风力发电机的叶片

风力发电机的叶片

技术领域

[0001] 本发明涉及用于风力发电机的叶片技术领域，具体来说，本发明涉及一种水平轴风力发电机的叶片。

背景技术

[0002] 目前，风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。水平轴风力发电机的叶片翼型多采用航空翼型，以航空翼型为主的升力型叶片。在旋转的过程中，其相对的线速度从根部到叶尖部分为依次加大的。为了追求更高的升力系数，叶片被做成根部尺寸大、尖部尺寸小。但这样造成的缺陷是输出的力矩较小，风能利用率低。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种水平轴风力发电机的叶片，能够更好地对来流风速进行处理，获得的输出力矩大，风能利用率高。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种风力发电机的叶片，包括前缘部、上表面、后缘部、叶根部、叶尖部和下表面，所述前缘部为圆弧弧面或者弧线，所述叶尖部为圆弧弧面，所述上表面为曲面，所述叶根部为一圆弧弧面或者叶轮的圆心，所述后缘部为圆弧，所述下表面为曲面或者平面。

[0005] 可选地，所述前缘部的上前缘线和/或下前缘线是以所述叶轮的圆周的半径1/2R 处为圆心，从所述叶轮的圆周到所述叶根部所得的半圆圆弧或者劣弧。

[0006] 可选地，所述叶尖部的圆弧弧面的半径为所述叶轮的圆周的半径，所述叶尖部的弧长在180度以内，所述叶尖部的圆弧弧面与所述前缘部的圆弧弧面或者弧线是相结合的。

[0007] 可选地，所述上表面是由以所述叶轮的圆心作为参照点的多条横向圆弧弧线以及多条纵向圆弧弧线扫描而成的；

[0008] 其中，所述横向圆弧弧线是以所述叶轮的圆心或者圆心线的上端点为圆心，在所述上前缘线和所述后缘部之间作的多条密集的横向圆弧弧线；

[0009] 所述纵向圆弧弧线是由所述叶尖部的叶尖部上弧线到所述叶轮的圆心或者所述圆心线之间作的多条密集的纵向圆弧弧线。

[0010] 可选地，所述叶根部为圆弧弧面或者所述叶轮的中心部，所述叶根部的圆弧弧面位置是选择以所述叶轮的圆心为参照点作所述叶片的所述前缘部与所述后缘部之间的横向圆弧弧线为切割线，切除从所述切割线到所述叶轮的圆心的实体，剩余的实体为叶片，得到从所述切割线到所述叶片的下表面之间的弧面即为所述叶根部，所述叶根部与所述叶轮的轮毂相连。

[0011] 可选地，若所述下表面为曲面，则所述曲面分别是由含有横向圆弧弧线和纵向圆弧弧线交织扫描而形成的；以所述叶轮的圆心为参照点，所述横向圆弧弧线是以所述叶轮的圆心为圆心，在所述下前缘线和所述后缘部之间作的多条密集的横向圆弧弧线，所述纵

向圆弧弧线是由所述叶尖部的叶尖部下弧线到所述叶轮的圆心或者所述圆心线之间作的多条密集的纵向圆弧弧线。

[0012] 可选地，所述后缘部为所述叶片的所述上表面和所述下表面相交的结合部，所述后缘部为半圆圆弧或者劣弧，其弧长和所述前缘部相等。

[0013] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0014] 本发明的叶片的前缘部和叶尖部为圆弧弧面，可以减少往叶轮旋转方向所遇到的阻力；上表面采用曲面结构，能加大叶片上表面风的压力，可以更好地对来流风速进行整流处理；叶片的后缘部的圆弧能减少尾流干扰；下表面为曲面或平面，能较少叶片的下表面风的压力。

[0015] 综上所述，本发明整体形成一种高效能水平轴升力型风力发电机叶片，其启动风速低，获得的输出力矩大，风能利用效率高。

附图说明

[0016] 本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

[0017] 图1为本发明一个实施例的风力发电机的叶片的立体结构示意图；

[0018] 图2为图1所示实施例的风力发电机的叶片的上表面局部扫描弧线结构示意图；[0019] 图3为本发明另一个实施例的风力发电机的叶片的立体结构示意图；

[0020] 图4为图3所示实施例的风力发电机的叶片的上表面局部扫描弧线结构示意图；[0021] 图5为本发明再一个实施例的风力发电机的叶片的立体结构示意图。

[0022] 附图标记说明：

[0023] 1 前缘部

[0024] 2 上前缘线

[0025] 3 下前缘线

[0026] 4 后缘部

[0027] 5 上表面

[0028] 6 叶尖部

[0029] 7 叶尖部上弧线

[0030] 8 叶尖部下弧线

[0031] 9 叶片的最大厚度

[0032] 10 叶轮的圆心

[0033] 12 后缘线端点

[0034] 13 上前缘线端点

[0035] 14 叶片厚度的下端点

[0036] 15～17 纵向圆弧第一～第三端点

[0037] 18～25 横向圆弧第一～第八端点

[0038] 10’ 圆心线的上端点

[0039] 26～28 纵向圆弧第四～第六端点

[0040] 29 圆心线的下端点

具体实施方式

[0041] 下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

[0042] 图1为本发明一个实施例的风力发电机的叶片的立体结构示意图。需要注意的是，这个以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。如图1所示，该叶片主要是由前缘部1、后缘部4、上表面5、下表面（未图示）、叶尖部6和叶根部构成。其中，前缘部1为圆弧弧面（某些情形下也可以为弧线），其是从叶轮的圆心10到叶片的最大厚度9位置处沿上前缘线2和下前缘线3扫描而成的弧面。该上前缘线2和/或该下前缘线3可以是以叶轮的圆周的半径1/2R处为圆心，从叶轮的圆周到叶根部所得的半圆圆弧或者劣弧。于是，前缘部1的圆弧弧面的半径也可以是叶轮的圆周的半径1/2R，这样的尺寸可以减少往叶轮旋转方向所遇到的风的阻力。该后缘部4为叶片的上表面5和下表面相交的结合部，后缘部4可以为半圆圆弧或者劣弧，其弧长和前缘部1相等，主要是减少叶片阻力与尾流干扰。叶根部可以为一圆弧弧面（图3、图4）或者即为叶轮的圆心10（图1、图2）。

[0043] 叶片的叶尖部6为圆弧弧面，其圆弧弧面的半径为叶轮的圆周的半径，叶尖部6的圆弧长度在180度以内，不能大于180度。叶尖部6的圆弧弧面是由后缘线端点12沿着叶尖部上弧线7和叶尖部下弧线8到叶片的前缘部1从小到大扫描而成。叶尖部6的圆弧弧面与前缘部1的圆弧弧面（或者弧线）是相结合的，两者的结合线为叶片的最大厚度9。叶片的最大厚度9必须大于等于叶片的上前缘线端点13（也可以认为是叶片厚度的上端点）与叶片的后缘线端点12之间的高度。叶片的叶尖部上弧线7决定着叶片的上表面5的来流攻角，叶尖部6的圆弧弧面主要起到改善叶尖气流更好的流出。

[0044] 叶片的上表面5为曲面，其是由以叶轮的圆心10作为参照点的多条横向圆弧弧线（或曲线）以及多条纵向圆弧弧线（或曲线）扫描而成的。其中，横向圆弧弧线可以是以叶轮的圆心10（或者图4所示的圆心线的上端点10’）为圆心，在叶片的上前缘线2与后缘部4之间作的多条密集的横向圆弧弧线。叶尖部上弧线7也是一横向圆弧弧线。而纵向圆弧弧线可以是由叶尖部6的叶尖部上弧线7到叶轮的圆心10（或者图4所示的圆心线）之间作的多条密集的纵向圆弧弧线。上前缘线2和后缘部4都为纵向圆弧弧线。

[0045] 图2为图1所示实施例的风力发电机的叶片的上表面局部扫描弧线结构示意图。如图2所示，以叶轮的圆心10为参照点，从叶轮的圆心10起至后缘线的端点12、上前缘线端点13、纵向圆弧第一端点15、纵向圆弧第二端点16和纵向圆弧第三端点17分别所作的圆弧弧线，都是前述的纵向圆弧弧线。类似地，以叶轮的圆心10为参照点，从横向圆弧第一端点18起至横向圆弧第二端点19、从横向圆弧第三端点20起至横向圆弧第四端点21、从横向圆弧第五端点22起至横向圆弧第六端点23以及从横向圆弧第七端点24起至横向圆弧第八端点25分别所作的圆弧弧线，都是前述的横向圆弧弧线。

[0046] 另外，叶片的下表面（未图示）可以为曲面或者平面。若下表面为曲面，则该曲面可以分别是由以叶轮的圆心10作为参照点的横向圆弧弧线和纵向圆弧弧线交织扫描而形