[發明專利]葉片、葉片增效系統及風力發電機組

有效

• 申請號: 201711461630.9
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108087193B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 李富
• 申請（專利權）人: 江蘇金風科技有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 11286 北京銘碩知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉躍舉;劉奕晴

本發明公開了一種葉片、葉片增效系統及風力發電機組，所述葉片增效系統包括：引流管，至少預埋在葉片的吸力面和壓力面中的吸力面上并處于所述葉片的主梁的靠近所述葉片的后緣的一側，且開設有多個氣口而與外界連通；氣泵，與所述引流管連接；控制器，至少基于風速和當前來流攻角來控制所述氣泵通過所述引流管進行吸氣或噴氣。通過該葉片增效系統，能夠在不改變葉片的結構和氣動性能的基礎上，對葉片表面上的氣流進行干預，避免失速現象的發生。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，具體地說，本發明涉及一種具有失速防護結構的葉片、葉片增效系統及具有該葉片增效系統的風力發電機組。

背景技術

在風力發電機組運行時，若氣流相對葉片的攻角過大，會在葉片后緣出現氣流分離的現象，也稱失速，這時流過葉片表面的氣流由層流變為紊流。當發生失速時，葉片上的升力迅速下降且阻力迅速增高，因此在葉片正常工作狀態下，要盡可能避免葉片出現失速。

為了避免失速，通常的做法是降低兩側的壓力差，在葉片后緣開口并直接把迎風面的氣流引導背風面來減小兩側的壓力差就是目前比較直接的一種解決方法。還有在葉片表面開孔并設置吸氣裝置而把將要分離的氣流重新吸附到葉片表面，從而實現減緩后緣氣流分離。這種方式雖然可以減緩失速，但是開孔會破壞葉片結構的完整性，后緣又是提供擺振剛度的主要部件區域，因此比較難實現。

還有一類方法是從葉根區域開孔引氣和排氣。此種方法雖然在一定程度上可以改善葉根以及葉尖的氣動性能，但是葉根在不同工況受拉壓彎扭等多種載荷，受載較大且復雜，開孔不利于結構完整性。此外，葉尖和葉根都不是產生升力的主要區域，因此在這樣的區域開孔效果有限。還有在葉片表面上增設射流孔和導流板的方法，然而導流板除了起到導流的作用，不同的安裝角度和安裝位置會對葉片載荷帶來不同的影響，且導流板類似渦流發生器的結構，會在氣流場內引入新的渦流，使用前都需對其效果進行測試明確。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有失速防護結構的葉片、葉片增效系統以及具有該葉片增效系統的風力發電機組，以在不改變葉片的結構和氣動性能的基礎上，對葉片表面上的氣流進行干預，提高發電功率。

本發明的另一目的在于提供一種風力發電機組。

為了實現上述目的，根據本發明的一方面，提供了一種用于風力發電機組的葉片，所述葉片包括在葉根和葉尖之間延伸的吸力面和壓力面，所述葉片還包括與風力發電機組的輪轂內部空間連通的引流管，所述引流管至少預埋在所述吸力面和壓力面中的吸力面上并處于所述葉片的主梁的靠近所述葉片的后緣的一側，且在所述葉片的表面和所述引流管上開設有沿葉片展向分布的多個氣口而使所述引流管與外界連通。

可選地，所述引流管到所述主梁的距離是從所述主梁到所述葉片的后緣的距離的1/3至2/3。

可選地，所述引流管從所述葉片的葉根連續地延伸到所述葉片的葉尖，或者在所述葉根和所述葉尖之間的區域內分段地設置。

可選地，所述引流管在所述葉片的弦向上設置有多排。

可選地，所述引流管被預埋在形成在所述葉片的表面上的凹坑內，并被補強布層覆蓋。

可選地，所述氣口相對于所述葉片的表面成角度地朝向所述后緣傾斜，且傾斜的角度為10°至30°。

根據本發明的另一方面，還提供了一種葉片增效系統，所述葉片增效系統包括：上述引流管；氣泵，與所述引流管連接；控制器，至少基于風速和當前來流攻角來控制所述氣泵通過所述引流管從所述葉片的表面吸氣或從所述葉片的表面向外噴氣。

可選地，被預埋在所述葉片的同一個表面上的引流管包括均連接到同一個氣泵的用于吸氣的多個引流管和用于噴氣的多個引流管。