本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片，具體是一種以氣流推力增強(qiáng)變槳能力的風(fēng)機(jī)葉片。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是以輪轂上的葉片進(jìn)行風(fēng)能接受的發(fā)電設(shè)備，其為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，輪轂上的葉片必須具備變槳功能，該變槳功能包括停機(jī)的順槳狀態(tài)至工作的開槳狀態(tài)的變槳、以及工作的開槳狀態(tài)至停機(jī)的順槳狀態(tài)的變槳。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片變槳是通過布置于輪轂或葉根處的變槳電機(jī)的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。

然而，近年來隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組日趨大型化，各種兆瓦級(jí)的大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相繼推出，這些大功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片長度和重量也在快速的增加，包含這些葉片的大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中，需要越來越大的變槳力矩來控制葉片安全、順利、穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)變槳。但是，現(xiàn)有的大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所采用的變槳電機(jī)很難滿足大型葉片的變槳技術(shù)要求，從而使得應(yīng)用于這些大功率上的變槳電機(jī)在變槳時(shí)，通常會(huì)容易出現(xiàn)變槳困難、響應(yīng)不及時(shí)等技術(shù)問題，而且，還有可能會(huì)導(dǎo)致變槳電機(jī)或變槳軸承的齒面磨損、以及因機(jī)組載荷不能得到有效控制而引發(fā)超速等技術(shù)問題，無法有效地確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的技術(shù)目的在于：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以氣流推力有效輔助變槳電機(jī)實(shí)現(xiàn)及時(shí)、穩(wěn)定、可靠地變槳，進(jìn)而使變槳能力得到顯著增強(qiáng)的風(fēng)機(jī)葉片。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)其技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是：一種以氣流推力增強(qiáng)變槳能力的風(fēng)機(jī)葉片，包括葉片本體，所述葉片本體主要由周向合攏的葉片第一半體和葉片第二半體組成；所述風(fēng)機(jī)葉片還包括有氣流推力系統(tǒng)，所述氣流推力系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、空氣主管道和至少一組噴氣風(fēng)輪組組成，所述空氣主管道沿葉片本體的長度方向布置在葉片本體內(nèi)部、并連接在空氣壓縮機(jī)上，每組噴氣風(fēng)輪組具有一副開槳狀態(tài)的噴氣單元和一副順槳狀態(tài)的噴氣單元，開槳狀態(tài)的噴氣單元具有至少一臺(tái)布置于葉片第一半體前緣處的噴氣風(fēng)輪和至少一臺(tái)布置于葉片第二半體后緣處的噴氣風(fēng)輪，順槳狀態(tài)的噴氣單元具有至少一臺(tái)布置于葉片第一半體后緣處的噴氣風(fēng)輪和至少一臺(tái)布置于葉片第二半體前緣處的噴氣風(fēng)輪，每臺(tái)噴氣風(fēng)輪通過各自的空氣支管道與空氣主管道連接，每組噴氣風(fēng)輪組的開槳狀態(tài)噴氣單元根據(jù)開槳的變槳信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的噴氣動(dòng)作，每組噴氣風(fēng)輪組的順槳狀態(tài)噴氣單元根據(jù)順槳的變槳信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的噴氣動(dòng)作。

作為優(yōu)選方案，所述空氣主管道為兩根，一根空氣主管道用于連接噴氣風(fēng)輪組的開槳狀態(tài)噴氣單元的噴氣風(fēng)輪，另一根空氣主管道用于連接噴氣風(fēng)輪組的順槳狀態(tài)噴氣單元的噴氣風(fēng)輪，這兩根空氣主管道分別通過各自的調(diào)節(jié)閥連接在空氣壓縮機(jī)上。

作為優(yōu)選方案，所述噴氣風(fēng)輪組為多組，它們沿著葉片本體的長度方向間隔布置。

作為優(yōu)選方案，所述空氣壓縮機(jī)布置在葉片本體內(nèi)部、風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪轂內(nèi)部或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙內(nèi)部。

作為優(yōu)選方案，所述空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣口對(duì)著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輪轂處和/或風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙處。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：

1. 本實(shí)用新型根據(jù)葉片在變槳時(shí)的周向旋轉(zhuǎn)軌跡，在葉片本體的兩個(gè)半體（即兩個(gè)相背面上）的對(duì)角位置形成匹配的開槳狀態(tài)噴氣單元和順槳狀態(tài)噴氣單元，這些噴氣單元在空氣壓縮機(jī)和空氣輸送管道的配合下分別以電動(dòng)風(fēng)機(jī)的方式進(jìn)行做功，產(chǎn)生葉片變槳時(shí)的反向氣流推力，從而以對(duì)應(yīng)的氣流推力有效地輔助變槳電機(jī)對(duì)葉片實(shí)現(xiàn)及時(shí)、穩(wěn)定、可靠地變槳，進(jìn)而使機(jī)組的葉片變槳能力（包括響應(yīng)及時(shí)性和變槳力矩）得到顯著地增強(qiáng)，有效降低了對(duì)變槳電機(jī)高變槳力矩的技術(shù)要求，有利于降低變槳電機(jī)的設(shè)計(jì)、制造難度，可靠性和經(jīng)濟(jì)性好；

2. 本實(shí)用新型在增強(qiáng)葉片變槳能力的同時(shí)，還能有利于實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂內(nèi)部及機(jī)艙內(nèi)部的空氣流動(dòng)，進(jìn)而使布置于輪轂內(nèi)部和機(jī)艙內(nèi)部的各相關(guān)零部件實(shí)現(xiàn)良好的散熱效果，一舉兩得，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的A-A視圖放大圖。

圖中代號(hào)含義：1—葉片第一半體；2—葉片第二半體；3—空氣壓縮機(jī)；4—空氣第一主管道；5—空氣第二主管道；6—第一調(diào)節(jié)閥；7—第二調(diào)節(jié)閥；8—第一噴氣風(fēng)輪；9—第二噴氣風(fēng)輪；10—第三噴氣風(fēng)輪；11—第四噴氣風(fēng)輪；12—進(jìn)氣口；13—控制系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、尤其是兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的葉片，該葉片具有以氣流推力增強(qiáng)變槳能力的功能。下面結(jié)合多個(gè)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。其中，實(shí)施例1對(duì)照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明，其它實(shí)施例未單獨(dú)繪制附圖、但可以基本參照實(shí)施例1的附圖進(jìn)行說明。

實(shí)施例1

參見圖1和圖2所示（圖中處在葉片本體前緣處的并排箭頭為自然風(fēng)力示意），本實(shí)用新型包括葉片本體和氣流推力系統(tǒng)。

葉片本體與常規(guī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片結(jié)構(gòu)基本無異，當(dāng)然，布置氣流推力系統(tǒng)的必要結(jié)構(gòu)改變除外，例如布置噴氣風(fēng)輪的孔位、布置空氣輸送管道的卡位等。也就是說，葉片本體主要由周向合攏的葉片第一半體1和葉片第二半體2組成。

氣流推力系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)3、空氣第一主管道4、空氣第二主管道5、三組噴氣風(fēng)輪組和控制系統(tǒng)13組成。

其中，空氣壓縮機(jī)3布置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪的輪轂內(nèi)部。空氣壓縮機(jī)3的進(jìn)氣口12分成兩路，一路直接對(duì)著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂處、另一路直接對(duì)著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙處。

空氣第一主管道4通過第一調(diào)節(jié)閥6連接在空氣壓縮機(jī)3的出風(fēng)口上?？諝獾谝恢鞴艿?沿著葉片本體的長度方向布置在葉片本體的內(nèi)部（即鋪設(shè)在葉片本體的空腔內(nèi)），空氣第一主管道4的鋪設(shè)長度通常應(yīng)當(dāng)滿足三組噴氣風(fēng)輪組在葉片本體上的布置位置的要求。

空氣第二主管道5通過第二調(diào)節(jié)閥7連接在空氣壓縮機(jī)3的出風(fēng)口上?？諝獾诙鞴艿?沿著葉片本體的長度方向布置在葉片本體的內(nèi)部（即鋪設(shè)在葉片本體的空腔內(nèi)），空氣第二主管道5的鋪設(shè)長度通常應(yīng)當(dāng)滿足三組噴氣風(fēng)輪組在葉片本體上的布置位置的要求。

三組噴氣風(fēng)輪組沿著葉片本體的長度方向間隔布置在葉片本體上，通常是以葉片本體的中部為起點(diǎn)向葉頂方向布置。具體布置結(jié)構(gòu)是，每組噴氣風(fēng)輪組具有一副開槳狀態(tài)的噴氣單元和一副順槳狀態(tài)的噴氣單元；開槳狀態(tài)的噴氣單元具有兩臺(tái)噴氣風(fēng)輪，即第一噴氣風(fēng)輪8和第四噴氣風(fēng)輪11，第一噴氣風(fēng)輪8以開孔嵌裝的方式（當(dāng)然嵌裝結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)附以常規(guī)的固定方式加固，下同）布置于葉片第一半體1的前緣處，第四噴氣風(fēng)輪11以開孔嵌裝的方式布置于葉片第二半體2的后緣處，第一噴氣風(fēng)輪8通過空氣支管道密封連接在空氣第一主管道4上，第四噴氣風(fēng)輪11亦通過空氣支管道密封連接在空氣第一主管道4上，在空氣壓縮機(jī)3和空氣第一主管道4的配合下，第一噴氣風(fēng)輪8和第四噴氣風(fēng)輪11分別在葉片本體的兩個(gè)相背面上進(jìn)行噴氣做功，進(jìn)而產(chǎn)生葉片變槳時(shí)的反向氣流推力（見圖中的示力方向F1和F4），由此可見，組成開槳狀態(tài)噴氣單元的第一噴氣風(fēng)輪8和第四噴氣風(fēng)輪11處在葉片本體兩個(gè)相背面上的對(duì)角位置，與葉片在變槳時(shí)的周向旋轉(zhuǎn)軌跡相對(duì)應(yīng)，第一噴氣風(fēng)輪8和第四噴氣風(fēng)輪11所產(chǎn)生的氣流推理類似于傳統(tǒng)石磨的人力推力；順槳狀態(tài)的噴氣單元具有兩臺(tái)噴氣風(fēng)輪，即第二噴氣風(fēng)輪9和第三噴氣風(fēng)輪10，第二噴氣風(fēng)輪9以開孔嵌裝的方式布置于葉片第一半體1的后緣處，第三噴氣風(fēng)輪10以開孔嵌裝的方式布置于葉片第二半體2的前緣處，第二噴氣風(fēng)輪9通過空氣支管道密封連接在空氣第二主管道5上，第三噴氣風(fēng)輪10亦通過空氣支管道密封連接在空氣第二主管道5上，在空氣壓縮機(jī)3和空氣第二主管道5的配合下，第二噴氣風(fēng)輪9和第三噴氣風(fēng)輪10分別在葉片本體的兩個(gè)相背面上進(jìn)行噴氣做功，進(jìn)而產(chǎn)生葉片變槳時(shí)的反向氣流推力（見圖中的示力方向F2和F3），同理的，組成順槳狀態(tài)噴氣單元的第二噴氣風(fēng)輪9和第三噴氣風(fēng)輪10處在葉片本體兩個(gè)相背面上的對(duì)角位置，與葉片在變槳時(shí)的周向旋轉(zhuǎn)軌跡相對(duì)應(yīng)，第二噴氣風(fēng)輪9和第三噴氣風(fēng)輪10所產(chǎn)生的氣流推理類似于傳統(tǒng)石磨的人力推力。每組噴氣風(fēng)輪組的各噴氣風(fēng)輪基本處在葉片本體的同一截面位置。

控制系統(tǒng)13集成在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)上，主要根據(jù)變槳系統(tǒng)輸出的變槳信號(hào)而控制空氣壓縮機(jī)3、空氣第一主管道4上的第一調(diào)節(jié)閥6和空氣第二主管道5上的第二調(diào)節(jié)閥7的啟動(dòng)（開啟）/停止（閉合）動(dòng)作，從而使葉片本體上的每組噴氣風(fēng)輪組的開槳狀態(tài)噴氣單元根據(jù)開槳的變槳信號(hào)（與變槳電機(jī)輸出的變槳信號(hào)一致）進(jìn)行對(duì)應(yīng)的噴氣動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)開槳；或者，使葉片本體上的每組噴氣風(fēng)輪組的順槳狀態(tài)噴氣單元根據(jù)順槳的變槳信號(hào)（與變槳電機(jī)輸出的變槳信號(hào)一致）進(jìn)行對(duì)應(yīng)的噴氣動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)順槳。當(dāng)然，若為了達(dá)到更好的控制效果，可以考慮在控制系統(tǒng)13上設(shè)置測風(fēng)儀，根據(jù)測風(fēng)儀所采集的風(fēng)力大小及變槳電機(jī)輸出的變槳力矩而判斷氣流推力系統(tǒng)所應(yīng)輸出的氣流推力大小，進(jìn)而控制各空氣主管道上的調(diào)節(jié)閥的開度大小、控制氣流推力的輸出。

實(shí)施例2

本實(shí)用新型包括葉片本體和氣流推力系統(tǒng)。

葉片本體與常規(guī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片結(jié)構(gòu)基本無異，當(dāng)然，布置氣流推力系統(tǒng)的必要結(jié)構(gòu)改變除外，例如布置噴氣風(fēng)輪的孔位、布置空氣輸送管道的卡位等。也就是說，葉片本體主要由周向合攏的葉片第一半體和葉片第二半體組成。

氣流推力系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、空氣主管道、三組噴氣風(fēng)輪組和控制系統(tǒng)組成。

其中，空氣壓縮機(jī)布置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪的輪轂內(nèi)部?？諝鈮嚎s機(jī)的進(jìn)氣口直接對(duì)著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙處。

空氣主管道連接在空氣壓縮機(jī)的出風(fēng)口上。空氣主管道沿著葉片本體的長度方向布置在葉片本體的內(nèi)部（即鋪設(shè)在葉片本體的空腔內(nèi)），空氣主管道的鋪設(shè)長度通常應(yīng)當(dāng)滿足三組噴氣風(fēng)輪組在葉片本體上的布置位置的要求。

三組噴氣風(fēng)輪組沿著葉片本體的長度方向間隔布置在葉片本體上，通常是以葉片本體的中部為起點(diǎn)向葉頂方向布置。具體布置結(jié)構(gòu)是，每組噴氣風(fēng)輪組具有一副開槳狀態(tài)的噴氣單元和一副順槳狀態(tài)的噴氣單元；開槳狀態(tài)的噴氣單元具有兩臺(tái)噴氣風(fēng)輪，即第一噴氣風(fēng)輪和第四噴氣風(fēng)輪，第一噴氣風(fēng)輪以開孔嵌裝的方式（當(dāng)然嵌裝結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)附以常規(guī)的固定方式加固，下同）布置于葉片第一半體的前緣處，第四噴氣風(fēng)輪以開孔嵌裝的方式布置于葉片第二半體的后緣處，第一噴氣風(fēng)輪通過空氣支管道密封連接在空氣第一主管道上，第一噴氣風(fēng)輪的空氣支管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥，第四噴氣風(fēng)輪亦通過空氣支管道密封連接在空氣第一主管道上，第四噴氣風(fēng)輪的空氣支管道上亦設(shè)有調(diào)節(jié)閥，在空氣壓縮機(jī)和空氣主管道的配合下，第一噴氣風(fēng)輪和第四噴氣風(fēng)輪分別在葉片本體的兩個(gè)相背面上進(jìn)行噴氣做功，進(jìn)而產(chǎn)生葉片變槳時(shí)的反向氣流推力，由此可見，組成開槳狀態(tài)噴氣單元的第一噴氣風(fēng)輪和第四噴氣風(fēng)輪處在葉片本體兩個(gè)相背面上的對(duì)角位置，與葉片在變槳時(shí)的周向旋轉(zhuǎn)軌跡相對(duì)應(yīng)，第一噴氣風(fēng)輪和第四噴氣風(fēng)輪所產(chǎn)生的氣流推理類似于傳統(tǒng)石磨的人力推力；順槳狀態(tài)的噴氣單元具有兩臺(tái)噴氣風(fēng)輪，即第二噴氣風(fēng)輪和第三噴氣風(fēng)輪，第二噴氣風(fēng)輪以開孔嵌裝的方式布置于葉片第一半體的后緣處，第三噴氣風(fēng)輪以開孔嵌裝的方式布置于葉片第二半體的前緣處，第二噴氣風(fēng)輪通過空氣支管道密封連接在空氣主管道上，第二噴氣風(fēng)輪的空氣支管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥，第三噴氣風(fēng)輪亦通過空氣支管道密封連接在空氣主管道上，第三噴氣風(fēng)輪的空氣支管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥，在空氣壓縮機(jī)和空氣主管道的配合下，第二噴氣風(fēng)輪和第三噴氣風(fēng)輪分別在葉片本體的兩個(gè)相背面上進(jìn)行噴氣做功，進(jìn)而產(chǎn)生葉片變槳時(shí)的反向氣流推力，同理的，組成順槳狀態(tài)噴氣單元的第二噴氣風(fēng)輪和第三噴氣風(fēng)輪處在葉片本體兩個(gè)相背面上的對(duì)角位置，與葉片在變槳時(shí)的周向旋轉(zhuǎn)軌跡相對(duì)應(yīng)，第二噴氣風(fēng)輪和第三噴氣風(fēng)輪所產(chǎn)生的氣流推理類似于傳統(tǒng)石磨的人力推力。每組噴氣風(fēng)輪組的各噴氣風(fēng)輪基本處在葉片本體的同一截面位置。

控制系統(tǒng)集成在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)上，主要根據(jù)變槳系統(tǒng)輸出的變槳信號(hào)而控制空氣壓縮機(jī)和對(duì)應(yīng)空氣支管道上的調(diào)節(jié)閥的啟動(dòng)（開啟）/停止（閉合）動(dòng)作，從而使葉片本體上的每組噴氣風(fēng)輪組的開槳狀態(tài)噴氣單元根據(jù)開槳的變槳信號(hào)（與變槳電機(jī)輸出的變槳信號(hào)一致）進(jìn)行對(duì)應(yīng)的噴氣動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)開槳；或者，使葉片本體上的每組噴氣風(fēng)輪組的順槳狀態(tài)噴氣單元根據(jù)順槳的變槳信號(hào)（與變槳電機(jī)輸出的變槳信號(hào)一致）進(jìn)行對(duì)應(yīng)的噴氣動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)順槳。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的其它內(nèi)容與實(shí)施例1或2相同，不同之處在于：每組噴氣風(fēng)輪組的開槳狀態(tài)噴氣單元的噴氣風(fēng)輪為四臺(tái)，兩兩分開布置；每組噴氣風(fēng)輪組的順槳狀態(tài)噴氣單元的噴氣風(fēng)輪亦為四臺(tái)，兩兩分開布置。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的其它內(nèi)容與實(shí)施例1或2相同，不同之處在于：葉片本體上的噴氣風(fēng)輪組為間隔布置的兩組。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的其它內(nèi)容與實(shí)施例1或2相同，不同之處在于：空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣口直接對(duì)著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂處。

實(shí)施例6

本實(shí)施例的其它內(nèi)容與實(shí)施例1或2相同，不同之處在于：空氣壓縮機(jī)布置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙內(nèi)部。

實(shí)施例7

本實(shí)施例的其它內(nèi)容與實(shí)施例1或2相同，不同之處在于：空氣壓縮機(jī)布置在葉片的葉根內(nèi)部。

以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型，而非對(duì)其限制。盡管參照上述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)上述各實(shí)施例中的具體技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。