專利名稱：一種前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力機(jī)葉片，尤其是一種前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片， 該葉片具有在惡劣氣候和環(huán)境下，抵抗昆蟲(chóng)污染、沙塵和雨雪侵蝕，避免風(fēng)力機(jī)升力下降、 發(fā)電量減少、提高整機(jī)效率等特點(diǎn)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行受環(huán)境影響較大，例如昆蟲(chóng)污染、沙塵和雨雪的侵蝕都會(huì)對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片表面粗糙度產(chǎn)生影響，從而引起風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)性能的惡化，最終導(dǎo)致整機(jī)效率的降低，發(fā)電量的減少?，F(xiàn)有的解決方法是對(duì)于雨雪結(jié)冰，通常在葉片上安裝加熱系統(tǒng)，采取直接電阻加熱的方法防止葉片結(jié)冰，也有在葉片表面涂刷黑色涂層，通過(guò)光照吸熱來(lái)使冰雪融化，此外，在葉片內(nèi)部采用熱空氣或者其他一些熱輻射的間接加熱方式也有應(yīng)用；對(duì)于昆蟲(chóng)和沙塵的污染，多采取停機(jī)清洗的方法，也有采用表面貼膜的方法來(lái)防止昆蟲(chóng)、沙塵在葉片上的附著以及對(duì)葉片的撞擊和侵蝕。然而，這些方法均需耗費(fèi)大量的人力和物力，對(duì)風(fēng)力機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行極其不利。傳統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)葉片，其前緣段與葉片主體一體形成，葉片運(yùn)行時(shí)，只能通過(guò)變槳的方式調(diào)節(jié)整個(gè)葉片的攻角，無(wú)法獨(dú)立調(diào)節(jié)前緣段的攻角。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使葉片前緣段和葉片主體為兩個(gè)獨(dú)立的部件，通過(guò)與前緣段連接的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，獨(dú)立調(diào)節(jié)葉片前緣段與氣流的夾角，改變氣流在葉片前緣段駐點(diǎn)的位置，使得葉片前緣段即使在有污染的情況下，葉片升力系數(shù)仍可以保持在較高的范圍，從而提高風(fēng)力機(jī)的整機(jī)效率，避免氣候和環(huán)境對(duì)風(fēng)力機(jī)造成的不利影響。本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片，包括葉片前緣段、葉片主體及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 其特征在于，所述葉片前緣段和葉片主體分別獨(dú)立形成，二者連接在一起，并且二者之間或在葉片前緣段中設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于控制葉片前緣段獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)葉片前緣段與氣流的夾角。由于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以控制前緣段獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，所以可調(diào)節(jié)前緣段與氣流的夾角，改變氣流駐點(diǎn)位置，從而使風(fēng)力機(jī)葉片工作在一個(gè)高升力系數(shù)的范圍。優(yōu)先的，所述葉片前緣段和葉片主體的連接為剛性松連接或柔性緊連接。優(yōu)先的，所述葉片前緣段的形狀，可以使葉片前緣段的氣流產(chǎn)生旋渦，以掃除表面的粗糙物。優(yōu)先的，所述葉片前緣段的材料是柔性材料或剛性材料。優(yōu)先的，所述葉片前緣段的表面形狀是光滑規(guī)則曲面或光滑不規(guī)則的曲面。優(yōu)先的，所述光滑規(guī)則曲面的正視投影為波浪形，梯形，三角形，或其它形狀。優(yōu)先的，所述光滑不規(guī)則曲面的正視投影為波浪形，梯形，三角形，或其它形狀。[0013]優(yōu)先的，所述光滑規(guī)則曲面為均勻分布，或不均勻分布。優(yōu)先的，所述光滑不規(guī)則曲面為均勻分布，或不均勻分布。與傳統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)葉片相比，本實(shí)用新型的低前緣粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片具有以下優(yōu)點(diǎn)1，本實(shí)用新型的風(fēng)力機(jī)葉片能夠有效解決昆蟲(chóng)、沙塵、雨雪在葉片上的粘附使升力系數(shù)減小、阻力系數(shù)增大的問(wèn)題；2，本實(shí)用新型的風(fēng)力機(jī)葉片具有清潔表面粗糙物的作用；3，本實(shí)用新型的風(fēng)力機(jī)葉片可以克服環(huán)境對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響，使風(fēng)力機(jī)的輸出功率得到增加，整機(jī)效率提高。

圖1為風(fēng)力機(jī)組正視圖。圖2為葉片前緣段為柔性材料，且與葉片主體緊連接時(shí)的A-A剖視圖。圖3為葉片前緣段為剛性材料，且與葉片主體松連接時(shí)的A-A剖視圖。圖4為葉片前緣段局部301圖一波浪形正視圖。圖5為葉片前緣段局部301圖一梯形正視圖。圖6為葉片前緣段局部301圖一三角形正視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，風(fēng)力機(jī)組由塔架基礎(chǔ)1，塔架筒體2，葉片前緣段3，葉片主體4，機(jī)艙 5，輪轂6和前緣段轉(zhuǎn)動(dòng)軸7組成，葉片前緣段3安裝在葉片主體4上，可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片主體4安裝在輪轂6上。當(dāng)氣流吹向風(fēng)力機(jī)葉片前緣段3和葉片主體4時(shí)，氣流作用在葉片前緣段3和葉片主體4上，將氣流的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為推動(dòng)葉片主體4旋轉(zhuǎn)的力矩，使葉片主體4帶動(dòng)輪轂6繞機(jī)艙5的水平中心軸旋轉(zhuǎn)，把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過(guò)機(jī)艙5中的發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸出。圖2、圖3為本實(shí)用新型的低前緣粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片的橫截面示意圖。風(fēng)力機(jī)葉片，包括葉片前緣段3、葉片主體4及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7，葉片前緣段3和葉片主體4分別獨(dú)立形成，二者連接在一起，葉片前緣段3中設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7用于控制葉片前緣段3獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)葉片前緣段3與氣流的夾角。由于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7可以控制前緣段3獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)前緣段3與氣流的夾角，改變氣流駐點(diǎn)位置，從而使風(fēng)力機(jī)葉片始終工作在一個(gè)高升力系數(shù)的范圍。在一些實(shí)施例中，也可以將轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7設(shè)置在葉片前緣段 3和葉片主體4之間。圖4、圖5、圖6分別顯示了葉片前緣段的表面形狀為光滑不規(guī)則的曲面時(shí)的情形。 圖4中光滑不規(guī)則曲面為波浪形。圖5中光滑不規(guī)則曲面為梯形。圖6中光滑不規(guī)則曲面為三角形。通過(guò)將葉片前緣段的表面形狀設(shè)置為光滑不規(guī)則曲面，可以使葉片前緣段的氣流產(chǎn)生旋渦，以掃除表面的粗糙物。
權(quán)利要求1.一種前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片，包括葉片前緣段(3)、葉片主體(4)及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)，其特征在于，所述葉片前緣段(3)和葉片主體(4)分別獨(dú)立形成，二者連接在一起，并且在二者之間或在葉片前緣段(3)中設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)用于控制葉片前緣段(3)獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)葉片前緣段(3)與氣流的夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于，所述葉片前緣段(3)和葉片主體(4)的連接為剛性松連接或柔性緊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于，所述葉片前緣段(3)的材料是柔性材料或剛性材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于，所述葉片前緣段(3)的形狀是光滑規(guī)則曲面或光滑不規(guī)則的曲面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于，所述光滑規(guī)則曲面的正視投影為波浪形、梯形或三角形。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于，所述光滑不規(guī)則曲面的正視投影為波浪形、梯形或三角形。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于，所述光滑規(guī)則曲面為均勻分布，或不均勻分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片，其特征在于，所述光滑不規(guī)則曲面為均勻分布，或不均勻分布。
專利摘要一種前緣低粗糙敏感性的風(fēng)力機(jī)葉片，包括葉片前緣段(3)、葉片主體(4)及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)，所述葉片前緣段(3)和葉片主體(4)分別獨(dú)立形成，二者連接在一起，并且在二者之間或葉片前緣段(3)中設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)用于控制葉片前緣段(3)獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)葉片前緣段(3)與氣流的夾角。由于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)可以控制前緣段(3)獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)前緣段(3)與氣流的夾角，改變氣流駐點(diǎn)位置，從而使風(fēng)力機(jī)葉片工作在一個(gè)高升力系數(shù)的范圍。
文檔編號(hào)F03D1/06GK201943886SQ201120015260
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者劉強(qiáng), 張磊, 徐建中, 楊科, 白井艷, 黃宸武 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所