增功结构及风电叶片的制作方法

1.本发明涉及风电设备技术领域，尤其涉及一种增功结构及风电叶片。


背景技术：

2.风能是目前应用较为广泛的清洁能源之一，利用风能发电的装置为风力涡轮机。风力涡轮机在捕获风能时，风电叶片的作用十分关键。风电叶片的外形设计直接影响到风机的发电效率。风电叶片捕获风能的效率可以从截面翼型的升力系数cl、阻力系数cd和升阻比cl/cd来体现。为了能够使得风电叶片获能的效率高，并且降低其荷载，需要风电叶片的翼型具有高升力和低阻力的特征，即其气动特性表现为具有高的升阻比。
3.目前用于提高升阻比的方法主要有如下两种：第一种，利用涡流发生器，人为干扰边界层的流动，提前让边界层变为湍流边界层，从而可以向内部输送能量，抑制翼型表面的流动分离。第二种，采用扰流板或襟翼等装置，通过干扰涡旋的产生与脱落来提高升阻比。
4.上述方法虽然具有增功效果，但是上述方式较为复杂，且对于已经投入生产运行的风电叶片，并不便于在其上利用上述方案进行增功。
5.因此，亟需一种增功结构及风电叶片，以解决以上问题。


技术实现要素：

6.根据本发明的一个方面，目的在于提供一种增功结构，该增功结构能够提升风电叶片的升阻比，改善其气动特性，从而达到增功的效果，且结构简单，便于安装。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.增功结构，安装于叶片主体的后缘，所述增功结构呈v形结构，所述叶片主体的后缘插设并连接于所述增功结构的开口内，所述增功结构能够延长所述叶片主体翼型的弦长。
9.作为本发明提供的增功结构的优选方案，所述增功结构包括呈角度连接的第一延长件和第二延长件，所述第一延长件的一个边沿和所述第二延长件的一个边沿连接，所述第一延长件和所述第二延长件中的任一个连接于所述叶片主体的迎风面，另一个连接于所述叶片主体的背风面。
10.作为本发明提供的增功结构的优选方案，所述增功结构还包括第一衔接部和第二衔接部，所述第一衔接部设置于所述第一延长件的端部，并连接于所述叶片主体的背风面；
11.所述第二衔接部设置于所述第二延长件的端部，并连接于所述叶片主体的迎风面。
12.作为本发明提供的增功结构的优选方案，沿远离所述第一延长件的方向，所述第一衔接部的上端面逐渐靠近所述叶片主体；沿远离所述第二延长件的方向，所述第二衔接部的上端面逐渐靠近所述叶片主体。
13.作为本发明提供的增功结构的优选方案，所述第一延长件和所述第二延长件均为弧形，所述第一延长件和所述第二延长件能够与所述叶片主体的后缘随型。
14.作为本发明提供的增功结构的优选方案，所述第一延长件和所述叶片主体之间通过第一胶层进行连接；所述第二延长件和所述叶片主体之间通过第二胶层进行连接。
15.作为本发明提供的增功结构的优选方案，所述第一胶层和所述第二胶层沿所述叶片主体翼型的弦长方向的宽度均为50mm-200mm。
16.作为本发明提供的增功结构的优选方案，所述增功结构的内部顶角处与所述叶片主体的后缘之间设置填充部。
17.作为本发明提供的增功结构的优选方案，所述增功结构在所述叶片主体翼型的弦长方向上伸出所述叶片主体后缘的长度为所述叶片主体翼型的弦长长度的1％-30％。
18.根据本发明的另一个方面，目的在于提供一种风电叶片，该风电叶片具有较高的升阻比，气动特性得到提升。
19.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
20.风电叶片，包括叶片主体，还包括上述方案任一所述的增功结构，所述增功结构安装于所述叶片主体的后缘，能够延长所述叶片主体翼型的弦长。
21.本发明的有益效果：
22.本发明提供的增功结构安装于叶片主体的后缘，该增功结构呈v形结构，该叶片主体的后缘插设并连接于该增功结构的开口内，该增功结构能够延长该叶片主体翼型的弦长。也就是说，该增功结构能够直接安装于已经投入生产运行的风电叶片上，延长该风电叶片翼型的弦长，提升风电叶片的升阻比，改善其气动特性，从而达到增功的效果。且该增功结构具有结构简单，便于安装的优势。
附图说明
23.图1是本发明实施例提供的风电叶片的翼型示意图；
24.图2是图1中结构标记为a的局部放大图。
25.图中：
26.10、叶片主体；
27.100、第一延长件；200、第二延长件；300、第一衔接部；400、第二衔接部；500、第一胶层；600、第二胶层；700、填充部。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
29.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它
们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
32.图1示出本发明实施例提供的风电叶片的翼型示意图，图2示出图1中结构标记为a的局部放大图。参照图1和图2，本实施例提供了一种增功结构及风电叶片。该风电叶片包括叶片主体10，还包括本实施例提供的增功结构。该增功结构安装于该叶片主体10的后缘。
33.具体地，参照图2，该增功结构呈v形结构，该叶片主体10的后缘插设并连接于该增功结构的开口内，该增功结构能够延长该叶片主体10翼型的弦长。该风电叶片通过增加弦长的方式，能够有效提高升阻比，提升气动特性。
34.再为具体地，该增功结构包括呈角度连接的第一延长件100和第二延长件200。该第一延长件100的一个边沿和该第二延长件200的一个边沿连接，形成截面为v形的结构。该第一延长件100和该第二延长件200中的任一个连接于该叶片主体10的迎风面，另一个连接于该叶片主体10的背风面。在本实施例中，该第一延长件100设置于叶片主体10的背风面，该第二延长件200设置于叶片主体10迎风面。在本实施例中，该第一延长件100和第二延长件200均可以采用复合材料或工程塑料进行制造，例如玻纤树脂基增强复合材料或聚碳酸酯等。
35.更为具体地，该第一延长件100和该第二延长件200均为弧形。该第一延长件100和该第二延长件200的弧度以能够与该叶片主体10的后缘随型为准。通过上述设置，保证整个风电叶片的结构一致性，并且能够提升风电叶片的美观性。
36.通过第一延长件100和第二延长件200，该增功结构在该叶片主体10翼型的弦长方向上伸出该叶片主体10后缘的长度为该叶片主体10翼型的弦长长度的1％-30％。上述数值应当通过气动设计优化结果而定，作为优选地，在本实施例中，该增功结构在该叶片主体10翼型的弦长方向上伸出该叶片主体10后缘的长度为该叶片主体10翼型的弦长长度的5％-20％，以保证该风电叶片获得最佳的增功效果。
37.更为具体地，该第一延长件100和该叶片主体10之间通过第一胶层500进行连接。该第二延长件200和该叶片主体10之间通过第二胶层600进行连接。在本实施例中，该第一胶层500和第二胶层600优选可以采用环氧胶粘剂等粘结材料形成。
38.作为优选地，该第一胶层500和该第二胶层600沿该叶片主体10翼型的弦长方向的宽度均为50mm-200mm，以实现第一延长件100、第二延长件200与叶片主体10的可靠连接。
39.作为优选地，在将第一延长件100和第二延长件200连接在叶片主体10上后，该第一延长件100和第二延长件200的连接处的顶角内侧与叶片主体10的后缘之间还存在空隙。可以在增功结构的内部顶角处与该叶片主体10的后缘之间设置填充部700，以保证增功结构的结构强度。为了不影响风电叶片的轻量化目标，该填充部700可以采用pvc和pet等泡沫材料制成。
40.继续参照图2，该增功结构还包括第一衔接部300和第二衔接部400，该第一衔接部300设置于该第一延长件100的端部，并连接于该叶片主体10的背风面。该第二衔接部400设置于该第二延长件200的端部，并连接于该叶片主体10的迎风面。该第一衔接部300和第二衔接部400均可以采用结构胶等制成，长度优选为10-100mm，以能够加强第一延长件100和第二延长件200与叶片主体10的连接为准。
41.具体地，沿远离该第一延长件100的方向，该第一衔接部300的上端面逐渐靠近该叶片主体10。沿远离该第二延长件200的方向，该第二衔接部400的上端面逐渐靠近该叶片主体10。通过第一衔接部300，能够使第一延长件100和叶片主体10的背风面的过渡更为顺滑，同样地，通过第二衔接部400能够使第二延长件200和叶片主体10的背风面的过渡更为顺滑，减弱了增功装置与叶片主体100的后缘连接位置的凸起对翼型气动特性调整效果的影响。
42.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.增功结构，其特征在于，安装于叶片主体(10)的后缘，所述增功结构呈v形结构，所述叶片主体(10)的后缘插设并连接于所述增功结构的开口内，所述增功结构能够延长所述叶片主体(10)翼型的弦长。2.根据权利要求1所述的增功结构，其特征在于，所述增功结构包括呈角度连接的第一延长件(100)和第二延长件(200)，所述第一延长件(100)的一个边沿和所述第二延长件(200)的一个边沿连接，所述第一延长件(100)和所述第二延长件(200)中的任一个连接于所述叶片主体(10)的迎风面，另一个连接于所述叶片主体(10)的背风面。3.根据权利要求2所述的增功结构，其特征在于，所述增功结构还包括第一衔接部(300)和第二衔接部(400)，所述第一衔接部(300)设置于所述第一延长件(100)的端部，并连接于所述叶片主体(10)的背风面；所述第二衔接部(400)设置于所述第二延长件(200)的端部，并连接于所述叶片主体(10)的迎风面。4.根据权利要求3所述的增功结构，其特征在于，沿远离所述第一延长件(100)的方向，所述第一衔接部(300)的上端面逐渐靠近所述叶片主体(10)；沿远离所述第二延长件(200)的方向，所述第二衔接部(400)的上端面逐渐靠近所述叶片主体(10)。5.根据权利要求2所述的增功结构，其特征在于，所述第一延长件(100)和所述第二延长件(200)均为弧形，所述第一延长件(100)和所述第二延长件(200)能够与所述叶片主体(10)的后缘随型。6.根据权利要求2所述的增功结构，其特征在于，所述第一延长件(100)和所述叶片主体(10)之间通过第一胶层(500)进行连接；所述第二延长件(200)和所述叶片主体(10)之间通过第二胶层(600)进行连接。7.根据权利要求6所述的增功结构，其特征在于，所述第一胶层(500)和所述第二胶层(600)沿所述叶片主体(10)翼型的弦长方向的宽度均为50mm-200mm。8.根据权利要求1所述的增功结构，其特征在于，所述增功结构的内部顶角处与所述叶片主体(10)的后缘之间设置填充部(700)。9.根据权利要求1所述的增功结构，其特征在于，所述增功结构在所述叶片主体(10)翼型的弦长方向上伸出所述叶片主体(10)后缘的长度为所述叶片主体(10)翼型的弦长长度的1％-30％。10.风电叶片，其特征在于，包括叶片主体(10)，还包括权利要求1-9任一所述的增功结构，所述增功结构安装于所述叶片主体(10)的后缘，能够延长所述叶片主体(10)翼型的弦长。

技术总结
本发明属于风电设备技术领域，公开了一种增功结构及风电叶片，该增功结构安装于叶片主体的后缘，该增功结构呈V形结构，该叶片主体的后缘插设并连接于该增功结构的开口内，该增功结构能够延长该叶片主体翼型的弦长。该增功结构能够提升风电叶片的升阻比，改善其气动特性，从而达到增功的效果，且结构简单，便于安装。装。装。


技术研发人员：于永峰 陈德龙 刘卫生 王珑 黄辉秀 李壮 张哲宁
受保护的技术使用者：连云港中复连众复合材料集团有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/7/4