涡激振动抑制装置、叶片组件及风电机组的制作方法

1.本发明涉及风电机组技术领域，具体而言，涉及一种涡激振动抑制装置、叶片组件及风电机组。


背景技术：

2.风电机组是利用自然风驱动叶片旋转发电，实现风能到电能的转换的设备。
3.现有的风电机组在吊装或停机状态下，空气流经叶片时，经常会出现旋涡，并有可能出现涡激振动，叶片上旋涡的脱离频率接近叶片的固有频率时，叶片易产生共振，叶片摆动严重时，会发生损坏。
4.综上，如何克服现有的风电机组的叶片的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种涡激振动抑制装置、叶片组件及风电机组，以缓解现有技术中的风电机组的叶片存在的容易因涡激振动而损坏的技术问题。
6.本发明提供的涡激振动抑制装置，包括扰流套，所述扰流套的横截面积由一端至另一端逐渐减小，且所述扰流套用于包裹在所述叶片的叶尖部。
7.优选地，作为一种可实施方式，所述扰流套包括扰流本体和绑带，所述扰流本体用于包裹所述叶片的叶尖部，所述绑带连接在所述扰流本体的横截面积较大的一端，且所述绑带用于绑紧在所述叶片上，所述扰流套能够在所述绑带松开后脱落。
8.优选地，作为一种可实施方式，所述涡激振动抑制装置还包括连接线和驱动器，所述驱动器用于安装到所述叶片上，所述连接线的一端与所述驱动器连接，所述连接线的另一端与所述绑带的松口端连接，所述驱动器用于收短或放长所述连接线，所述扰流带收短时能够拉动所述绑带松开。
9.优选地，作为一种可实施方式，所述涡激振动抑制装置还包括涡激振动检测器和控制器，所述涡激振动检测器与所述控制器电连接，所述涡激振动检测器安装于所述叶片，所述涡激振动检测器用于检测叶片的涡激振动信号。
10.所述控制器与所述驱动器电连接，所述控制器用于控制所述驱动器的运转；和/或，所述涡激振动抑制装置还包括报警器，所述报警器与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述报警器报警。
11.优选地，作为一种可实施方式，所述扰流套包括网筒，所述网筒用于套在所述叶片的叶尖部；
12.或，所述扰流套包括扰流带和多个扰流块，多个所述扰流块串接于所述扰流带，所述扰流带呈螺旋状缠绕于所述叶片的叶尖部。
13.优选地，作为一种可实施方式，所述网筒的材质为尼龙或布料；
14.或，所述扰流带为绳子，所述扰流块的材质为泡沫、塑料或轻质橡胶。
15.优选地，作为一种可实施方式，所述扰流套的长度与所述叶尖部的长度的比值为1/3、3/5或2/3。
16.优选地，作为一种可实施方式，所述涡激振动抑制装置还包括流线型的涡流发生器，所述涡流发生器用于安装在所述叶片的后缘部位，所述涡流发生器靠近所述叶片的弦长最大的部位并沿所述叶片的轴向方向设置。
17.相应地，本发明还提供了一种叶片组件，其包括上述涡激振动抑制装置。
18.本发明还提供了一种风电机组，其包括上述叶片组件。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
20.本发明提供的扰流套具有扰流功能，将其包裹在叶片的叶尖部，能够扰乱叶尖部附近的涡流，抑制叶尖部附近的涡激振动，而对叶片影响较大的涡激振动多处于叶尖部附近，因此，将扰流套包裹在叶片的叶尖部，能够在很大程度上缓解叶片因涡激振动而产生共振的问题，从而，叶片不易因摆动严重而损坏。
21.需要说明的是，叶片的叶尖部的横截面积由内端至尾端逐渐减小，故将扰流套的横截面积设置为由一端至另一端逐渐减小，能够满足扰流套包裹叶片的叶尖部的需求；此外，扰流套和叶尖部的横截面积均由靠近叶片根部的一端至叶片尾端逐渐减小，便于将扰流套由叶片尾端套到叶片的叶尖部，而且也便于将扰流套从叶片尾端脱下，因此，提高了扰流套的穿脱便捷性。
22.综上，本发明提供的涡激振动抑制装置，能够在很大程度上缓解叶片因涡激振动而产生共振的问题，使得叶片不易因摆动严重而损坏；此外，扰流套还便于穿脱。
23.本发明提供的叶片组件，因具有上述涡激振动抑制装置，叶片不易产生共振，从而，叶片不易因摆动严重而损坏；此外，扰流套还便于穿脱。
24.本发明提供的风电机组，因具有上述叶片组件，故具有上述叶片组件的所有优点，叶片不易产生共振，从而，叶片不易因摆动严重而损坏；；此外，扰流套还便于穿脱。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.图1为本发明实施例提供的一种叶片组件的结构示意图；
27.图2为本发明实施例提供的另一种叶片组件的结构示意图；
28.图3为图2中本发明实施例提供的叶片组件的剖视图；
29.图4为图2中本发明实施例提供的扰流套的局部结构示意图。
30.附图标记说明：
31.100-扰流套；110-绑带；120-网筒；130-扰流带；140-扰流块；
32.200-连接线；
33.300-涡激振动检测器；
34.400-叶片；410-叶尖部；420-叶根端。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
37.参见图1和图2，本实施例提供了一种涡激振动抑制装置，其包括扰流套100，扰流套100的横截面积由一端至另一端逐渐减小，且扰流套100用于包裹在所述叶片400的叶尖部410。
38.本实施例提供的扰流套具有扰流功能，将其包裹在叶片400的叶尖部410，能够扰乱叶尖部410附近的涡流，抑制叶尖部410附近的涡激振动，而对叶片400影响较大的涡激振动多处于叶尖部410附近，因此，将扰流套100包裹在叶片400的叶尖部410，能够在很大程度上缓解叶片400因涡激振动而产生共振的问题，从而，叶片400不易因摆动严重而损坏。
39.需要说明的是，叶片400的叶尖部410的横截面积由内端至尾端逐渐减小，故将扰流套100的横截面积设置为由一端至另一端逐渐减小，能够满足扰流套100包裹叶片400的叶尖部410的需求；此外，扰流套100和叶尖部410的横截面积均由靠近叶片400根部的一端至叶片400尾端逐渐减小，便于将扰流套100由叶片400尾端套到叶片400的叶尖部410，而且也便于将扰流套100从叶片400尾端脱下，因此，提高了扰流套100的穿脱便捷性。
40.综上，本实施例提供的涡激振动抑制装置，能够在很大程度上缓解叶片400因涡激振动而产生共振的问题，使得叶片400不易因摆动严重而损坏；此外，扰流套100还便于穿脱。
41.具体地，扰流套100的具体形状和尺寸，可根据相应叶片400的外形特点和厚弦比设置。
42.参见图1和图2，在上述扰流套100的具体结构中可设置扰流本体和绑带110，其中，扰流本体包裹于叶片400的叶尖部410，是主要的扰流部件，将绑带110连接到扰流本体的横截面积较大的一端，在将扰流套100套到叶尖部410上之后，将绑带110绑紧在叶片400上，扰流套100便能固定在当前位置，不会滑落；在需要脱下扰流套100时，可将绑带110松开，然后，扰流套100便可顺着叶片400从尾端脱下，非常方便。
43.在本实施例提供的涡激振动抑制装置的具体结构中，还可设置连接线200和驱动器，将驱动器安装到叶片400上，将连接线200的一端与驱动器连接，将连接线200的另一端与绑带110的松口端连接。
44.在需要将扰流套100脱下时，可启动驱动器，利用驱动器驱动连接线200先收短，以拉动绑带110松开；在绑带110松开后，虽然扰流套100不再被绑紧在叶片400上，但是在连接线200的作用下，不会直接掉落，此时，可利用驱动器驱动连接线200放长，在连接线200放长的过程中，扰流套100会缓慢下落，待扰流套100滑到地面或者预先设定的高度后，停止驱动器，此时，工作人员便可收起扰流套100，如扰流套100无损坏，便可继续使用。
45.需要说明的是，通过连接线200的作用，使扰流套100缓慢滑落，可防止扰流套100砸伤地下的人员，提高了安全性，而且脱下扰流套100的过程自动化程度较高，可节省人力；此外，扰流套100继续使用，可节省成本。
46.在本实施例提供的涡激振动抑制装置中还可设置涡激振动检测器300和控制器，
将涡激振动检测器300与控制器电连接，并将涡激振动检测器300安装到叶片400上，利用涡激振动检测器300检测叶片400的涡激振动信号，并使控制器获取涡激振动检测器300检测到的振动信号。
47.可将控制器与上述驱动器电连接，当控制器判断为获取到的叶片400的涡激振动信号小于等于预设信号时，可先控制驱动器驱动连接线200收短，在绑带110松开后，再控制驱动器驱动连接线200放长，直到扰流套100滑落到地面或者预先设定的高度。
48.还可增设报警器，将报警器与控制器电连接，当控制器判断为获取到的叶片的涡激振动信号大于预设的报警临界信号时，控制报警器报警，提醒工作人员安装扰流套100，防止叶片400发生进一步损坏。
49.优选地，可将上述涡激振动检测器300安装到叶片400的叶根端420，如此，涡激振动检测器300就不易影响叶片400的整体型线。
50.上述涡激振动检测器300可以是振动传感器。
51.上述扰流套100可设置为以下两种具体结构中的任一种：
52.第一种，参见图1，在扰流套100的具体结构中设置网筒120，将网筒120套在叶片400的叶尖部410，网筒120可提高叶片400表面的粗糙度，实现扰流效果，降低涡激振动发生的概率。
53.具体地，网筒120的材质可设置为尼龙或布料，具有一定的柔性，可根据叶片400的实际形状发生适应性改变，便于穿脱，而且不易划伤叶片400。
54.网筒120的网格形状可设置为多边形，如三角形、四边形、五边形等。
55.第二种，参见图2-图4，在扰流套100的具体结构中设置扰流带130和多个扰流块140，将多个扰流块140串接在扰流带130上，并将扰流带130呈螺旋状缠绕在叶片400的叶尖部410，此结构也可实现扰流效果，降低涡激振动发生的概率。
56.具体地，可利用绳子作为扰流带130，扰流块140的材质可设置为泡沫、塑料或轻质橡胶，这些轻质材料能够减小叶片400因附带扰流套100而增加的重力，进而，减小因重力增加而损耗的风能，保证风能转化效率。
57.扰流块140的形状可设置为圆柱体、多边体(如三角形、四边形、五边形)等多种形状。
58.扰流块140可沿扰流带130的长度方向均匀排布。
59.扰流带130可设置为若干条，若干条扰流带130可沿叶片400的周向均匀排布。
60.特别地，上述扰流套100的长度与叶尖部410的长度的比值可设置为1/3、3/5或2/3。
61.此外，还可在本实施例提供的涡激振动抑制装置中增设涡流发生器，将该涡流发生器安装到叶片400的后缘部位，使涡流发生器靠近叶片400的弦长最大的部位，并使涡流发生器沿叶片400的轴向方向设置，以利用该涡流发生器改变气流方向，从而，降低涡激振动，而且涡激振动还能在风电机组运行过程中提高发电量。
62.具体地，可将涡流发生器永久粘贴在叶片400上，如此，可提高涡流发生器与叶片400的连接强度，不易脱落。
63.上述涡流发生器可采用轻质、耐腐蚀材料制造，减小对叶片400重量的影响，并保证较长的使用寿命。
64.本实施例还提供了一种叶片组件，其包括上述涡激振动抑制装置。
65.因此，本实施例提供的叶片组件，叶片400不易产生共振，从而，叶片400不易因摆动严重而损坏；此外，扰流套100还便于穿脱。
66.本实施例还提供了一种风电机组，其包括上述叶片组件。
67.因此，本实施例提供的风电机组，叶片400不易产生共振，从而，叶片400不易因摆动严重而损坏；此外，扰流套100还便于穿脱。
68.综上所述，本发明实施例公开了一种涡激振动抑制装置、叶片组件及风电机组，其克服了传统的风电机组的叶片的诸多技术缺陷。本发明实施例提供的涡激振动抑制装置、叶片组件及风电机组，能够在很大程度上缓解叶片因涡激振动而产生共振的问题，使得叶片400不易因摆动严重而损坏；此外，扰流套100还便于穿脱。
69.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
70.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。