[实用新型]一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片

说明书

本实用新型公开了一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片，包括叶片主体、过渡段和S型叶尖小翼，所述叶片主体和S型叶尖小翼通过过渡段相连接，所述过渡段与叶片主体连接处的两个端面的形状大小相匹配，其与S型叶尖小翼连接处的两个端面的形状大小相匹配，其弦长由与叶片主体相连接的端部向与S型叶尖小翼相连接的端部平滑过渡；所述S型叶尖小翼整体向叶片的迎风面弯曲延伸或向其背风面弯曲延伸。本实用新型能够更好的削弱叶尖涡的强度，减小叶片运行过程中的诱导阻力，有效提高机组发电量，此外还能起到降低叶尖涡噪声的作用。

技术领域

本实用新型涉及风力发电机叶片的技术领域，尤其是指一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片。

背景技术

风能是一种清洁可再生能源，当下随着国家能源结构转型的推进，新能源行业发展迅猛，风力发电已成为主要的新增电力机组的选择。与此同时，风力发电技术在发展过程中也将遇到一些亟待解决的新问题。

如风力发电机在运行过程中，由于叶片迎风面表面压力大，背风面表面压力小，在叶尖会形成从迎风面到背风面的绕流，并随着来流向风轮后方流动，即叶尖涡。叶尖涡的存在，会改变叶片尤其是叶尖区域的下洗速度场分布，引入的诱导速度会减少来流有效攻角，影响风力发电机运行的效率，由于叶尖涡的存在而产生的诱导速度进而引起的阻力也称为诱导阻力。

目前叶尖小翼(在航空领域也叫翼梢小翼)的应用多集中在航空领域，风电行业风力发电机叶片上应用叶尖小翼的工程项目较少。在风力发电机叶片上应用叶尖小翼能在不明显增加叶片根部弯矩的前提下，减轻结构设计负担，有效提高扭矩。同时在风力发电机叶片叶尖设计或安装叶尖小翼能有效阻止气流沿叶片的展向流动，分散叶尖涡削弱叶尖涡强度，改善叶片区域的下洗速度场分布，增加来流有效攻角，减小产生的诱导阻力，起到减阻增升，提高年发电量，并降低叶尖涡噪声。同时通过采用安装叶尖小翼提高机组发电量，相比现有的通过延长叶片的手段提高机组发电量，前者能使叶片结构承受更小的负荷，有利于叶片和机组的安全性，而后者可能还会带来额外的负面影响，如：气弹、净空不足等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片，通过S型叶尖小翼的设计，能够更好的解决由于叶尖涡存在而产生的诱导阻力影响风力机发电效率的问题，该结构能够在不明显增加叶片结构负荷的前提下，削弱叶尖涡的强度，减小叶片运行过程中的诱导阻力，有效提高机组发电量，此外还能起到降低叶尖涡噪声的作用。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片，包括叶片主体、过渡段和S型叶尖小翼，所述叶片主体和S型叶尖小翼通过过渡段相连接，所述过渡段与叶片主体连接处的两个端面的形状大小相匹配，其与S型叶尖小翼连接处的两个端面的形状大小相匹配，其弦长由与叶片主体相连接的端部向与S型叶尖小翼相连接的端部平滑过渡；所述S型叶尖小翼整体向叶片的迎风面弯曲延伸或向其背风面弯曲延伸。

进一步，所述S型叶尖小翼由第一小翼和第二小翼连接组成，所述第一小翼包括相互连接的第一直线段部分和第一弯曲圆角部分，该第一小翼通过第一弯曲圆角部分与过渡段相连接，所述第二小翼包括相互连接的第二直线段部分和第二弯曲圆角部分，所述第二小翼通过第二弯曲圆角部分与第一小翼相连接，且所述第一直线段部分与叶片主体的延长线形成第一倾斜角，所述第二直线段部分与第一直线段部分的延长线形成第二倾斜角。

进一步，所述第一倾斜角为40°～90°，所述第二倾斜角为40°～90°。

进一步，所述第一弯曲圆角部分的弯曲半径为叶片主体长度的0.25％～2％，所述第二弯曲圆角部分的弯曲半径为第一弯曲圆角部分弯曲半径的1/4～1/2。

进一步，所述第一小翼的高度，即其翼尖至叶片主体延长线的垂直距离，为叶片主体长度的1％～4％；所述第二小翼的高度，即其翼尖至第一小翼的第一直线段部分的延长线的垂直距离，为第一小翼高度的1/4～1/2。