[实用新型]刀锋形风力机叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力机叶片，具体涉及一种叶尖为类似刀锋结构的风力机叶片，属于风能利用技术领域。

背景技术

风力机是通过风轮叶片汲取风能，进而将机械能转化为电能的装置。风轮是风力机关键的动力部件，决定着汲取风能的效率。风轮由叶片、轮毂和轴组成，发电机通过主轴与风轮的轴实现连接，作用是将风轮输出的机械能转化为电能并输出。由此可见，风轮的叶片决定着风力机的风能利用率。而风力机叶片由叶片翼型部分和叶根两部分组成，叶片翼型部分结构决定着风轮的气动性能优劣，叶根部分主要担负叶片翼型部分与轮毂的连接，起到叶片支撑和定位的作用。

传统风力机叶片翼型的结构来源于航空翼型，导致传统风力机翼型叶片在使用中存在以下几个关键技术缺陷：

1、叶根附近翼型面宽大，导致叶片启动风速增大，风速有效利用范围变窄，风能利用率下降。宽大的翼型面结构，将导致叶片整体质量增大，风力机起动所需克服的惯性力矩增大，造成叶片启动所需的最低风速增大，风速有效利用范围变窄；同时考虑到安全性问题，叶片质量的增大将导致在相同的来流风速下，叶片的设计转速明显下降，进而导致风力机有效输出功率下降，风能利用率下降；另一方面，宽大的翼型结构将导致叶片旋转过程中产生的叶片中心涡涡量增大及涡影响扩散区域增加，从而导致叶片能量损耗增大，叶片的风能利用率下降；

2、叶尖处多为具有一定厚度的翼型面结构，导致叶尖声辐射较大，风能利用率较低。叶尖处非流线性结构，导致叶片旋转过程中产生较强的叶尖涡，进而产生较强的旋转噪声及较大的能量损失，从而导致风力机旋转噪声高及风能利用率较低；部分叶片为解决上述问题，在叶尖部加装叶尖小翼，虽可一定程度上改善叶尖涡的产生和扩散，但叶尖小翼并非叶片本体结构，使用中易从叶尖脱落。

以上问题的存在，严重制约着风能的有效利用和风力机产业的发展进程。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种刀锋形风力机叶片，叶片中部翼型面相对宽大、突出，靠近叶根部分翼型面宽度呈逐渐收缩外形，叶尖为刀锋形结构，该种结构形式可在有效提升叶片风能利用率的同时较大程度上缩减叶片外形尺寸，并可使叶片在旋转过程中有效地破碎叶尖涡的生成与生长，从而有效降低叶片旋转过程中产生的气动噪声。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：一种刀锋形风力机叶片，由叶片翼型和叶根两部分组成，叶片翼型部分表面的三维结构由十个翼型面翼型曲线以及一个空间特征翼型点连续光滑过渡生成；所述每个翼型面翼型曲线分别由压力面曲线和吸力面曲线组成；定义Z方向为叶片叶展方向，垂直Z方向的面为XOY平面；第一翼型面所处的空间位置面为Z＝0的空间面，第一翼型面前缘点为三维坐标原点(0，0，0)；各翼型面曲线前缘点与后缘点间的连线为弦长，弦长在XOY平面内与X坐标轴间的夹角为扭角，顺时针方向为扭角正向；

所述十个翼型面压力面曲线和吸力面曲线对应的坐标值如下：

第一翼型面翼型曲线坐标(Z坐标为0mm)

第二翼型面翼型曲线坐标(Z坐标为94.5mm)

第三翼型面翼型曲线坐标(Z坐标为189mm)

第四翼型面翼型曲线坐标(Z坐标为283.5mm)

第五翼型面翼型曲线坐标(Z坐标为378mm)

第六翼型面翼型曲线坐标(Z坐标为472.5mm)

第七翼型面翼型曲线坐标(Z坐标为567mm)

第八翼型面翼型曲线坐标(Z坐标为661.5mm)

第九翼型面翼型曲线坐标(Z坐标为756mm)

第十翼型面翼型曲线坐标(Z坐标为803.25mm)

所述空间特征翼型点坐标为(0mm，0mm，850mm)；