CN205478093U - 一种涡流发生器及安装涡流发生器的风电叶片 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开的一种涡流发生器及安装涡流发生器的风电叶片，一种涡流发生器包括基板和多个涡流翼片，多个涡流翼片间隔固定在基板上且使涡流翼片垂直于基板，每相邻两个涡流翼片之间均呈“八”字形镜像对称设置。基板和多个涡流翼片采用一体加工制作，多个涡流翼片均由基板在局部位置按等腰三角形的形状经冲切一条腰边和一条底边并在未冲切的一条腰边经折边形成。本实用新型的涡流发生器具有结构简单、造制容易、安装方便的优点。安装该涡流发生器的风电叶片可使涡流发生器达到产生叶型吸力侧紊流以提升风电叶片升力的作用，使风机发电量提高3～5％。

Description

一种涡流发生器及安装涡流发生器的风电叶片
技术领域
本实用新型涉及一种风电设备，尤其是涉及一种用于风电叶片的涡流发生器以及安装有该涡流发生器的风电叶片。
背景技术
在风电领域，风力发电机叶片的性能优劣决定着发电效率和企业效益。风力发电机叶片通常采用由复合材料制成的薄壳结构，在运转过程中，当风电叶片以一定的倾角转动时，气流会在风电叶片表面产生分离，并且气流在风电叶片上的分离随着倾角的增大而增大，一方面，分离区的气流会因失去翼型效应而形成大的涡流，导致风电叶片上下翼的压力差减小，并使风电叶片的运行阻力激增，造成风电叶片失速，并使风电叶片的总体运行效率降低；另一方面，不稳定的涡流还会使得风电叶片在运转时产生振动，这会缩短风电叶片以及传动轴等机构的使用寿命。为解决气流分离产生的不利影响，目前该领域普遍采用的方法是在风电叶片上安装涡流发生器，但现有的涡流发生器存在结构复杂、制造麻烦、安装不便的问题，且由于在风电叶片上的安装角度和位置不恰当导至功率提升有限，实用性较差。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种涡流发生器及安装涡流发生器的风电叶片，涡流发生器具有结构简单、造制容易、安装方便的优点，安装该涡流发生器的风电叶片可使风机发电量提高3～5％。
为解决现有技术中的涡流发生器存在的结构复杂、制造麻烦、安装不便的问题，本实用新型提供的一种涡流发生器，包括基板和多个涡流翼片，所述多个涡流翼片间隔固定在基板上且使涡流翼片垂直于基板，每相邻两个涡流翼片之间均呈“八”字形镜像对称设置。
进一步的，本实用新型一种涡流发生器，其中，所述基板和多个涡流翼片采用一体加工制作，多个涡流翼片均由基板在局部位置按等腰三角形的形状经冲切一条腰边和一条底边并在未冲切的一条腰边经折边形成。
进一步的，本实用新型一种涡流发生器，其中，所述等腰三角形的顶角为20°，且使顶角平分线垂直于基板的长边。
进一步的，本实用新型一种涡流发生器，其中，所述基板为不锈钢材质且使其长度为300mm，宽度为100mm，厚度为1mm，基板上设有四个涡流翼片。
为解决现有技术中的风电叶片因涡流发生器的安装角度和位置不恰当，导至其功率提升有限的问题，本实用新型还提供了一种安装涡流发生器的风电叶片，其中，所述风电叶片的背风面且处于风电叶片的最厚位置沿风电叶片展向设有一排并列的多个涡流发生器，且使涡流发生器中涡流翼片的顶角朝向前缘方向。
进一步的，本实用新型一种安装涡流发生器的风电叶片，其中，所述涡流发生器的安装起点位置至风电叶片叶根的距离为5.5m，且使安装起点位置至风电叶片后缘锐角的曲线距离为2.049m，涡流发生器的安装终点位置至风电叶片叶根的距离为18.5m，且使安装终点位置至风电叶片后缘锐角的曲线距离为1.628m。
进一步的，本实用新型一种安装涡流发生器的风电叶片，其中，所述涡流发生器安装有43片，且使每两片涡流发生器之间设有1mm宽度的间距。
进一步的，本实用新型一种安装涡流发生器的风电叶片，其中，所述涡流发生器是通过粘结进行安装的。
本实用新型一种涡流发生器及安装涡流发生器的风电叶片与现有技术相比，具有以下优点：(1)本实用新型通过设置基板和多个涡流翼片，让多个涡流翼片间隔固定在基板上且使涡流翼片垂直于基板，并使每相邻两个涡流翼片之间均呈“八”字形镜像对称设置。由此就构成了适合于风电叶片的涡流发生器，具有结构简单、造制容易、安装方便的特点。在具体应用中，本实用新型的涡流发生器使基板和多个涡流翼片采用一体加工制作，并使多个涡流翼片均由基板在局部位置按等腰三角形的形状经冲切一条腰边和一条底边并在未冲切的一条腰边经折边形成。这种设置在简化制作工序的同时，也增强了涡流发生器的强度，并可相应地延长使用寿命，进一步提高了实用性。经实验表明，将上述等腰三角形的顶角设计为20°，且使顶角平分线垂直于基板的长边，可使风机的运行功率达到最佳化。(2)本实用新型通过在风电叶片的背风面且处于风电叶片的最厚位置沿风电叶片展向设置一排并列的多个涡流发生器，且使涡流发生器中涡流翼片的顶角朝向前缘方向。并使涡流发生器的安装起点位置至风电叶片叶根的距离为5.5m，使安装起点位置至风电叶片后缘锐角的曲线距离为2.049m，同时使涡流发生器的安装终点位置至风电叶片叶根的距离为18.5m，且使安装终点位置至风电叶片后缘锐角的曲线距离为1.628m。在实际用应中，通过在风电叶片表面型面厚度最大区域加装风电叶片涡流发生器，使之达到产生叶型吸力侧紊流以提升风电叶片升力，并使涡流发生器呈单列带状，能提高风电叶片的升阻比，使风电叶片在更低的启动风速下启动，在更低的额定风速下达到额定功率，并在高风速下使输出的功率曲线更加平稳，实验表明，在同一风况条件下，采用本实用新型安装涡流发生器的风电叶片可增加发电量3％～5％，并可抑制风电叶片非设计状态下的振动，延长风电叶片的使用寿命。
下面结合附图所示实施例对本实用新型一种涡流发生器及安装涡流发生器的风电叶片作进一步详细说明：
附图说明
图1为本实用新型一种涡流发生器的立体图
图2为本实用新型一种涡流发生器的俯视图；
图3为本实用新型一种涡流发生器的前视图；
图4为本实用新型一种安装涡流发生器的风电叶片的截面示意图；
图5为本实用新型一种安装涡流发生器的风电叶片的示意图。
图中，1、基板；2、涡流翼片；3、风电叶片的前缘；4、受风面；5、背风面；6、安装起点位置；7、风电叶片的叶根位置；8、风电叶片的后缘锐角位置；9、安装终点位置。
具体实施方式
首先需要说明的是，本实用新型既提供了一种涡流发生器，又提供了一种安装该涡流发生器的风电叶片。作为涡流发生器的具体实施方式，如图1至图3所示，包括基板1和多个涡流翼片2，把多个涡流翼片2间隔固定在基板1上且使涡流翼片2垂直于基板1，每相邻两个涡流翼片2之间均呈“八”字形镜像对称设置。通过以上结构设置就构成了适合于风电叶片的涡流发生器，具有结构简单、造制容易、安装方便的优点。
作为优化方案，本具体实施方式使基板1和多个涡流翼片2采用一体加工制作，让多个涡流翼片2均由基板1在局部位置按等腰三角形的形状经冲切一条腰边和一条底边并在未冲切的一条腰边经折边形成。这种设置在简化制作工序的同时，也增强了涡流发生器的强度，并可相应地延长其使用寿命，进一步提高了实用性。实验表明，将上述等腰三角形的顶角设计为20°，且使顶角的平分线垂直于基板的长边，可使风机的运行功率达到最佳化。
作具体实施方式，本实用新型基板1采用不锈钢材质制作，并使其长度为300mm，宽度为100mm，厚度为1mm，且在基板1上设置四个涡流翼片2。采用不锈钢材质可以提高涡流发生器的耐腐蚀性，延长其使用寿命；且采用上述规格的涡流发生器在方便组装的同时，可使其适合大部分规格的风电叶片，适用性更广。
作为本实用新型安装该涡流发生器的风电叶片的具体实施方式，如图4和图5所示，其中3表示风电叶片的前缘，4表示风电叶片的受风面，即PS面，5表示风电叶片的背风面，即SS面，6表示涡流发生器在风电叶片上的安装起点位置，7表示风电叶片的叶根位置，8表示风电叶片的后缘锐角位置，9表示涡流发生器在风电叶片上的安装终点位置。
本实用新型在风电叶片的背风面且处于风电叶片的最厚位置沿风电叶片展向设置了一排并列的多个涡流发生器，且使涡流发生器中涡流翼片2的顶角朝向前缘方向。让涡流发生器的安装起点位置6至风电叶片叶根7的距离为5.5m，且让安装起点位置6至风电叶片后缘锐角8的曲线距离为2.049m，同时让涡流发生器的安装终点位置9至风电叶片叶根7的距离为18.5m，且让安装终点位置9至风电叶片后缘锐角8的曲线距离为1.628m。在实际用应中，通过在风电叶片表面型面厚度最大区域加装涡流发生器，可以防止风机失速过早，使涡流发生器达到产生叶型吸力侧紊流以提升风电叶片升力的作用，并通过让涡流发生器呈单列带状设置，能提高风电叶片的升阻比，使风电叶片在更低的启动风速下启动，在更低的额定风速下达到额定功率，并在高风速下使输出的功率曲线更加平稳，实验表明，在同一风况条件下，采用本实用新型安装涡流发生器的风电叶片可增加发电量3％～5％，并可抑制风电叶片非设计状态下的振动，延长风电叶片的使用寿命。根据以上的结构特点，将涡流发生器应用在DF77B风电叶片可安装43片，在安装过程中应使每两片涡流发生器之间设有1mm宽度的间距，以避免因热膨影响安装的稳固性。
本实用新型一种安装涡流发生器的风电叶片，涡流发生器是通过粘结进行安装的。其具体安装过程包括以下步骤：
(1)用卷尺、墨斗等工具在风电叶片被风面确定好涡流发生器的安装尺寸；
(2)清洁风电叶片上的粘贴面；
(3)用(Scotch-Pad)(3M)刻痕垫将风电叶片表面轻轻磨粗，然后将表面清洁；
(4)去除涡流发生器基板1上的保护膜；
(5)使用美国ITW品牌MA300胶在风电叶片表面粘贴涡流发生器的基板并压紧，如果需要还可用木棒在边缘轻轻敲打；
(6)在距涡流发生器的基板上下两边约5mm处贴两行纸胶带，然后在距离每块涡流发生器基板2mm交接处贴上2cm的纸胶带；
(7)用胶枪将各个接口处和两侧的纸胶带和涡流板之间密封并用刮板刮平，再撕下纸胶带后将密封胶抹平。
以上实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型请求保护范围进行的限定，在不脱离本实用新型设计原理和精神的前提下，本领域工程技术人员依据本实用新型的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本实用新型权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种涡流发生器，其特征在于：包括基板(1)和多个涡流翼片(2)，所述多个涡流翼片(2)间隔固定在基板(1)上且使涡流翼片(2)垂直于基板(1)，每相邻两个涡流翼片(2)之间均呈“八”字形镜像对称设置。
2.按照权利要求1所述的一种涡流发生器，其特征在于：所述基板(1)和多个涡流翼片(2)采用一体加工制作，多个涡流翼片(2)均由基板(1)在局部位置按等腰三角形的形状经冲切一条腰边和一条底边并在未冲切的一条腰边经折边形成。
3.按照权利要求2所述的一种涡流发生器，其特征在于：所述等腰三角形的顶角为20°且使顶角平分线垂直于基板(1)的长边。
4.按照权利要求3所述的一种涡流发生器，其特征在于：所述基板(1)为不锈钢材质且使其长度为300mm，宽度为100mm，厚度为1mm，基板(1)上设有四个涡流翼片(2)。
5.一种安装权利要求4所述涡流发生器的风电叶片，其特征在于：所述风电叶片的背风面且处于风电叶片的最厚位置沿风电叶片展向设有一排并列的多个涡流发生器，且使涡流发生器中涡流翼片(2)的顶角朝向前缘方向。
6.按照权利要求5所述的一种安装涡流发生器的风电叶片，其特征在于：所述涡流发生器的安装起点位置(6)至风电叶片叶根(7)的距离为5.5m，且使安装起点位置(6)至风电叶片后缘锐角(8)的曲线距离为2.049m，涡流发生器的安装终点位置(9)至风电叶片叶根(7)的距离为18.5m，且使安装终点位置(9)至风电叶片后缘锐角(8)的曲线距离为1.628m。
7.按照权利要求6所述的一种安装涡流发生器的风电叶片，其特征在于：所述涡流发生器安装有43片，且使每两片涡流发生器之间设有1mm宽度的间距。
8.按照权利要求7所述的一种安装涡流发生器的风电叶片，其特征在于：所述涡流发生器是通过粘结进行安装的。
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