本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種增效擾流板葉片。

背景技術(shù)：

目前，世界范圍的不可再生能源趨于枯竭，并且燃燒石油和煤炭造成的污染已經(jīng)危及人類的生存，綠色能源的開發(fā)利用越來越被各個國家所重視。目前風力發(fā)電行業(yè)在中國已經(jīng)開始了大規(guī)模的擴張。在過去10年中，中國風力發(fā)電得到快速發(fā)展，裝機容量從1990年的2萬千瓦增長到1999年的26.8萬千瓦，到2010年中國風力發(fā)電裝機容量超過500萬千瓦，中國正成為世界上風力發(fā)電最發(fā)達的國家之一。

我國低風速區(qū)域風力發(fā)電已經(jīng)步入規(guī)?；l(fā)展階段，但如何提高低風速區(qū)域發(fā)電效率，一直是個難題。目前市場上普遍采取的策略是加長葉片、增大風輪直徑以及采用增加塔架高度的方式，這些方法可以一定程度上獲得更高的風能，提高風力發(fā)電機組的發(fā)電能力。但加長葉片、增加塔架高度勢必會增加風力發(fā)電機組的重量，某些部件尺寸和重量也會隨之增加，由此還會導致成本增加、運輸困難、影響機組安全性等一系列問題。

風力發(fā)電機組的葉片是風電設(shè)備將風能轉(zhuǎn)化為機械能的關(guān)鍵部件，其制造成本約占風力發(fā)電機組總成本的15％至30％。葉片通?；跉鈩油庑卧O(shè)計而呈現(xiàn)出特有翼型，該翼型的葉片的升阻比越大越能提高風機捕風效率，進而提高風機的輸出功率。但葉片在正常運轉(zhuǎn)過程中，葉尖和葉根受到的阻力較大，降低了風能的利用效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種增效擾流板葉片，其旨在至少部分解決現(xiàn)有低風速發(fā)電機組，葉片受到的阻力較大、風能利用效率低的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案：一種增效擾流板葉片包括葉片主體和增效擾流板；所述葉片主體具有尖端、根端、前緣、后緣、葉片壓力面和葉片吸力面；所述增效擾流板套設(shè)在所述根端附近；

所述增效擾流板設(shè)置在所述葉片主體靠近所述根端的一側(cè)，一個或多個所述增效擾流板從所述葉片主體的所述后緣方向，間隔地套設(shè)在所述葉片壓力面和所述葉片吸力面上。

進一步地，所述增效擾流板呈弧形板結(jié)構(gòu)，其表面凸向所述尖端。

進一步地，所述增效擾流板呈Y字形狀，其頂部遠離所述葉片主體的所述后緣。

本發(fā)明提供的增效擾流板葉片的有益效果是：

首先，在葉片主體的根端附近設(shè)置一個或多個增效擾流板，從葉片主體的后緣方向，間隔地套設(shè)在葉片壓力面和葉片吸力面上。這種設(shè)置能夠增加氣流在葉片表面的吸附能力，同時能夠阻斷來自葉片展向的氣流，使展向氣流改變方向、并轉(zhuǎn)化為推動葉片旋轉(zhuǎn)的升力，而且增效擾流板隨葉片旋轉(zhuǎn)的過程中，可以干擾葉片的后緣處渦流的形成，增加葉片的升力，減少葉片的阻力，提高葉片對風能的利用效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的增效擾流板葉片的根端部分第一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例提供的增效擾流板葉片的根端部分第二視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1、圖2的葉片主體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標：100-增效擾流板葉片；110-葉片主體；111-根端；112-尖端；113-前緣；114-后緣；115-葉片壓力面；116-葉片吸力面；120-增效擾流板。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常理解的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在通常情況下，葉片工作時，葉片表面的氣流能夠很好地形成附著無分離流動，在葉片的邊界層和葉片后緣的區(qū)域較薄，受到葉片攻角、葉片翼型和厚度等因素的影響，氣流在葉片前緣附近就發(fā)生不同程度的分離狀態(tài)，氣流與葉片發(fā)生分離的程度會隨著攻角的增加而增大，分離區(qū)的氣流會因為失去翼型效應而形成較大的渦流，使葉片運行阻力增加，降低機組對風能的利用效率。本發(fā)明提供的增效擾流板葉片，通過設(shè)置增效擾流板，能夠有效阻擾葉片上渦流的產(chǎn)生。

圖1為本發(fā)明實施例提供的增效擾流板葉片100的根端部分第一視角的結(jié)構(gòu)示意圖，請參閱圖1。

本實施例提供了一種增效擾流板葉片100。增效擾流板葉片100包括葉片主體110和增效擾流板120。葉片主體110具有根端111(請參閱圖3)、尖端112(請參閱圖3)、前緣113、后緣114、葉片壓力面115和葉片吸力面116。增效擾流板120設(shè)置在葉片主體110靠近根端111的一側(cè)，一個或多個增效擾流板120從葉片主體110的后緣114方向，間隔地套設(shè)在葉片壓力面115和葉片吸力面116上。

葉片主體110上曲率較小的邊緣為前緣113，曲率較大的邊緣為后緣114。前緣113與后緣114之間為葉片壓力面115和葉片吸力面116。

一個或多個增效擾流板120間隔地套設(shè)在葉片壓力面115和葉片吸力面116上。增效擾流板120與葉片壓力面115、后緣114和葉片吸力面116隨型安裝。一個或多個增效擾流板120，將葉片主體110的表面分割成幾個區(qū)域，可以增加氣流在葉片主體110表面的吸附能力，同時能夠阻斷來自增效擾流板葉片100展向的氣流，使展向氣流改變方向、轉(zhuǎn)為推動增效擾流板葉片100旋轉(zhuǎn)的升力。增效擾流板120隨葉片主體110旋轉(zhuǎn)的過程中，還能夠阻擾后緣114處渦流的形成，增加增效擾流板葉片100旋轉(zhuǎn)的升力，減少增效擾流板葉片100旋轉(zhuǎn)的阻力，提高增效擾流板葉片100對風能的利用效率。

圖2為本發(fā)明實施例提供的增效擾流板葉片100的根端部分第二視角的結(jié)構(gòu)示意圖，請參閱圖2。

增效擾流板120套設(shè)在葉片主體110的靠近根端111的一側(cè)。增效擾流板120呈弧形板結(jié)構(gòu)，其表面凸向葉片主體110的尖端112方向。增效擾流板120呈Y字形狀，其頂部遠離葉片主體110的后緣114。

圖3為圖1、圖2的葉片主體的結(jié)構(gòu)示意圖，請參閱圖3。

葉片主體110具有根端111、尖端112、前緣113(圖中未示出，請參閱圖1)、后緣114、葉片壓力面115和葉片吸力面116。

葉片主體110的外形可采用NACA(美國國家航空咨詢委員會)系列翼型或者自定義系列翼型。整體上，增效擾流板葉片100具有氣動外形。

增效擾流板葉片100在旋轉(zhuǎn)的過程中，根端111雖然轉(zhuǎn)動速度不高，但由于根端111直徑較大，氣流的流速也較大，同時由于風電機組輪轂的旋轉(zhuǎn)，在混合因素作用下，在根端111處也會產(chǎn)生降低風機使用效率的渦流。在根端111附近設(shè)置增效擾流板120，能夠有效抑制根端111處渦流的產(chǎn)生，有效改善根端111處氣流的流動狀況，減少根端111處能量損失，提高原有機組的輸出功率。

此外，本實施例提供的增效擾流板葉片100可以通過真空灌注、層壓法、結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)、膩子填充、打磨等生產(chǎn)工藝制備。

本實施例提供的增效擾流板葉片100不僅結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，而且根據(jù)風場風資源特性、葉片氣動特性以及機組性能特性，在滿足整機設(shè)計載荷安全、強度安全的前提下，通過設(shè)置增效擾流板120，改善了增效擾流板葉片100表面的捕風能力，提高了對風能的利用效率，能夠有效提高機組的發(fā)電能力。

為確保風力發(fā)電機組的安全性和有效性，要對風電機組整機及葉片進行計算校核。校核內(nèi)容包括：葉片載荷及強度、各聯(lián)接結(jié)構(gòu)強度(含螺栓)、葉片頻率、整機各大結(jié)構(gòu)件載荷及強度、變槳機構(gòu)扭矩及強度、軸承載荷及強度、齒輪箱扭矩及強度、發(fā)電機扭矩及強度、塔筒載荷及強度、基礎(chǔ)載荷及承載力、整機頻率、功率曲線及發(fā)電量。通過以上計算及校核，可以確保該風力發(fā)電機組的安全性和有效性。

本實施例提供的增效擾流板葉片100，可以用于低風速區(qū)域、兆瓦級、大葉片風電機組，尤其是功率在1.5MW以上，同時葉輪直徑在77米以上的機組，能夠有效提高機組的發(fā)電能力。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。