[实用新型]一种风力机尾流消散装置

说明书

本实用新型是一种风力机尾流消散装置，消散装置通过固定支架固定在风力机的机舱后方，消散装置包括薄壁圆柱主体，薄壁圆柱主体的内部通过相互正交的板型支架均匀分隔数个正方形空间和数个不规则空间，在被板型支架均匀分隔的空间内安装尾流管，在正方形空间内的尾流管为圆柱形，在不规则空间内的尾流管为近圆柱形，在尾流管内部安装有数个导风翼，在尾流管与薄壁圆柱主体之间、尾流管和板型支架之间有空隙，在空隙进风口处安装锥形导流罩，在薄壁圆柱主体进风口的一侧、沿着薄壁圆柱主体设置聚风罩。本实用新型的尾流消散装置，通过减小紊乱的尾流对下游风力机的影响，缩短风电场风力机间的布置间距，提高风电场的土地利用率。

技术领域

本实用新型涉及一种风力机尾流消散装置，尤其是一种可以改变尾流运动轨迹、加速尾流消散的圆柱形装置。

背景技术

近些年来，在大量风力机聚集的风电场，风电厂家为了提高发电量，往往希望在有限的范围内安装尽可能多的风力机，这时候就需要考虑怎样安排风力机的位置，确定合适的风力机间距，尾流效应是决定风力机间距的一个至关重要的因素。

由空气动力学理论，当一台风电机组处在其他风力机的尾流中时，尾流效应会降低风力机捕获风能的效率，其发电功率会受到极大影响，有研究表明风力机的结构疲劳也会受到影响从而导致风力机的寿命降低。在某些区域内，无论怎样安排风力机的位置，一些风力机总是不可避免地受到直线上其他风力机尾流的影响。如果这条直线上还有其他风力机，则捕获风能的效率将相比面对自然风的风力机大大降低。风经过风电机组后将部分动能转化为机械能，机械能再转化为电能，从而使风速降低。与此同时，风的湍流强度会有所增加，处于下风直线方向的风电机组会受到影响。风电场发电能力和经济性与尾流效应造成的能量损失密不可分，风电场的运行经验表明当风力机完全处于尾流中时，其发电效率只有原来的60%至70%。

目前，大部分研究都集中在风力机尾流的被动优化上，例如考虑尾流的风电场选址方法，考虑尾流的风力机排布优化方法等；风电场风力机的排布也只能根据相关的标准规范，结合机组容量和地形合理地确定风力机间距，并没有一种主动对尾流进行处理的方法或装置。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型在目前广泛使用的上风式风力机的基础上，提出一种风力机尾流消散装置及方法，通过改变尾流的运动轨迹并对尾流进行加速，可缩短尾流的消散距离，减小对下游风力机的影响，减小风力机间布置间距，是一种有效处理风力机尾流的方法及装置。

为了达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型是一种风力机尾流消散装置，消散装置通过固定支架固定在风力机的机舱后方，消散装置的装置出风口截面圆与进风口截面圆位于同一条水平线上，且与风力机的桨叶中心位于同一条中轴线上，消散装置包括薄壁圆柱主体，薄壁圆柱主体为内部空心的圆柱体，薄壁圆柱主体的内部通过相互正交的板型支架均匀分隔数个正方形空间和数个不规则空间，在被板型支架均匀分隔的空间内安装尾流管，在正方形空间内的尾流管为圆柱形，在不规则空间内的尾流管为近圆柱形，在尾流管内部安装有数个导风翼，在尾流管与所述薄壁圆柱主体之间有空隙尾流管和板型支架之间有空隙，在空隙的进风口处安装锥形导流罩，在薄壁圆柱主体进风口的一侧、沿着薄壁圆柱主体设置聚风罩。

本实用新型的进一步改进在于：导风翼为曲形，一侧为圆弧平面，固定在尾流管内壁上，另一侧为流线型曲面，且导风翼前部弯度大于后部弯度。

本实用新型的进一步改进在于：锥形导流罩的四面或三面均为内凹的流线型曲面。

本实用新型的进一步改进在于：固定支架为十字型，固定支架一面与进风口截面圆圆心上两个板型支架固定在一起，另一面铆接在机舱后方。

本实用新型的进一步改进在于：聚风罩为外扩型，与水平方向成45º外扩。