带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机

1.本实用新型涉及潮流发电技术领域，尤其涉及一种带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机。


背景技术：

2.潮流能水轮机发电装置是将水的动能转换成水轮机叶片的机械能，再通过转换装置最终转换成电能。潮流能水轮机处于实际运行中时，水轮机运行速度相对较低，属于低速运动，这就对在海况条件下的潮流能发电机组的性能提出了更高的要求。水轮机叶片作为发电机组重要的获能部件，提升其水动力学性能是提升机组发电量的重要措施，因此，提升水轮机叶片的获能效率尤为重要。中国专利公开号专利cn109436315a公开了一种柔性格尼襟翼系统，能够调整格尼襟翼的高度。专利cn112313407中，提出使用安装在柔性延伸部上的格尼襟翼，柔性延伸部随转子叶片的改变的攻角被动地调整，从而减小叶片负载上的变化。然而，这些解决方案需要对叶片进行重新制造才能实现，但是，无法对已经加工成型在使用中的叶片进行应用和改造，导致目前在用的叶片的发电效率较低。鉴于此，如何设计一种针对已加工成型的叶片进行改造以提高潮流能水轮机发电效率的技术是本实用新型所要解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种带格尼襟翼的发电用叶片及潮流能水轮机，实现增强流体流经翼型尾缘后产生的卡门涡街强度，能够增强翼型上下表面的压力差，从而具有更高的升阻比，从而改善翼型性能，最终提高水轮机的发电效率。
4.本实用新型提供的技术方案是，一种带格尼襟翼的发电用叶片，包括：叶片和多个格尼襟翼，所述格尼襟翼包括底板和立板，所述立板设置在所述底板上，所述底板的外表面设置有若干第一凹槽；
5.其中，多个所述格尼襟翼沿所述叶片的长度方向依次布置，所述底板设在所述叶片上并靠近所述叶片的尾缘。
6.进一步的，所述立板的迎流面设置有若干第二凹槽，
7.进一步的，所述立板的背流面还设置有若干凸起。
8.进一步的，相邻两个所述格尼襟翼的间隔为所述格尼襟翼长度的0.1-0.3 倍。
9.进一步的，所述立板距离所述所述叶片的尾缘距离小于所述叶片弦长的 0.02倍。
10.进一步的，所述第一凹槽或所述第二凹槽的截面为矩形或弧形；所述凸起的截面为矩形或弧形。
11.本实用新型还提供一种潮流能水轮机，包括发电机，还包括上述所述的带格尼襟翼的发电用叶片，所述带格尼襟翼的发电用叶片设置在所述发电机的轮毂上。
12.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：通过在叶片的尾缘设置多个格尼襟翼，当流体流经格尼襟翼时，由于底板表面的凹坑，流体能够更好的附着于叶片表
面，减小格尼襟翼与叶片相交处点涡强度；格尼襟翼背流侧的凸起结构，增强流体流经翼型尾缘后产生的卡门涡街强度，从而改善翼型性能，最终提高水轮机发电效率。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
14.图1为本实用新型带格尼襟翼的发电用叶片的结构示意图；
15.图2为本实用新型带格尼襟翼的发电用叶片的局部结构示意图；
16.图3为本实用新型带格尼襟翼的发电用叶片中格尼襟翼的结构示意图。
17.附图标记：
18.叶片1；
19.格尼襟翼2、底板21、立板22、第一凹槽211、第二凹槽221、凸起222。
具体实施方式
20.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1-图3所示，本实施例带格尼襟翼的发电用叶片，包括：叶片1和多个格尼襟翼2，格尼襟翼2包括底板21和立板22，立板22设置在底板21 上，底板21的外表面设置有若干第一凹槽211；
22.其中，多个格尼襟翼2沿叶片1的长度方向依次布置，底板21设在叶片 1上并靠近叶片1的尾缘。
23.具体的，在叶片1的尾缘并排布置多个格尼襟翼2，水流在经由叶片1 表面流动过程中，水流将流经底板21的迎流面，使得水流与底板21上形成的第一凹槽211接触，第一凹槽211增大了与水流之间的接触面积，进而使得水流能够更好的附着于叶片1的表面，增强了水流在底板21表面的附着能力，进而减小了格尼襟翼2与叶片1相交处点涡强度，提高了叶片1的水动力学性能，最终提升水轮机的获能。
24.进一步的，立板22的迎流面设置有若干第二凹槽221。
25.具体的，通过在立板22的迎流面上也对应的设置若干第二凹槽221，利用若干第二凹槽221进一步的增大与水流的接触面积，以增强水流与立板22 表面的附着能力，进一步的提高了叶片1的水动力学性能。
26.又进一步的，立板22的背流面还设置有若干凸起222。
27.具体的，格尼襟翼2的述立板背流侧的凸起222增强了水流流经叶片1 的尾缘后产生的卡门涡街强度，从而改善叶片1的翼型性能，最终提高水轮机发电效率。
28.其中，进一步的，相邻两个格尼襟翼2的间隔为格尼襟翼2长度的0.1-0.3 倍。
29.具体的，格尼襟翼2在叶片1尾缘分布式排放安装，这种安装方式更有利于流体流经格尼襟翼2后产生的涡流作用于叶片1，提升叶片1的压力，增强作用效果，间隙的选择为0.1-0.3倍的格尼襟翼2的长度。
30.另外，立板22距离所述叶片1的尾缘距离小于叶片1翼型弦长的0.02 倍。
31.具体的，立板22在叶片1上的安装点越靠近叶片1的后缘，其提升效果越好，具体实施方案以实际工作状况为准，可以对安装点进行调整，立板22 与底板21垂直相接，安装在距后缘0％弦长至距后缘2％弦长处。
32.进一步的，第一凹槽211或第二凹槽221的截面为矩形或弧形；凸起222 的截面为矩形或弧形。
33.具体的，凹槽和凸起222的形状可以为多种，如：球形、柱形、球形柱形组合、椭球形等，优先选用球形。
34.而为了增强涡流强度，海洋中由于流速变化，凹槽的直径d1的优选范围为4mm≤d1≤9mm，直径d为大于4mm的凹坑有利于流体附着，减小点涡效应，底板21的厚度为h1，凹槽的深度为h1，h1＝(1.2～1.8)*h1。凸起222 的直径d2的优选范围为2.6mm≤d≤6.6mm。凸起222的直径大于2.6mm有利于流体流经后产生涡，增强卡门涡街效应。立板22的厚度为h2，凸起222 的高度为h2，h2＝(1.2～1.6)*h2。图3展示了格尼襟翼的剖面图以及凹坑和凸起的局部放大图。
35.本实用新型还提供一种潮流能水轮机，包括发电机，还包括上述所述的带格尼襟翼的发电用叶片，所述带格尼襟翼的发电用叶片设置在所述发电机的轮毂上。
36.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：通过在叶片的尾缘设置多个格尼襟翼，当流体流经格尼襟翼时，由于底板表面的凹坑，流体能够更好的附着于叶片表面，减小格尼襟翼与叶片相交处点涡强度；格尼襟翼背流侧的凸起结构，增强流体流经翼型尾缘后产生的卡门涡街强度，从而改善翼型性能，最终提高水轮机发电效率。
37.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。