导流罩、叶轮组件及风力发电装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种导流罩、叶轮组件及风力发电装置。本发明的风力发电装置的导流罩包括导流罩本体、测风装置和连接部件；所述连接部件包括第一端和第二端；所述导流罩本体的前端设置有开孔，所述第一端通过所述开孔穿入所述导流罩本体的内部；所述第二端设置在所述导流罩本体的外部，并与所述测风装置固定连接。本发明的测风装置伸出导流罩前端，在风力发电装置的叶轮的前方检测来流风，能够测得叶轮前方较为真实的风速、风向及其他参数，为风力发电机组提供准确的数据，优化发电控制策略，实现风能的最大利用。
【专利说明】
导流罩、叶轮组件及风力发电装置
技术领域
[0001] 本发明涉及导流罩、叶轮组件及风力发电装置，尤其是带有测风装置的导流罩、叶 轮组件及风力发电装置。
【背景技术】
[0002] 目前，通常采用动量叶素理论描述风力发电装置的叶轮前后的风速及压力分布。 但是，精确测量来流风参数，则对于优化风电风力发电装置的发电控制策略、提高发电量具 有重要意义。
[0003] 现有的测风装置通常安装在机舱罩上，机舱罩位于叶轮上的叶片后方，因而测风 装置也位于叶片后方。来流风通过叶轮将风的动能转换为机械能。叶轮旋转将改变来流风 的速度和方向，从而使得下游流场中距离叶轮截面越近的截面，速度损失越大。此外，尾流 及气流经过导流罩和机舱罩时存在加速现象。这些原因导致所测的风速不准确，从而不能 向风力发电机组提供准确的风速、风向等参数，直接影响了风力发电机组的发电量，造成一 定的能源浪费。CN105134490A公开了一种提高风力发电机组经济性的方法，通过将激光雷 达的风况信号引入控制系统来解决传统风杯和风向标测风准确性差、可靠性低等缺点，但 是其依然将测风装置设置在叶片的后方(背风方向上）。
[0004] 综上，目前风力发电装置的测风装置在结构和使用上存在明显的不足，亟待改进。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目的在于提供一种风力发电装置的导流罩，其可以精确测量来流风 参数。
[0006] 本发明的另一个目的在于提供一种风力发电装置的叶轮组件，其不影响来流风参 数的测定。
[0007] 本发明的再一个目的在于提供一种风力发电装置，其可以提高发电效果，使得风 能利用最大化。
[0008] 为了实现上述目的，本申请的发明人进行了深入研究，发现如下技术方案可以实 现上述目的。
[0009] 本发明提供一种风力发电装置的导流罩，所述导流罩包括导流罩本体、测风装置 和连接部件;所述连接部件包括第一端和第二端;所述导流罩本体的前端设置有开孔，所述 第一端通过所述开孔穿入所述导流罩本体的内部;所述第二端设置在所述导流罩本体的外 部，并与所述测风装置固定连接。作为本发明的一个【具体实施方式】，所述导流罩本体内设置 有导流罩腔体，所述第一端通过所述开孔穿入所述导流罩腔体中。
[0010]在本发明的导流罩中，所述连接部件和所述导流罩本体之间可以采用轴承连接。 作为优选，所述的轴承连接为自密封的轴承连接。
[0011]在本发明的导流罩中，所述导流罩还可以包括设置在所述开孔周围的增强部件。 所述的增强部件可以为增强板或加固板。本发明的开孔为外凸式开孔或内凹式开孔，优选 为内凹式开孔。作为优选，开孔处设有轴套，用于支承所述连接部件。
[0012] 在本发明的导流罩中，所述连接部件的第二端设置有避雷针座;所述连接部件与 所述避雷针座是一体成型的或者固定连接的，优选为一体成型的。在本发明中，上述固定连 接的方式可以为焊接、铆接、螺纹连接、螺栓连接、键销连接、弹性卡扣连接、插接等，还可以 为法兰连接。根据本发明的一个优选实施方式，所述固定连接为法兰连接，但不限于此。
[0013] 在本发明的导流罩中，所述测风装置包括密度仪座和风速风向仪座;所述密度仪 座和风速风向仪座分别与所述避雷针座固定连接，或者所述密度仪座、风速风向仪座和避 雷针座是一体成型的;所述密度仪座、风速风向仪座、避雷针座和连接部件一起形成完整的 腔体，所述腔体用于布置线缆。上述线缆包括但不限于密度仪、风速风向仪和避雷针的线 缆。在本发明中，上述固定连接的方式可以为焊接、铆接、螺纹连接、螺栓连接、键销连接、弹 性卡扣连接、插接等，还可以为法兰连接。根据本发明的一个优选实施方式，所述密度仪座、 风速风向仪座与避雷针座之间的固定连接方式优选为法兰连接，但不限于此。
[0014] 在本发明的导流罩中，所述导流罩还包括密度仪、风速风向仪和避雷针;所述密度 仪、风速风向仪和避雷针分别安装在所述密度仪座、所述风速风向仪座和所述避雷针座上。 本发明的密度仪、风速风向仪和避雷针可以采用本领域常规的那些，还可以采用 CN205003171U公开的测风仪。
[0015] 在本发明的导流罩中，所述连接部件可以包括至少两根连接杆，所述至少两根连 接杆之间固定连接。作为优选，所述连接部件可以包括至少三根连接杆，所述至少三根连接 杆之间固定连接。在本发明中，上述固定连接的方式可以为不可拆固定连接或可拆固定连 接。不可拆固定连接包括但不限于焊接、铆接、粘接;可拆固定连接包括但不限于螺纹连接、 螺栓连接、键销连接、弹性卡扣连接、插接。根据本发明的一个【具体实施方式】，所述固定连接 为可拆固定连接。根据本发明的一个优选实施方式，所述固定连接为法兰连接。例如，通过 螺栓将两个法兰固定在一起。采用上述连接部件，可以实现在高空安装，从而防止在吊装叶 轮组件时损坏测风装置。
[0016] 根据本发明的一个【具体实施方式】，本发明的导流罩的连接部件可以包括第一连接 杆、第二连接杆和第三连接杆;第一连接杆和第二连接杆均设置在所述导流罩本体的内部； 第一连接杆的一端与第二连接杆的一端固定连接;第三连接杆的一端通过所述开孔穿入所 述导流罩本体的内部，并与第二连接杆的另一端固定连接，第三连接杆的另一端设置在所 述导流罩本体的外部，并与所述测风装置固定连接。作为优选，连接部件的第一端设置在第 一连接杆上;连接部件的第二端设置在第三连接杆上。这样的设置有利于连接部件的组装 和运输，并且可以避免连接部件过长而强度降低。在本发明中，第一连接杆、第二连接杆和 第三连接杆的固定连接方式如前所述，这里不再赘述。
[0017]根据本发明的一个优选实施方式，第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆的固定 连接方式为法兰连接。在本发明中，连接部件的总长度可以为3~8m，优选为5~6m。第一连 接杆、第二连接杆和第三连接杆的长度可以相同，也可以不同；可以均为1~3m，优选均为 1.5~2m。作为优选，第三连接杆的直径要略大于第一连接杆、第二连接杆的直径。
[0018] 在本发明的导流罩中，所述第三连接杆和所述导流罩本体之间可以采用轴承连 接。作为优选，所述的轴承连接为自密封的轴承连接。
[0019] 本发明也提供一种风力发电装置的叶轮组件，所述叶轮组件包括叶片和本发明所 述的导流罩，所述叶片安装在所述导流罩上，所述测风装置设置在叶片的前方(注:在来风 方向上），优选为正前方。在本发明中，叶片的数量和形状并没有特别限制，可以为3~8个， 优选为3~5个。本发明的所述测风装置设置在来风方向上，避免了旋转叶轮的干扰，因而有 利于准确测定来流风的参数。
[0020] 本发明还提供一种风力发电装置，所述风力发电装置包括上述叶轮组件、机舱罩 和风力发电机组;所述风力发电机组设置在所述机舱罩内；所述叶轮组件设置在所述机舱 罩的一侧;所述风力发电机组上设置有滑环，用于将所述叶轮组件的连接部件与所述风力 发电机组固定连接。本发明的滑环优选为双管滑环。
[0021] 本发明将测风装置设置在导流罩本体上，进而将测风装置安装在风力发电装置的 叶轮组件前方的来风方向。本发明的测风装置伸出导流罩前端，在风力发电装置的叶轮的 前方检测来流风，能够测得叶轮前方较为真实的风速、风向及其他参数，为风力发电机组提 供准确的数据，优化发电控制策略，实现风能的最大利用。根据本发明的优选实施方案，连 接部件包括多个连接杆，这样的导流罩结构简便，便于在高空安装维护。根据本发明的优选 实施方案，所述密度仪座、风速风向仪座、避雷针座和连接部件一起形成完整的腔体，便于 穿线。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明的一个【具体实施方式】的导流罩示意图。
[0023]附图标记说明如下：
[0024] 1、第一连接杆;2、第二连接杆;3、第三连接杆;4、滑环;5、加强板;6、密度仪座;7、 风速风向仪座;8、避雷针座;9、轴套;10、导流罩本体。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于 此。
[0026] 实施例1
[0027] 图1给出了本发明的一个【具体实施方式】的导流罩示意图。本发明的导流罩包括导 流罩本体10，导流罩本体10的前端设置有内凹式开孔，在所述开孔的周围设置有加强板5， 这样可以增加导流罩的强度。导流罩本体10的开孔处设置有轴套9,用于支承连接部件。 [0028]本发明的导流罩的连接部件包括第一连接杆1、第二连接杆2和第三连接杆3;第一 连接杆1和第二连接杆2均设置在所述导流罩本体10的内部。第一连接杆1的一端与第二连 接杆2的一端固定连接;第一连接杆1的另一端固定在风力发电机组的滑环4上。第三连接杆 3的一端通过所述开孔处的轴套9穿入所述导流罩本体10的内部，并与第二连接杆2的另一 端固定连接，第三连接杆3的另一端设置在所述导流罩本体10的外部。第三连接杆3和导流 罩本体10之间采用自密封的轴承连接。
[0029] 本发明的导流罩还包括密度仪座6、风速风向仪座7和避雷针座8。避雷针座8设置 在第三连接杆3上，并且二者一体成型。密度仪座6和风速风向仪座7分别与避雷针座8通过 法兰连接。密度仪座6、风速风向仪座7、避雷针座8和连接部件(第一连接杆1、第二连接杆2 和第三连接杆3)-起形成完整的腔体，所述腔体用于布置密度仪、风速风向仪和避雷针的 线缆。
[0030] 本发明的导流罩还包括密度仪、风速风向仪和避雷针（图中未示出）。密度仪、风速 风向仪和避雷针分别安装在所述密度仪座6、所述风速风向仪座7和所述避雷针座8上，从而 形成带有测风装置的导流罩A。
[0031] 在高空安装过程中，在风力发电机组的外部安装机舱罩，在机舱罩的一侧安装叶 轮组件（图中未示出）。叶轮组件包括导流罩本体10和安装在其上的三个叶片（图中未示 出）。风力发电机组上设置有滑环4,将第一连接杆1固定连接在滑环4上。将第三连接杆3穿 过导流罩本体10前端的开孔处的轴套9;将第一连接杆1、第二连接杆2和第三连接杆3通过 法兰固定连接在一起。然后，将密度仪座6和风速风向仪座7分别与第三连接杆3上的避雷针 座8通过法兰连接;最后将密度仪、风速风向仪和避雷针（图中未示出）分别安装在密度仪座 6、风速风向仪座7和避雷针座8上，从而形成本发明的风力发电装置。
[0032] 实施例2~5
[0033] 根据实施例1，并按照表1给出的参数调整导流罩的结构，获得导流罩B~E。
[0034]
[0035] 本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技 术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。
【主权项】
1. 一种风力发电装置的导流罩，其特征在于:所述导流罩包括导流罩本体、测风装置和 连接部件;所述连接部件包括第一端和第二端;所述导流罩本体的前端设置有开孔，所述第 一端通过所述开孔穿入所述导流罩本体的内部;所述第二端设置在所述导流罩本体的外 部，并与所述测风装置固定连接。2. 根据权利要求1所述的导流罩，其特征在于:所述连接部件和所述导流罩本体之间采 用轴承连接，所述的轴承连接为自密封的轴承连接。3. 根据权利要求1所述的导流罩，其特征在于:所述导流罩还包括设置在所述开孔周围 的增强部件;所述开孔为外凸式开孔或内凹式开孔。4. 根据权利要求1所述的导流罩，其特征在于：所述连接部件的第二端设置有避雷针 座;所述连接部件与所述避雷针座是一体成型的或者固定连接的。5. 根据权利要求4所述的导流罩，其特征在于:所述测风装置包括密度仪座和风速风向 仪座;所述密度仪座和风速风向仪座分别与所述避雷针座固定连接，或者所述密度仪座、风 速风向仪座和避雷针座是一体成型的;所述密度仪座、风速风向仪座、避雷针座和连接部件 一起形成完整的腔体，所述腔体用于布置线缆。6. 根据权利要求5所述的导流罩，其特征在于:所述导流罩还包括密度仪、风速风向仪 和避雷针;所述密度仪、风速风向仪和避雷针分别安装在所述密度仪座、所述风速风向仪座 和所述避雷针座上。7. 根据权利要求1所述的导流罩，其特征在于:所述连接部件包括至少两根连接杆，所 述至少两根连接杆之间固定连接。8. 根据权利要求7所述的导流罩，其特征在于:所述连接部件包括第一连接杆、第二连 接杆和第三连接杆;第一连接杆和第二连接杆均设置在所述导流罩本体的内部;第一连接 杆的一端与第二连接杆的一端固定连接;第三连接杆的一端通过所述开孔穿入所述导流罩 本体的内部，并与第二连接杆的另一端固定连接，第三连接杆的另一端设置在所述导流罩 本体的外部，并与所述测风装置固定连接。9. 一种风力发电装置的叶轮组件，其特征在于:所述叶轮组件包括叶片和权利要求1~ 8任一项所述的导流罩，所述叶片安装在所述导流罩上，所述测风装置设置在叶片的前方。10. -种风力发电装置，其特征在于:所述风力发电装置包括权利要求9所述的叶轮组 件、机舱罩和风力发电机组;所述风力发电机组设置在所述机舱罩内；所述叶轮组件设置在 所述机舱罩的一侧;所述风力发电机组上设置有滑环，用于将所述叶轮组件的连接部件与 所述风力发电机组固定连接。
【文档编号】F03D80/30GK105863952SQ201610320385
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】刘晓彬, 李义全, 曹忠元, 武健丹
【申请人】北京玻钢院复合材料有限公司