风力发电机叶片的制作方法
【专利说明】
(—)技术领域:
[0001]本实用新型技术涉及风力发电技术领域，尤其涉及到一种新型风力发电机叶片。
(二)
【背景技术】
[0002]从目前已有的技术来看提高风力发电机的发电效率有两类不同的方法。一类方法是优化叶片形状以及叶片横截面；另外一类方法是影响叶片表面的气流边界层吸附来改善气流的流动。本实用新型致力于后者，截止目前为止在该领域还没有特别有效的提高风力发电机发电效率的方法。本实用新型主要的任务是设计一种风力发电机的叶片技术以及相应的控制方法来提高整体系统的收益，本实用新型力致达到下面几个方面:紧凑的设计，尽量小的材料需求和生产成本，运行过程中产生尽量小的噪声，载荷的增加尽量减小。尽可能让风机的启动速度降低，同时要保证风力发电机最大功率要维持在之前的设计标准。本实用新型能够让风力发电机在风速小的时候的发电量收益有显著的提高。性能和收益的提高主要保证在中低载荷区域进行。
(三)
【发明内容】
[0003]本实用新型采用以下技术方案:
[0004]一种风力发电机叶片，叶片根部包括一个平面形状的叶片后缘，该叶片后缘是气流吸入区；叶片后缘
[0005]扩展到叶片根部和轮毂连接的地方；叶片根部的后缘区和/或叶片上表面构造有气流吸入区以让一部分
[0006]气流通过该气流吸入区被吸入，气流吸入区包括孔。
[0007]优选的，在叶尖构造有排气区。
[0008]优选的，还包括安装在叶片内部的气流导管。
[0009]优选的，还包括设置在排气区的用来排气的孔洞和/或槽，该孔洞和/或槽的轮廓为齿状。
[0010]优选的，气流导管中安装有栗、换气扇或吹风机以将气流从吸气区向排气区方向传输。
[0011]优选的，还包括翼刀来减少叶片根部的尾流湍流。
[0012]本实用新型涉及到叶片(见图2)以及其中的叶片上表面；叶片下表面；叶片前缘；叶片后缘；叶片和轮毂固定处；叶尖；从叶片和轮毂固定处17到叶片的最大宽度处的叶片根部；在叶片内部有一个从叶片根部到叶尖的气流导管，该气流导管用来把气流从气流吸入区导到气流排放区，从而对叶片表面的气流边界层造成影响，特别是边界层的吸附。
(四)
【附图说明】
[0013]图1，传统的叶片设计示意图。
[0014]图2，本实用新型的叶片设计发明示意图。
[0015]图3，本实用新型的叶片设计发明的叶尖部分示意图。
[0016]图4，本实用新型的叶片设计发明的叶尖部分剖面示意图。
[0017]附图标记列表
[0018]I叶片
[0019]11叶片根部
[0020]12叶尖
[0021]13上表面
[0022]14下表面
[0023]15后缘
[0024]16前缘
[0025]17轮毂固定处
[0026]21气流吸入区
[0027]22气流排放区
[0028]23气流导管
[0029]24阀门
[0030]25吸气孔洞
[0031]26齿
[0032]27排气孔洞
[0033]28翼刀
[0034]29小翼
(五)
【具体实施方式】
[0035]如附图1-4所示，
[0036]气流经过叶片I上表面13首先会由于叶片表面的曲率影响而加速，经过最大曲率位置后(到达下游)，气流速度会由于下游压力变大而变慢，边界层动能会有损失，从而造成边界层厚度的增加和边界层与叶片上表面13的分离。气流从边界层的分离点开始离开叶片表面，后果是叶片I的升力下降而阻力上升。
[0037]影响边界层的目的就是为了避免气流从叶片上表面13的分离。边界层必须要能够尽量多的依附在叶片上面，边界层的分离点要尽量靠近叶片后缘15，从而提高风力发电机的发电效率。
[0038]本实用新型主要采取两种方式来影响边界层:气流吸入和气流排放。气流吸入发生在叶片根部11区域上打孔的区域，在该区域边界层通过气流吸入来紧贴在叶片表面。气流排放是把通过叶片旋转加速的气流排放到希望受到影响的边界层区。排放的气流会为边界层带来能量，从而尽可能长时间的保持边界层的稳定。
[0039]本实用新型主要的任务是发明一种风力发电机的叶片技术以及相应的气流传输控制方法来提高整体系统的收益，本实用新型力致达到下面几个方面:紧凑的设计，尽量小的材料需求，尽量小的生产成本，运行过程中产生尽量小的噪声以及尽量小的载荷增加。本实用新型的另外一个任务是让风力发电机在小风速区的发电量收益有显著的提高。尽可能让风机的启动速度降低，同时要保证风力发电机最大功率要维持在之前的设计标准。性能和收益的提高主要保证在中低载荷区域进行。本实用新型着重考虑改善叶片根部11的气流流动来保证气流尽量长时间的紧贴在叶片表面，同时让它们的能量尽可能被利用。
[0040]上述任务的解决方案包括叶片部分和气流传输控制方法。
[0041]如图2所示，本实用新型技术至少需要在叶根11构造一个新的平面形状的叶片后缘15，该新的叶片后缘15附近即是气流吸入区21。该气流吸入区21对于改善风力发电机的性能和效率提高起到非常大的作用。构造该气流吸入区21所需要的材料也非常少。相对于传统的风力发电机叶片圆形的叶根(如图1所示)，该设计造成的载荷提高微乎其微，因此并不需要在根部做结构上的强化。根据此技术方案的叶片还具有以下特征:
[0042]根据此技术方案的叶片后缘可以光滑过渡到叶片本身的后缘15。
[0043]根据此技术方案的叶片后缘15可以一直扩展到叶片根部和轮毂连接的地方。该设计可以让风机在风速很小的时候就开始运转，从而让更多的风能转化成电能。
[0044]虽然在此技术方案中的设计会造成叶片根部区域叶片宽度的增加，但是仍然不会超过更改设计之前叶片根部的最大深度。
[0045]根据此技术方案的叶片后缘15和叶片上表面13和下表面14的过渡区域可以轻微磨圆或者做成边缘线。首选轻微磨平的处理方法。
[0046]该设计的一个特别大的优势是叶片根部的宽度并没有增加多少，叶片的运输难度和方法可以和图1所示的传统的叶片是一样的。
[0047]该设计使用的材料可以完全用作制造叶片的其他部分，反之亦然。
[0048]本设计也可以在叶片根部采用Wortmann翼型来构造平面的叶片根部后缘区，这样可以改善叶片根部的气流流动。特别推荐的Wortmann翼型FX77-W-500，FX