[實用新型]雙翼風機葉片

有效

• 申請號: 201520147849.1
• 申請日: 2015-03-16
• 公開（公告）號: CN204627875U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 李慧;葉婷婷;陳程;吳江海
• 申請（專利權）人: 無錫風電設計研究院有限公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;朱建均

技術領域

本實用新型涉及一種風機葉片，具體的說是一種雙翼風機葉片，屬于風力葉片技術領域。

背景技術

風機葉片是風能技術進步的關鍵核心風力機部件，其良好的設計、可靠的質量和優越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素。而更長的葉片也可以配合大功率風機工作，時下這種趨勢越來越明顯。隨著葉片尺寸增大，葉片載荷劇增，為了抵抗劇增的載荷，葉片過渡段的設計需要考慮足夠的強度和剛度，同時需要平衡氣動性能降低這一矛盾點。縱觀風機葉片的發展歷程，從最開始的手糊工藝到現在的真空灌注成型，由合模技術到葉片一體化灌注成型，由無扭角外形到帶有扭角預彎的外形，這些都保留了傳統葉片的基本特質。傳統的葉片，葉片根部存在0.5m~1.5m的圓柱段；圓柱段結束端至葉片最大弦長附近處通常采用大厚度翼型過渡，主要為過渡段；由最大弦長附近至葉尖處采用相對厚度較小的翼型，主要為氣動段。隨著葉片長度的不斷增加，過渡段翼型的相對厚度也會隨之增加，目前已經達到45%。如果葉片長度再增加，過渡段則需要一個更好的形式來平衡氣動、載荷和結構，同時需要考慮到葉片的成本和重量。

傳統葉片的過渡段設計已經暴露出巨大的安全隱患，過渡段區域的剝離斷裂破壞、疲勞失效、貝塞爾效應引起的扭轉變形和層間撕裂等都已經成為傳統大葉片損傷的根本原因。歐洲的EWTTPD項目中，NREL進行了葉片的單軸和雙軸的全尺寸疲勞測試，在兩個區域觀察到了損傷，其中一處損傷就發生在過渡段的尾緣區域。傳統葉片的過渡段作為氣動和結構設計的矛盾點，一直沒有一套可行的設計方法從本質上解決氣動、結構和載荷的矛盾，站在結構設計人員的角度希望將過渡段設計為工字梁的形式，從而提高過渡段的強度和剛度特性；站在氣動設計人員的角度希望將過渡段設計為薄翼型的形式，從而提高葉片發電量和氣動特性。因此本發明提出一種葉片過渡段的全新設計形式。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種雙翼風機葉片，解決大葉片過渡段相對厚度過大而產生的制造缺陷，解決氣動和結構矛盾點，能夠在增加發電量的同時保證葉片足夠的強度和剛度。

按照本實用新型提供的技術方案，雙翼風機葉片包括依次連接成一體的葉片圓柱段、雙翼型葉片過渡段和葉片氣動段，其特征是：雙翼型葉片過渡段包括上下對稱設置的吸力面薄翼型段和壓力面薄翼型段，吸力面薄翼型段和壓力面薄翼型段外圈通過第一薄翼過渡段連接葉片氣動段，吸力面薄翼型段和壓力面薄翼型段的內端通過第二薄翼過渡段連接葉片圓柱段。

進一步的，葉片圓柱段為圓柱形。

進一步的，述吸力面薄翼型段和壓力面薄翼型段相對厚度分布為10%~25%。

進一步的，在雙翼型葉片過渡段同一展向截面位置，所述吸力面薄翼型段和壓力面薄翼型段的弦長C相同。

進一步的，在雙翼型葉片過渡段的同一展向位置處，所述吸力面薄翼型段和壓力面薄翼型段相對于葉片中軸線有垂直方向的偏移A，偏移A不大于吸力面薄翼型段和壓力面薄翼型段的弦長C。

進一步的，在雙翼型葉片過渡段的同一展向截面位置處，所述吸力面薄翼型段的尾緣點和壓力面薄翼型段的尾緣點的距離為H，葉片長度為L，H≤0.02L。

進一步的，在雙翼型葉片過渡段同一展向截面位置，所述吸力面薄翼型段的尾緣點與葉片中軸線所在水平面的垂直距離為I，吸力面薄翼型段和壓力面薄翼型段的弦長C，I≤C。

進一步的，雙翼型葉片過渡段沿著葉片展向的長度為R，葉片長度為L，R≤0.25L。

進一步的，第一薄翼過渡段和第二薄翼過渡段沿葉片展向長度為T，葉片長度為L，T≤0.1L。

本實用新型與已有技術相比具有以下優點：

本發明相比傳統風機葉片在設計方面規避傳統葉片過渡段厚翼型引出的制造缺陷，解決氣動和結構矛盾點。在氣動方面，雙翼風機葉片具有更高的升阻比，且失速特性更為緩和，在其他條件相同的情況下，相比于傳統葉片，該葉片將提供更高的發電量。在結構方面，雙翼外形的間距可以提高葉片過渡段的葉片剛度，從而實現降低葉片重量及成本。

附圖說明

圖1為本實用新型主視圖。

圖2為雙翼型葉片過渡段截面圖。

附圖標記說明：1-葉片圓柱段、2-雙翼型葉片過渡段、3-葉片氣動段、4-吸力面薄翼型段、5-壓力面薄翼型段、6-第一薄翼過渡段、7-第二薄翼過渡段。

具體實施方式

下面本實用新型將結合附圖中的實施例作進一步描述：