【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电机，具体是一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机。
技术介绍
1、现如今，世界各类能源受到巨大的挑战，各类能源已经接近匮乏，且不可再生。世界各国为了应对这一挑战，极力开发对可再生资源的利用，如太阳能、风能、水能、地热能等各类可再生能源。风力发电机就是对风能利用的体现，现在在一些偏远的大山上就可以看到树立在山顶的一个个巨大的风车就是风力机，是利用风能带动叶片旋转变成机械能，在通过一些技术转变就可以变成我们所需要的电能。风力发电机的类型分为两种，按轮轴的方向可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机，水平轴风力发电机：这类发电机的风轮轴是水平的，通常需要面对风向以实现最佳效率。它们通常效率更高，但在风向变化时可能需要调整方向。垂直轴风力发电机：这类发电机的风轮轴是垂直的，可以接收来自任何方向的风，不需要对风系统。
2、垂直轴风力发电机风力机叶片在运行过程中，由于风速、风向以及控制策略等因素，攻角会不断变化。合适的攻角可以使叶片获得良好的升力，但攻角过大或过小都会影响叶片的性能。但现有的垂直轴风力发电机风力机的叶片难以在运行过程中根据风速风向，实时适应不同叶片攻角变化，从而难以保证叶片在不同攻角下的气动性能，导致垂直轴风力发电机捕获风能的效率较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，使垂直轴风力发电机有更高的效率。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种具有
4、进一步的，所述导向机构包括：两个导向杆，每个导向杆均竖直设置在所述承载板上，且两个导向杆相对的一侧上均开设槽道，所述槽道沿导向杆的长度方向开设；两个滚轮组件，分别设置在所述圆柱形涡流发生器安装板的两端，每个滚轮组件均包括支架和配置在支架上的滚轮，所述支架连接在圆柱形涡流发生器安装板上，所述滚轮与所述槽道配合，通过圆柱形涡流发生器安装板的移动，滚轮在槽道内直线运动。
5、进一步的，所述驱动机构选用液压驱动系统，所述液压驱动系统的液压缸底座与所述承载板连接，液压缸的液压杆与所述圆柱形涡流发生器安装板连接。在这种场合下液压驱动具有响应速度快，响应及时，能够进行无级运动，液压元件能够进行远距离连接，能够布置不同的位置。
6、进一步的，涡流发生器板随着液压杆的运动而运动，且液压缸中液压杆最大行程为弦长的1％，液压杆的最大行程即为圆柱形涡流发生器伸出翼型表面的最大高度。
7、进一步的，还包括控制系统和风向传感器，所述风向传感器安装在塔架的最上方，用于收集来流的方向，并将风向信号传递给控制系统，所述控制系统与所述驱动机构连接，用于在风力机翼型处于不同的攻角时控制驱动机构运动。
8、进一步的，为了减轻叶片的整体质量，所述圆柱形涡流发生器安装板和圆柱形涡流发生器采用铝合金材料，且圆柱形涡流发生器为空心圆柱体。
9、进一步的，所述圆柱形涡流发生器在不伸出孔洞状态时，圆柱形涡流发生器的端面与翼型表面形成光滑的曲线。
10、进一步的，以翼型叶片前缘和后缘连线成的弦线为x轴，以翼型叶片两个平行面的垂直方向为y轴，以垂直于x，y构成的平面方向为z轴，建立一个空间直角坐标系，圆柱形涡流发生器安装板与翼型叶片的两个平行面垂直，且圆柱形涡流发生器的宽垂直于y轴和z轴构成的面，圆柱形涡流发生器安装板长度为80％b，其中b为翼型叶片两平行侧面垂直距离，为了便于安装导向杆，圆柱形涡流发生器安装板的两端面与翼型叶片的两个平行侧面各留出10％b的空间，圆柱形涡流发生器安装板的宽度大于圆柱形涡流发生器的直径；例如，圆柱形涡流发生器安装板的宽度为弦长的6％，弦长指的是前缘和后缘的连线长度；两个相邻的圆柱涡流发生器的间隔为弦长的2％-3％，圆柱涡流发生器的直径为弦长的2％，以使抑制气流分离达到比较高的效率。圆柱涡流发生器的长度能够使其在不工作状态时，端面刚好与翼型表面形成光滑的曲面。
11、进一步的，孔洞的位置在以叶片前缘为起点往x轴方向距离前缘15％-20％处，涡流发生器板上位于边缘的涡流发生器的中心离板的端面的距离为5％b，多个孔洞沿着y轴方向成一条直线，其叶片上表面的孔洞与叶片下表面的孔洞的轴线同轴。
12、进一步的，承载板与圆柱形涡流发生器安装板的宽度和高度相同，所述承载板的长度为叶片两个平行侧面的垂直距离b，所述承载板在叶片内的高度位置为翼型上下孔洞中心连线的中点处。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
14、解决了能量捕获能力低的问题：
15、本专利技术的风力机叶片在运行过程中，双向自动伸缩的涡流发生器能够根据叶片攻角的变化，自动调整伸出长度，产生与之相适应的涡流，来优化叶片在不同攻角下的气动性能，从而提高叶片在整个运行过程中的综合性能。同时，双向自动伸缩圆柱形涡流发生器在不同的风速、风向和叶片攻角的工况下，通过伸出或缩回合适的长度，产生涡流来控制边界层通过有效地控制边界层分离和优化叶片的气动性能，增加叶片的升力系数，使得在相同的风速和叶片转速下，风力机能够捕获更多的风能。
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1.一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，在垂直风力机的叶片上表面和下表面均开一排孔洞(1)，在所述叶片内部设有承载板(2)，所述承载板(2)的两端分别连接在所述叶片平行的两个侧面上，所述承载板(2)的两个板面上均设有圆柱形涡流发生器组件，两个所述圆柱形涡流发生器组件对称设置，其中一个所述圆柱形涡流发生器组件靠近叶片上表面，另一圆柱形涡流发生器组件靠近叶片下表面，每个所述圆柱形涡流发生器组件均包括：
2.根据权利要求1所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，所述导向机构(6)包括：
3.根据权利要求1所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，所述驱动机构(5)选用液压驱动系统，所述液压驱动系统的液压缸底座与所述承载板(2)连接，液压缸的液压杆与所述圆柱形涡流发生器安装板(3)连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，液压缸中液压杆最大行程为圆柱形涡流发生器(4)伸出翼型表面的最大高度。
5
6.根据权利要求1所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，所述圆柱形涡流发生器安装板(3)和圆柱形涡流发生器(4)采用铝合金材料，且圆柱形涡流发生器(4)为空心圆柱体。
7.根据权利要求1所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，所述圆柱形涡流发生器(4)在不伸出孔洞状态时，圆柱形涡流发生器(4)的端面与翼型表面形成光滑的曲线。
8.根据权利要求1所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，圆柱形涡流发生器安装板(3)的宽度大于圆柱形涡流发生器(4)的直径；两个相邻的圆柱涡流发生器(4)的间隔为弦长的2％-3％，且圆柱涡流发生器(4)的长度能够使其在不工作状态时，端面刚好与翼型表面形成光滑的曲面。
9.根据权利要求8所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，多个孔洞(1)沿着Y轴方向成一条直线，其叶片上表面的孔洞(1)与叶片下表面的孔洞(1)的轴线同轴。
10.根据权利要求8所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，承载板(2)与圆柱形涡流发生器安装板(3)的宽度和高度相同，所述承载板(2)的长度为叶片两个平行侧面的垂直距离b，所述承载板(2)在叶片内的高度位置为翼型上下孔洞中心连线的中点处。
...【技术特征摘要】
1.一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，在垂直风力机的叶片上表面和下表面均开一排孔洞(1)，在所述叶片内部设有承载板(2)，所述承载板(2)的两端分别连接在所述叶片平行的两个侧面上，所述承载板(2)的两个板面上均设有圆柱形涡流发生器组件，两个所述圆柱形涡流发生器组件对称设置，其中一个所述圆柱形涡流发生器组件靠近叶片上表面，另一圆柱形涡流发生器组件靠近叶片下表面，每个所述圆柱形涡流发生器组件均包括：
2.根据权利要求1所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，所述导向机构(6)包括：
3.根据权利要求1所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，所述驱动机构(5)选用液压驱动系统，所述液压驱动系统的液压缸底座与所述承载板(2)连接，液压缸的液压杆与所述圆柱形涡流发生器安装板(3)连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，液压缸中液压杆最大行程为圆柱形涡流发生器(4)伸出翼型表面的最大高度。
5.根据权利要求1所述的一种具有双向自动伸缩圆柱涡流发生器的大型垂直轴风力机，其特征在于，还包括：控制系统和风向传感器，所述风向传感器安装在塔架的最上方，用于收集来流的方向，并将风向信号传递给控制系统，所述控制系统与所述驱动机构(5)连接，用于在风力机翼型处于不...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟骏薇，邱家仟，陈新，张朝磊，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：
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