[发明专利]风机叶片及具有该风机叶片的风力涡轮机

说明书

本公开提出一种风机叶片，包括叶片本体以及扰流结构。扰流结构沿叶片本体的轴向设于叶片本体的压力面上，扰流结构的截面图形具有远离叶片本体的外轮廓，外轮廓的形状为曲线或曲线与直线的组合。本公开通过设于叶片本体压力面的扰流结构，改变了原始翼型表面的流体流动状态，在扰流结构的靠近叶片本体前缘的位置，吸收了流动能量，增加了压力面的压力系数。在扰流结构的靠近叶片本体后缘的位置，增加了翼型的弯度，促进了流体向下游的流动，从而也增加了压力面的压力系数。

技术领域

本公开涉及风电技术领域，尤其涉及一种风机叶片及具有该风机叶片的风力涡轮机。

背景技术

风力涡轮机叶片上早期使用航空翼型，随相关行业的技术发展，越来越多的风力涡轮机专用翼型被应用到风机叶片的外形设计中。如图1至图3所示，现有的风力涡轮机专用翼型，尤其是大厚度翼型，当流体在风机叶片的压力面(Pressure side，即迎风面，风机叶片的另一面为背风面，Suction side)运行时，压力面的部分区域的压力系数较小(例如图3中的虚线区域即为压力系数较低的区域)，使风能利用系数降低，造成能量损失。

为了增加翼型表面的压力系数，提升风机叶片在压力面一侧的能量吸收能力，部分现有风力涡轮机叶片在设计中增加了例如格林襟翼、扰流板等扰流结构。然而，限于现有风机叶片的上述扰流结构的设计，利用扰流结构增加的风机叶片的前缘能量吸收较少，压力面压力系数增幅较小，风能利用率的提升效果仍无法满足业内需求。

发明内容

本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种具有较强能量吸收能力的扰流结构的风机叶片。

本公开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，提供一种具有上述风机叶片的风力涡轮机。

为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的一个方面，提供一种风机叶片，包括叶片本体，所述叶片本体具有压力面，且所述叶片本体具有叶尖和叶根。其中，所述风机叶片还包括扰流结构。所述扰流结构沿所述叶片本体的轴向设于所述叶片本体的压力面上，所述扰流结构的截面图形具有远离所述叶片本体的外轮廓，所述外轮廓的形状为曲线或曲线与直线的组合。

根据本公开的其中一个实施方式，所述扰流结构由所述叶片本体的所述叶根延伸至所述叶尖。

根据本公开的其中一个实施方式，所述扰流结构包括多个扰流单元，多个所述扰流单元沿轴向贯序间隔排列。

根据本公开的其中一个实施方式，任一所述扰流单元的所述外轮廓的形状为圆弧曲线、椭圆弧曲线、不规则曲线或者上述曲线中至少两个的组合。或者，任一所述扰流单元的所述外轮廓的形状为圆弧曲线与直线的组合、椭圆弧曲线与直线的组合或者不规则曲线与直线的组合。

根据本公开的其中一个实施方式，所述扰流结构的任意位置的截面的尺寸与所述叶片本体的对应于该位置的弦长正相关。

根据本公开的其中一个实施方式，所述扰流结构在弦向的相对设置位置，为所述叶片本体的0～80％的弦长所对应的位置。

根据本公开的其中一个实施方式，所述扰流结构的材质为塑性材料或者纤维混合树脂。

根据本公开的其中一个实施方式，所述风机叶片包括多个所述扰流结构。其中，多个所述扰流结构中的至少两个所述扰流结构在所述叶片本体的弦向上排列。和/或，多个所述扰流结构中的至少两个所述扰流结构在轴向上排列。

根据本公开的其中一个实施方式，所述风机叶片包括两个所述扰流结构，两个所述扰流结构分别为第一扰流结构和第二扰流结构，所述第一扰流结构的所述外轮廓的形状呈曲线且相对所述压力面外凸，所述第二扰流结构的所述外轮廓的形状呈曲线与直线的组合，且该曲线在弦向上的一端连接于所述前缘扰流结构并相对所述压力面内凹，另一端连接于该直线。