CN216714610U - 一种涡流发生器及风力发电机组叶片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种涡流发生器及风力发电机组叶片，包括安装舱、导流翼片和升降机构；所述安装舱设置于风力发电机叶片上侧，且所述安装舱上侧设置有导流翼片腔，所述导流翼片设置于所述导流翼片腔内；所述升降机构安装在所述安装舱内，所述升降机构与所述导流翼片下端部抵接，所述升降机构移动带动所述导流翼片上下移动从而改变所述导流翼片与风的接触面积。本实用新型能有效的优化风力发电机组叶片结构，进一步提高风能转换率。

Description

一种涡流发生器及风力发电机组叶片

技术领域

本实用新型涉及风力发电机领域，尤其是涉及一种涡流发生器及风力发电机组叶片。

背景技术

风力发电机是一种将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转最终输出交流电的电力设备。

风力发电机叶片是整个风力发电机组的核心部件，决定着风能的转换效率。由于风能分布不均，对于不同的地区通常采用不同类型的发电机机叶片以最大限度的将风能转换成电能，而风速较低的区域，风能储量小，导致风能转换效率进一步降低，进而导致风能的整体利用率不高。

目前市场上所应用的涡流发生器大部分为导流翼片长度一定，且不能自由伸缩，不能很好地适应外在条件不同的风环境，产生的涡流强度单一，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。

因此，本领域技术人员致力于开发一种涡流发生器及风力发电机组叶片，优化风力发电机组叶片结构，进一步提高风能转换率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种涡流发生器及风力发电机组叶片，优化风力发电机组叶片结构，进一步提高风能转换率。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种涡流发生器，包括安装舱、导流翼片和升降机构；

所述安装舱设置于风力发电机叶片上侧，且所述安装舱上侧设置有导流翼片腔，所述导流翼片设置于所述导流翼片腔内；

所述升降机构安装在所述安装舱内，所述升降机构与所述导流翼片下端部抵接，所述升降机构移动带动所述导流翼片上下移动从而改变所述导流翼片与风的接触面积。

本实用新型的有益效果是：根据不同的风速，升降机构移动带动导流翼片上下移动，进而改变导流翼片与风的接触面积，形成不同程度的涡流，进而使其发电机叶片一直具有高效转化率，从而提高风能转换率。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述升降机构包括滑动块，所述滑动块具有第一斜面；

所述导流翼片一端与所述风力发电机叶片铰接，所述导流翼片具有第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面相对设置；

所述滑动块端部连接有推动装置，所述推动装置推动所述滑动块移动使其所述导流翼片绕铰接点转动。

采用上述进一步方案的有益效果是第一斜面和第二斜面相对设置，通过改变第一斜面和第二斜面的相对位置从而改变导流翼片的高度，结构简单，操作简便。

进一步，所述推动装置包括伺服电缸，所述伺服电缸输出端与所述滑动块固定连接，所述伺服电缸与控制装置电性连接，所述伺服电缸通过固定块与所述安装舱固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是采用伺服电缸精确控制滑动块的移动距离，从而精确控制导流翼片的升降高度，根据不同的风速形成不同的涡流，使其发电机叶片一直处于高效转化阶段。

进一步，所述导流翼片下端部安装有滑动轮，所述滑动轮与所述第一斜面抵接。

采用上述进一步方案的有益效果是安装有滑动轮减少第一斜面和第二斜面相对运动时的摩擦力，从而减少伺服电缸的推动功率。

进一步，所述导流翼片上设置有第一连接部，所述滑动块上设置有第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部之间连接有空气拉簧。

采用上述进一步方案的有益效果是拉簧拉动导流翼片，使其导流翼片一直具有向下的受力，保证导流翼片的稳定性。

进一步，所述滑动块底部安装有滑块，所述安装舱内安装有与所述滑块配合的滑轨。

采用上述进一步方案的有益效果是通过滑块和滑轨的配合从而减少滑动块移动过程中，滑动块与安装舱之间的摩擦力，且滑块和滑轨能对滑动块精确导向，不但减少的伺服电缸的功率，也利于滑动块水平移动。

进一步，所述导流翼片与所述导流翼片腔之间安装有弹性密封件。

采用上述进一步方案的有益效果是弹性密封件使其导流翼片和导流翼片腔之间没有间隙，从而防止风从间隙中进入风力发电机叶片内部对发电机叶片造成影响。

进一步，同组所述导流翼片前端部相互靠近，尾端部相互远离。

采用上述进一步方案的有益效果是同组导流翼片呈八字型，能形成较大的涡流，从而提高发电机叶片的转化效率。

进一步，所述导流翼片具有倾斜的受风面，所述受风面呈阶梯型。

采用上述进一步方案的有益效果是减少导流翼片与风的直接受力面，进一步增大涡流。

一种风力发电机组叶片，包括如上所述的涡流发生器。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施例结构图；

图2为本实用新型一具体实施例剖视结构图；

图3为本实用新型一具体实施例导流翼片腔结构图；

图4为本实用新型一具体实施例导流翼片结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、风力发电机叶片；2、安装舱；3、导流翼片；4、导流翼片腔；5、滑动块；6、第一斜面；7、第二斜面；8、伺服电缸；9、固定块；10、滑动轮；11、空气拉簧；12、滑块；13、滑轨；14、弹性密封件；15、受风面。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

涡流发生器是Taylor等在1947年首先提出了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，抑制流动分离，增加叶片输出功率的目的。

基于上述原理，本实用新型提供了一种涡流发生器，具体如图1、图2、图3和图4所示，包括安装舱2、导流翼片3和升降机构；安装舱2设置于风力发电机叶片1上侧，且安装舱2上侧设置有导流翼片腔4，导流翼片3设置于导流翼片腔4内，为了防止风从间隙中进入风力发电机叶片1内部对风力发电机叶片1造成影响，导流翼片3与导流翼片腔4之间安装有弹性密封件14，从而抑制风从间隙中穿过升降机构安装在安装舱2内，升降机构与导流翼片3下端部抵接，升降机构移动带动导流翼片3上下移动从而改变导流翼片3与风的接触面积。

根据不同的风速，升降机构移动带动导流翼片3上下移动，进而改变导流翼片3与风的接触面积，形成不同程度的涡流，进而使其风力发电机叶片1一直具有高效转化率，从而提高风能转换率。

升降机构包括滑动块5，滑动块5具有第一斜面6，滑动块5的具体形状呈直角三角形，且为了减少滑动块5的整体质量，滑动块5为空心结构。导流翼片3一端与风力发电机叶片1铰接，导流翼片3具有第二斜面7，第一斜面6和第二斜面7相对设置，滑动块5端部连接有推动装置，推动装置推动滑动块5移动使其导流翼片3绕铰接点A转动，由于导流翼片3整体呈三角形，导流翼片3转动过程中，伸入安装舱2的面积增大，从而增大导流翼片3与风的接触面积，形成涡流抑制流动分离，进而提高风力发电机叶片1的转换效率，具体调节过程中，风力越小，导流翼片3的伸出长度越长。

另一实施例中，推动装置包括伺服电缸8，采用伺服电缸8能精确控制伸出距离，从精确控制导流翼片3的伸出高度。伺服电缸8输出端与滑动块5固定连接用于推动滑动块5滑动，伺服电缸8与控制装置电性连接，控制装置控制伺服电缸8的移动距离，控制装置还连接有多个涡流感应器，涡轮感应器将监测到的风力信息传递至控制装置，控制装置将接收到的数据分析出、处理后控制伺服电缸8转动。

本实施例中，伺服电缸8通过固定块9与安装舱2固定连接，由于风力发电机叶片1时刻在转动，因此，固定块9将伺服电缸8紧固在安装舱2内。滑动块5底部安装有滑块12，安装舱2内安装有与滑块12配合的滑轨13，滑块12和滑轨13配合，减少滑动块5移动过程中，滑动块5与安装舱2之间的摩擦力，且滑块12和滑轨13能对滑动块5精确导向，不但减少伺服电缸8的功率，也利于滑动块5水平移动，同时还用于将滑动块5与安装舱2连接，使其风力发电机叶片1转动过程中，滑动块5能保持相对稳定。

导流翼片3下端部安装有滑动轮10，滑动轮10与铰接点A相对一侧的导流翼片3端部连接，滑动轮10与第一斜面6抵接，滑动轮10滑动过程中，滑动轮10与第一斜面6是滚动摩擦，摩擦力较小，从而减少伺服电缸8的输出功率。导流翼片3上设置有第一连接部，滑动块5上设置有第二连接部，第一连接部和第二连接部之间连接有空气拉簧11，空气拉簧11不但增强导流翼片3与滑动块5的连接稳定性，同时给予导流翼片3回复力。由于导流翼片3与导流翼片腔4之间安装有弹性密封件14，弹性密封件14使得导流翼片3和导流翼片腔4之间没有间隙，外界的风不能进入风力发电机叶片1内部，但也使得导流翼片3与弹性密封件14之间的摩擦力较大，导流翼片3回缩的过程中，不能依靠自身重力自动回缩，因此，空气拉簧11给予导流翼片3回复力。再者，空气拉簧11一端安装在滑动块5上，滑动块5移动的距离越大，导流翼片3伸出高度越高，同时作用于导流翼片3上的回复力也越大，便于快速将导流翼片3缩回。

一些实施例中，导流翼片3采用两个成组的形式构成，即两个导流翼片3形成一组，同组导流翼片3前端部相互靠近，尾端部相互远离，使得一组导流翼片3呈八字型，导流翼片3具有倾斜的受风面15，受风面15呈阶梯型，采用倾斜且呈阶梯状的受风面15，阻力更小，所产生的涡流强度较大，能进一步提高风力发电机叶片1的转化效率。

本实用新型还提供了一种风力发电机组叶片，包括如上所述的涡流发生器。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡流发生器，其特征在于：包括安装舱(2)、导流翼片(3)和升降机构；

所述安装舱(2)设置于风力发电机叶片(1)上侧，且所述安装舱(2)上侧设置有导流翼片腔(4)，所述导流翼片(3)设置于所述导流翼片腔(4)内；

所述升降机构安装在所述安装舱(2)内，所述升降机构与所述导流翼片(3)下端部抵接，所述升降机构移动带动所述导流翼片(3)上下移动从而改变所述导流翼片(3)与风的接触面积。

2.根据权利要求1所述的涡流发生器，其特征在于：所述升降机构包括滑动块(5)，所述滑动块(5)具有第一斜面(6)；

所述导流翼片(3)一端与所述风力发电机叶片(1)铰接，所述导流翼片(3)具有第二斜面(7)，所述第一斜面(6)和所述第二斜面(7)相对设置；

所述滑动块(5)端部连接有推动装置，所述推动装置推动所述滑动块(5)移动使其所述导流翼片(3)绕铰接点(A)转动。

3.根据权利要求2所述的涡流发生器，其特征在于：所述推动装置包括伺服电缸(8)，所述伺服电缸(8)输出端与所述滑动块(5)固定连接，所述伺服电缸(8)与控制装置电性连接，所述伺服电缸(8)通过固定块(9)与所述安装舱(2)固定连接。

4.根据权利要求3所述的涡流发生器，其特征在于：所述导流翼片(3)下端部安装有滑动轮(10)，所述滑动轮(10)与所述第一斜面(6)抵接。

5.根据权利要求2所述的涡流发生器，其特征在于：所述导流翼片(3)上设置有第一连接部，所述滑动块(5)上设置有第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部之间连接有空气拉簧(11)。

6.根据权利要求2所述的涡流发生器，其特征在于：所述滑动块(5)底部安装有滑块(12)，所述安装舱(2)内安装有与所述滑块(12)配合的滑轨(13)。

7.根据权利要求6所述的涡流发生器，其特征在于：所述导流翼片(3)与所述导流翼片腔(4)之间安装有弹性密封件(14)。

8.根据权利要求6所述的涡流发生器，其特征在于：同组所述导流翼片(3)前端部相互靠近，尾端部相互远离。

9.根据权利要求6所述的涡流发生器，其特征在于：所述导流翼片(3)具有倾斜的受风面(15)，所述受风面(15)呈阶梯型。

10.一种风力发电机组叶片，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的涡流发生器。

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