[發明專利]一種后掠角可調的前掠與后掠復合式水平軸風力機葉片

在審

• 申請號: 201910519117.3
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110307117A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 李國文;朱建勇;王成軍;張慶營
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種后掠角可調的前掠與后掠復合式水平軸風力機葉片，包括靜葉片和動葉片，靜葉片作為葉根部分，動葉片作為葉尖部分，動葉片下端與靜葉片上端相鉸接，由靜葉片和動葉片共同構成完整葉片；靜葉片設有前掠角，且靜葉片的前掠角為固定值；動葉片設有后掠角，且動葉片的后掠角可動態調整；動葉片與靜葉片的鉸接點處設有一根銷軸，銷軸與動葉片之間通過平鍵進行固定連接，靜葉片與銷軸之間為轉動連接；動葉片的下端采用空心結構，在動葉片下端的空腔內設置有齒輪，齒輪通過平鍵固定套裝在銷軸上；在靜葉片的上端開設有動力機構安裝槽，在動力機構安裝槽內部固裝有直線電機，直線電機的電機軸上固連有一根直齒條，直齒條與齒輪相嚙合。

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，特別是涉及一種后掠角可調的前掠與后掠復合式水平軸風力機葉片。

背景技術

目前，水平軸風力機葉片的阻力來源有兩個，一個是氣流與葉片表面摩擦所產生的剪應力，另一個是葉片表面因非對稱壓強分布所產生的壓差阻力，在實際中，由于邊界層的作用會使葉片后部的壓力比無粘流時要小，因此形成壓差阻力，而當流動發生分離時，分離區速度很小，從分離點開始壓力基本不變，分離將在葉片后部形成分離區和尾流，并將導致很強的壓差阻力。

因此，為了使阻力減小，則應該把邊界層的發展控制在最小的限度內，并設法防止發生分離，而將葉片單獨設計成前掠式或后掠式，在一定程度上確實可以使葉片產生不同的氣動特性，但前掠式葉片和后掠式葉片也各有優劣，對于葉片的風能利用效率提升程度也比較有限。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種后掠角可調的前掠與后掠復合式水平軸風力機葉片，首次將前掠設計和后掠設計復合到同一葉片之上，與傳統的單一前掠式葉片和單一后掠式葉片相比，實現了取長補短，使葉片的風能利用效率得到進一步提升。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種后掠角可調的前掠與后掠復合式水平軸風力機葉片，包括靜葉片和動葉片，所述靜葉片作為葉根部分，所述動葉片作為葉尖部分，動葉片下端與靜葉片上端相鉸接，由靜葉片和動葉片共同構成完整葉片；所述靜葉片設有前掠角，且靜葉片的前掠角為固定值；所述動葉片設有后掠角，且動葉片的后掠角可動態調整。

所述動葉片與靜葉片的鉸接點處設有一根銷軸，銷軸與動葉片之間通過平鍵進行固定連接，所述靜葉片與銷軸之間為轉動連接；所述動葉片的下端采用空心結構，在動葉片下端的空腔內設置有齒輪，齒輪通過平鍵固定套裝在銷軸上；在所述靜葉片的上端開設有動力機構安裝槽，在動力機構安裝槽內部固裝有直線電機，直線電機的電機軸上固連有一根直齒條，直齒條與齒輪相嚙合。

所述靜葉片的前掠角的角度設定范圍為7°～9°。

所述動葉片的后掠角的角度調整范圍為0°～30°。

所述靜葉片的展長為完整葉片展長的20％～80％。

所述動葉片的展長為完整葉片展長的20％～80％。

本發明的有益效果：

本發明的后掠角可調的前掠與后掠復合式水平軸風力機葉片，首次將前掠設計和后掠設計復合到同一葉片之上，與傳統的單一前掠式葉片和單一后掠式葉片相比，實現了取長補短，使葉片的風能利用效率得到進一步提升。

附圖說明

圖1為本發明的一種后掠角可調的前掠與后掠復合式水平軸風力機葉片(動葉片調整后掠角前)的結構示意圖；

圖2為本發明的一種后掠角可調的前掠與后掠復合式水平軸風力機葉片(動葉片調整后掠角后)的結構示意圖；

圖3為圖1中A-A剖視圖；

圖中，1—靜葉片，2—動葉片，3—銷軸，4—平鍵，5—齒輪，6—動力機構安裝槽，7—直線電機，8—直齒條。

具體實施方式