一种具有涡流发生器的叶片的制作方法

1.本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种具有涡流发生器的叶片。


背景技术：

2.叶片是风力发电机的核心部件，叶片气动特性直接影响其对风能的捕获效率，进而关系风力发电机的电量输出。现代风力发电机的叶片上通常安装涡流发生器，用于延缓或阻止叶片根部或大部分叶展范围可能发生的流动分离，从而使叶片维持较好的升力特性，保证风力发电机的功率输出。
3.现有涡流发生器一般是在叶片表面增加特定的气动附件，需要额外生产气动附件并在叶片表面进行定位及粘贴固定。此类气动附件的定位过程繁杂，粘贴固定工艺也有待长时间运行检验，从而增加了风力发电机组工程造价与运维成本。


技术实现要素：

4.本发明提供一种具有涡流发生器的叶片，以解决常规涡流发生器定位安装困难的技术问题，提高叶片升力特性。
5.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种具有涡流发生器的叶片，包括叶片以及设置在叶片上的若干涡流发生器，所述涡流发生器为在叶片表面向外突出形成球形凸起的球凸涡流发生器或向内凹陷的球凹涡流发生器。
7.本发明的进一步改进在于：所述涡流发生器的宽度为10mm～300mm，凸起或凹陷的长度为10mm～100mm。
8.本发明的进一步改进在于：所述涡流发生器的宽度是其对应凸起或凹陷的长度的1～10倍。
9.本发明的进一步改进在于：所述涡流发生器的横截面为椭圆形、水滴形或流线型。
10.本发明的进一步改进在于：所述涡流发生器在叶片(1)表面沿气流方向布置一排或者多排，且均位于风力发电机切入风速对应的吸力面流动分离起始线与切出风速对应的吸力面流动分离起始线之间的区域。
11.本发明的进一步改进在于：所述若干涡流发生器在叶片(1)上多排布置时可以顺列排布、错列排布或者非均匀地无规则排布。
12.本发明的进一步改进在于：所述涡流发生器的宽度及凸起或凹陷的长度均沿着从叶根到叶尖的方向逐渐减小。
13.本发明的进一步改进在于：所述叶片上具有多个涡流发生器首尾相连构成横肋或横槽结构。
14.本发明的进一步改进在于：所述涡流发生器与叶片(1)一体灌注成型制得。
15.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
16.1、本发明通过在叶片上设置涡流发生器，产生扰动涡流，实现涡流发生器延缓或
阻止流动分离的功能，进而提升叶片的风能捕捉效率。
17.2、本发明通过将涡流发生器与叶片一体灌注成型，无需额外生产气动附件，也不需要在叶片表面定位及粘贴固定等工序，提高了涡流发生器长期运行的稳定性、可靠性。
18.3、本发明的涡流发生器用于叶片叶尖到叶根范围，在增强气动特性的同时可以降低叶片的气动噪声。
附图说明
19.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1为本发明一种具有涡流发生器的叶片的球凸涡流发生器与叶片整体结构示意图；
21.图2为本发明一种具有涡流发生器的叶片的球凸涡流发生器结构示意图；
22.图3为本发明一种具有涡流发生器的叶片的球凹涡流发生器与叶片整体结构示意图；
23.图4为本发明一种具有涡流发生器的叶片的球凹涡流发生器结构示意图。
24.其中各附图标记的含义如下：
25.1、叶片；2、球凸涡流发生器；3、球凹涡流发生器。
具体实施方式
26.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
28.如图1
‑
4所示，本发明提供一种具有涡流发生器的叶片，包括叶片1和若干涡流发生器，所述叶片上1设有若干涡流发生器。
29.涡流发生器为在叶片表面向外突出形成球形凸起的球凸涡流发生器2或向内凹陷的球凹涡流发生器3。
30.涡流发生器的宽度为10mm～300mm，凸起或凹陷的长度为10mm～100mm。
31.涡流发生器的宽度是其对应凸起或凹陷的长度的1～10倍。
32.涡流发生器的横截面为椭圆形、水滴形或流线型。
33.涡流发生器在叶片表面沿气流方向布置一排或者多排，且均位于风力发电机切入风速对应的吸力面流动分离起始线与切出风速对应的吸力面流动分离起始线之间的区域。
34.涡流发生器在叶片上多排布置时可以顺列排布、错列排布或者非均匀地无规则排布。
35.涡流发生器的宽度及凸起或凹陷的长度均沿着从叶根到叶尖的方向逐渐减小。
36.涡流发生器与叶片1一体灌注成型。
37.所述叶片上具有多个涡流发生器首尾相连构成横肋或横槽结构。
38.本发明的用于风力发电的涡流发生器，其工作原理为：风电机组运行过程中，气流掠过叶片1表面的涡流发生器，产生扰动涡流，将叶片表面边界层外部高速流体的能量带入到边界层内，增加了边界层克服逆压梯度的能力，延迟了流动边界层的分离点，从而增加叶片1运行工况内的最大升力系数，提高升阻比，进而提高叶片1的风能捕捉效率。
39.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
40.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。


技术特征：
1.一种具有涡流发生器的叶片，其特征在于，包括叶片(1)以及设置在叶片(1)上的若干涡流发生器；所述涡流发生器为在叶片表面向外突出形成球形凸起的球凸涡流发生器(2)或向内凹陷的球凹涡流发生器(3)。2.根据权利要求1所述的一种具有涡流发生器的叶片，其特征在于，所述涡流发生器的宽度为10mm～300mm，凸起或凹陷的长度为10mm～100mm。3.根据权利要求1所述的一种具有涡流发生器的叶片，其特征在于，所述涡流发生器的宽度是其对应凸起或凹陷长度的1～10倍。4.根据权利要求1所述的一种具有涡流发生器的叶片，其特征在于，所述涡流发生器的横截面为椭圆形、水滴形或流线型。5.根据权利要求1所述的一种具有涡流发生器的叶片，其特征在于，所述涡流发生器在叶片(1)表面沿气流方向布置一排或者多排，且均位于风力发电机切入风速对应的吸力面流动分离起始线与切出风速对应的吸力面流动分离起始线之间的区域。6.根据权利要求1所述的一种具有涡流发生器的叶片，其特征在于，所述若干涡流发生器在叶片(1)上顺列排布、错列排布或者非均匀地无规则排布。7.根据权利要求1所述的一种具有涡流发生器的叶片，其特征在于，所述涡流发生器的宽度及凸起或凹陷的长度均沿着从叶根到叶尖的方向逐渐减小。8.根据权利要求1所述的一种具有涡流发生器的叶片，其特征在于，所述叶片(1)上具有多个涡流发生器首尾相连构成横肋或横槽结构。9.根据权利要求1所述的一种具有涡流发生器的叶片，其特征在于，所述叶片(1)与涡流发生器一体灌注成型制得。

技术总结
本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种具有涡流发生器的叶片，包括叶片和涡流发生器，所述叶片上设有涡流发生器，所述涡流发生器为在叶片表面向外突出形成球形凸起的球凸涡流发生器或向内凹陷的球凹涡流发生器。本发明通过在叶片上设置涡流发生器，产生扰动涡流，实现涡流发生器延缓或阻止流动分离的功能，进而提升叶片的风能捕捉效率。进而提升叶片的风能捕捉效率。进而提升叶片的风能捕捉效率。


技术研发人员：张庆 张立英 郭辰 李芊 邵振州 程瑜
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：2021.08.12
技术公布日：2021/10/8