[發明專利]一種前緣翼與圓柱形翼組合的風力機葉片

有效

• 申請號: 201210489024.9
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN103016260A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 穆安樂;楊文;張玉龍;王超
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D9/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于風力發電設備技術領域，涉及一種前緣翼與圓柱形翼組合的風力機葉片。

背景技術

風力機葉片是風力發電機組中最重要的部件之一，它的設計好壞關乎到整個風力發電機組的效率問題。目前風力機葉片大多采用傳統形式的葉片，如美國的SERI系列翼型、瑞典的FFA-W系列翼型、丹麥的RISΦA系列翼型、荷蘭的DU系列翼型等，這些翼型雖然大大改變了風力機的運行工況，增大了葉片的工況適應性，具備低風速下啟動，高風速下延遲失速，但是其運行效率普遍在35%左右，這與貝茨極限的極限效率59.26%相比，還有很大的提升空間。

中國的風力發電起步較晚，風力發電技術相對落后，在翼型研究、葉片的設計制造過程中一直處于落后狀態，因此找出提高風力機葉片效率的新方法、新途徑已尤為重要。但是，隨著新型材料的發展和加工工藝的提高，葉片的比強度增高、重量降低、成本減少、可靠性增大，為研究開發新型葉片、新型風力機提供了可能。

發明內容

本發明的目的是提供一種前緣翼與圓柱形翼組合的風力機葉片，解決了現有技術中風力機葉片存在的風能利用率低，低風速下不易啟動的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種前緣翼與圓柱形翼組合的風力機葉片，包括前緣翼和圓柱形翼，前緣翼處于迎風面，圓柱形翼處于背風面，前緣翼和圓柱形翼之間設置為圓弧形縫隙；

所述的前緣翼內端與風力發電機的輪轂固定連接，前緣翼的外端與連接板半段固定連接；

所述的圓柱形翼外端與連接軸B固定連接，連接軸B軸心圓柱套裝在連接板另半段中的軸承中，圓柱形翼內端與連接軸外端同軸固定連接。

本發明的前緣翼與圓柱形翼組合的風力機葉片，其特征還在于：

所述的連接軸穿過輪轂外殼中的軸承支座伸進輪轂中，連接軸的內端通過聯軸器與電機的傳動軸同軸連接。

所述的電機主體通過法蘭連接在輪轂內腔的凸臺端面上。

本發明的有益效果是：1）將傳統葉片的前緣翼與圓柱形翼結合為一體而組成的，其中前緣翼相對靜止不動而圓柱形翼以一定的角速度繞自身軸線旋轉，這種前緣翼與圓柱形翼組合的風力機葉片在整個翼型表面都能夠產生較大的升力，能夠提供比傳統風力機旋轉所需的更大的升力，極大的提高了風力機發電效率；2）在結構上由于前緣翼與圓柱翼分別支撐在輪轂上，并且前緣翼與圓柱翼在尾部又通過連接板支撐連接，因此葉片的整體剛度要遠大于傳統葉片的剛度；3）另外，前緣翼與圓柱形翼可以分別單獨儲運及安裝，降低了葉片整體的安裝難度和運輸難度。具有廣闊的發展前景，可獲得巨大的經濟及社會效益。

附圖說明

圖1是本發明的前緣翼與圓柱形翼組合的風力機葉片的安裝結構示意圖；

圖2是圖1中的A-A截面（前緣翼12和圓柱形翼6）的剖視圖；

圖3是采用本發明的風力機葉片的風力機氣流流場模型圖；

圖4是本發明的風力機葉片與傳統風力機葉片的表面壓力系數分布對比圖；

圖5是本發明的風力機葉片與傳統風力機葉片的升力系數分布對比圖。

圖中，1.電機，2.輪轂，3.軸承支座，4.連接軸，5.螺釘，6.圓柱形翼，7.螺釘A，8.連接軸B，9.軸承，10.螺釘B，11.連接板，12.前緣翼，13.螺釘C，14.聯軸器，15.法蘭，16.風輪。

具體實施方式

參照圖1，本發明的前緣翼與圓柱形翼組合的風力機葉片的結構是，包括前緣翼12和圓柱形翼6，前緣翼12處于迎風面，圓柱形翼6處于背風面，前緣翼12采用傳統葉片的形狀結構；所述的前緣翼12內端通過螺釘C13與風力發電機的輪轂2固定連接，前緣翼12的外端通過螺釘B10與連接板11半段固定連接，所述的圓柱形翼6外端通過螺釘A7與連接軸B8固定連接，連接軸B8軸心圓柱套裝在連接板11另半段中的軸承9中，圓柱形翼6內端通過螺釘5與連接軸4外端同軸固定連接；

連接軸4穿過輪轂2外殼中的軸承支座3伸進輪轂2中，連接軸4的內端通過聯軸器14與電機1的傳動軸同軸連接，電機1主體通過法蘭15連接在輪轂2內腔的凸臺端面上。

參照圖2，前緣翼12和圓柱形翼6之間設置為圓弧形縫隙，為非接觸安裝形式結構，前緣翼12和圓柱形翼6組合連接而成本發明的前緣翼與圓柱形翼組合的風力機葉片；上述結構中，前緣翼12相對輪轂2固定連接，靜止不動；而圓柱形翼6通過連接軸4由電機1的傳動軸帶動，通過軸承支座3和軸承9支撐，能夠根據需要繞自身軸線旋轉。