技术领域
[0001] 本
发明涉及避免涡激振动技术领域，特别涉及一种扰流器、风机塔筒及包括其的风力发电机。
背景技术
[0002] 风力发电机，也叫风机，是将
风能转换为机械功，机械功带动
转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风机包括塔筒、
叶片及
发电机组等部分。大部分的
风力发电机组所配备的塔筒，其横截面均为圆形截面，当风经过塔筒表面时，非常容易发生涡激振动，尤其是在塔筒吊装以及机组断电状态。
[0003] 塔筒的涡激振动是一种共振现象，对塔筒以及整个机组均有较大的危害，一旦发生，不仅会对塔筒及其连接
紧固件产生严重的疲劳损伤，威胁到塔筒的寿命，还可能引起塔筒的空
气动力失稳，产生严重的结构破坏，甚至导致整个机组的坍塌，造成严重的经济损失。因此，必须想办法抑制塔筒涡激振动的发生。
[0004] 目前行业内抑制塔筒涡激振动的三种方法及存在的问题如下：
[0005] 1、使用临时扰流条法。临时扰流条一般采用发泡塑料制作，寿命期比较短，无法长期使用。目前在机组吊装时是作为一种工装，机组吊装完成以后要拆除用于下一个机组的吊装。一套临时扰流条可以用于5～8台机组吊装。另外，当风机运行一段时间以后，如果发生断电，由于临时扰流条已拆除，则无法抑制塔筒涡激振动。
[0006] 2、使用阻尼器法。阻尼器只能抑制某阶特定
频率，抑制效果取决于阻尼器与风力发电机组模态
质量比，而且成本比较高。因此，阻尼器更多的时候是当作工装阻尼器临时使用。机组吊装完成以后也需要拆除，并用于下一个机组的吊装。因而阻尼器无法在机组全生命期内抑制塔筒涡激振动，也无法在断电的情况下抑制塔筒涡激振动。
[0007] 3、使用主动
偏航对风法。当机组通电时，可以通过主动偏航对风破坏流场抑制涡激振动，而一旦机组断电，则无法再对机组进行偏航对风，也就无法抑制塔筒涡激振动。
发明内容
[0008] 本发明要解决的技术问题是为了克服
现有技术中的上述
缺陷，提供一种扰流器、风机塔筒及包括其的风力发电机。
[0009] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0010] 一种扰流器，其特点在于，包括扰流部及连接部，扰流部包括破流端及多个侧面，破流端及多个所述侧面相连构成多面体，破流端位于扰流器的前端，连接部为环状连接部，环状连接部外侧设置扰流部。
[0011] 较佳的，扰流器用于抑制风机塔筒的涡激振动。
[0012] 在本方案中，扰流器在风力发电机塔筒吊装前安装，与塔筒主体具备相同的设计寿命，可以在风力发电机组全生命周期内抑制塔筒涡激振动的发生，而且在风力发电机组全生命周期内不用维护，使用成本低。
[0013] 较佳的，连接部为连接板。
[0014] 较佳的，环状连接部包括多个连接段，多个连接段之间可拆卸的连接，每个连接段上至少设置一个扰流部。
[0015] 在本方案中，采用上述结构形式，便于现场将扰流器安装到位。
[0016] 较佳的，环状连接部分为3个连接段，每个连接段之间通过紧固件连接。
[0017] 在本方案中，采用上述结构形式，不会对安装扰流器的本体外表面油漆等造成损伤。
[0018] 较佳的，连接部与扰流部以
焊接的方式连接。
[0019] 在本方案中，采用上述结构形式，提高了扰流部与连接部连接的牢固程度，避免了扰流部的意外脱落，提高了扰流器寿命，降低了使用成本。
[0020] 较佳的，多个侧面构成棱柱，破流端为棱柱的一条侧楞。
[0021] 在本方案中，采用上述结构形式，将破流端融入到侧面，简化了结构设计，降低了制造成本。
[0022] 较佳的，多个侧面的数量为5个，5个侧面构成三棱柱，破流端为三棱柱的一条侧楞。
[0023] 在本方案中，采用上述结构形式，进一步简化了结构设计。
[0024] 较佳的，三棱柱为内部中空结构的壳体，壳体的厚度为0.5mm-5mm。
[0025] 在本方案中，采用上述结构形式，极大的降低了扰流器的重量，便于扰流器安装，降低制造成本。
[0026] 较佳的，三棱柱为直棱柱，直棱柱的底面为等边三
角形，等边三角形的边长为200mm-300mm。
[0027] 在本方案中，采用上述结构形式，不需要分辨安装面，降低了安装难度，便于产品的自动化生产。
[0028] 较佳的，多个侧面的数量为6个，6个侧面构成板状的六面体，六面体中较窄且较长的面为破流端。
[0029] 在本方案中，采用上述结构形式，进一步简化了结构设计。
[0030] 一种风力发电机塔筒，包括塔筒本体，其特点在于，塔筒本体设置多个如上任意一种扰流器。
[0031] 较佳的，多个扰流器分层设置。
[0032] 在本方案中，采用上述结构形式，既保证了扰流器效果，又避免了塔筒从上到下全部安装扰流器，降低了安装成本。
[0033] 较佳的，扰流部的破流端与扰流器的安装平面的夹角为45°-70°。
[0034] 在本方案中，采用上述结构形式，能更好的使空气流过塔筒，避免发生涡激振动。
[0035] 较佳的，扰流器的安装平面为风力发电机塔筒的径向平面。
[0036] 较佳的，风力发电机塔筒的顶部设有
法兰面，法兰面与距离法兰面最近的一层扰流器的安装平面的距离为1.5m-3m，相邻两层扰流器的安装平面的距离为1.2m-1.5m。
[0037] 较佳的，风力发电机塔筒与扰流器之间的缝隙用
硅胶密封。
[0038] 在本方案中，采用上述结构形式，可以防止雨
水堆积在扰流器与塔筒之间的缝隙处，还可以避免由于扰流器和塔筒之间存在间隙而产生额外的噪音。
[0040] 在本方案中，采用上述结构形式，成本低廉并且，具有较长的使用寿命，也避免了扰流器生锈
腐蚀塔筒的问题。
[0041] 较佳的，扰流部的破流端以螺旋线的形式设置在塔筒本体的外侧。
[0042] 在本方案中，采用上述结构形式，能更好的使空气流过塔筒，避免塔筒发生涡激振动。
[0043] 一种风力发电机，其特点在于，包括如上所述的任意一种风力发电机塔筒。
[0044] 在符合本领域常识的
基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
[0045] 本发明的积极进步效果在于：
[0046] 本发明扰流器、风机塔筒及包括其的风力发电机，由环状连接部与扰流部构成的扰流器结构简单，制造成本低，也便于将扰流器安装到需要的地方。扰流器在风力发电机塔筒吊装之前进行安装，与塔筒主体具备相同的设计寿命，可以在风力发电机组全生命周期内抑制塔筒涡激振动的发生，而且在风力发电机组全生命周期内不用维护，使用成本低。
附图说明
[0048] 图2为本发明实施例1中扰流部的结构示意图
[0049] 图3为本发明实施例2的结构示意图。
[0050] 图4为本发明实施例3的结构示意图。
[0051] 图5为本发明实施例4中扰流部的结构示意图。
[0052] 图6为本发明实施例5的结构示意图。
[0053] 图7为本发明实施例5中风机塔筒的俯视图。
[0054] 图8为本发明实施例5中破流端与连接部上表面夹角的结构示意图。
[0055] 附图标记说明：
[0056] 扰流部 1
[0057] 侧楞 11
[0058] 侧面 12
[0059] 底面 13
[0060] 窄侧面 14
[0061] 连接部 2
[0062] 连接板 21
[0063] 折边 22
[0064] 塔筒本体 3
[0065] 塔筒法兰面 31
[0066] 螺旋线 32
具体实施方式
[0067] 下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0068] 实施例1
[0069] 如图1所示，本发明提供一种扰流器，包括扰流部1及连接部2，扰流部1包括破流端及多个侧面，破流端与多个侧面直接相连构成多面体，破流端位于所述扰流器的前端。破流端用于分开
流体，分开后的流体沿着侧面分流，从而改变流体的流动方向，避免出现涡激振动现象。连接部2为环状连接部。
[0070] 为了达到降低涡激振动的目的，可以将本发明的扰流器在风力发电机塔筒吊装前安装到位，本发明的扰流器与塔筒主体具备相同的设计寿命，可以在风力发电机组全生命周期内抑制塔筒涡激振动的发生，而且在风力发电机组全生命周期内不用维护，使用成本低。
[0071] 如图2所示，图中三棱柱为本实施例扰流部结构示意图。本实施例将扰流部1设计为三棱柱。三棱柱形的扰流部1包括3个侧面12及2个底面13，其中一条侧楞11为破流端。侧楞11将流体一分为二，分开后的流体沿着紧邻破流端的两个侧面12继续流动。从而改变流体的流动方向，避免出现涡激振动现象。
[0072] 为了达到降低扰流器重量的目的，还可以将扰流器1的三棱柱设计为中空结构的壳体，壳体的厚度优选为0.5mm-5mm。
[0073] 作为一种替代的方案，还可以将图1中扰流器1的底面13设计为与侧面12垂直，即将三棱柱设计为直棱柱，同时，底面13设计为等边三角形，三角形边长优选为200mm-300mm。采用上述结构形式，不需要分辨安装面，降低了安装难度，也便于扰流器的自动化生产。
[0074] 实施例2
[0075] 如图3所示，本实施例的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：
[0076] 本方案将连接部2设计为连接板21。连接板21的两端设置折边22，折边22预钻
螺栓孔，折边22之间通过螺栓组件连接在一起，从而构成环状。本方案避免了扰流器安装过程中对安装本体外表面油漆等造成损伤。
[0077] 实施例3
[0078] 如图4所示，本实施例的结构与实施例2基本相同，其不同之处在于：
[0079] 本方案中连接部2将3个连接板21顺次连接在一起，3个连接板21头尾相接，构成环状，每个连接板21外侧设置1个扰流部1。
[0080] 作为一种替代的方案，也可以将本方案中连接板21的数量根据实际情况增减，每个连接板21外侧也可以设置多个扰流部1。
[0081] 作为一种优选的方案，还可以将扰流部1与连接部2以焊接的方式连接在一起。本方案提高了扰流部1与连接部2连接的牢固程度，避免了扰流部1的意外脱落，提高了扰流器的寿命，降低了扰流器的使用成本。
[0082] 实施例4
[0083] 如图5所示(图中未显示连接部2)，本实施例的结构与实施例1的不同之处在于：
[0084] 本方案中扰流部1为矩形板。矩形板状的扰流部1包括两个侧面12、两个底面13及两个窄侧面14构成，位于前面的窄侧面14为破流端。窄侧面14分开流体，两个侧面12分别构成流体的阻隔壁，流体沿着侧面12分开流动，也能达到避免出现涡激振动现象的目的。
[0085] 实施例6
[0086] 如图6及图7所示，本实施例为一种风力发电机塔筒。该风力发电机塔筒包括塔筒本体3，塔筒本体3外周设置多个本发明扰流器。扰流器在风力发电机塔筒本体3吊装之前进行安装到位。空气流经塔筒本体3时，扰流器的破流端11将空气流分开，空气流沿着扰流器侧面分别向上、向下流动，避免了空气流与塔筒本体3发生涡激振动。并且，扰流器与塔筒主体3具备相同的设计寿命，可以在风力发电机组全生命周期内抑制塔筒本体3涡激振动的发生，而且在风力发电机组全生命周期内不用维护，使用成本低。
[0087] 作为一种优选的方案，还可以将扰流器分层设置在塔筒本体3上，不需要将塔筒本体3从上到下全部安装扰流器，降低了安装成本。
[0088] 如图8所示，作为一种优选的方案，还可以将扰流部1的破流端11与连接部2的上表面夹角α为45°-70°。如果扰流器没有连接部2，则可以将扰流部1的破流端11与塔筒本体3的径向平面夹角α设定在45°-70°，同样能达到避免发生涡激振动的目的。
[0089] 作为一种替代的方案，还可以塔筒本体3的法兰面31与距离法兰面31最近的一层扰流器安装平面的距离h1为1.5m-3m，相邻两层扰流器安装平面的距离h2为1.2m-1.5m。
[0090] 为了避免扰流器与塔筒本体3之间的缝隙堆积雨水，还可以将塔筒本体3与扰流器之间的缝隙用硅胶密封。同时，还可以避免由于扰流器和塔筒之间存在间隙而产生额外噪音的问题。
[0091] 为了避免扰流器生锈腐蚀塔筒本体3，还可以将扰流器材料选为
不锈钢。
[0092] 作为一种替代的方案，还可以将扰流部1的破流端11沿着塔筒本体3上的螺旋线32布置，能更顺利的使空气流过塔筒，避免塔筒发生涡激振动。
[0093] 本发明扰流器还可以应用到其他涉及到避免涡激振动的技术领域，比如：大型烟囱、
信号塔、灯柱等高耸结构的外壁均可应用，本发明扰流器均能达到分开流体，改变流体流向，从而避免涡激振动的目的。
[0094] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附
权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或
修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
