一種水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置，屬于風(fēng)力機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組利用風(fēng)的動(dòng)能來做功發(fā)電，風(fēng)輪是整個(gè)機(jī)組中獲取風(fēng)能的主要部件，葉片設(shè)計(jì)的優(yōu)良直接影響風(fēng)力機(jī)的功率輸出大小。風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計(jì)，除了要保證氣動(dòng)設(shè)計(jì)要求以外，還要滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。增加翼型厚度是可以滿足這兩個(gè)條件的方法之一，即在葉根附近區(qū)域采用厚翼型，但是隨著風(fēng)速增加，厚翼型容易發(fā)生分離，嚴(yán)重影響了水平軸風(fēng)力機(jī)組功率輸出。在水平軸風(fēng)力機(jī)葉片增加渦流發(fā)生器能夠有效減弱葉片的氣流分離。目前，渦流發(fā)生器的形狀大多為三角形、四邊形、梯形或小翼形，其產(chǎn)生的脫落渦較弱，不能有效抑制葉片氣流分離；風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同一工況風(fēng)力機(jī)葉片流態(tài)不同，采用均勻分布的方法不能有效發(fā)揮渦流發(fā)生器的作用。因此，設(shè)計(jì)自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生器裝置提高水平軸風(fēng)力機(jī)性能具有重要的意義。
[0003]為此，若能發(fā)明一種用于水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生器裝置，能在渦流發(fā)生器下游產(chǎn)生更強(qiáng)的脫落渦，又能方便合理布置渦流發(fā)生器位置，則可以延遲風(fēng)力機(jī)失速，大大提高水平軸風(fēng)力機(jī)組的氣動(dòng)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述【背景技術(shù)】的不足，提供了一種水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置，以解決現(xiàn)有渦流發(fā)生器產(chǎn)生的脫落渦較弱，不能有效抑制葉片氣流分離，渦流發(fā)生器不易調(diào)整安裝角度和安裝位置的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案:
一種水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置，包括:底座，固定在底座上的弧形渦流發(fā)生器，所述弧形渦流發(fā)生器包括:平板三角翼、與平板三角翼光滑連接的三角形曲面板，所述三角形曲面板的底邊為半圓形弧段，三角形曲面板的頂點(diǎn)為平板三角翼前緣。
[0006]作為所述水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置的進(jìn)一步優(yōu)化方案，半圓形弧段的直徑d:d=0.43Xh，h為弧形渦流發(fā)生器的高度。
[0007]作為所述水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置的進(jìn)一步優(yōu)化方案，渦流發(fā)生裝置還包括扇形刻度盤，所述扇形刻度盤與渦流發(fā)生器后緣固定連接，扇形刻度盤、渦流發(fā)生器之間裝有彈簧機(jī)構(gòu)。
[0008]作為述水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置的進(jìn)一步優(yōu)化方那，渦流發(fā)生裝置還包括固定在底座上的刻度尺，刻度尺、扇形刻度盤之間裝有彈簧機(jī)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步的，所述水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置中，渦流發(fā)生器有多組，每一組渦流發(fā)生器關(guān)于底座軸線對(duì)稱分布。
[0010]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果: 1、采用平板三角翼以及與其光滑連接的三角形曲面板構(gòu)成弧形渦流發(fā)生器，平板三角翼脫落渦與三角形曲面板脫落渦的高度一致并相互疊加，產(chǎn)生的高強(qiáng)度脫落渦能夠有效補(bǔ)充能量不足的邊界層，使其繼續(xù)貼附表面流動(dòng)，抑制氣流分離；
2、連接渦流發(fā)生器、扇形刻度盤的彈簧機(jī)構(gòu)，連接扇形刻度盤、刻度尺的彈簧機(jī)構(gòu)，利用在不同風(fēng)況下弧形渦流發(fā)生器的受力不同的特點(diǎn)，借助彈簧機(jī)構(gòu)的拉力來調(diào)節(jié)弧形渦流發(fā)生器的安裝角以及安裝距離。
【附圖說明】
[0011]圖1是自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生器裝置示意圖。
[0012]圖2是弧形渦流發(fā)生器及脫落渦示意圖。
[0013]圖中標(biāo)號(hào)說明:1、渦流發(fā)生器，2、平板三角翼，3、三角形曲面板，4、渦流發(fā)生器后緣，5、平面三角板前緣，6、三角形曲面板脫落渦，7、平面三角翼脫落渦，8、扇形刻度盤，9、扇形刻度盤的彈簧機(jī)構(gòu)，10、刻度尺，11、刻度尺的彈簧機(jī)構(gòu)，12、底座。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]如圖1所示，弧形渦流發(fā)生器I由平板三角翼2和三角形曲面板3組成，這兩個(gè)部分光滑連接，三角形曲面板3是以平板三角翼前緣5為頂點(diǎn)，以半圓形弧段為底邊的曲面板。優(yōu)選的，設(shè)計(jì)的弧形渦流發(fā)生器高度為h，半圓形弧段直徑為d，d=0.43Xh。
[0016]氣流通過弧形渦流發(fā)生器I，平板三角翼脫落渦7的高度為h/4 乂 0.785h，三角形曲面板脫落渦6的位置在半圓形弧段圓心處，這兩個(gè)脫落渦的高度一致并相互疊加，產(chǎn)生的高強(qiáng)度脫落渦能夠有效補(bǔ)充能量不足的邊界層，使其繼續(xù)貼附表面流動(dòng)，抑制氣流分離。
[0017]如圖2所示，本發(fā)明用于水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生器裝置包括多組關(guān)于底座12軸線對(duì)稱分布的渦流發(fā)生器1、以及扇形刻度盤8、扇形刻度盤的彈簧機(jī)構(gòu)9、刻度尺10、刻度尺的彈簧機(jī)構(gòu)11。扇形刻度盤8與弧形渦流發(fā)生器后緣4連接，扇形刻度盤的彈簧機(jī)構(gòu)9連接扇形刻度盤8和渦流發(fā)生器I，扇形刻度盤8以弧形渦流發(fā)生器后緣4為原點(diǎn)可以旋轉(zhuǎn)。刻度尺10與底座12固定，刻度尺的彈簧機(jī)構(gòu)11連接刻度尺10和扇形刻度盤8，扇形刻度盤8可以在刻度尺10上滑動(dòng)。
[0018]當(dāng)風(fēng)力機(jī)處于低風(fēng)速工況時(shí)，風(fēng)力機(jī)葉片沒有發(fā)生氣流分離現(xiàn)象。氣流流經(jīng)弧形渦流發(fā)生器I時(shí)，氣流流速小，弧形渦流發(fā)生器I表面的壓力小?；⌒螠u流發(fā)生器I受到扇形刻度盤的彈簧機(jī)構(gòu)拉力作用，以后緣4為原點(diǎn)向減小安裝角的方向旋轉(zhuǎn)；同時(shí)受到刻度尺的彈簧機(jī)構(gòu)11的拉力作用向裝置兩側(cè)移動(dòng)。當(dāng)風(fēng)力機(jī)處于大風(fēng)速工況下，氣流流經(jīng)弧形渦流發(fā)生器I時(shí)，氣流流速大，弧形渦流發(fā)生器I表面的壓力大?；⌒螠u流發(fā)生器I帶動(dòng)扇形刻度盤的彈簧機(jī)構(gòu)9，以后緣4為原點(diǎn)向增大安裝角的方向旋轉(zhuǎn)；同時(shí)帶動(dòng)刻度尺的彈簧機(jī)構(gòu)11向裝置中心靠攏。不同風(fēng)況下弧形渦流發(fā)生器I的受力不同，受到扇形刻度盤的彈簧機(jī)構(gòu)9和刻度尺的彈簧機(jī)構(gòu)11的作用不同。弧形渦流發(fā)生器I可以自動(dòng)調(diào)節(jié)其安裝角和安裝距離，以保證不同風(fēng)況下弧形渦流發(fā)生器I能達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。
[0019]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置，其特征在于，包括:底座，固定在底座上的弧形渦流發(fā)生器，所述弧形渦流發(fā)生器包括:平板三角翼、與平板三角翼光滑連接的三角形曲面板，所述三角形曲面板的底邊為半圓形弧段，三角形曲面板的頂點(diǎn)為平板三角翼前緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置，其特征在于，所述半圓形弧段的直徑d:d=0.43Xh，h為弧形渦流發(fā)生器的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置，其特征在于，所述渦流發(fā)生裝置還包括扇形刻度盤，所述扇形刻度盤與渦流發(fā)生器后緣固定連接，扇形刻度盤、渦流發(fā)生器之間裝有彈簧機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置，其特征在于，所述渦流發(fā)生裝置還包括固定在底座上的刻度尺，刻度尺、扇形刻度盤之間裝有彈簧機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置，其特征在于，渦流發(fā)生器有多組，每一組渦流發(fā)生器關(guān)于底座軸線對(duì)稱分布。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水平軸風(fēng)力機(jī)的自調(diào)節(jié)增強(qiáng)型渦流發(fā)生裝置，屬于風(fēng)力機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域。渦流發(fā)生裝置包括：底座，固定在底座上的弧形渦流發(fā)生器，所述弧形渦流發(fā)生器包括：平板三角翼、與平板三角翼光滑連接的三角形曲面板，三角形曲面板的底邊為半圓形弧段，三角形曲面板的頂點(diǎn)為平板三角翼前緣，平板三角翼脫落渦與三角形曲面板脫落渦的高度一致并相互疊加，產(chǎn)生的高強(qiáng)度脫落渦能夠有效補(bǔ)充能量不足的邊界層，使其繼續(xù)貼附表面流動(dòng)，抑制氣流分離；連接渦流發(fā)生器、扇形刻度盤的彈簧機(jī)構(gòu)，連接扇形刻度盤、刻度尺的彈簧機(jī)構(gòu)，利用在不同風(fēng)況下弧形渦流發(fā)生器的受力不同的特點(diǎn)，借助彈簧機(jī)構(gòu)的拉力來調(diào)節(jié)弧形渦流發(fā)生器的安裝角以及安裝距離。
【IPC分類】F03D1-00, F03D11-02
【公開號(hào)】CN104728038
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510026192
【發(fā)明人】李濤, 趙振宙, 陳靜茹, 田晨, 陳潘浩, 劉玄, 魏媛
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月20日