CN113294285B - 叶片以及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种叶片以及风力发电机组，叶片包括：叶身，叶身在自身轴向上具有相对设置的叶尖部、叶根部以及位于叶尖部和叶根部之间的最大弦长部，叶身由最大弦长部至叶根部为平滑曲面过渡；其中，叶根部在叶身的弦向上的长度尺寸大于叶根部在叶身的宽度方向上的长度尺寸且小于等于最大弦长部在弦向上的长度尺寸，宽度方向、轴向以及弦向三者相互垂直。本发明实施例提供的叶片以及风力发电机组，叶片能够保证风力发电机组的风能利用率，提高风力发电机组的发电效益。

Description

叶片以及风力发电机组

技术领域

本发明涉及风电技术领域，特别是涉及一种叶片以及风力发电机组。

背景技术

随着人类社会的发展，对于电能的需求越来越大，而传统的燃煤发电形式也慢慢被新能源发电所取代，风力发电是重要的发电手段之一，因此，风力发电机组的应用越来越为广泛。风力发电机组主要包括发电机、轮毂、叶片等其他电气部件，叶轮在风能的作用下能够带动发电机的转子相对定子转动，实现风能至电能的转换。

对于叶轮来说，其叶片为重要部件，其安全性能直接影响风力发电机组的发电效益。已有的叶片，其叶根部分大多采用圆柱状结构，然而，叶片最大弦长处的横截面外形为大厚度钝尾缘翼型，整体外观并非圆形，由此将使得圆柱状叶根部至最大弦长处翼型的过渡曲面形状变化较为明显。为了保证过渡曲面的疲劳性能，需要增加其壁厚，叶片壁厚较大将使得风力发电机组在运行时存在失速的风险，影响风能利用率。

因此，亟需一种新的叶片以及风力发电机组。

发明内容

本发明实施例提供一种叶片以及风力发电机组，叶片能够保证风力发电机组的风能利用率，提高风力发电机组的发电效益。

一方面，根据本发明实施例提出了一种叶片，包括：叶身，叶身在自身轴向上具有相对设置的叶尖部、叶根部以及位于叶尖部和叶根部之间的最大弦长部；其中，叶根部在叶身的弦向上的长度尺寸大于叶根部在叶身的宽度方向上的长度尺寸且小于等于最大弦长部在弦向上的长度尺寸，宽度方向、轴向以及弦向三者相互垂直，叶身由最大弦长部至叶根部为平滑曲面过渡。

根据本发明实施例的一个方面，在弦向，叶根部的长度尺寸小于等于0.8倍的最大弦长部的长度尺寸。

根据本发明实施例的一个方面，叶根部呈轴对称结构，叶根部的对称轴沿弦向延伸。

根据本发明实施例的一个方面，在宽度方向，叶根部背离叶尖部一侧端面的长度尺寸等于最大弦长部的长度尺寸。

根据本发明实施例的一个方面，叶根部在轴向上背离叶尖部一侧端面的外轮廓呈椭圆形，椭圆形的长轴方向与弦向一致且短轴方向与宽度方向一致。

根据本发明实施例的一个方面，叶根部在轴向上背离叶尖部一侧端面的外轮廓呈腰圆形，腰圆形的两圆弧段在弦向相对分布且两直线段在宽度方向上相对分布。

根据本发明实施例的一个方面，沿轴向，叶根部在预定长度内为等截面结构体，预定长度的取值范围为1.5m～2m。

根据本发明实施例的一个方面，叶片还包括转接组件，转接组件设置于叶身在轴向的一端，转接组件包括第一连接段与第二连接段，第一连接段与叶根部的形状相匹配并连接于叶根部，第二连接段设置于第一连接段背离叶身的一侧并用于与轮毂连接。

根据本发明实施例的一个方面，在弦向上，第一连接段面向叶根部一侧端面的长度尺寸大于等于1.2倍的第一连接段背离第二连接段一侧端面的长度尺寸。

根据本发明实施例的一个方面，第一连接段在轴向上为等截面结构体，第一连接段上设置有多个第一连接孔，多个第一连接孔沿第一环形轨迹间隔分布，每个第一连接孔在轴向上贯穿第一连接段设置，第一连接孔内设置有第一紧固件，以与叶身连接。

根据本发明实施例的一个方面，第二连接段背离第一连接段一侧的端面的外轮廓呈圆形，第二连接段上设置有多个第二连接孔，多个第二连接孔沿第二环形轨迹间隔分布，每个第二连接孔在轴向上贯穿第二连接段设置，以用于与轮毂连接。

根据本发明实施例的一个方面，第二连接段在轴向为等截面结构体。

根据本发明实施例的一个方面，转接组件还包括加强部件，加强部件连接于第一连接段以及第二连接段之间。

根据本发明实施例的一个方面，加强部件包括多个加强板，多个加强板围绕第二连接段设置，每个加强板分别与第一连接段以及第二连接段连接。

根据本发明实施例的一个方面，加强部件包括环状结构体，加强部件包围第二连接段的外周设置并分别与第一连接段以及第二连接段的连接。

根据本发明实施例的一个方面，由第二连接段背离第一连接段的端面至第一连接段，加强部件的横截面积逐渐增大。

根据本发明实施例的一个方面，叶身在宽度方向的壁厚大于叶身在弦向上的壁厚。

另一个方面，根据本发明实施例提供一种风力发电机组，包括：轮毂；上述的叶片，连接于轮毂。

根据本发明实施例提供的叶片以及风力发电机组，叶片包括叶身，叶身在自身轴向上具有相对设置的叶尖部、叶根部以及位于叶尖部和叶根部之间的最大弦长部，由于叶根部在叶身的弦向上的长度尺寸大于叶根部在叶身的宽度方向上的长度尺寸且小于等于最大弦长部在弦向上的长度尺寸，并且宽度方向、轴向以及弦向三者相互垂直，使得叶片由其最大弦长部至叶根部的曲面能够平滑过渡且更为连续，使得叶片在最大弦长部至叶根部区域的过渡曲面采用较小的厚度即可满足叶片整体的疲劳性能要求。并且，过渡曲面采用较小的壁厚能够降低叶片所应用的风力发电机组时失速风险，提高风能利用率，保证风力发电机组的发电效益。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本发明一个实施例的风力发电机组的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的叶片的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的叶片的侧视图；

图4是本发明一个实施例的叶片与传统的叶片的风能利用率的特征曲线图；

图5是本发明另一个实施例的叶片的结构示意图；

图6是本发明一个实施例的转接组件的结构图示意图；

图7是本发明一个实施例的转接组件的侧视图；

图8是本发明另一个实施例的转接组件的侧视图；

图9是本发明又一个实施例的转接组件的侧视图；

图10是本发明再一个实施例的转接组件的结构示意图。

其中：

100-叶片；

10-叶身；11-叶尖部；12-叶根部；121-固定孔；13-最大弦长部；

20-转接组件；21-第一连接段；211-第一连接孔；22-第二连接段；221-第二连接孔；23-加强部件；aa-第一环形轨迹；bb-第二环形轨迹；24-贯穿孔；

30-第一紧固件；

40-第二紧固件；

200-轮毂；

300-塔架；

400-机舱；

500-发电机；

X-轴向；Y-弦向；Z-宽度方向。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的叶片以及风力发电机组的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供的风力发电机组，包括塔架300、机舱400、发电机500、轮毂200以及叶片100。塔架300连接于风机基础，机舱400设置于塔架300的顶端，机舱400包括底座，机舱400能够通过底座与塔架300连接，发电机500设置于机舱400。一些示例中，发电机500可以位于机舱400的外部，当然，在有些示例中，发电机500也可以位于机舱400的内部。叶片100的数量可以为多个并围绕轮毂200的轴线间隔设置，示例性地，叶片100的数量可以为三个。发电机500包括转动配合的转子以及定子，转子可以与轮毂200连接，定子可以与机舱400的底座连接。当风力作用于叶片100时，叶片100带动轮毂200转动，进而带动发电机500的转子相对定子转动，实现风力发电机组的发电需求。

已有的风力发电机组，其叶片大多采用的是圆形叶根部方案。然而，叶片最大弦长处的横截面外形为大厚度钝尾缘翼型，使得圆形叶根部至最大弦长处翼型的过渡曲面的形状变化较为明显。而随着叶片尺寸的不断攀升，摆阵载荷持续增大，叶片的过渡段长度也随之增加，对叶片的结构强度和疲劳性能提出了更高的要求。为了保证过渡曲面的疲劳性能，需要增加其壁厚，叶片壁厚较大将使得风力发电机组在运行时存在失速的风险，影响风能利用率。基于此，本发明实施例提供一种新的叶片100，能够降低叶片100所应用的风力发电机组时产生失速风险的概率，提高风能利用率，保证风力发电机组的发电效益。

为了更好地理解本发明，下面结合图2至图10根据本发明实施例的叶片100以及风力发电机组进行详细描述。

如图2以及图3所示，本发明实施例提供的叶片100，包括叶身10，叶身10在自身轴向X上具有相对设置的叶尖部11、叶根部12以及位于叶尖部11和叶根部12之间的最大弦长部13。其中，叶根部12在叶身10的弦向Y上的长度尺寸H1大于叶根部12在叶身10的宽度方向Z上的长度尺寸H2且小于等于最大弦长部13在弦向Y上的长度尺寸H3，宽度方向Z、轴向X以及弦向Y三者相互垂直，叶身10由最大弦长部13至叶根部12为平滑曲面过渡。

为了评估叶根部12的外形对发电效率的影响，对某款八十米量级的叶片100进行仿真。参见图4所示，图4中的虚线表示现有技术中叶片风能利用效率的特征曲线，实线表示本申请实施例的叶片100风能利用效率的特征曲线图，其中，横坐标表示叶尖速比，纵坐标表示风能利用率。

由图4的曲线图结果显示，相对于现有技术中采用圆形叶根部12的叶片100，本申请实施例提供的叶片100，在整个运行阶段的风能利用率较高(提升4.3％左右)，由于叶片100的壁厚相对现有技术中的叶片的壁厚减薄，使得在低风速的情况下也能够被驱动，进而在低风速区间能够提高风力发电机组的发电量。

也就是说，本发明实施例提供的叶片100，叶身10由最大弦长部13至叶根部12为平滑曲面过渡，由于叶根部12在叶身10的弦向Y上的长度尺寸H1大于叶根部12在叶身10的宽度方向Z上的长度尺寸H2且小于等于最大弦长部13在弦向Y上的长度尺寸H3，并且宽度方向Z、轴向X以及弦向Y三者相互垂直，使得叶片100由其最大弦长部13至叶根部12的曲面能够平滑过渡且更为连续，改善叶根部12外形的连续性和结构性能，使得叶片100在最大弦长部13至叶根部12区域的过渡曲面采用较小的厚度即可满足叶片100整体的疲劳性能要求。由于薄翼型或者说壁厚相对较薄的叶片100能够降低叶片100所应用的风力发电机组时失速风险，提高风能利用率，保证风力发电机组的发电效益。

作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的叶片100，其在叶片100的弦向Y上，叶根部12的长度尺寸H1可以等于最大弦长部13在弦向Y的长度尺寸H3，当然此为一种可选地实施方式，在有些实施例中，在弦向Y，叶根部12的长度尺寸H1可以小于等于0.8倍的最大弦长部13的长度尺寸H3，并且大于叶根部12在叶身10的宽度方向Z上的长度尺寸H2。通过上述设置，既能够使得叶片100由其最大弦长部13至叶根部12的曲面平滑过渡且更为连续，并且，利于叶片100与轮毂200之间的连接，同时，能够优化叶片100整体的疲劳性能。

作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的叶片100，叶根部12呈轴对称结构，叶根部12的对称轴沿弦向Y延伸。叶根部12采用轴对称的结构形式，既能够保证叶片100由其最大弦长部13至叶根部12的曲面能够平滑过渡且更为连续。同时，能够使得叶片100在用于风力发电机组时，能够较为均匀的将所承受的载荷转递至轮毂200。

在一些可选地实施例中，本发明实施例提供的叶片100，叶根部12在轴向X上背离叶尖部11一侧端面的外轮廓呈椭圆形，椭圆形的长轴方向与弦向Y一致且短轴方向与宽度方向Z一致。叶根部12在轴向X上背离叶尖部11一侧端面的外轮廓呈椭圆形的结构形式，利于叶片100的成型，同时使得叶片100在由最大弦长部13所在位置至叶根部12所在位置的过渡曲面能够平滑且连续过渡，可以更为灵活地调整叶片100过渡段的外形，改善叶根部12外形的连续性和结构性能，减轻叶片100的重量，调节叶片100的频率。此外，椭圆状的叶根部12还可以调整叶片100的变桨中心，降低其变桨动作所需的力矩大小。

在一些可选地实施例中，本发明实施例提供的叶片100，为了便于与轮毂200之间的连接，叶根部12上设置有多个固定孔121，多个固定孔121沿着叶根部12在轴向X上背离叶尖部11一侧端面的外轮廓的形状间隔分布，每个固定孔121沿着叶身10的轴向X延伸预定长度。

由于叶身10涉及多个螺栓等第一紧固件的装配，在多个位置设置的固定孔121产生的应力集中需要谨慎处理。为了减小叶身10在设置固定孔121的位置产生应力集中，作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的叶片100，叶身10在宽度方向Z上的壁厚大于叶身10在弦向Y上的壁厚。即，通过增加叶片100在挥舞方向上的厚度，以抵抗叶片100的形变，降低在固定孔121位置处的应力集中的风险。可选地，具体可以通过增加挥舞方向纤维布的层数，以加大铺层厚度来调整叶身10在宽度方向Z上的壁厚，操作简单，且能够保证叶片100的疲劳性能要求。

作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的叶片100，沿叶身10的轴向X，其叶根部12在预定长度范围内为等截面结构体。由于叶根部12上固定孔121内部需要放置第一紧固件。通过使得沿叶身10的轴向X叶根部12在预定长度范围内为等截面结构体，能够利于相应紧固件的安装。叶根部12的等截面结构体部分在轴向X上的长度尺寸可以根据所需放置的紧固件的长度尺寸设置，只要能够满足对应紧固件的安装以及与叶身10之间的连接均可。

在一些可选地实施例中，叶根部12的等截面体的延长尺寸h的取值范围为1.5m～2m之间的任意数值，包括1.5m、2m两个端值，利于紧固件的安装，同时能够保证最大弦长部13至叶根部12的平滑过渡需求。

作为一种可选地实施方式，在宽度方向Z，叶根部12背离叶尖部11的端面的宽度尺寸H2等于最大弦长部13的宽度尺寸，以优化叶100由其最大弦长部13至叶根部12的曲面的平滑性能以及连续性能。

如图5至图7所示，作为一种可选地实施方式，为了便于叶片100与轮毂200之间的连接，本发明实施例提供的叶片100，还包括转接组件20，转接组件20设置于叶身10在轴向X的一端，转接组件20包括第一连接段21与第二连接段22，第一连接段21与叶根部12的形状相匹配并连接于叶根部12，第二连接段22设置于第一连接段21背离叶身10的一侧并用于与轮毂200连接。

本发明实施例提供的叶片100，转接组件20的设置，可通过第一连接段21与叶身10连接并通过第二连接段22与轮毂200连接，能够对轮毂200与叶身10之间的连接起到连接桥梁的作用，使得在不改变已有轮毂200结构的情况下，满足本发明实施例提供的叶片100与轮毂200之间的连接。此外，转接组件20的设置还可以分担轮毂200所承受的部分载荷，因此可以适当降低轮毂200的结构设计成本及材料用量。

可选地，本发明实施例提及的第一连接段21与叶根部12的形状相匹配是指第一连接段21面向叶根部12的表面的外轮廓形状与叶根部12背离叶尖部11一侧端面的外轮廓形状一致，满足第一连接段21与叶根部12的对接。

可选地，本发明实施例提供的叶片100，其第二连接段22背离第一连接段21一端的外轮廓形状可以与待连接的轮毂200上的变桨轴承的内圈或者外圈中一者的形状一致，通过变桨轴承与轮毂200间接连接。无需改变轮毂200或者轮毂200上的变桨轴承的形状，即可满足对结构改进后的叶片100的连接。

作为一种可选地实施方式，当本发明实施例提供的叶片100，其叶根部12在轴向X上背离叶尖部11一侧端面的外轮廓呈椭圆形时，第一连接段21面向叶根部12的表面的外轮廓形状也可以同为椭圆形，以便于叶根部12与第一连接段21之间的连接。

在一些可选地实施例中，本发明实施例提供的叶片100，其第一连接段21在轴向X上可以为等截面结构体，第一连接段21采用等截面结构体，利于第一连接段21的成型同时能够还能够保证与叶根部12之间的连接。

可选地，当叶根部12在轴向X上背离叶尖部11一侧端面的外轮廓呈椭圆形时，第一连接段21整体可以为椭圆盘状。第一连接段21在轴向X上各处的横截面的外轮廓形状可以为椭圆形。

作为一种可选地实施方式，为了便于第一连接段21与叶根部12之间的连接，本发明实施例提供的叶片100，第一连接段21上设置有多个第一连接孔211，多个第一连接孔211沿第一环形轨迹aa间隔分布，每个第一连接孔211在轴向X上贯穿第一连接段21设置，第一连接孔211内设置有第一紧固件30，以与叶身10连接。

第一环形轨迹aa可以根据第一连接段21的结构形状设置，例如，当第一连接段21在轴向X上的横截面的外轮廓形状为椭圆时，第一环形轨迹aa也可以为椭圆形，具体根据第一连接段21的形状设置，只要能够满足第一连接段21与叶根部12之间的连接需求均可。

本发明实施例提供的叶片100，通过在第一连接段21上设置多个第一连接孔211，能够实现与叶根部12之间的连接，进而保证转接组件20实现叶片100与轮毂200之间连接的转接需求。

并且，第一连接段21与叶身10的叶根部12之间可以采用第一紧固件30连接的方式，使得转接组件20能够与叶身10之间可拆卸连接，当转接组件20存在损害时，可以对其进行更换，无需更换整个叶片100，提高叶片100的使用寿命。

可选地，第一连接段21上的第一连接孔211的数量可以与叶根部12上的固定孔121的数量相同并一一对应设置，在每个相对设置的第一连接孔211与固定孔121之间连接第一紧固件30，以满足转接组件20与叶身10之间的连接需求。

作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的叶片100，其第二连接段22背离第一连接段21一侧的端面的外轮廓呈圆形。通过上述设置，使得第二连接段22背离第一连接段21的一侧端面能够与轮毂200上的连接法兰或者说与轮毂200连接的变桨轴承的内圈或者外圈的形状相匹配，利于转接组件20与轮毂200之间的连接，进而保证叶身10通过转接组件20与轮毂200之间的连接需求。

作为一种可选地实施方式，第二连接段22在轴向X上可以为等截面结构体。可选地，第二连接段22整体可以为圆盘状结构，在叶身10的轴向X上，第二连接段22各处的横截面的外轮廓可以呈圆形。利于与轮毂200之间的连接，使得本发明实施例提供的叶片100整体能够与轮毂200相匹配并连接。

可选地，第二连接段22上设置有多个第二连接孔221，多个第二连接孔221沿第二环形轨迹bb间隔分布，每个第二连接孔221在轴向X上贯穿第二连接段22设置，以用于与轮毂200连接。同样的，当第二连接段22与轮毂200连接时，可以通过轮毂200上的变桨轴承间接连接，第二连接段22上的第二连接孔221内同样可以设置有第二紧固件40，以满足与轮毂200之间的间接连接需求。并且，第二连接段22与轮毂200之间可拆卸，利于叶片100与轮毂200的运输、拆装以及对叶片100或者设置于轮毂200上的变桨轴承的更换需求。

第二环形轨迹bb可以根据第二连接段22的结构形状设置，例如，当第二连接段22在轴向X上的横截面的外轮廓形状为圆形时，第一环形轨迹bb也可以为圆形，具体根据第二连接段22的形状设置，只要能够满足第二连接段22与轮毂200之间的连接需求均可。

作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的叶片100，转接组件20设置有贯穿孔24，贯穿孔24沿轴向X贯穿转接组件20，相应的在叶根部12上设置有与叶身10的内腔连通的开口，使得叶身10内部的线缆如接地线、接闪结构的导电线等可以由开口以及对应的贯穿孔24引出并与外界连接。

在一些可选地实施例中，本发明实施例提供的叶片100，第一连接段21面向叶根部12一侧端面的长度尺寸大于等于1.2倍的第一连接段21背离第二连接段22一侧端面的长度尺寸。通过上述设置，既能够满足转接组件20与叶身10以及轮毂200之间的连接需求，同时，能够更好的实现载荷的传递，驱动轮毂200相对机舱400等部件转动。

作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的叶片100，其第一连接段21为轴对称结构，第一连接段21的对称轴沿着叶身10的弦向Y延伸，可选地，第一连接段21的对称轴可以与叶根部12的对轴轴相重合。可选地，第二连接段22的中心位于第一连接段21的中轴线上。通过上述设置，既能够保证转接组件20与叶身10以及轮毂200之间的连接需求，同时能够使得叶身10的重力、风载荷等更好的通过转接组件20传递至轮毂200，使得转接组件20在力或者载荷传递的过程中，减小其承受偏载的概率，提高叶片100整体的使用寿命。

如图8所示，在一些可选地实施例中，本发明实施例提供的叶片100，转接组件20还包括加强部件23，加强部件23连接于第一连接段21以及第二连接段22之间。通过设置加强部件23，能够保证第一连接段21以及第二连接段22之间的连接强度，同时能够缓解第一连接段21与第二连接段22之间连接区存在应力集中的问题。

作为一种可选地实施方式，加强部件23可以包括多个加强板，多个加强板围绕第二连接段22设置，每个加强板分别与第一连接段21以及第二连接段22连接。

可以理解的是，加强部件23采用多个加强板的形式只是一种可选地实施方式，在一些其他的示例中，也可以使得加强部件23包括环状结构体，加强部件23包围第二连接段22的外周设置并分别与第一连接段21以及第二连接段22的连接。通过上述设置，同样能够满足对第一连接段21以及第二连接段22的连接处的加强作用。

可选地，加强部件23可以与第一连接段21以及第二连接段22分体成型后进行连接，当然，在有些实施例中，也可以使得加强部件23与第一连接段21以及第二连接段22为一体式结构，保证转接部件整体的强度需求。

如图8以及图9所示，作为一种可选地实施方式，本发明实施例提供的叶片100，由第二连接段22背离第一连接段21的端面至第一连接段21，加强部件23的横截面积可以逐渐增大，有效的缓解第一连接段21与第二连接段22连接区域应力集中问题，提升转接组件20整体的结构安全性。

在一些可选地实施例中，本发明实施例提供的叶片100，其转接组件可以采用球墨铸铁等材料制成，强度高，使得转接组件具有更高的承载能力。

可以理解的是，本发明上述各实施例均是以叶根部12在轴向X上背离叶尖部11一侧端面的外轮廓呈椭圆形为例进行举例说明，此为一种可选地实施方式。

如图10所示，在一些其他的示例中，也可以使得叶根部12在轴向X上背离叶尖部11一侧端面的外轮廓呈腰圆形，腰圆形的两个圆弧段在弦向Y相对分布且两个直线段在宽度方向Z上相对分布，只要能够使得叶片100由其最大弦长部13至叶根部12的曲面能够平滑过渡且更为连续均可。

当叶根部12在轴向X上背离叶尖部11一侧端面的外轮廓呈腰圆形时，相应的，第一连接段21可以采用与叶根部12在轴向X上背离叶尖部11一侧端面形状相匹配的腰圆形结构，以保证与叶根部12之间的连接需求。

本发明实施例提供的叶片100，其叶身10在自身轴向X上具有相对设置的叶尖部11、叶根部12以及位于叶尖部11和叶根部12之间的最大弦长部13，由于叶根部12在叶身10的弦向Y上的长度尺寸H1大于叶根部12在叶身10的宽度方向Z上的长度尺寸H2且小于等于最大弦长部13在弦向Y上的长度尺寸H3，并且宽度方向Z、轴向X以及弦向Y三者相互垂直，使得叶片100由其最大弦长部13至叶根部12的曲面能够平滑过渡且更为连续，使得叶片100在最大弦长部13至叶根部12区域的过渡曲面采用较小的厚度即可满足叶片100整体的疲劳性能要求。并且，过渡曲面采用较小的壁厚能够降低叶片100所应用的风力发电机组时失速风险，提高风能利用率，保证风力发电机组的发电效益。

本发明实施例提供的风力发电机组，因其包括上述各实施例提供的叶片100，其叶片100由其最大弦长部13至叶根部12的曲面能够平滑过渡且更为连续，使得叶片100在最大弦长部13至叶根部12区域的过渡曲面采用较小的厚度即可满足叶片100整体的疲劳性能要求。并且，过渡曲面采用较小的壁厚能够降低叶片100所应用的风力发电机组时失速风险，提高风能利用率，使得风力发电机组自身具有更高的发电效益。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (13)

1.一种叶片(100)，其特征在于，包括：

叶身(10)，所述叶身(10)在自身轴向(X)上具有相对设置的叶尖部(11)、叶根部(12)以及位于所述叶尖部(11)和所述叶根部(12)之间的最大弦长部(13)；

其中，所述叶根部(12)在所述叶身(10)的弦向(Y)上的长度尺寸大于所述叶根部(12)在所述叶身(10)的宽度方向(Z)上的长度尺寸且小于等于所述最大弦长部(13)在所述弦向(Y)上的长度尺寸，所述宽度方向(Z)、所述轴向(X)以及所述弦向(Y)三者相互垂直，所述叶身(10)由所述最大弦长部(13)至所述叶根部(12)为平滑曲面过渡；

所述叶片(100)还包括转接组件(20)，所述转接组件(20)设置于所述叶身(10)在所述轴向(X)的一端，所述转接组件(20)包括第一连接段(21)与第二连接段(22)，所述第一连接段(21)与所述叶根部(12)的形状相匹配并连接于所述叶根部(12)，所述第二连接段(22)设置于所述第一连接段(21)背离所述叶身(10)的一侧并用于与轮毂(200)连接。

2.根据权利要求1所述的叶片(100)，其特征在于，在所述弦向(Y)，所述叶根部(12)的长度尺寸小于等于0.8倍的所述最大弦长部(13)的长度尺寸；

和/或，在所述宽度方向(Z)，所述叶根部(12)背离所述叶尖部(11)一侧端面的长度尺寸等于所述最大弦长部(13)的长度尺寸。

3.根据权利要求1所述的叶片(100)，其特征在于，所述叶根部(12)呈轴对称结构，所述叶根部(12)的对称轴沿所述弦向(Y)延伸。

4.根据权利要求3所述的叶片(100)，其特征在于，所述叶根部(12)在所述轴向(X)上背离所述叶尖部(11)一侧端面的外轮廓呈椭圆形，所述椭圆形的长轴方向与所述弦向(Y)一致且短轴方向与所述宽度方向(Z)一致；

或者，所述叶根部(12)在所述轴向(X)上背离所述叶尖部(11)一侧端面的外轮廓呈腰圆形，所述腰圆形的两个圆弧段在所述弦向(Y)相对分布且两个直线段在所述宽度方向(Z)上相对分布。

5.根据权利要求1所述的叶片(100)，其特征在于，在所述弦向(Y)上，所述第一连接段(21)面向所述叶根部(12)一侧端面的长度尺寸大于等于1.2倍的所述第一连接段(21)背离所述第二连接段(22)一侧端面的长度尺寸。

6.根据权利要求1所述的叶片(100)，其特征在于，所述第一连接段(21)在所述轴向(X)上为等截面结构体，所述第一连接段(21)上设置有多个第一连接孔(211)，多个所述第一连接孔(211)沿第一环形轨迹(aa)间隔分布，每个所述第一连接孔(211)在所述轴向(X)上贯穿所述第一连接段(21)设置，所述第一连接孔(211)内设置有第一紧固件(30)，以与所述叶身(10)连接。

7.根据权利要求1所述的叶片(100)，其特征在于，所述第二连接段(22)背离所述第一连接段(21)一侧的端面的外轮廓呈圆形，所述第二连接段(22)上设置有多个第二连接孔(221)，多个所述第二连接孔(221)沿第二环形轨迹(bb)间隔分布，每个所述第二连接孔(221)在所述轴向(X)上贯穿所述第二连接段(22)设置，以用于与所述轮毂(200)连接。

8.根据权利要求7所述的叶片(100)，其特征在于，所述第二连接段(22)在所述轴向(X)上为等截面结构体。

9.根据权利要求1所述的叶片(100)，其特征在于，所述转接组件(20)还包括加强部件(23)，所述加强部件(23)连接于所述第一连接段(21)以及所述第二连接段(22)之间。

10.根据权利要求9所述的叶片(100)，其特征在于，所述加强部件(23)包括多个加强板，多个所述加强板围绕所述第二连接段(22)设置，每个所述加强板分别与所述第一连接段(21)以及所述第二连接段(22)连接；

或者，所述加强部件(23)包括环状结构体，所述加强部件(23)包围所述第二连接段(22)的外周设置并分别与所述第一连接段(21)以及第二连接段(22)的连接。

11.根据权利要求9所述的叶片(100)，其特征在于，由所述第二连接段(22)背离所述第一连接段(21)的端面至所述第一连接段(21)，所述加强部件(23)的横截面积逐渐增大。

12.根据权利要求1至4任意一项所述的叶片(100)，其特征在于，所述叶身(10)在所述宽度方向(Z)的壁厚大于所述叶身(10)在所述弦向(Y)上的壁厚。

13.一种风力发电机组，其特征在于，包括：

轮毂(200)；

如权利要求1至12任意一项所述的叶片(100)，连接于所述轮毂(200)。

Images