风电叶片及风机的制作方法

本实用新型总体来说涉及风电叶片领域，具体而言，涉及一种风电叶片，及安装该风电叶片的风机。

背景技术：

变桨型风轮叶片运行中，由于叶根位置相对叶尖位置在旋转平面内转速较小，当风速相同，最大弦长附近截面迎角比叶尖位置迎角大。随着风速的增加，在风速未达到额定风速时，最大弦长附近截面迎角是逐渐增加的，在额定风速时迎角达到一个较高的数值，叶片此时产生最大输出功率。随着风速的增加，叶片为了保持额定功率，进行变桨动作。当风速大于额定风速以后，随着风速的增加，最大弦长附近截面迎角也是逐渐增加的，直至风速达到切出风速。在风速达到额定风速前和风速达到切出风速前一部分风速段，最大弦长附近均出现不同程度的迎角过大现象，迎角过大造成气流发生分离，导致发电量下降。

为了解决上述问题，现有技术中常采用在叶片的吸力面的后缘侧增加可变形装置，通过可变形装置的被动变形，来改变后缘侧的翼型，进而改变整个后缘侧的气流流动。然，现有技术中的可变形装置常常通过粘接胶等方式连接于吸力面，在长时间的变形运动过程中，由于粘接胶的老化，可变形装置可能从吸力面上脱落，增加不必要的维修成本。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种柔性延伸部与叶片本体一体成型的风电叶片，以解决现有技术中存在的柔性延伸部的意外脱落问题，提高生产效率。

本实用新型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，提供一种安装上述风电叶片的风机。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种风电叶片，包括叶片本体以及柔性延伸部。叶片本体包括吸力面和压力面；柔性延伸部包括第一端部和第二端部，所述第一端部一体成型于所述吸力面，所述第二端部自由地向所述叶片本体的后缘延伸，所述第一变形部能够产生被动变形，进而改变气流沿所述吸力面的流动轨迹。

根据本实用新型的一实施方式，所述柔性延伸部呈板状。

根据本实用新型的一实施方式，所述吸力面包括第一部和第二部，所述第二部连接于所述第一部朝向所述叶片本体的后缘的一端，且向所述后缘延伸，所述柔性延伸部的所述第一端部连接于所述第一部朝向所述后缘的一端，所述柔性延伸部的背离所述第二部的一侧壁与所述第一部的外壁对齐。

根据本实用新型的一实施方式，所述叶片本体的后缘具有开口，所述柔性延伸部的所述第一端部起始于所述吸力面的朝向所述叶片本体的后缘的端面。

根据本实用新型的一实施方式，所述柔性延伸部的背离所述压力面的一侧壁与所述吸力面对齐。

根据本实用新型的一实施方式，所述柔性延伸部设有引流结构。

根据本实用新型的一实施方式，所述引流结构包括：

引流管，连接于所述柔性延伸部，所述引流管的一端显露于所述柔性延伸部的背离所述压力面的侧壁，所述引流管的另一端显露于所述柔性延伸部的朝向所述压力面的侧壁；

和/或，

凹槽，设置于所述柔性延伸部的背离所述压力面的侧壁，所述凹槽由所述柔性延伸部的所述第一端部向所述第二端部延伸。

根据本实用新型的一实施方式，所述柔性延伸部具有加强肋，所述加强肋自所述第一端部向所述第二端部延伸。

根据本实用新型的一实施方式，所述柔性延伸部的所述第二端部具有弯折。

根据本实用新型的另一方面，提供一种风机，包括上述任一项所述的风电叶片。

由上述技术方案可知，本实用新型的风电叶片的优点和积极效果在于：

相比现有技术中的柔性延伸部与吸力面单独成型后，再通过可拆装的连接方式连接的技术方案，本实用新型提供的风电叶片，由于柔性延伸部与吸力面是一体成型的，两者之间的结合力更大，结构强度更高。在柔性延伸部的变形过程中，不会因为两者之间的连接不牢固而发生柔性延伸部的意外脱落的情况，进而节约了不必要的维修成本，提高了生产效率。

另外，由于柔性延伸部的背离第二部的一侧与第一部的外壁对齐，使得柔性延伸部与吸力面的连接处没有凸起，气流经过该连接处时不会产生突变，能够平滑顺畅地滑过。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本实用新型风电叶片的第一实施方式的局部断面图。

图2是本实用新型风电叶片的第二实施方式的局部断面图。

图3是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有引流结构的示意图。

图4是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有加强肋的示意图。

图5是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部的第二端部具有弯折的第一实施方式的断面图。

图6是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部的第二端部具有弯折的第二实施方式的断面图。

图7是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部的第二端部具有弯折的第三实施方式的断面图。

图8是根据一示例性实施方式示出的风电叶片具有多个柔性延伸部的示意图。

图9是根据一示例性实施方式示出的风机的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、叶片本体

11、吸力面

111、第一部

112、第二部

12、压力面

13、前缘

14、后缘

15、叶根

16、叶尖

2、柔性延伸部

21、第一端部

22、第二端部

26、引流管

27、凹槽

28、加强肋

100、风机

D、弦向

N、轴向

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细描述，在不冲突的情况下，下述实施方式中的特征能够相互结合。

图1是本实用新型风电叶片的第一实施方式的局部断面图。图2是本实用新型风电叶片的第二实施方式的局部断面图。图3是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有引流结构的示意图。图4是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部具有加强肋的示意图。图5是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部的第二端部具有弯折的第一实施方式的断面图。图6是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部的第二端部具有弯折的第二实施方式的断面图。图7是根据一示例性实施方式示出的柔性延伸部的第二端部具有弯折的第三实施方式的断面图。图8是根据一示例性实施方式示出的风电叶片具有多个柔性延伸部的示意图。图9是根据一示例性实施方式示出的风机的示意图。

为了便于下述说明，将叶根和叶尖的延伸方向定义为轴向，前缘和后缘的延伸方向定义为弦向，前缘和后缘之间的直线距离定义为弦长，弦长的长度最长的直线距离为最大弦长。

如图1所示，示例性地示出了一种风电叶片，包括叶片本体1以及柔性延伸部2。叶片本体1包括吸力面11和压力面12，前缘13和后缘14。柔性延伸部2包括第一端部21和第二端部22，第一端部21一体成型于吸力面11，第二端部22自由地向叶片本体1的后缘14延伸。

当风电叶片工作时，柔性延伸部2能够产生被动变形，进而改变气流沿吸力面的流动轨迹。其中，术语“被动变形”是指受到某些外力的影响或作用，柔性延伸部2以其与吸力面11的连接处为轴，而朝向或背离压力面12的方向摆动。另外，应该理解的是，外力可以具有空气动力学、重力和/或离心力(弹性力、惯性力等)所产生的。具体来说，当在风速达到额定风速前和风速达到切出风速前一部分风速段，此时出现叶片迎角过大的现象，柔性延伸部2产生被动变形。

相比现有技术中的柔性延伸部与吸力面单独成型后，再通过可拆装的连接方式连接的技术方案，本实用新型提供的风电叶片，由于柔性延伸部与吸力面是一体成型的，两者之间的结合力更大，结构强度更高。在柔性延伸部的变形过程中，不会因为两者之间的连接不牢固而发生柔性延伸部的意外脱落的情况，进而节约了不必要的维修成本。

第一实施方式

下面结合附图对本实用新型风电叶片的第一实施方式进行详细说明：

如图1所示，吸力面11包括第一部111和第二部112，第一部111相比第二部112更靠近叶片本体1的前缘13，第二部112连接于第一部111朝向后缘14的一端，且向后缘14延伸。第二部112可以是位于吸力面11的后缘侧。柔性延伸部2的第一端部21连接于第一部111朝向后缘14的一端，柔性延伸部2的背离第二部112的一侧壁与第一部111的外壁对齐。当气流从前缘13沿吸力面11向后缘14流动时，由于柔性延伸部2的背离第二部112的一侧与第一部111的外壁对齐，使得柔性延伸部2与吸力面11的连接处没有凸起，气流经过该连接处时不会产生突变，能够平滑顺畅地滑过。

在一示例性实施方式中，柔性延伸部2可以是呈板状，可以任选地用纤维材料增强，例如，纤维材料可包括玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、陶瓷纤维、纳米纤维、木纤维、竹纤维、金属纤维或其它类似物以及上述的组合。

另外，纤维的方向可以包括多轴、单轴、双轴、三轴或任何其它合适的方向和/或它们的组合。此外，纤维含量可以根据柔性延伸部2的各种所需性质而变化，例如其刚度和/或可焊性。

在本实施方式中，第一端部21连接于吸力面11的预设区域，预设区域是指距离叶片本体1的前缘13的弦长的40％-95％，优选为40％-70％。

具体来说，预设区域可以是设置于叶片本体1的最大弦长位置附近，优选为以最大弦长位置为轴分为左右两个部分，例如最大弦长位置向叶尖16方向延伸为左部分，最大弦长位置向叶根15方向延伸为右部分。预设区域设置于吸力面11的后缘侧，自前缘13向后缘14延伸的方向，预设区域起始于弦长的40％位置，终止于弦长的95％位置，优选地，预设区域可以设置在弦长的40％位置。将柔性延伸部2设置于预设区域，既节约了柔性延伸部2的用料成本，又确保了被动变形的产生。

在本实施方式中，柔性延伸部2的沿叶片本体1的轴向N宽度可以是0.5m-5m，例如1m、2m、4m等。

如图3所示，在本实施方式中，柔性延伸部2设有引流结构，用于引导气流从吸力面11流向叶片本体1的压力面12。

具体来说，引流结构可以包括引流管26，引流管26连接于柔性延伸部2，引流管26的一端显露于柔性延伸部2的背离压力面12的一侧，引流管26的另一端显露于柔性延伸部2的朝向压力面12的一侧。引流管26可将处于吸力面11一侧的气流快速地引流至压力面12的一侧。

在其他实施方式中，引流结构可以包括凹槽27，设置于柔性延伸部2的背离压力面12的一侧壁，凹槽27由柔性延伸部2的第一端部21向第二端部22延伸。凹槽27可将位于叶片前缘13的气流快速地引流至后缘14，从而引流至压力面12一侧。

当然，在其他实施方式中，柔性延伸部2可同时包括引流管26和凹槽27。

如图4所示，在本实施方式中，柔性延伸部2具有加强肋28，加强肋28自柔性延伸部2的第一端部21向第二端部22延伸。在本实用新型中，加强肋28可以为一个、两个或多个，加强肋28的截面形状可以是三角形、矩形或其他形状，加强肋28可以设置在柔性延伸部2的背离压力面12的一侧壁，也可以设置在柔性延伸部2的朝向压力面12的一侧壁，或上述两侧表面同时设置。

在本实施方式中，柔性延伸部2的第二端部22的端面超出风电叶片的后缘14。进一步地，超出部分的弦向D宽度小于或等于叶片本体1的弦长的20％。

在本实施方式中，柔性延伸部2的第二端部22具有弯折。具体来说，如图5、图6和图7所示，弯折方向可以是朝向压力面12的，弯折方向也可以是背离压力面12的。弯折部分可以是以折线形式弯折，弯折部分也可以是以弧线形式弯折。以柔性延伸部2向后缘14延伸的方向为0度，弯折角度可以是-30度～30度。

在本实施方式中，如图8所示，柔性延伸部2为多个，多个柔性延伸部2沿叶片本体1的轴向N设置，相邻两个柔性延伸部2的相对的两个端面之间相距0-200mm。

多个柔性延伸部2可以设置在叶片本体1的整个轴向N，即从叶根15至叶尖16。作为优选，多个柔性延伸部2可以以叶片本体1的最大弦长为中轴线，分别向叶根15和叶尖16方向依次布置。

第二实施方式

下面结合附图对本实用新型风电叶片的第二实施方式进行详细说明：

如图2所示，在本实施方式中，柔性延伸部2是一体成型于叶片本体1的后缘14具有开口的叶型。具体来说，柔性延伸部2的第一端部21起始于吸力面11的朝向后缘14的端面，换句话说，该柔性延伸部2可以是位于吸力面11向后缘14延伸的延长线上。

在本实施方式中，如图2所示，柔性延伸部2的背离压力面12的一侧壁与吸力面11对齐。当气流从前缘13沿吸力面11向后缘14流动时，由于柔性延伸部2的背离压力面12的一侧壁与吸力面11对齐，使得柔性延伸部2与吸力面11的连接处没有凸起，气流经过该连接处时不会产生突变，能够平滑顺畅地滑过。

在一示例性实施方式中，柔性延伸部2可以是呈板状，可以任选地用纤维材料增强，例如，纤维材料可包括玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、陶瓷纤维、纳米纤维、木纤维、竹纤维、金属纤维或其它类似物以及上述的组合。

另外，纤维的方向可以包括多轴、单轴、双轴、三轴或任何其它合适的方向和/或它们的组合。此外，纤维含量可以根据柔性延伸部2的各种所需性质而变化，例如其刚度和/或可焊性。

在本实施方式中，柔性延伸部2的沿叶片本体1的轴向N宽度可以是0.5m-5m，例如1m、2m、4m等。

如图3所示，在本实施方式中，柔性延伸部2设有引流结构，用于引导气流从吸力面11流向叶片本体1的压力面12。

具体来说，引流结构可以包括引流管26，引流管26连接于柔性延伸部2，引流管26的一端显露于柔性延伸部2的背离压力面12的一侧，引流管26的另一端显露于柔性延伸部2的朝向压力面12的一侧。引流管26可将处于吸力面11一侧的气流快速地引流至压力面12的一侧。

在其他实施方式中，引流结构可以包括凹槽27，设置于柔性延伸部2的背离压力面12的一侧壁，凹槽27由柔性延伸部2的第一端部21向第二端部22延伸。凹槽27可将位于叶片前缘13的气流快速地引流至后缘14，从而引流至压力面12一侧。

当然，在其他实施方式中，柔性延伸部2可同时包括引流管26和凹槽27。

如图4所示，在本实施方式中，柔性延伸部2具有加强肋28，加强肋28自柔性延伸部2的第一端部21向第二端部22延伸。在本实用新型中，加强肋28可以为一个、两个或多个，加强肋28的截面形状可以是三角形、矩形或其他形状，加强肋28可以设置在柔性延伸部2的背离压力面12的一侧表面，也可以设置在柔性延伸部2的朝向压力面12的一侧表面，或上述两侧表面同时设置。

在本实施方式中，柔性延伸部2的第二端部22具有弯折。具体来说，如图5、图6和图7所示，弯折方向可以是朝向压力面12的，弯折方向也可以是背离压力面12的。弯折部分可以是以折线形式弯折，弯折部分也可以是以弧线形式弯折。以柔性延伸部2向后缘14延伸的方向为0度，弯折角度可以是-30度～30度。

在本实施方式中，如图8所示，柔性延伸部2为多个，多个柔性延伸部2沿叶片本体1的轴向N设置，相邻两个柔性延伸部2的相对的两个端面之间相距0-200mm。

多个柔性延伸部2可以设置在叶片本体1的整个轴向N，即从叶根15至叶尖16。作为优选，多个柔性延伸部2可以以叶片本体1的最大弦长为中轴线，分别向叶根15和叶尖16方向依次布置。

风机实施方式

如图9所示，本实用新型还提供一种风机100，该风机100包括上述的风电叶片，风机100在运行过程中，由于柔性延伸部2一体成型于吸力面11，使得柔性延伸部2与吸力面11的连接处更牢固，大大减小了柔性延伸部2从叶片本体1上脱落的概率，降低了维修成本。

应可理解的是，本实用新型不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本实用新型能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本实用新型的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本实用新型延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本实用新型的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本实用新型的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本实用新型。