[實用新型]刀鋒形風力機葉片

有效

• 申請號: 201620928473.2
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN206129492U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 馬劍龍;呂文春;汪建文;楊柳;張彥奇
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 仇蕾安,郭德忠

技術領域

本實用新型涉及一種風力機葉片，具體涉及一種葉尖為類似刀鋒結構的風力機葉片，屬于風能利用技術領域。

背景技術

風力機是通過風輪葉片汲取風能，進而將機械能轉化為電能的裝置。風輪是風力機關鍵的動力部件，決定著汲取風能的效率。風輪由葉片、輪轂和軸組成，發電機通過主軸與風輪的軸實現連接，作用是將風輪輸出的機械能轉化為電能并輸出。由此可見，風輪的葉片決定著風力機的風能利用率。而風力機葉片由葉片翼型部分和葉根兩部分組成，葉片翼型部分結構決定著風輪的氣動性能優劣，葉根部分主要擔負葉片翼型部分與輪轂的連接，起到葉片支撐和定位的作用。

傳統風力機葉片翼型的結構來源于航空翼型，導致傳統風力機翼型葉片在使用中存在以下幾個關鍵技術缺陷：

1、葉根附近翼型面寬大，導致葉片啟動風速增大，風速有效利用范圍變窄，風能利用率下降。寬大的翼型面結構，將導致葉片整體質量增大，風力機起動所需克服的慣性力矩增大，造成葉片啟動所需的最低風速增大，風速有效利用范圍變窄；同時考慮到安全性問題，葉片質量的增大將導致在相同的來流風速下，葉片的設計轉速明顯下降，進而導致風力機有效輸出功率下降，風能利用率下降；另一方面，寬大的翼型結構將導致葉片旋轉過程中產生的葉片中心渦渦量增大及渦影響擴散區域增加，從而導致葉片能量損耗增大，葉片的風能利用率下降；

2、葉尖處多為具有一定厚度的翼型面結構，導致葉尖聲輻射較大，風能利用率較低。葉尖處非流線性結構，導致葉片旋轉過程中產生較強的葉尖渦，進而產生較強的旋轉噪聲及較大的能量損失，從而導致風力機旋轉噪聲高及風能利用率較低；部分葉片為解決上述問題，在葉尖部加裝葉尖小翼，雖可一定程度上改善葉尖渦的產生和擴散，但葉尖小翼并非葉片本體結構，使用中易從葉尖脫落。

以上問題的存在，嚴重制約著風能的有效利用和風力機產業的發展進程。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供了一種刀鋒形風力機葉片，葉片中部翼型面相對寬大、突出，靠近葉根部分翼型面寬度呈逐漸收縮外形，葉尖為刀鋒形結構，該種結構形式可在有效提升葉片風能利用率的同時較大程度上縮減葉片外形尺寸，并可使葉片在旋轉過程中有效地破碎葉尖渦的生成與生長，從而有效降低葉片旋轉過程中產生的氣動噪聲。

為了解決上述技術問題，本實用新型是這樣實現的：一種刀鋒形風力機葉片，由葉片翼型和葉根兩部分組成，葉片翼型部分表面的三維結構由十個翼型面翼型曲線以及一個空間特征翼型點連續光滑過渡生成；所述每個翼型面翼型曲線分別由壓力面曲線和吸力面曲線組成；定義Z方向為葉片葉展方向，垂直Z方向的面為XOY平面；第一翼型面所處的空間位置面為Z＝0的空間面，第一翼型面前緣點為三維坐標原點(0，0，0)；各翼型面曲線前緣點與后緣點間的連線為弦長，弦長在XOY平面內與X坐標軸間的夾角為扭角，順時針方向為扭角正向；

所述十個翼型面壓力面曲線和吸力面曲線對應的坐標值如下：

第一翼型面翼型曲線坐標(Z坐標為0mm)

第二翼型面翼型曲線坐標(Z坐標為94.5mm)

第三翼型面翼型曲線坐標(Z坐標為189mm)

第四翼型面翼型曲線坐標(Z坐標為283.5mm)

第五翼型面翼型曲線坐標(Z坐標為378mm)

第六翼型面翼型曲線坐標(Z坐標為472.5mm)

第七翼型面翼型曲線坐標(Z坐標為567mm)

第八翼型面翼型曲線坐標(Z坐標為661.5mm)

第九翼型面翼型曲線坐標(Z坐標為756mm)

第十翼型面翼型曲線坐標(Z坐標為803.25mm)

所述空間特征翼型點坐標為(0mm，0mm，850mm)；