本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種延遲分離尾緣葉片。

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(lèi)的生存，綠色能源的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越被各個(gè)國(guó)家所重視。目前風(fēng)力發(fā)電行業(yè)在中國(guó)已經(jīng)開(kāi)始了大規(guī)模的擴(kuò)張。在過(guò)去10年中，中國(guó)風(fēng)力發(fā)電得到快速發(fā)展，裝機(jī)容量從1990年的2萬(wàn)千瓦增長(zhǎng)到1999年的26.8萬(wàn)千瓦，到2010年中國(guó)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量超過(guò)500萬(wàn)千瓦，中國(guó)正成為世界上風(fēng)力發(fā)電最發(fā)達(dá)的國(guó)家之一。

我國(guó)低風(fēng)速區(qū)域風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)步入規(guī)?；l(fā)展階段，但如何提高低風(fēng)速區(qū)域發(fā)電效率，一直是個(gè)難題。目前市場(chǎng)上普遍采取的策略是加長(zhǎng)葉片、增大風(fēng)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(fēng)能，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電能力。但加長(zhǎng)葉片、增加塔架高度勢(shì)必會(huì)增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重量，某些部件尺寸和重量也會(huì)隨之增加，由此還會(huì)導(dǎo)致成本增加、運(yùn)輸困難、影響機(jī)組安全性等一系列問(wèn)題。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片是風(fēng)電設(shè)備將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵部件，其制造成本約占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總成本的15％至30％。葉片通?；跉鈩?dòng)外形設(shè)計(jì)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(fēng)機(jī)捕風(fēng)效率，進(jìn)而提高風(fēng)機(jī)的輸出功率。但葉片在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，葉尖和葉根受到的阻力較大，降低了風(fēng)能的利用效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種延遲分離尾緣葉片，其旨在至少部分解決現(xiàn)有低風(fēng)速發(fā)電機(jī)組，葉片受到的阻力較大、風(fēng)能利用效率低的技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案：一種延遲分離尾緣葉片包括葉片主體、箱體和延遲分離尾緣；所述葉片主體具有尖端、根端、前緣和后緣；所述箱體套設(shè)在所述根端上；所述箱體具有端板；所述延遲分離尾緣連接在所述端板表面；

所述葉片主體包括相對(duì)設(shè)置的葉片壓力側(cè)壁和葉片吸力側(cè)壁，所述箱體包括相對(duì)設(shè)置的箱體壓力側(cè)壁和箱體吸力側(cè)壁，所述箱體壓力側(cè)壁覆蓋于所述葉片壓力側(cè)壁，所述箱體吸力側(cè)壁覆蓋于所述葉片吸力側(cè)壁；

所述箱體還包括翼刀，所述翼刀套設(shè)在所述葉片主體靠近所述根端的一側(cè)。

進(jìn)一步地，所述翼刀呈弧形板結(jié)構(gòu)，所述翼刀表面凸向所述尖端。

進(jìn)一步地，所述箱體還包括端板；所述箱體壓力側(cè)壁的前緣、所述葉片主體的前緣、所述箱體吸力側(cè)壁的前緣依次連接并平滑過(guò)渡，所述箱體壓力側(cè)壁的后緣與所述箱體吸力側(cè)壁的后緣通過(guò)所述端板連接。

進(jìn)一步地，所述箱體還包括多個(gè)箱體肋板；所述箱體肋板間隔設(shè)置在所述箱體壓力側(cè)壁和所述箱體吸力側(cè)壁的內(nèi)側(cè)。

進(jìn)一步地，所述箱體壓力側(cè)壁、所述葉片壓力側(cè)壁、所述箱體吸力側(cè)壁、所述葉片吸力側(cè)壁的外表面均平滑過(guò)渡。

進(jìn)一步地，所述箱體壓力側(cè)壁、所述箱體吸力側(cè)壁與所述端板所圍成的空腔，其截面面積從所述根端至所述尖端的方向逐漸變小。

進(jìn)一步地，所述延遲分離尾緣設(shè)置在所述端板遠(yuǎn)離所述箱體壓力側(cè)壁和所述箱體吸力側(cè)壁的一側(cè)；所述延遲分離尾緣沿所述箱體壓力側(cè)壁和所述箱體吸力側(cè)壁的長(zhǎng)度方向延伸。

進(jìn)一步地，所述延遲分離尾緣的截面呈V字形狀；所述延遲分離尾緣的尖部遠(yuǎn)離所述箱體壓力側(cè)壁和所述箱體吸力側(cè)壁。

本實(shí)用新型提供的延遲分離尾緣葉片的有益效果是：

首先，在葉片主體的根端上套設(shè)箱體，箱體包括翼刀，翼刀能夠阻擋風(fēng)機(jī)輪轂處產(chǎn)生的渦流，減輕葉片轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力。箱體的設(shè)置可以增加葉片在根端表面的受風(fēng)面積，改善氣流在根端表面的吸附能力，從而增加葉片的捕風(fēng)能力。其次，在箱體的端板表面設(shè)置延遲分離尾緣，氣流在流經(jīng)到箱體后緣方向時(shí)，可以在延遲分離尾緣處平滑通過(guò)，削弱了在箱體后緣處形成的渦流，可以增加葉片的升力，減少葉片的阻力，提高葉片對(duì)風(fēng)能的利用效率。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的延遲分離尾緣葉片的根端部分的第一視角結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的延遲分離尾緣葉片的根端部分的第二視角結(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(biāo)：100-延遲分離尾緣葉片；200-葉片吸力面；300-葉片后緣；400-葉片前緣；110-葉片主體；111-根端；112-尖端；120-箱體；121-箱體壓力側(cè)壁；122-箱體吸力側(cè)壁；123-翼刀；124-端板；130-延遲分離尾緣。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“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，或者是該實(shí)用新型產(chǎn)品使用時(shí)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實(shí)用新型和簡(jiǎn)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(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“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(duì)重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)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(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)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(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在通常情況下，葉片工作時(shí)，葉片表面的氣流能夠很好地形成附著無(wú)分離流動(dòng)，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(huì)隨著攻角的增加而增大，分離區(qū)的氣流會(huì)因?yàn)槭ヒ硇托?yīng)而形成較大的渦流，使葉片運(yùn)行阻力增加，降低機(jī)組對(duì)風(fēng)能的利用效率。本實(shí)用新型提供的延遲分離尾緣葉片通過(guò)設(shè)置箱體和延遲分離尾緣，能夠有效阻擾葉片上渦流的產(chǎn)生。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的延遲分離尾緣葉片100的根端部分的第一視角結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)參閱圖1。需要說(shuō)明的是，所有附圖中帶箭頭的附圖標(biāo)記指代表面或邊緣，未帶箭頭的附圖標(biāo)記指代實(shí)體。

本實(shí)施例提供了一種延遲分離尾緣葉片100。葉片100包括葉片主體110、箱體120和延遲分離尾緣130。葉片主體110具有根端111和尖端112(請(qǐng)參閱圖3)。箱體120套設(shè)在根端111上。箱體120具有端板124，延遲分離尾緣130連接在端板124表面。整體上，延遲分離尾緣葉片100具有氣動(dòng)外形。

圖2為圖1的延遲分離尾緣葉片的根端部分的第二視角結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)參閱圖2。

箱體120包括相對(duì)設(shè)置的箱體壓力側(cè)壁121、箱體吸力側(cè)壁122、翼刀123、端板124和箱體肋板(圖中未示出)。

延遲分離尾緣葉片100上較窄一側(cè)的邊緣為葉片后緣300，較寬一側(cè)的邊緣為葉片前緣400。葉片前緣400由箱體120的前緣和葉片主體110的前緣拼接而成。葉片后緣300由箱體120的后緣和葉片主體110的后緣拼接而成。葉片前緣300與葉片后緣400之間則為相對(duì)設(shè)置的葉片壓力面(圖中未示出)和葉片吸力面200。

箱體壓力側(cè)壁121通過(guò)箱體肋板覆蓋于葉片壓力側(cè)壁113(請(qǐng)參閱圖3)的外側(cè)。箱體壓力側(cè)壁121、葉片壓力側(cè)壁113的外表面拼接形成葉片壓力面(圖中未示出)(pressure side，PS面)，也稱(chēng)為迎風(fēng)面。

箱體吸力側(cè)壁122通過(guò)箱體肋板覆蓋于葉片吸力側(cè)壁114(請(qǐng)參閱圖3)的外側(cè)。箱體吸力側(cè)壁122、葉片吸力側(cè)壁114的外表面拼接形成葉片吸力面200(suction side，SS面)，也稱(chēng)為背風(fēng)面。

箱體壓力側(cè)壁121、葉片壓力側(cè)壁113、箱體吸力側(cè)壁122、葉片吸力側(cè)壁114的外表面均平滑過(guò)渡。

箱體壓力側(cè)壁121的前緣與葉片主體110的前緣連接，箱體吸力側(cè)壁122的前緣也與葉片主體110的前緣連接，箱體壓力側(cè)壁121的前緣、葉片主體110的前緣、箱體吸力側(cè)壁122的前緣依次連接并平滑過(guò)渡。箱體壓力側(cè)壁121的后緣與箱體吸力側(cè)壁122的后緣通過(guò)端板124連接。箱體120的后緣由端板124封堵。

箱體壓力側(cè)壁121、箱體吸力側(cè)壁122與端板124所圍成的空腔，其截面面積從根端111至尖端112(請(qǐng)參閱圖3)的方向逐漸變小。這樣，使箱體120的外形隨型構(gòu)造，同時(shí)其外表面可以有效改善氣流的流動(dòng)狀況，增加氣流的吸附能力。

翼刀123套設(shè)在葉片主體110的根端111上。翼刀123與箱體壓力側(cè)壁121和箱體吸力側(cè)壁122隨型安裝。翼刀123呈弧形板結(jié)構(gòu)，翼刀123的表面凸向葉片主體110的尖端112方向。延遲分離尾緣葉片100旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，翼刀123隨之旋轉(zhuǎn)，在一定程度上對(duì)輪轂方向形成的渦流起到阻擋作用，減輕了對(duì)延遲分離尾緣葉片100旋轉(zhuǎn)的阻力。

端板124使箱體后緣具有一定寬度，相當(dāng)于對(duì)箱體后緣起到加長(zhǎng)和加寬的作用，從而增加延遲分離尾緣葉片100的有效受風(fēng)面積，減少葉片后緣300處的效率損失，并且能夠有效引導(dǎo)氣流平穩(wěn)通過(guò)，減輕在箱體后緣部分形成的渦流，端板124能夠起到支撐和加固的作用。

多個(gè)箱體肋板平行設(shè)置在箱體壓力側(cè)壁121和箱體吸力側(cè)壁122的內(nèi)側(cè)，對(duì)箱體120形成內(nèi)部支撐、形成一個(gè)空腔，且與箱體壓力側(cè)壁121和箱體吸力側(cè)壁122隨型安裝。多個(gè)箱體肋板起到了結(jié)構(gòu)上的加強(qiáng)作用，避免運(yùn)行過(guò)程中可能在延遲分離尾緣葉片100的根部出現(xiàn)疲勞、開(kāi)裂的現(xiàn)象，運(yùn)用于低風(fēng)速區(qū)域、兆瓦級(jí)、大葉片風(fēng)電機(jī)組，能夠有效提升其發(fā)電量。

延遲分離尾緣130設(shè)置在端板124遠(yuǎn)離箱體壓力側(cè)壁121和箱體吸力側(cè)壁122的一側(cè)。延遲分離尾緣130沿箱體壓力側(cè)壁121和箱體吸力側(cè)壁122的長(zhǎng)度方向延伸。延遲分離尾緣130的截面呈V字形狀。延遲分離尾緣130的尖部遠(yuǎn)離箱體壓力側(cè)壁121和箱體吸力側(cè)壁122。在箱體120的外表面設(shè)置延遲分離尾緣130，這樣就在延遲分離尾緣葉片100的葉根處形成氣動(dòng)外形。延遲分離尾緣130由箱體吸力側(cè)壁122向箱體壓力側(cè)壁121傾斜，氣流在流經(jīng)到箱體后緣時(shí)，可以在延遲分離尾緣130處平滑通過(guò)，削弱了在箱體后緣處形成的渦流。

延遲分離尾緣葉片100在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，延遲分離尾緣葉片100的葉根雖然轉(zhuǎn)動(dòng)速度不高，但由于根部直徑較大，氣流的流速也較大，同時(shí)由于輪轂的旋轉(zhuǎn)，在混合因素作用下，在葉根部分也會(huì)產(chǎn)生降低風(fēng)機(jī)使用效率的渦流。在葉根處設(shè)置箱體120和延遲分離尾緣130這樣的結(jié)構(gòu)能夠有效抑制葉根部分渦流的產(chǎn)生，提升延遲分離尾緣葉片的工作效率，提高機(jī)組發(fā)電量。整體上，延遲分離尾緣葉片100具有氣動(dòng)外形。

圖3為圖1、圖2的葉片主體110的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)參閱圖3。

葉片主體110具有根端111和尖端112。葉片主體110還包括相對(duì)設(shè)置的葉片壓力側(cè)壁113和葉片吸力側(cè)壁114。葉片主體110的外形可采用NACA(美國(guó)國(guó)家航空咨詢(xún)委員會(huì))系列翼型或者自定義系列翼型。

此外，本實(shí)施例提供的延遲分離尾緣葉片100可以通過(guò)真空灌注、層壓法、結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)、膩?zhàn)犹畛?、打磨等生產(chǎn)工藝制備。

本實(shí)施例中的箱體120可以有效改善葉根處氣流的流動(dòng)狀況，抑制葉根處擾流和漩渦的產(chǎn)生，減少葉根處能量損失，同時(shí)增加延遲分離尾緣葉片的受風(fēng)面積，改善氣流在延遲分離葉片100表面的吸附能力，提高原有機(jī)組的輸出功率。本實(shí)施例中設(shè)置的延遲分離尾緣130，氣流在流經(jīng)到箱體后緣方向時(shí)，可以在延遲分離尾緣130處平滑通過(guò)，削弱了在箱體后緣處形成的渦流，可以增加葉片的升力，減少葉片的阻力，提高葉片對(duì)風(fēng)能的利用效率。

本實(shí)施例提供的延遲分離尾緣葉片100不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，而且根據(jù)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)資源特性、葉片氣動(dòng)特性以及機(jī)組性能特性，在滿(mǎn)足整機(jī)設(shè)計(jì)載荷安全、強(qiáng)度安全的前提下，通過(guò)設(shè)置箱體120和延遲分離尾緣130，降低了延遲分離尾緣葉片100受到的阻力，改善了延遲分離尾緣葉片100表面的捕風(fēng)能力，提高了對(duì)風(fēng)能的利用效率，能夠有效提高機(jī)組的發(fā)電能力。

為確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全性和有效性，要對(duì)風(fēng)電機(jī)組整機(jī)及葉片進(jìn)行計(jì)算校核。校核內(nèi)容包括：葉片載荷及強(qiáng)度、各聯(lián)接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(含螺栓)、葉片頻率、整機(jī)各大結(jié)構(gòu)件載荷及強(qiáng)度、變槳機(jī)構(gòu)扭矩及強(qiáng)度、軸承載荷及強(qiáng)度、齒輪箱扭矩及強(qiáng)度、發(fā)電機(jī)扭矩及強(qiáng)度、塔筒載荷及強(qiáng)度、基礎(chǔ)載荷及承載力、整機(jī)頻率、功率曲線及發(fā)電量。通過(guò)以上計(jì)算及校核，可以確保該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全性和有效性。

本實(shí)施例提供的延遲分離尾緣葉片100可以用于低風(fēng)速區(qū)域、兆瓦級(jí)、大葉片風(fēng)電機(jī)組，尤其是功率在1.5MW以上，同時(shí)葉輪直徑在77米以上的機(jī)組，能夠有效提高機(jī)組的發(fā)電能力。

以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。