[實用新型]一種大厚度鈍尾緣風力機葉片

有效

• 申請號: 201320877248.7
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN203685493U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 廖猜猜;張明明;張磊;陳嘯;楊科;趙曉路;徐建中
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型專利涉及一種風力機葉片，尤其是一種大厚度鈍尾緣風力機葉片。具體涉及到葉片的設計與制造領域。

背景技術

傳統的大型風力機葉片一般采用尖尾緣結構。為了實現葉根圓柱段與葉片尖尾緣前端部的幾何光滑過渡，存在一個相對厚度較大的過渡段，其相對厚度都在40%以上。由于過渡段的截面幾何形狀是通過插值得到，對于不同的葉片其相對厚度相同的展向位置截面可能具有不同形狀，并不是標準的幾何翼型，沒有充分考慮此處截面的運行環境和特點。

而過渡段的截面由于展向位置小，葉片正常運行時的截面攻角能達到20度甚至更大值。傳統的大厚度尖尾緣翼型其在該攻角附近由于大的流動分離，其空氣動力學性能快速下降；另一方面，由于此處的截面承受較大的載荷，葉片弦長較大易發生葉片屈曲和疲勞破壞，尤其是葉片尾緣由于粘接面積有限，易發生開裂等結構破壞形式。此外，大型風力機葉片由于葉片較長，載荷較大，如何在不降低葉片氣動性能和不增加葉片質量的前提下，盡可能提高整個葉片的可靠性是一個很困難的問題。因此，有必要設計一種新的結構來改進葉片的氣動性能和結構性能。

由于與大厚度尖尾緣幾何翼型或幾何截面相比，相同相對厚度的大厚度鈍尾緣翼型在大攻角下具有更高的升力系數、更優失速特性、更好的剛度特性以及更強的尾緣粘接強度，標準的大厚度鈍尾緣翼型的開發以及它們在葉片上的應用為解決以上問題提供了一種重要途徑，已有一些學者或技術人員對此展開了相關研究（見專利文獻1-專利文獻7）。

【專利文獻】

【專利文獻1】：中國專利號201310234549.2說明書

【專利文獻2】：中國專利號200620090628.6說明書

【專利文獻3】：中國專利號201120041833.4說明書

【專利文獻4】：中國專利號201310283675.7說明書

【專利文獻5】：中國專利號201310283686.5說明書

【專利文獻6】：中國專利號201180022030.7說明書，該專利也是國際專利

【專利文獻7】：中國專利號200810001367.X說明書，該專利也是國際專利

具體來說，專利文獻1主要是開發了一族不同相對厚度的標準大厚度鈍尾緣翼型。相對厚度從45%到60%，尾緣相對厚度從7%到16%；專利文獻2主要是介紹了一種尾緣相對厚度從0.5%-3%的鈍尾緣翼型。專利文獻3主要介紹了一種帶有渦流發生器以及尾緣裝有減阻附件的鈍尾緣風力機葉片。專利文獻4介紹了一種采用相對厚度為65.0-75.0%的鈍尾緣翼型的鈍尾緣葉片，主要詳細說明了該翼型的幾何參數范圍。專利文獻5介紹了一種采用相對厚度為50.0-55.0%的鈍尾緣翼型的鈍尾緣葉片，主要詳細說明了該翼型的幾何參數范圍。專利文獻6介紹了一種相對厚度在40%到50%之間的葉片區域采用鈍尾緣形式的風力機葉片及其設計方法，并詳細介紹了不同相對厚度下尾緣相對厚度的取值范圍及不同的尾緣型式，以達到更好的葉片性能。專利文獻7介紹了4種相對厚度在30%和40%附近的鈍尾緣翼型及其幾何造型方式。

在以上的專利文獻中，主要是對各自開發的大厚度鈍尾緣翼型進行了公開說明，對在葉片過渡區內采用的大厚度鈍尾緣翼型只進行了部分范圍內的限制。此外，對尾緣厚度的過渡處理方式并未作出具體的公開，對采用大厚度鈍尾緣翼型后，如何使用葉片其它相對厚度翼型以改善葉片的整體性能未做具體說明。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種大厚度鈍尾緣風力機葉片。其目的是優化設置葉片過渡段截面幾何形狀的設置方式以及優化鈍尾緣葉片的尾緣厚度過渡形式，從而改善葉片的氣動特性和結構特性，降低葉片的質量和制造成本。

本實用新型所采用的技術方案是：一種大厚度鈍尾緣風力機葉片，包括葉片根部、葉片過渡段和葉片前端部，其特征在于，所述葉片過渡段為從所述葉片根部的圓形截面至所述葉片的具有最大弦截面之間的葉片部分。所述葉片過渡段內采用至少一個相對厚度為40%以上的大厚度鈍尾緣標準翼型；同時，從所述葉片根部到截面展向位置大于葉片展長35%的葉片范圍內均采用相對厚度大于30%的翼型。