本發(fā)明涉及風力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種提升風力發(fā)電設(shè)備發(fā)電量的流體渦流發(fā)生器裝置。

背景技術(shù)：

渦流發(fā)生器實際上是以某一安裝角垂直地安裝在機體表面上的小展弦比小機翼，所以它在迎面氣流中和常規(guī)機翼一樣能產(chǎn)生翼尖渦，但是由于其展弦比小，因此翼尖渦的強度相對較強。這種高能量的翼尖渦與其下游的低能量邊界層流動混合后，就把能量傳遞給了邊界層，使處于逆壓梯度中的邊界層流場獲得附加能量后能夠繼續(xù)貼附在機體表面而不致分離。這就是渦流發(fā)生器的基本工作原理。

把風的動能轉(zhuǎn)變成機械動能，再把機械能轉(zhuǎn)化為電力動能，這就是風力發(fā)電。風力發(fā)電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風車技術(shù)，大約是每秒三米的微風速度(微風的程度)，便可以開始發(fā)電。風力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發(fā)電不需要使用燃料，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染；風力發(fā)電所需要的裝置，稱作風力發(fā)電機組。這種風力發(fā)電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發(fā)電機和鐵塔三部分在工業(yè)中存在對用于簡單、可靠和有效地混合流體的改進的渦流發(fā)生器的持續(xù)的興趣。這樣的裝置可在多種應(yīng)用中有用。此外，從效率的角度出發(fā)，將會期望通過減小由于邊界層現(xiàn)象引起的寄生損失而提高例如飛機機翼或風力渦輪機葉片的多種部件的效率。因此，可以理解的是，提供使流體流動所沿表面鄰近的流體的混合增強的新穎、高效的渦流發(fā)生器設(shè)計將會是有利的。

當應(yīng)用在風力發(fā)電機葉片上的時候，能夠有效地減少氣流的分離，促進翼面邊界層底層低能量區(qū)與附面層邊界高能量區(qū)的能量交換，從而提高葉片翼型的工作效率，為風力發(fā)電機帶來更高的能量輸出。

輝騰錫勒風電廠地處內(nèi)蒙古高原，是亞洲最大的風力發(fā)電場，該風場采用金風科技提供的48/750風電機組，機組運行數(shù)據(jù)顯示，該機組在夏季將會嚴重的欠發(fā)，因此金風科技采取了葉片安裝渦流發(fā)生器方案以提高機組功率曲線，數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過改裝的81臺風機，年發(fā)電量平均提高了3.34%。

本發(fā)明與風力發(fā)電有關(guān)，特別是關(guān)于一種提升風力發(fā)電設(shè)備發(fā)電量的流體渦流發(fā)生器裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種通過改善空氣流動模式實現(xiàn)發(fā)電功率增加，安裝工藝成熟，技術(shù)風險較小，應(yīng)用成本相對較低，對于早期風機增益效果明顯的一種提升風力發(fā)電設(shè)備發(fā)電量的流體渦流發(fā)生器裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種提升風力發(fā)電設(shè)備發(fā)電量的流體渦流發(fā)生器裝置,包括裝置本體、葉片和葉片延長裝置，所述包括裝置本體上設(shè)有支撐塔，所述支撐塔的頂部一側(cè)設(shè)有齒輪盒，所述齒輪盒焊接在支撐塔靠近頂部的側(cè)壁上，所述齒輪盒內(nèi)設(shè)有從動齒輪，所述齒輪盒的外側(cè)側(cè)壁上設(shè)有轉(zhuǎn)軸支撐架，所述轉(zhuǎn)軸支撐架上的圓孔中設(shè)有低速轉(zhuǎn)軸，所述支撐塔的頂部兩一側(cè)設(shè)有快速齒輪，所述快速齒輪的一側(cè)設(shè)有發(fā)電機。

優(yōu)選的，所述支撐塔的內(nèi)部設(shè)有傳動齒輪。

優(yōu)選的，所述低速轉(zhuǎn)軸的一端設(shè)有葉片，所述低速轉(zhuǎn)軸的另一端設(shè)有低速齒輪，所述低速齒輪與快速齒輪相互咬合。

優(yōu)選的，所述葉片的一側(cè)邊緣中間設(shè)有渦流發(fā)生器，所述葉片的另一側(cè)邊緣中間設(shè)有尾緣襟翼，所述葉片的一端設(shè)有葉片延長裝置，所述葉片延長裝置上設(shè)有葉尖長板。

優(yōu)選的，所述葉片延長裝置上設(shè)有主機框架，所述主機框架中間設(shè)有后夾頭座，所述后夾頭座的一側(cè)設(shè)有前夾頭座，所述主機框架的一端設(shè)有油缸座，油缸座的外側(cè)中間設(shè)有油缸，油缸的一端與油缸座連接，所述油缸的兩側(cè)設(shè)有拉桿，油缸與拉桿的另一端設(shè)有前移動橫梁。

優(yōu)選的，其使用方法包括以下步驟：

a、風吹動葉片組成的螺旋槳，螺旋槳轉(zhuǎn)動帶動低速轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，低速轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的同時帶動另一端的低速齒輪轉(zhuǎn)動；

b、低速齒輪帶動下方相互咬合的快速齒輪轉(zhuǎn)動；

c、快速齒輪的一端與發(fā)電機連接，發(fā)電機快速轉(zhuǎn)動切割磁感線進行發(fā)電；

d、發(fā)電機產(chǎn)生的電能通過變壓器的轉(zhuǎn)換部分存儲在蓄電池內(nèi)，部分傳輸?shù)接脩簟?/p>

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，通過改善空氣流動模式實現(xiàn)發(fā)電功率增加，安裝工藝成熟，技術(shù)風險較小，應(yīng)用成本相對較低，對于早期風機增益效果明顯；另外，本發(fā)明中還通過增加葉片掃風面積實現(xiàn)年發(fā)電量顯著提升。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的葉片示意圖；

圖3為本發(fā)明的葉片延長裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、裝置本體；2、葉片；3、低速轉(zhuǎn)軸；4、轉(zhuǎn)軸支撐架；5、從動齒輪；6、低速齒輪；7、快速齒輪；8、發(fā)電機；9、齒輪盒；10、傳動齒輪；11、支撐塔；12、渦流發(fā)生器；13、葉尖長板；14、尾緣襟翼；15、葉片延長裝置；16、后夾頭座；17、前夾頭座；18、主機框架；19、油缸座；20、拉桿；21、油缸；22、前移動橫梁。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-3，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種提升風力發(fā)電設(shè)備發(fā)電量的流體渦流發(fā)生器裝置,包括裝置本體1、葉片2和葉片延長裝置15，包括裝置本體1上設(shè)有支撐塔11，支撐塔11的頂部一側(cè)設(shè)有齒輪盒9，齒輪盒9焊接在支撐塔11靠近頂部的側(cè)壁上，齒輪盒9內(nèi)設(shè)有從動齒輪5，齒輪盒9的外側(cè)側(cè)壁上設(shè)有轉(zhuǎn)軸支撐架4，轉(zhuǎn)軸支撐架4上的圓孔中設(shè)有低速轉(zhuǎn)軸3，低速轉(zhuǎn)軸3的一端設(shè)有葉片2，低速轉(zhuǎn)軸3的另一端設(shè)有低速齒輪6，低速齒輪6與快速齒輪7相互咬合，支撐塔11的頂部兩一側(cè)設(shè)有快速齒輪7，支撐塔11的內(nèi)部設(shè)有傳動齒輪10，快速齒輪7的一側(cè)設(shè)有發(fā)電機8。

本發(fā)明中，葉片2的一側(cè)邊緣中間設(shè)有渦流發(fā)生器12，葉片2的另一側(cè)邊緣中間設(shè)有尾緣襟翼14，葉片2的一端設(shè)有葉片延長裝置15，葉片延長裝置15上設(shè)有葉尖長板13；葉片延長裝置15上設(shè)有主機框架18，主機框架18中間設(shè)有后夾頭座16，后夾頭座16的一側(cè)設(shè)有前夾頭座17，主機框架18的一端設(shè)有油缸座19，油缸座19的外側(cè)中間設(shè)有油缸21，油缸21的一端與油缸座19連接，油缸21的兩側(cè)設(shè)有拉桿20，油缸21與拉桿20的另一端設(shè)有前移動橫梁22。

本發(fā)明中，裝置本體1根據(jù)下式計算風機功率p：

其中nh，v代表風速，a代表葉片的掃風面積，ρ代表空氣密度；cp大多在0.5以下,傳動鏈效率都比較高，都是0.9以上。

裝置本體1在評估渦流發(fā)生器12實施效果時，需要對測試數(shù)據(jù)進行處理，將測試風機依據(jù)相關(guān)標準進行修正,通過下面公式計算修正后的風速vn：

其中：表示修正后的風速；

：表示風機實測風速；

：表示風機實測空氣密度；

：表示參考空氣密度，對應(yīng)的空氣溫度為15℃；

：表示風機實測空氣溫度。

裝置本體的年發(fā)電量可以通過下面公式計算：

其中：表示一年小時數(shù)，8760小時；

：表示風速段數(shù)目；

：表示每個風速段內(nèi)的修正平均風速；

：表示每個風速段所對應(yīng)的發(fā)電功率；

：表示適用于風速的累計概率分布函數(shù)；

根據(jù)上方所述，改風場輪轂高度年平均風速為6.3m/s，對6臺測試風機及參考風機進行發(fā)電量折合成年平均可以用小時數(shù)估算，進而計算渦流發(fā)生器12對風機發(fā)電量的提升效果，對比方式為：

年可利用小時數(shù)提升（%）=aep（安裝后）/aep（安裝前）-1

裝置本體1低速風機的載荷設(shè)計是以三類風場為標準，年平均風速7.5m/s，實際運行過程中風場的年均風速小于5.5m/s。

本發(fā)明的使用方法包括以下步驟：

a、風吹動葉片2組成的螺旋槳，螺旋槳轉(zhuǎn)動帶動低速轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動，低速轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動的同時帶動另一端的低速齒輪6轉(zhuǎn)動；

b、低速齒輪6帶動下方相互咬合的快速齒輪7轉(zhuǎn)動；

c、快速齒輪7的一端與發(fā)電機8連接，發(fā)電機8快速轉(zhuǎn)動切割磁感線進行發(fā)電；

d、發(fā)電機8產(chǎn)生的電能通過變壓器的轉(zhuǎn)換部分存儲在蓄電池內(nèi)，部分傳輸?shù)接脩簟?/p>

本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，通過改善空氣流動模式實現(xiàn)發(fā)電功率增加，安裝工藝成熟，技術(shù)風險較小，應(yīng)用成本相對較低，對于早期風機增益效果明顯；另外，本發(fā)明中還通過增加葉片掃風面積實現(xiàn)年發(fā)電量顯著提升。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。