CN111379662A - 风电叶片及风机 - Google Patents
风电叶片及风机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111379662A CN111379662A CN201811643548.2A CN201811643548A CN111379662A CN 111379662 A CN111379662 A CN 111379662A CN 201811643548 A CN201811643548 A CN 201811643548A CN 111379662 A CN111379662 A CN 111379662A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- flexible extension
- suction surface
- flexible
- blade body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 11
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Abstract
本发明提供了一种风电叶片及风机,风电叶片包括叶片本体和柔性延伸部。叶片本体包括吸力面和压力面。柔性延伸部包括第一端部和第二端部,第一端部连接于吸力面,第二端部自由地向叶片本体的后缘延伸,柔性延伸部能够产生被动变形,进而改变气流沿吸力面的流动轨迹。其中,柔性延伸部开设有多个通孔,气流能够穿过多个通孔。
Description
技术领域
本发明总体来说涉及风力发电领域,具体而言,涉及一种风电叶片,及安装该风电叶片的风机。
背景技术
变桨型风轮叶片运行中,由于叶根位置相对叶尖位置在旋转平面内转速较小,当风速相同,最大弦长附近截面迎角比叶尖位置迎角大。随着风速的增加,在风速未达到额定风速时,最大弦长附近截面迎角是逐渐增加的,在额定风速时迎角达到一个较高的数值,叶片此时产生最大输出功率。随着风速的增加,叶片为了保持额定功率,进行变桨动作。当风速大于额定风速以后,随着风速的增加,最大弦长附近截面攻角也是逐渐增加的,直至风速达到切出风速。在风速达到额定风速前和风速达到切出风速前一部分风速段,最大弦长附近均出现不同程度的迎角过大现象,迎角过大造成气流发生分离,导致发电量下降。
为了解决上述问题,现有技术中常采用在叶片的吸力面的后缘侧增加可变形装置,通过可变形装置的被动变形,来改变后缘侧的翼型,进而改变整个后缘侧的气流流动。然,可变形装置在长时间的变形运动过程中,可能会发生振动,增加了疲劳损坏的风险,甚至从吸力面上脱落。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷,提供一种风电叶片,以解决上述现有技术中发生振动的问题。
本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷,提供一种安装有上述风电叶片的风机。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
根据本发明的一个方面,提供了一种风电叶片,包括叶片本体和柔性延伸部。叶片本体包括吸力面和压力面;柔性延伸部包括第一端部和第二端部,所述第一端部连接于所述吸力面,所述第二端部自由地向所述叶片本体的后缘延伸,所述柔性延伸部能够产生被动变形,进而改变气流沿所述吸力面的流动轨迹;其中,所述柔性延伸部开设有多个通孔,气流能够穿过多个所述通孔。
根据本发明的一实施方式,所述柔性延伸部呈板状。
根据本发明的一实施方式,多个所述通孔靠近所述第一端部与所述吸力面的连接处;和/或,多个所述通孔靠近所述叶片本体的后缘。
根据本发明的一实施方式,所述第一端部连接于所述吸力面的预设区域,所述预设区域是指距离所述叶片本体的前缘的弦长的40%-95%。
根据本发明的一实施方式,所述预设区域是指距离所述叶片本体的前缘的弦长的40%-70%。
根据本发明的一实施方式,所述柔性延伸部包括延伸部本体以及弯折部,所述弯折部设置于所述延伸部本体的朝向所述叶片本体的前缘的一端,所述弯折部包括向所述叶片本体的后缘延伸的折边,所述折边连接于所述吸力面的外壁。
根据本发明的一实施方式,所述弯折部朝向所述叶片本体的前缘的一侧形成一斜面。
根据本发明的一实施方式,所述弯折部包括连接部,所述连接部的一端起始于所述折边的朝向所述前缘的端面,且沿所述吸力面向所述前缘延伸,所述连接部朝向所述叶片本体的前缘的一侧形成一斜面,所述连接部连接于所述吸力面的外壁。
根据本发明的一实施方式,所述柔性延伸部一体成型于所述吸力面。
根据本发明的一实施方式,所述吸力面包括第一部和第二部,所述第二部连接于所述第一部朝向所述叶片本体的后缘的一端,且向所述风电叶片的后缘延伸,所述柔性延伸部的所述第一端部连接于所述第一部朝向所述叶片本体的后缘的端面,所述柔性延伸部的背离所述第二部的一侧壁与所述第一部的外壁平齐。
根据本发明的一实施方式,所述叶片本体的后缘具有开口,所述柔性延伸部的所述第一端部起始于所述吸力面的朝向所述叶片本体的后缘的端面。
根据本发明的一实施方式,所述风电叶片还包括加强件,所述加强件包括:
第一加强件,所述第一加强件的一端连接于所述柔性延伸部的背离所述吸力面的一侧,所述第一加强件的另一端连接于所述吸力面;
和/或,
第二加强件,所述第二加强件的一端连接于所述柔性延伸部的朝向所述吸力面的一侧,所述第二加强件的另一端连接于所述吸力面。
根据本发明的一实施方式,所述柔性延伸部设有引流结构。
根据本发明的一实施方式,所述引流结构包括:
引流管,连接于所述柔性延伸部,所述引流管的一端显露于所述柔性延伸部的背离所述吸力面的侧壁,所述引流管的另一端显露于所述柔性延伸部的朝向所述吸力面的侧壁;
和/或,
凹槽,设置于所述柔性延伸部的背离所述吸力面的表面,所述凹槽由所述柔性延伸部的所述第一端部向所述第二端部延伸。
根据本发明的一实施方式,所述柔性延伸部具有加强肋,所述加强肋自所述第一端部向所述第二端部延伸。
根据本发明的一实施方式,所述柔性延伸部的所述第二端部的端面超出所述叶片本体的后缘。
根据本发明的一实施方式,所述柔性延伸部的超出所述叶片本体的后缘的部分的弦向长度小于或等于所述叶片本体的弦长的20%。
根据本发明的一实施方式,所述柔性延伸部的超出所述叶片本体的后缘的部分具有弯折。
根据本发明的一实施方式,所述柔性延伸部为多个,多个所述柔性延伸部沿所述叶片本体的轴向设置,相邻两个所述柔性延伸部的相对的两个端面之间相距0-200mm。
根据本发明的另一方面,提供了一种风机,包括上述任一项所述的风电叶片。
由上述技术方案可知,本发明的风电叶片的优点和积极效果在于:
由于柔性延伸部开设有多个通孔,使得气流能够穿过多个通孔,气流的连续流动,破坏了原有后缘侧存在的涡流,避免了柔性延伸部的振动,从而解决了现有技术中由于柔性延伸部的频繁振动所造成的损坏,减少了不必要的更换成本,进而提高了发电量。同时,由于柔性延伸部开设有多个通孔,不仅减轻了整体柔性延伸部的重量,而且增加了其柔性,更有利于变形。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式,本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是根据一示例性实施方式示出的一种风电叶片安装柔性延伸部的示意图。
图2是根据一示例性实施方式示出的一种柔性延伸部的示意图。
图3是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有弯折部的第一种实施方式的示意图。
图4是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有弯折部的第二种实施方式的示意图。
图5是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部一体成型于叶片本体的第一种实施方式的示意图。
图6是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部一体成型于叶片本体的第二种实施方式的示意图。
图7是根据一示例性实施方式示出的风电叶片设置有第一加强件的示意图。
图8是根据一示例性实施方式示出的风电叶片设置有第二加强件的示意图。
图9是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有倒角的示意图。
图10是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有引流结构的示意图。
图11是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有加强肋的示意图。
图12是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部超出叶片本体的后缘的示意图。
图13是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部超出叶片本体的后缘的部分具有弯折的第一种实施方式的示意图。
图14是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部超出叶片本体的后缘的部分具有弯折的第二种实施方式的示意图。
图15是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部超出叶片本体的后缘的部分具有弯折的第三种实施方式的示意图。
图16是根据一示例性实施方式示出的风电叶片设置有多个柔性延伸部的示意图。
图17是根据一示例性实施方式示出的风机的示意图。
其中,附图标记说明如下:
1、叶片本体;11、吸力面;111、第一部;112、第二部;12、压力面;13、前缘;14、后缘;15、叶根;16、叶尖;
2、柔性延伸部;21、第一端部;211、倒角;22、第二端部;23、通孔;24、延伸部本体;25、弯折部;251、折边;252、连接部;26、引流管;27、凹槽;28、加强肋;
3、粘接层;41、第一加强件;42、第二加强件;100、风机;
D、弦向;N、轴向。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本发明将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
虽然本说明书中使用相对性的用语,例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系,但是这些术语用于本说明书中仅出于方便,例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是,如果将图标的装置翻转使其上下颠倒,则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语,例如“顶”等也作具有类似含义。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等;用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等;用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用,不是对其对象的数量限制。
下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细描述,在不冲突的情况下,下述实施方式中的特征能够相互结合。
图1是根据一示例性实施方式示出的一种风电叶片安装柔性延伸部的示意图。图2是根据一示例性实施方式示出的一种柔性延伸部的示意图。图3是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有弯折部的第一种实施方式的示意图。图4是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有弯折部的第二种实施方式的示意图。图5是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部一体成型于叶片本体的第一种实施方式的示意图。图6是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部一体成型于叶片本体的第二种实施方式的示意图。图7是根据一示例性实施方式示出的风电叶片设置有第一加强件的示意图。图8是根据一示例性实施方式示出的风电叶片设置有第二加强件的示意图。图9是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有倒角的示意图。图10是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有引流结构的示意图。图11是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有加强肋的示意图。图12是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部超出叶片本体的后缘的示意图。图13是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部超出叶片本体的后缘的部分具有弯折的第一种实施方式的示意图。图14是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部超出叶片本体的后缘的部分具有弯折的第二种实施方式的示意图。图15是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部超出叶片本体的后缘的部分具有弯折的第三种实施方式的示意图。图16是根据一示例性实施方式示出的风电叶片设置有多个柔性延伸部的示意图。图17是根据一示例性实施方式示出的风机的示意图。
为了便于下述说明,将叶根和叶尖的延伸方向定义为轴向,前缘和后缘的延伸方向定义为弦向,前缘和后缘之间的直线距离定义为弦长,弦长的长度最长的直线距离为最大弦长。
请同时参阅图1和图2,示例性地示出了一种风电叶片,包括叶片本体1以及柔性延伸部2。如图1所示,叶片本体1包括吸力面11和压力面12,前缘13和后缘14。如图2所示,柔性延伸部2包括第一端部21和第二端部22,第一端部21连接于吸力面11的外壁,第二端部22自由地向叶片本体1的后缘14延伸。
当风电叶片工作时,柔性延伸部2能够产生被动变形,进而改变气流沿吸力面11的流动轨迹。其中,术语“被动变形”是指受到某些外力的影响或作用,柔性延伸部2以其与吸力面11的连接处为轴,而朝向或背离吸力面11的方向摆动。另外,应该理解的是,外力可以具有空气动力学、重力和/或离心力(弹性力、惯性力等)所产生的。具体来说,当在风速达到额定风速前和风速达到切出风速前一部分风速段,此时出现叶片迎角过大的现象,柔性延伸部2产生被动变形。
其中,如图2所示,柔性延伸部2开设有多个通孔23,详细来说,多个通孔23是贯穿柔性延伸部2的上表面和下表面,此处,上表面是指背离吸力面11的一侧壁,下表面是指朝向吸力面11的一侧壁。多个通孔23可以是沿叶片本体1的弦向D间隔设置成一列,也可以是沿叶片本体1的轴向N间隔设置成一行。多个通孔23可以是设置在柔性延伸部2的沿弦向D的中部或是沿轴向N的中部,也可以是设置在第一端部21,还可以是设置在第二端部22。气流穿过多个通孔23流通于柔性延伸部2的背离吸力面11的一侧和朝向吸力面11的一侧。
本领域的普通技术人员应当理解的是,柔性延伸部2的第一端部21可以通过粘接胶固定在吸力面11,也可以通过铆钉、螺母和螺栓、螺钉等连接,或本领域公知的其他连接方式,当然也可以采用上述连接方式的组合,例如粘接胶和铆钉的组合。为了便于说明,下述以粘接胶的方式进行示意性说明。
本发明并不限定通孔23的具体形状,可以是圆形、三角形、多边形等多种形状,能够使得气流穿过柔性延伸部2即可。
当柔性延伸部2产生被动变形时,本发明人发现由于此时风电叶片的迎角较大(例如20度左右),通过叶片的吸力面11的气流将不再附着在外壁表面,气流与吸力面11发生分离,从外壁表面脱落,从而在风电叶片的后缘侧产生了涡流。由于涡流的作用,使得柔性延伸部2出现振动,增加了柔性延伸部2的疲劳损坏风险。
本发明的风电叶片在工作过程中,由于柔性延伸部2开设有多个贯穿的通孔23,使得气流能够从压力面12的一侧通过多个通孔23流入吸力面11的一侧,气流的连续流动,减轻原有后缘侧存在的涡流强度,降低了柔性延伸部2的振动,从而解决了现有技术中由于柔性延伸部2的频繁振动所造成的损坏,减少了不必要的更换成本,进而提高了发电量。
进一步地,如图2所示,在本实施方式中,柔性延伸部2可以是呈板状,可以任选地用纤维材料增强,例如,纤维材料可包括玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、陶瓷纤维、纳米纤维、木纤维、竹纤维、金属纤维或其它类似物以及上述的组合。
另外,纤维的方向可以包括多轴、单轴、双轴、三轴或任何其它合适的方向和/或它们的组合。此外,纤维含量可以根据柔性延伸部2的各种所需性质而变化,例如其刚度和/或可焊性。
进一步地,请继续参阅图2,在本实施方式中,多个通孔23设置于柔性延伸部2的第一端部21且靠近第一端部21与吸力面11的连接处,多个通孔23可以是沿风电叶片的轴向N间隔设置,可以是设置成一行、两行或多行。这样的结构设计,除了具有上述提到的能够防止柔性延伸部2产生振动的有益效果,还具有下述的效果:一方面是为了使柔性延伸部2的上表面气压和下表面气压相同,从而减弱柔性延伸部2的气动压力;另一方面由于气流从第一端部21穿过,原有流经第一端部21的气流流动遭到破坏,从而提高了第一端部21与吸力面11的连接稳定性,提升了柔性延伸部2被动变形的性能,增加了发电量。
另外,多个通孔23也可以设置于柔性延伸部2的第二端部22且靠近风电叶片的后缘14,多个通孔23可以是沿风电叶片的轴向N间隔设置,可以是设置成一行、两行或多行。这样的结构设计,除了具有上述提到的能够防止柔性延伸部2产生振动的有益效果,同时,由于迎角过大气流易发生分离,导致气流分离区域产生噪声,第二端部22开设有通孔23能够通过降低涡流强度来减弱噪声。
当然,在其他实施方式中,多个通孔23可以同时设置于柔性延伸部2的上述两个位置。
进一步地,在本实施方式中,第一端部21连接于吸力面11的预设区域,预设区域是指沿叶片本体1的弦向D,距离叶片本体1的前缘13的弦长的40%-95%,优选为40%-70%。
具体来说,预设区域可以是设置于叶片本体1的最大弦长位置附近,优选为以最大弦长位置为轴分为左右两个部分,例如最大弦长位置向叶尖16方向延伸为左部分,最大弦长位置向叶根15方向延伸为右部分。预设区域设置于吸力面11的后缘侧,自前缘13向后缘14延伸的方向,预设区域起始于弦长的40%位置,终止于弦长的95%位置,优选地,预设区域可以设置在弦长的40%位置。将柔性延伸部2设置于预设区域,既节约了柔性延伸部2的用料成本,又确保了被动变形的产生。
进一步地,粘接层3的沿弦向D的粘接宽度可以为50mm-200mm,优选为100mm。
以弦长的40%且粘接宽度为100mm为例详细说明柔性延伸部2的连接过程:当预设区域选定在弦长的40%时,柔性延伸部2的第一端部21的端面对齐40%弦长位置,且沿弦向D向后缘14测量100mm的距离,此距离即为柔性延伸部2的第一端部21粘接的位置。更进一步地,柔性延伸部2的沿叶片本体1的轴向N宽度可以是0.5m-5m,例如1m、2m、4m等。
进一步地,如图3所示,在本实施方式中,柔性延伸部2包括延伸部本体以及弯折部25,弯折部25设于柔性延伸部2的第一端部21,弯折部25包括向叶片本体1的后缘14延伸的折边251,折边251连接于吸力面11,其中,折边251设置在延伸部本体和吸力面11之间。在一些实施方式中,折边251可以通过粘接胶固定在吸力面11,也可以通过铆钉、螺母和螺栓、螺钉等连接,或本领域公知的其他连接方式,当然也可以采用上述连接方式的组合,例如粘接胶和铆钉的组合。
当柔性延伸部2产生变形时,柔性延伸部2向背离吸力面11的方向运动,如果柔性延伸部2的第一端部21直接连接于吸力面11,由于气流的不稳定性,会导致柔性延伸部2与吸力面11的连接处且靠近后缘14的部分发生分离,影响叶片的后缘侧的翼型。更甚者,风电叶片运动时间久了,柔性延伸部2会从吸力面11脱落。
在本实施方式中,当延伸部本体产生变形时,施加在延伸部本体上的力是朝向背离吸力面11的方向,由于延伸部本体借助折边251连接于吸力面11,据此,该力作用在折边251上时的方向是朝向吸力面11的,因此,延伸部本体借助折边251间接连接在吸力面11时,作用在折边251上的力不会朝向远离吸力面11方向,从而折边251不会从吸力面11脱落。
进一步地,请继续参阅图3,在本实施方式中,弯折部25包括连接部252,连接部252的一端起始于延伸部本体的靠近叶片本体1的前缘13部分,连接部252的另一端朝前缘13和叶片本体1的内部方向延伸并与折边251连接。据此,连接部252朝向叶片前缘13的一侧形成一斜面,使得气流从叶片前缘13沿吸力面11向后缘14流动时,气流能够平滑顺畅地经过,避免气流在此处产生突变,影响柔性延伸部2的变形。
在一些实施方式中,连接部252形成的斜面与吸力面11之间的夹角可以是10度-45度。
进一步地,如图4所示,在本实施方式中,弯折部25包括连接部252,连接部252的一端起始于折边251的朝向前缘13的端面,且沿吸力面11向前缘13延伸,连接部252朝向叶片本体1的前缘13的一侧形成一斜面,连接部252连接于吸力面11。换句话说,弯折部25的沿弦向D的截面形状可以大致为三角形,延伸部本体的靠近前缘13的一端一体成型于三角形的顶部。据此,连接部252与折边251同时连接于吸力面11,既增大了两者之间的连接面积,保证连接的牢固性,又不会因为连接面积增大而影响延伸部本体的被动变形。
进一步地,请同时参阅图5和图6,在本实施方式中,柔性延伸部2一体成型于叶片本体1的吸力面11。图5示例性地示出柔性延伸部2一体成型于后缘14封闭的风电叶片。图6示例性地示出柔性延伸部2一体成型于后缘14具有开口的风电叶片。
具体来说,针对图5示出的实施方式,本领域的普通技术人员可在成型吸力面11时,在其内部设置脱模布,从而分离出柔性延伸部2。因柔性延伸部2与吸力面11一体成型,使得两者之间连接更加牢固,避免了柔性延伸部2从吸力面11上意外脱落的问题。
进一步地,请继续参阅图5,在本实施方式中,吸力面11包括第一部111和第二部112,第二部112连接于第一部111朝向后缘14的一端,且向后缘14延伸。柔性延伸部2连接于第一部111朝向后缘14的一端,且向后缘14延伸。柔性延伸部2的背离第二部112的一侧与第一部111的外壁平齐。当气流从前缘13沿吸力面11向后缘14流动时,由于柔性延伸部2的背离第二部112的一侧与第一部111的外壁平齐,使得柔性延伸部2与吸力面11的连接处没有凸起,气流经过该连接处时不会产生突变,能够平滑顺畅地滑过。
进一步地,如图6所示,在本实施方式中,叶片本体1为后缘14开口,柔性延伸部2起始于吸力面11的朝向叶片本体1的后缘14的端面。
进一步地,如图7所示,在本实施方式中,风电叶片还包括第一加强件41,第一加强件41的一端连接于柔性延伸部2的背离吸力面11的一侧,第一加强件41的另一端连接于风电叶片的吸力面11。
进一步地,如图8所示,在本实施方式中,风电叶片还包括第二加强件42,第二加强件42的一端连接于柔性延伸部2的朝向吸力面11的一侧,第二加强件42的另一端连接于风电叶片的吸力面11。
在其他实施方式中,可以同时采用第一加强件41和第二加强件42。
本领域的普通技术人员应当理解,第一加强件41和第二加强件42可以选择布料,第一加强件41和第二加强件42的连接方式可以通过粘接胶连接,也可以通过铆钉、螺母和螺栓、螺钉等连接,或本领域公知的其他连接方式,当然也可以采用上述连接方式的组合,例如粘接胶和铆钉的组合。
进一步地,如图9所示,为了确保气流能够平滑地流经柔性延伸部2,柔性延伸部2的背离吸力面11且靠近前缘13的一侧设置有倒角211。倒角211可以是10度-45度。
进一步地,如图10所示,在本实施方式中,柔性延伸部2设有引流结构,用于引导气流从吸力面11流向叶片本体1的压力面12。
具体来说,引流结构可以包括引流管26,引流管26连接于柔性延伸部2,引流管26的一端显露于柔性延伸部2的背离吸力面11的一侧,引流管26的另一端显露于柔性延伸部2的朝向吸力面11的一侧。引流管26可将处于吸力面11一侧的气流快速地引流至压力面12的一侧。
在其他实施方式中,引流结构可以包括凹槽27,设置于柔性延伸部2的背离吸力面11的一侧表面,凹槽27由柔性延伸部2的第一端部21向第二端部22延伸。凹槽27可将位于叶片前缘13的气流快速地引流至后缘14,从而引流至压力面12一侧。
当然,在其他实施方式中,柔性延伸部2可同时包括引流管26和凹槽27。
进一步地,如图11所示,在本实施方式中,柔性延伸部2具有加强肋28,加强肋28自柔性延伸部2的第一端部21向第二端部22延伸。在本发明中,加强肋28可以为一个、两个或多个,加强肋28的截面形状可以是三角形、矩形或其他形状,加强肋28可以设置在柔性延伸部2的背离吸力面11的一侧表面,也可以设置在柔性延伸部2的朝向吸力面11的一侧表面,或上述两侧表面同时设置。
进一步地,如图12所示,在本实施方式中,柔性延伸部2的第二端部22的端面超出风电叶片的后缘14,这样的设计,能够有效增大风电叶片的省力,同时减弱气流的分离。
进一步地,超出部分的弦向D长度小于或等于叶片本体1的弦长的20%。
进一步地,在本实施方式中,柔性延伸部2的第二端部22超出风电叶片的后缘14部分具有弯折,弯折方向可以是朝向吸力面11的,弯折方向也可以是背离吸力面11的。如图13和图14所示,弯折部分可以是以折线形式弯折,如图15所示,弯折部分也可以是以弧线形式弯折。以柔性延伸部2向后缘14延伸的方向为0度,弯折角度可以是-30度~30度。当弯折部分向上弯折时,此时形成的负压较大,使得柔性延伸部2受到背离压力面12方向的力更大,更容易产生变形。
进一步地,如图16所示,在本实施方式中,柔性延伸部2为多个,多个柔性延伸部2沿叶片本体1的轴向N设置,相邻两个柔性延伸部2的相对的两个端面之间相距0-200mm。
多个柔性延伸部2可以设置在叶片本体1的整个轴向N,即从叶根15至叶尖16。作为优选,多个柔性延伸部2可以以叶片本体1的最大弦长为中轴线,分别向叶根15和叶尖16方向依次布置。
如图17所示,本发明还提供一种安装有上述风电叶片的风机100,该风机100在运行过程中,在改变后缘侧翼型的同时,由于柔性延伸部2上设置有通孔23,从而降低了该处的涡流强度,克服了现有技术中存在的柔性延伸部2振动导致损坏的问题。
应可理解的是,本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式,并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是,本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式,并且将使本领域技术人员能够利用本发明。
Claims (20)
1.一种风电叶片,其特征在于,包括:
叶片本体,包括吸力面和压力面;以及
柔性延伸部,包括第一端部和第二端部,所述第一端部连接于所述吸力面,所述第二端部自由地向所述叶片本体的后缘延伸,所述柔性延伸部能够产生被动变形,进而改变气流沿所述吸力面的流动轨迹;
其中,所述柔性延伸部开设有多个通孔,气流能够穿过多个所述通孔。
2.根据权利要求1所述的风电叶片,其特征在于,所述柔性延伸部呈板状。
3.根据权利要求1所述的风电叶片,其特征在于,多个所述通孔靠近所述第一端部与所述吸力面的连接处;和/或,多个所述通孔靠近所述叶片本体的后缘。
4.根据权利要求1-3任一项所述的风电叶片,其特征在于,所述第一端部连接于所述吸力面的预设区域,所述预设区域是指距离所述叶片本体的前缘的弦长的40%-95%。
5.根据权利要求4所述的风电叶片,其特征在于,所述预设区域是指距离所述叶片本体的前缘的弦长的40%-70%。
6.根据权利要求1-3任一项所述的风电叶片,其特征在于,所述柔性延伸部包括延伸部本体以及弯折部,所述弯折部设置于所述延伸部本体的朝向所述叶片本体的前缘的一端,所述弯折部包括向所述叶片本体的后缘延伸的折边,所述折边连接于所述吸力面。
7.根据权利要求6所述的风电叶片,其特征在于,所述弯折部朝向所述叶片本体的前缘的一侧形成一斜面。
8.根据权利要求6所述的风电叶片,其特征在于,所述弯折部包括连接部,所述连接部的一端起始于所述折边的朝向所述前缘的端面,且沿所述吸力面向所述前缘延伸,所述连接部朝向所述叶片本体的前缘的一侧形成一斜面,所述连接部连接于所述吸力面。
9.根据权利要求1-3任一项所述的风电叶片,其特征在于,所述柔性延伸部一体成型于所述吸力面。
10.根据权利要求9所述的风电叶片,其特征在于,所述吸力面包括第一部和第二部,所述第二部连接于所述第一部朝向所述叶片本体的后缘的一端,且向所述风电叶片的后缘延伸,所述柔性延伸部的所述第一端部连接于所述第一部朝向所述叶片本体的后缘的端面,所述柔性延伸部的背离所述第二部的一侧壁与所述第一部的外壁平齐。
11.根据权利要求9所述的风电叶片,其特征在于,所述叶片本体的后缘具有开口,所述柔性延伸部的所述第一端部起始于所述吸力面的朝向所述叶片本体的后缘的端面。
12.根据权利要求1-3任一项所述的风电叶片,其特征在于,所述风电叶片还包括加强件,所述加强件包括:
第一加强件,所述第一加强件的一端连接于所述柔性延伸部的背离所述吸力面的一侧,所述第一加强件的另一端连接于所述吸力面;
和/或,
第二加强件,所述第二加强件的一端连接于所述柔性延伸部的朝向所述吸力面的一侧,所述第二加强件的另一端连接于所述吸力面。
13.根据权利要求1-3任一项所述的风电叶片,其特征在于,所述柔性延伸部设有引流结构。
14.根据权利要求13所述的风电叶片,其特征在于,所述引流结构包括:
引流管,连接于所述柔性延伸部,所述引流管的一端显露于所述柔性延伸部的背离所述吸力面的侧壁,所述引流管的另一端显露于所述柔性延伸部的朝向所述吸力面的侧壁;
和/或,
凹槽,设置于所述柔性延伸部的背离所述吸力面的表面,所述凹槽由所述柔性延伸部的所述第一端部向所述第二端部延伸。
15.根据权利要求1-3任一项所述的风电叶片,其特征在于,所述柔性延伸部具有加强肋,所述加强肋自所述第一端部向所述第二端部延伸。
16.根据权利要求1-3任一项所述的风电叶片,其特征在于,所述柔性延伸部的所述第二端部的端面超出所述叶片本体的后缘。
17.根据权利要求16所述的风电叶片,其特征在于,所述柔性延伸部的超出所述叶片本体的后缘的部分的弦向长度小于或等于所述叶片本体的弦长的20%。
18.根据权利要求16所述的风电叶片,其特征在于,所述柔性延伸部的超出所述叶片本体的后缘的部分具有弯折。
19.根据权利要求1-3任一项所述的风电叶片,其特征在于,所述柔性延伸部为多个,多个所述柔性延伸部沿所述叶片本体的轴向设置,相邻两个所述柔性延伸部的相对的两个端面之间相距0-200mm。
20.一种风机,其特征在于,包括如权利要求1-19任一项所述的风电叶片。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811643548.2A CN111379662A (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 风电叶片及风机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811643548.2A CN111379662A (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 风电叶片及风机 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111379662A true CN111379662A (zh) | 2020-07-07 |
Family
ID=71213050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811643548.2A Pending CN111379662A (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 风电叶片及风机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111379662A (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102549258A (zh) * | 2009-10-08 | 2012-07-04 | Lm玻璃纤维制品有限公司 | 具有带板形元件的沿纵向延伸的流动引导装置的风力涡轮机叶片 |
CN104220745A (zh) * | 2011-11-23 | 2014-12-17 | Lmwp专利控股有限公司 | 风力涡轮机叶片 |
WO2015176868A1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Aerodynamic device of a rotor blade of a wind turbine |
CN105980701A (zh) * | 2014-02-12 | 2016-09-28 | 西门子公司 | 用于减轻风力涡轮机的转子叶片上的应变的装置 |
CN106065845A (zh) * | 2015-04-20 | 2016-11-02 | 通用电气公司 | 用于风轮机转子叶片的空气流构造 |
US20180258912A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | General Electric Company | Flexible Extension for Wind Turbine Rotor Blades |
CN209414038U (zh) * | 2018-12-29 | 2019-09-20 | 中材科技风电叶片股份有限公司 | 风电叶片及风机 |
-
2018
- 2018-12-29 CN CN201811643548.2A patent/CN111379662A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102549258A (zh) * | 2009-10-08 | 2012-07-04 | Lm玻璃纤维制品有限公司 | 具有带板形元件的沿纵向延伸的流动引导装置的风力涡轮机叶片 |
CN104220745A (zh) * | 2011-11-23 | 2014-12-17 | Lmwp专利控股有限公司 | 风力涡轮机叶片 |
CN105980701A (zh) * | 2014-02-12 | 2016-09-28 | 西门子公司 | 用于减轻风力涡轮机的转子叶片上的应变的装置 |
WO2015176868A1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Aerodynamic device of a rotor blade of a wind turbine |
CN106065845A (zh) * | 2015-04-20 | 2016-11-02 | 通用电气公司 | 用于风轮机转子叶片的空气流构造 |
US20180258912A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | General Electric Company | Flexible Extension for Wind Turbine Rotor Blades |
CN209414038U (zh) * | 2018-12-29 | 2019-09-20 | 中材科技风电叶片股份有限公司 | 风电叶片及风机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102096816B1 (ko) | 풍력 터빈 회전자 블레이드 | |
US9970412B2 (en) | Wind turbine blade | |
CA2918917C (en) | Vortex generator for a rotor blade | |
CN105992870B (zh) | 具有可展开的空气动力学装置的风力涡轮机叶片 | |
EP3597902B1 (en) | Vortex generator for a wind turbine | |
CN101622446B (zh) | 带有设置小翼的转子叶片的风轮机及用于这种转子的叶片 | |
EP2778392B1 (en) | A rotor blade for a wind turbine | |
US9932960B2 (en) | Rotor blade of a wind turbine | |
EP2275672B1 (en) | Boundary layer fins for wind turbine blade | |
CN102414440B (zh) | 功率输出增大的风轮机 | |
ES2717338T3 (es) | Pala de turbina eólica con dispositivo de guiado de flujo que se extiende longitudinalmente que tiene un elemento en forma de placa | |
CN101446263A (zh) | 风力涡轮机叶片加强件 | |
US11719224B2 (en) | Rotor blade of a wind turbine, having a splitter plate | |
US20170138339A1 (en) | Vortex generator, wind turbine blade, and wind turbine power generating apparatus | |
JP2012154325A (ja) | 風車ロータ羽根エレメント及び風車ロータ羽根 | |
WO2018103803A1 (en) | A wind turbine blade having a truncated trailing edge | |
US20230374969A1 (en) | Wind turbine blade with a gurney flap | |
CN111550363A (zh) | 一种叶尖小翼、风力机叶片及其叶片增效计算方法 | |
CN209414037U (zh) | 钝尾缘翼型的风电叶片及风机 | |
CN209414039U (zh) | 风电叶片及风机 | |
JP4676228B2 (ja) | 風車翼 | |
CN111379662A (zh) | 风电叶片及风机 | |
CN111379660A (zh) | 风电叶片及风机 | |
CN209414038U (zh) | 风电叶片及风机 | |
CN209414036U (zh) | 风电叶片及风机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |