CN207420779U - 一种新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器，涉及风力发电技术领域，包括一个底板和两个竖直型面，两个竖直型面镜像对称的固定在底板的两侧，竖直型面的底边与底板固定连接；所述底板为弧形，且底板的轴线垂直于气流方向；计算涡流发生器所有安装位置所对应的叶片型面的曲率半径，底板的曲率半径等于所计算的所有叶片型面曲率半径的最小值；或者所述底板为直板状，底板在气流方向上的长度小于竖直型面在气流方向上的长度。本实用新型通过改进涡流发生器底板的外形，改善涡流发生器底板与叶片表面的间隙不均匀以及间隙过大等现象。减少涡流发生器脱落风险的同时，避免由于安装等原因造成涡流发生器的气动阻力增大。

Description

一种新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器。

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，通常与来流方向形成一定的夹角后垂直布局于当地表面，气流通过漩涡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。在应用到风力发电机叶片时，可提高叶片在特定风速下的升力，提升风机发电功率，进而提高发电量。

涡流发生器主要作用在于延缓风力发电机叶片表面的气流分离，这样可提高风机叶片在特定风速下的发电功率。现有涡流发生器主要由两片竖起的小翼以及一块固定在叶片上的底板组成，采用粘接的方式，安装在距离叶片根部1/3到1/2叶片长度范围内。随着风机叶片尺寸的增大，所配套的涡流发生器也随之增大。由于风机叶片根部过渡段区域型面曲率较大，涡流发生器在粘接时，存在底板与叶片之间的粘接间隙不均匀，间隙过大的现象。涡流发生器尺寸越大，粘接间隙的不均匀及过大的现象越明显。由此造成的后果包括：

1）当粘接胶不能够完全充满整个粘接间隙时，在实际运行过程中， 存在雨水等杂质进入粘接间隙，造成粘接效果下降，涡流发生器存在脱落风险；

2）粘接间隙不均匀以及间隙过大现象，造成涡流发生器底板与叶片表面存在涡流发生器气流入口或者出口一端翘起，或者两端均翘起的现象，结果导致涡流发生器由于安装原因、以及与叶片的配合关系造成气动阻力增大等。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器，通过改进涡流发生器底板的外形，改善涡流发生器底板与叶片表面的间隙不均匀以及间隙过大等现象。减少涡流发生器脱落风险的同时，避免由于安装等原因造成涡流发生器的气动阻力增大。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器,包括一个底板和两个竖直型面，两个竖直型面镜像对称的固定在底板的两侧，竖直型面的底边与底板固定连接；

所述底板为弧形，且底板的轴线垂直于气流方向；或者所述底板为直板状，底板在气流方向上的长度小于竖直型面在气流方向上的长度。

所述底板为弧形，底板的曲率半径等于涡流发生器安装位置所对应的叶片型面曲率半径。

所述底板为弧形，底板的曲率半径小于涡流发生器安装位置所对应的叶片型面曲率半径。

所述底板与叶片型面之间的间隙由胶黏剂填充。

所述底板为直板状，底板在气流方向上的长度为竖直型面在气流方向上的长度的1/3~1/2。

所述底板两侧与竖直型面的底边中部固定连接。

所述竖直型面在底边上侧还具有一椭圆边和一后掠斜边，椭圆边的前端与底边前端连接，后掠斜边下端与底边后端连接，椭圆边的后端与后掠斜边上端连接，后掠斜边由下至上逐渐向出风侧倾斜。

所述椭圆边为1/4个椭圆形的边。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过新颖的设计，本实用新型通过改进涡流发生器底板的外形，改善涡流发生器底板与叶片表面的间隙不均匀以及间隙过大等现象。减少涡流发生器脱落风险的同时，避免由于安装等原因造成涡流发生器的气动阻力增大。

提供一种不同于现有风机叶片涡流发生器形式的底板，使之利于安装，同时该涡流发生器的底板形式具有脱落风险小、与叶片表面的匹配度好，同时最大限度的减少由安装等原因造成的附加气动阻力。

底板为弧形，且底板的轴线垂直于气流方向，这样可以使得地板与叶片表面有效匹配，可以是否底板两端与叶片表面无缝连接。底板为直板状，底板在气流方向上的长度小于竖直型面在气流方向上的长度。由于涡流发生器的底板缩短，同时其所对应的叶片型面曲率半径没有发生变化，因此在安装涡流发生器时，底板与叶片表面的垂直间隙减小。在保证安装性能的前提下，减小了涡流发生器的底板与叶片表面间隙过大的现象，由安装所带来的附加气动阻力减小。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。在附图中：

图1是本实用新型实施例一的结构示意图。

图2是图1的侧视图；

图3是涡流发生器与叶片型面的配合示意图。

图4是本实用新型实施例二的结构示意图。

图5是本实用新型实施例三的结构示意图。

图6是图5的侧视图。

图7是涡流发生器与叶片型面的配合示意图。

图中所示箭头均为气流的流动方向。

其中：1-底板 2-竖直型面 3-椭圆边 4-后掠斜边 5-底边 6-叶片型面 7-胶黏剂。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一

参见图1~2，该新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器包括包括一个底板1和两个竖直型面2，两个竖直型面2镜像对称的固定在底板1的两侧，竖直型面2的底边5与底板1固定连接；竖直型面2在底边5上侧还具有一椭圆边3和一后掠斜边4，椭圆边3的前端与底边5前端连接，后掠斜边4下端与底边5后端连接，椭圆边3的后端与后掠斜边4上端连接，后掠斜边4由下至上逐渐向出风侧倾斜，椭圆边3为1/4个椭圆形的边。

底板1为弧形，且底板1的轴线垂直于气流方向。在安装的过程中，可以保证涡流发生器的底板1在气流进口及出口方向与风机叶片表面无缝贴合，不存在间隙过大及间隙不均匀现象，从安装工艺的角度分析，完全避免了涡流发生器的脱落风险，同时几乎不增大气动阻力。

该涡流发生器安装于风力发电机叶片吸力面侧，距离叶片根部特定范围内，确定涡流发生器在叶片弦长方向的具体安装位置；由于风力发电机叶片表面为弧形，且风机叶片表面几乎任何部位的曲率均不相同。在涡流发生器具体尺寸确定前，计算涡流发生器所有安装位置所对应的叶片型面6的曲率半径，确定最小值；底板1的曲率半径应当等于前述所计算的所有叶片型面6曲率半径中的最小值。

参见图3，本实施例中底板1的曲率半径等于涡流发生器安装位置所对应的叶片型面6的曲率半径。涡流发生器的弧形底板1可以保证与叶片型面6完全贴合，这样涡流发生器与叶片型面6之间不存在任何间隙，减少涡流发生器脱落风险的同时，避免由于安装等原因造成涡流发生器的气动阻力增大。

实施例二

参见图4，本实施例中的底板1为弧形，同样在涡流发生器具体尺寸确定前，计算涡流发生器所有安装位置所对应的叶片型面6的曲率半径，确定最小值。本实施例中的底板1的曲率半径小于涡流发生器安装位置所对应的叶片型面6的曲率半径。涡流发生器在气流进口及出口方向与风机叶片表面无缝贴合，不存在间隙过大及间隙不均匀现象，底板1与叶片型面6之间存在少许间隙，可由胶黏剂7填充。从安装工艺的角度分析，完全避免了涡流发生器的脱落风险，同时几乎不增大气动阻力。

实施例三

参见图5~7，底板1为直板状，竖直型面2与底板1垂直连接，底板1两侧与竖直型面2的底边5中部固定连接。底板1在气流方向上的长度为竖直型面2在气流方向上的长度的1/3~1/2。由于涡流发生器的底板1缩短，同时其所对应的叶片型面6曲率半径没有发生变化，因此在安装涡流发生器时，底板1与叶片表面的垂直间隙减小。在保证安装性能的前提下，减小了涡流发生器的底板1与叶片表面间隙过大的现象，由安装所带来的附加气动阻力减小。虽然贴合程度不如弧面底板1，但工序简单且通用性较强，本实施例中的涡流发生器安装完成后，虽然涡流发生器两片竖直型面2在气流进口和出口方向并未与涡流发生器的底板1以及风力发电机的叶片型面6接触，存在一定间隙，但是按照流体力学边界层理论等分析，此间隙几乎不影响涡流发生器的运行表现

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器，其特征是：包括一个底板和两个竖直型面，两个竖直型面镜像对称的固定在底板的两侧，竖直型面的底边与底板固定连接；

所述底板为弧形，且底板的轴线垂直于气流方向；或者所述底板为直板状，底板在气流方向上的长度小于竖直型面在气流方向上的长度。

2.如权利要求1所述的新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器，其特征是：所述底板为弧形，底板的曲率半径等于或小于涡流发生器安装位置所对应的叶片型面曲率半径。

3.如权利要求2所述的新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器，其特征是：所述底板与叶片型面之间的间隙由胶黏剂填充。

4.如权利要求1所述的新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器，其特征是：所述底板为直板状，底板在气流方向上的长度为竖直型面在气流方向上的长度的1/3~1/2。

5.如权利要求4所述的新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器，其特征是：所述底板两侧与竖直型面的底边中部固定连接。

6.如权利要求1所述的新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器，其特征是：所述竖直型面在底边上侧还具有一椭圆边和一后掠斜边，椭圆边的前端与底边前端连接，后掠斜边下端与底边后端连接，椭圆边的后端与后掠斜边上端连接，后掠斜边由下至上逐渐向出风侧倾斜。

7.如权利要求6所述的新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器，其特征是：所述椭圆边为1/4个椭圆形的边。