本發(fā)明涉及風力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶有多個輔助翼的分叉式葉片。

背景技術(shù)：

隨著世界范圍內(nèi)能源危機的爆發(fā)，風能、水能、潮汐等可再生能源得到越來越廣泛的重視。與其他的可再生能源相比，風能具有儲量大、分布廣、能量密度低，不同地區(qū)差異大，穩(wěn)定性差等特點，但由于其巨大的儲存量不斷的被人類開發(fā)利用，進而帶動了風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展。

在風力發(fā)電機組中風輪的作用是吸收風能，并將自然風中的風能轉(zhuǎn)化為風輪旋轉(zhuǎn)過程中的機械能。其中葉片是風輪中吸收風能的主要部分，葉片的氣動設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞，決定了風輪捕獲風能的能力和風力發(fā)電機組的發(fā)電量。

目前主流的風力發(fā)電機組主要是水平軸三葉片風力發(fā)電機組，原因是現(xiàn)代水平軸風電機組風輪的功率系數(shù)比垂直軸風輪高，其中三葉片風輪的功率系數(shù)較高，其最大功率系數(shù)約為0.47，對應(yīng)的葉尖速比約為7；雙葉片和單葉片風輪的風能轉(zhuǎn)換效率也高，其最大功率系數(shù)對應(yīng)的葉尖速比也高于三葉片風輪，即在相同風速條件下，葉片數(shù)越少，風輪最佳轉(zhuǎn)速越高。相比之下，多葉片風車的最佳葉尖速比較低，風輪轉(zhuǎn)速可以很慢，但是由于多葉片風輪的功率系數(shù)過低，因而很少用于現(xiàn)代風力發(fā)電機組。就葉片設(shè)計而言，葉片數(shù)目越多，最大轉(zhuǎn)矩系數(shù)值也就越大，對應(yīng)的葉尖速比也越小，其啟動轉(zhuǎn)矩越大，啟動性能越好。但是隨著葉片數(shù)目的增多也會造成最大風能利用系數(shù)降低。

隨著風力發(fā)電機技術(shù)的不斷發(fā)展，風電機組單機容量不斷增加。從初期的千瓦級到今天的多兆瓦級，葉片長度也從幾米達到目前的上百米，所以造成了風力發(fā)電機組的啟動轉(zhuǎn)矩要求越來越大。但由于風能的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致風力發(fā)電機組經(jīng)常會在較低的風速下運行為，在低風速運行下風電機組啟動性能差，風能利用系數(shù)低這些問題越發(fā)明顯。同時因為葉尖處葉片比較薄，強度較弱，產(chǎn)生較強的葉尖渦，造成葉片效率降低、疲勞載荷增加和葉尖噪聲增大，影響葉片的氣動性能。為了解決這些問題，需要找到一種既可以增加風力發(fā)電機組啟動性能，降低風力發(fā)電機組運行時的噪音，又不至于由于增加葉片數(shù)目而造成風力發(fā)電機組成本的上升以及風能利用系數(shù)下降的新型葉片設(shè)計方法。

因此，如何提高葉片在不同風電場中的適應(yīng)能力，擴大葉片的適應(yīng)范圍，從而保證不同風況下的風電機組效率，就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種帶有多個輔助翼的分叉式葉片，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷。利用安裝多個輔助翼來提高風力發(fā)電機組啟動時和運行轉(zhuǎn)矩，降低運行時的轉(zhuǎn)速，起到降低葉片噪音，提高啟動特性、風力發(fā)電機組低風速下風能利用系數(shù)和發(fā)電量的作用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種帶有多個輔助翼的分叉式葉片，包含主葉片、輔助翼和連接件；所述主葉片由葉片根部和葉片本體形成，所述葉片根部呈圓柱體形狀，可以與輪轂連接，所述葉片本體由葉片內(nèi)部設(shè)置多片位置相對應(yīng)的腹板和覆蓋在所述腹板上的蒙皮通過膠結(jié)形成，所述葉片本體呈槳狀；所述輔助翼形狀與安裝位置對應(yīng)的主葉片形狀相同，且所述輔助翼的寬度小于所述葉片本體的寬度；所述連接件呈圓柱體，設(shè)置在所述輔助翼的兩端，用于連接所述葉片本體和所述輔助翼。

優(yōu)選地，所述輔助翼設(shè)置有4個。

優(yōu)選地，所述輔助翼的寬度為葉片本體寬度的15％。

優(yōu)選地，在所述主葉片的正面設(shè)置有2個所述輔助翼，每個所述輔助翼的長度方向沿所述主葉片從葉片尖端到葉片根部方向設(shè)置，且2個所述輔助翼在所述主葉片上呈從葉片尖端到葉片根部依次順序排列。

優(yōu)選地，2個所述輔助翼之間的距離為主葉片長度的5％。

優(yōu)選地，在所述主葉片的背面設(shè)置有1個所述輔助翼，所述輔助翼的長度方向沿所述主葉片從葉片尖端到葉片根部方向設(shè)置。

優(yōu)選地，所述正面靠近葉片尖端的輔助翼與背面的輔助翼設(shè)置成相對于主葉片1相對稱。

優(yōu)選地，每個所述輔助翼上設(shè)置2個所述連接件。

在風力發(fā)電機組葉片部分安裝多個輔助翼。由于特殊的葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計，在風力發(fā)電機組運行進行時，由于增加了輔助翼，自然風流過帶有多個輔助翼的分叉式葉片時每個小的輔助翼都會產(chǎn)生升力，輔助翼提高了整個風力發(fā)電機組的啟動轉(zhuǎn)矩和運行轉(zhuǎn)矩。增強了風力發(fā)電機組啟動性能和在較低風速下吸收風能的能力。保證了在較低的風速下運行時，也可以保證擁有較大的轉(zhuǎn)矩，提高了在低風速下風能捕獲率增加了發(fā)電量。并且伴隨著風輪轉(zhuǎn)速的降低，風輪在運行過程中的旋轉(zhuǎn)噪聲也會降低。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供了一種帶有多個輔助翼的分叉式葉片，此結(jié)構(gòu)的風力發(fā)電機組葉片與現(xiàn)有技術(shù)中的葉片相比具有以下優(yōu)點：

(1)風力發(fā)電機組啟動時，自然風流過葉片的輔助翼時，會產(chǎn)生升力，增加了整個葉片部分的升力，導(dǎo)致風力發(fā)電機組的啟動性能得以增強。大型的風力發(fā)電機組比較適合采用此種設(shè)計。

(2)提高了風力發(fā)電機組在整個運行過程的轉(zhuǎn)矩，保證了風力發(fā)電機組在較低風速運行下也能擁有較大的風能捕獲效率，提高了風力發(fā)電機組發(fā)電量。

(3)降低了風力發(fā)電機組正常運行中的轉(zhuǎn)速，從而起到降低葉片噪聲的作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的帶有多個輔助翼的分叉式葉片的主視圖；

圖2為本發(fā)明的帶有多個輔助翼的分叉式葉片的右視圖。

圖3為本發(fā)明的帶有多個輔助翼的分叉式葉片的仰視圖；

具體實施方式

為使本發(fā)明實施的目的、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)方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。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。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。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。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。

在本發(fā)明一寬泛實施例中：一種帶有多個輔助翼的分叉式葉片，包含主葉片、輔助翼和連接件；所述主葉片由葉片根部和葉片本體形成，所述葉片根部呈圓柱體形狀，可以與輪轂連接，所述葉片本體由葉片內(nèi)部設(shè)置多片位置相對應(yīng)的腹板和覆蓋在所述腹板上的蒙皮通過膠結(jié)形成，所述葉片本體呈槳狀(具有良好的空氣動力性能)；所述輔助翼形狀與安裝位置對應(yīng)的主葉片形狀相同，且所述輔助翼的寬度小于所述葉片本體的寬度；所述連接件呈圓柱體，設(shè)置在所述輔助翼的兩端，用于連接所述葉片本體和所述輔助翼。

本發(fā)明提供的帶有多個輔助翼的分叉式葉片，與現(xiàn)有葉片相比具有以下優(yōu)點：

(1)風力發(fā)電機組啟動時，自然風流過葉片的輔助翼時，會產(chǎn)生升力，增加了整個葉片部分的升力，導(dǎo)致風力發(fā)電機組的啟動性能得以增強。大型的風力發(fā)電機組比較適合采用此種設(shè)計。

(2)提高了風力發(fā)電機組在整個運行過程的轉(zhuǎn)矩，保證了風力發(fā)電機組在較低風速運行下也能擁有較大的風能捕獲效率，提高了風力發(fā)電機組發(fā)電量。

(3)降低了風力發(fā)電機組正常運行中的轉(zhuǎn)速，從而起到降低葉片噪聲的作用。

根據(jù)附圖1-3對本發(fā)明進行詳細描述。

一種帶有多個輔助翼的分叉式葉片，包含主葉片1、輔助翼2和連接件3；所述主葉片1由葉片根部和葉片本體形成，所述葉片根部呈圓柱體形狀，可以與輪轂連接，所述葉片本體由葉片內(nèi)部設(shè)置多片位置相對應(yīng)的腹板和覆蓋在所述腹板上的蒙皮通過膠結(jié)形成，所述葉片本體呈槳狀(具有優(yōu)良的空氣動力性能)；所述輔助翼2形狀與安裝位置對應(yīng)的主葉片形狀相同，且所述輔助翼2的寬度小于所述葉片本體的寬度，優(yōu)選地可以為葉片本體寬度的15％；所述連接件3呈圓柱體，設(shè)置在所述輔助翼2的兩端，用于連接所述葉片本體和所述輔助翼2。

所述輔助翼2設(shè)置有4個。

在所述主葉片1的正面設(shè)置有2個所述輔助翼2，且每個所述輔助翼2的長度方向沿所述主葉片1從葉片尖端到葉片根部方向設(shè)置，且2個所述輔助翼2在所述主葉片1上從葉片尖端到葉片根部依次順序排列。優(yōu)選地，2個所述輔助翼2之間的距離為主葉片1長度的5％。

在所述主葉片1的背面設(shè)置有1個所述輔助翼2，且所述輔助翼2的長度方向沿所述主葉片1從葉片尖端到葉片根部方向設(shè)置。

所述正面靠近葉片尖端的輔助翼2與背面的輔助翼2設(shè)置成相對于主葉片1相對稱。

每個所述輔助翼2上設(shè)置2個所述連接件3。

最后需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。