。通过涡流发生器可以提高叶片的升力，并提高升阻比，从而提高叶片的性能。1947年Taylor等首先提出了涡流发生器的概念，可以用于附面层流动控制。早期的涡流发生器呈叶片状，其高度与边界层厚度相当，通常与来流方向形成一定的夹角后垂直布局于当地表面，气流通过涡流发生器后则会拖出一系列的旋涡，促使附面层底层低能区与附面层边界高能区的能量交换，实现附面层分离流动的控制。 

目前市场上所应用的涡流发生器大部分为底边较长高度较低的三角形，在相同的外在条件下，涡流强度较小，对涡流发生器安装点之后的区域影响较小，叶片升力及升阻比的提升有限，进而对风机性能提升的百分 比不大。 

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种涡流强度大而稳定，可有效提升风机叶片升力及升阻比的涡流发生器。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种涡流发生器，包括底座和若干固定在所述底座上的不等腰梯形的翼片，所述翼片的两腰与下底边的夹角范围分别为25～30°、72～90°，相邻翼片两两之间呈“八”字形镜像对称排列在所述底座上，所述翼片下底边与镜像对称轴的夹角为15～18°。 

进一步地，所述翼片与底座所在平面垂直，或在垂直的基础上有±0.5°的偏差。 

进一步地，所述翼片的高度为15～20mm。 

进一步地，所述翼片的下底边长度为50～60mm。 

进一步地，所述翼片的上底边长度为12～16mm。 

进一步地，所述翼片与所述底座为一体结构。 

进一步地，所述翼片材质为塑料或金属。 

本实用新型的另一个目的是提供应用上述涡流发生器的风力发电机组，使其能够有效提高叶片的性能并延长叶片及发电机组的寿命。 

为实现上述目的，采用如下技术方案： 

一种应用上述涡流发生器的风力发电机组，所述风力发电机组的叶片表面安装有所述涡流发生器。 

进一步地，所述涡流发生器的安装位置为：沿叶片弦长方向，从前缘 起弦长的20%～50%的范围内，且沿叶片展向，从叶片根部起叶片长度15%～90%的范围内，所述涡流发生器设置为一排或两排。 

进一步地，所述涡流发生器粘接在所述风力发电机组的翼型叶片表面。 

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点： 

本实用新型在已有涡流发生器的基础上，通过研究计算，设计出具有不等腰梯形的特殊四边形翼片的涡流发生器，此涡流发生器的特点在于采用后掠方式的四边形设计、面积偏大，另外，其高度偏高，在同等条件下，产生的涡流相对会更强劲且涡流比较稳定，减少涡流时断时续的现象。将其安装在叶片表面，使叶片翼型表面产生小的涡流，从而解决了气流在翼型表面的提前分离，进而提高了翼型的升力，使风力发电机组的发电能力得到提升；同时，由于叶片表面加装涡流发生器还降低了叶片翼型阻力，涡流发生器通过抑制翼型表面的气流分离，还能有效地减少不稳定的涡流，从而降低叶片的振动，延长叶片及风力发电整机的寿命。 

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。 

图1是本实用新型的涡流发生器结构示意图。 

图2是本实用新型涡流发生器安装在风机叶片翼型表面的示意图。 

具体实施方式

请参阅图1所示，本实用新型的一种涡流发生器，包括底座2和若干固定在底座上的不等腰梯形的翼片1，所述翼片1的两腰与下底边的夹角范围分别为25～30°、72～90°，相邻翼片1两两之间呈“八”字形镜像对称排列在底座2上，翼片1的下底边与镜像对称轴的夹角为15～18°。 

优选地，翼片1与底座2所在平面垂直，或在垂直的基础上有±0.5°的偏差。 

优选地，翼片1的高度为15～20mm。 

优选地，翼片1的下底边长度为50～60mm。 

优选地，翼片1的上底边长度为12～16mm。 

此外，翼片1与底座2可以为一体结构。翼片1的材质可以是塑料或金属。 

请配合参阅图2，本实用新型还提供应用上述涡流发生器的风力发电机组，在风力发电机组的翼型叶片3的表面安装有上述涡流发生器，安装方式可以为通过胶黏剂粘接；涡流发生器的安装位置为：沿叶片3弦长方向，从前缘起弦长的20%～50%的范围内，且沿叶片3展向，从叶片根部起叶片长度15%～90%的范围内，所述涡流发生器设置为一排或两排。 

由于采用上述技术方案，本实用新型的涡流发生器，在同等条件下，产生的涡流相对会更强劲且涡流比较稳定，减少涡流时断时续的现象；将其安装在叶片表面，可有效提升风机叶片升力及升阻比，延长叶片及风力发电整机的寿命。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种涡流发生器，其特征在于，包括底座和若干固定在所述底座上的不等腰梯形的翼片，所述翼片的两腰与下底边的夹角范围分别为25～30°、72～90°，相邻翼片两两之间呈“八”字形镜像对称排列在所述底座上，所述翼片下底边与镜像对称轴的夹角为15～18°。 

2.根据权利要求1所述的涡流发生器，其特征在于，所述翼片与底座所在平面垂直，或在垂直的基础上有±0.5°的偏差。 

3.根据权利要求1所述的涡流发生器，其特征在于，所述翼片的高度为15～20mm。 

4.根据权利要求1所述的涡流发生器，其特征在于，所述翼片的下底边长度为50～60mm。 

5.根据权利要求1所述的涡流发生器，其特征在于，所述翼片的上底边长度为12～16mm。 

6.根据权利要求1所述的涡流发生器，其特征在于，所述翼片与所述底座为一体结构。 

7.根据权利要求1所述的涡流发生器，其特征在于，所述翼片材质为塑料或金属。 

8.一种应用权利要求1-7中任一项所述的涡流发生器的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组的叶片表面安装有所述涡流发生器。 

9.根据权利要求8所述的风力发电机组，其特征在于，所述涡流发生器的安装位置为：沿叶片弦长方向，从前缘起弦长的20%～50%的范围内，且沿叶片展向，从叶片根部起叶片长度15%～90%的范围内，所述涡流发生器设置为一排或两排。 

10.根据权利要求8所述的风力发电机组，其特征在于，所述涡流发生器粘接在所述风力发电机组的翼型叶片表面。 

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