本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶有對(duì)稱輔助翼的三叉式葉片。

背景技術(shù)：

隨著世界范圍內(nèi)能源危機(jī)的爆發(fā)，風(fēng)能、水能、潮汐等可再生能源得到越來越廣泛的重視。與其他的可再生能源相比，風(fēng)能具有儲(chǔ)量大、分布廣、能量密度低，不同地區(qū)差異大，穩(wěn)定性差等特點(diǎn)，但由于其巨大的儲(chǔ)存量不斷的被人類開發(fā)利用，進(jìn)而帶動(dòng)了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展。

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中風(fēng)輪的作用是吸收風(fēng)能，并將自然風(fēng)中的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)過程中的機(jī)械能。其中葉片是風(fēng)輪中吸收風(fēng)能的主要部分，葉片的氣動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞，決定了風(fēng)輪捕獲風(fēng)能的能力和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量。

目前主流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要是水平軸三葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，原因是現(xiàn)代水平軸風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪的功率系數(shù)比垂直軸風(fēng)輪高，其中三葉片風(fēng)輪的功率系數(shù)較高，其最大功率系數(shù)約為0.47，對(duì)應(yīng)的葉尖速比約為7；雙葉片和單葉片風(fēng)輪的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率也高，其最大功率系數(shù)對(duì)應(yīng)的葉尖速比也高于三葉片風(fēng)輪，即在相同風(fēng)速條件下，葉片數(shù)越少，風(fēng)輪最佳轉(zhuǎn)速越高。相比之下，多葉片風(fēng)車的最佳葉尖速比較低，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速可以很慢，但是由于多葉片風(fēng)輪的功率系數(shù)過低，因而很少用于現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。就葉片設(shè)計(jì)而言，葉片數(shù)目越多，最大轉(zhuǎn)矩系數(shù)值也就越大，對(duì)應(yīng)的葉尖速比也越小，其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大，啟動(dòng)性能越好。但是隨著葉片數(shù)目的增多也會(huì)造成最大風(fēng)能利用系數(shù)降低。

隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量不斷增加。從初期的千瓦級(jí)到今天的多兆瓦級(jí)，葉片長度也從幾米達(dá)到目前的上百米，所以造成了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求越來越大。但由于風(fēng)能的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組經(jīng)常會(huì)在較低的風(fēng)速下運(yùn)行，在低風(fēng)速運(yùn)行下風(fēng)電機(jī)組啟動(dòng)性能差，風(fēng)能利用系數(shù)低這些問題越發(fā)明顯。同時(shí)因?yàn)槿~尖處葉片比較薄，強(qiáng)度較弱，產(chǎn)生較強(qiáng)的葉尖渦，造成葉片效率降低、疲勞載荷增加和葉尖噪聲增大，影響葉片的氣動(dòng)性能。為了解決這些問題，需要找到一種既可以增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)性能，降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)的噪音，又不至于由于增加葉片數(shù)目而造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成本的上升以及風(fēng)能利用系數(shù)下降的新型葉片設(shè)計(jì)方法。

因此，如何提高葉片在不同風(fēng)場(chǎng)中的適應(yīng)能力，擴(kuò)大葉片的適應(yīng)范圍，從而保證不同風(fēng)況下的風(fēng)電機(jī)組效率，就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種帶有對(duì)稱輔助翼的三叉式葉片，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷。利用安裝對(duì)稱輔助翼來降低運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)和運(yùn)行轉(zhuǎn)矩，起到降低葉片噪音，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低風(fēng)速下風(fēng)能利用系數(shù)，提高啟動(dòng)特性和相同風(fēng)速下發(fā)電量的作用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種帶有對(duì)稱輔助翼的三叉式葉片，包含主葉片、輔助翼和連接件；所述主葉片由葉片根部和葉片本體形成，所述葉片根部呈圓柱體形狀，所述葉片本體由葉片內(nèi)部設(shè)置多片位置相對(duì)應(yīng)的腹板和覆蓋在所述腹板上的蒙皮膠結(jié)形成，所述葉片本體呈槳狀(具有優(yōu)良的空氣動(dòng)力性能)；所述輔助翼與安裝位置對(duì)應(yīng)的主葉片形狀相同，且所述輔助翼的寬度小于所述葉片本體的寬度；所述連接件呈圓柱體，設(shè)置在所述輔助翼的兩端，用于連接所述葉片本體和所述輔助翼。

優(yōu)選地，所述輔助翼設(shè)置有2個(gè)。

優(yōu)選地，所述輔助翼的寬度為同位置葉片本體寬度的15％。

優(yōu)選地，在所述主葉片的正面設(shè)置有1個(gè)所述輔助翼，長度方向沿所述主葉片從葉片尖端到葉片根部方向設(shè)置。

優(yōu)選地，在所述主葉片的背面設(shè)置有1個(gè)所述輔助翼，長度方向沿所述主葉片從葉片尖端到葉片根部方向設(shè)置。

優(yōu)選地，所述正面的輔助翼與背面的輔助翼設(shè)置成相對(duì)于主葉片相對(duì)稱。

優(yōu)選地，每個(gè)所述輔助翼上設(shè)置2個(gè)所述連接件。

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主葉片部分對(duì)稱安裝兩個(gè)輔助翼。由于特殊的葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行進(jìn)行時(shí)，由于增加了輔助翼，自然風(fēng)流過帶有對(duì)稱輔助翼的三叉式葉片時(shí)每個(gè)小的輔助翼都會(huì)產(chǎn)生升力，輔助翼提高了整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行轉(zhuǎn)矩，增強(qiáng)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)性能和在較低風(fēng)速下吸收風(fēng)能的能力。保證了在較低的風(fēng)速下運(yùn)行時(shí)，也可以保證擁有較大的轉(zhuǎn)矩，提高了低風(fēng)速下葉片的風(fēng)能捕獲率、增加了發(fā)電量。由于添置了輔助翼，降低了風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，并且伴隨著風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的降低，風(fēng)輪在運(yùn)行過程中的旋轉(zhuǎn)噪聲也會(huì)降低。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供了一種帶有對(duì)稱輔助翼的三叉式葉片，此結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片與現(xiàn)有技術(shù)中的葉片相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，自然風(fēng)流過葉片的輔助翼時(shí)，會(huì)產(chǎn)生升力，增加了整個(gè)葉片部分的升力，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)性能得以增強(qiáng)。大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組比較適合采用此種設(shè)計(jì)。

(2)提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在整個(gè)運(yùn)行過程的轉(zhuǎn)矩，保證了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在較低風(fēng)速下也能擁有較大的風(fēng)能捕獲率，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電量。

(3)降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行中的轉(zhuǎn)速，從而起到降低葉片噪聲的作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的帶有對(duì)稱輔助翼的三叉式葉片的主視圖；

圖2為本發(fā)明的帶有對(duì)稱輔助翼的三叉式葉片的側(cè)視圖。

圖3為本發(fā)明的帶有對(duì)稱輔助翼的三叉式葉片的仰視圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

在本發(fā)明一寬泛實(shí)施例中：一種帶有對(duì)稱輔助翼的三叉式葉片，包含主葉片、輔助翼和連接件；所述主葉片由葉片根部和葉片本體形成，所述葉片根部呈圓柱體形狀，可以和輪轂連接，所述葉片本體由葉片內(nèi)部設(shè)置多片位置相對(duì)應(yīng)的腹板和覆蓋在所述腹板上的蒙皮膠結(jié)形成，所述葉片本體呈槳狀(具備良好的空氣動(dòng)力性能)；所述輔助翼形狀與安裝位置對(duì)應(yīng)的主葉片形狀相同，且所述輔助翼的寬度小于所述葉片本體的寬度；所述連接件呈圓柱體，設(shè)置在所述輔助翼的兩端，用于連接所述葉片本體和所述輔助翼。

本發(fā)明提供的帶有對(duì)稱輔助翼的三叉式葉片，與現(xiàn)有葉片相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，自然風(fēng)流過葉片的輔助翼時(shí)，會(huì)產(chǎn)生升力，增加了整個(gè)葉片部分的升力，增強(qiáng)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)性能。大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組比較適合采用此種設(shè)計(jì)。

(2)提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在整個(gè)運(yùn)行過程的轉(zhuǎn)矩，保證了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在較低風(fēng)速運(yùn)行下也能擁有較大的風(fēng)能捕獲率，提高了相同低風(fēng)速下風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電功率/量。

(3)降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行中的轉(zhuǎn)速，從而起到降低葉片噪聲的作用。

根據(jù)附圖1-3對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

一種帶有對(duì)稱輔助翼的三叉式葉片，包含主葉片1、輔助翼2和連接件3；所述主葉片1由葉片根部和葉片本體形成，所述葉片根部呈圓柱體形狀，與輪轂連接，所述葉片本體由葉片內(nèi)部設(shè)置多片位置相對(duì)應(yīng)的腹板和覆蓋在所述腹板上的蒙皮膠結(jié)形成，所述葉片本體呈槳狀(具有優(yōu)良的空氣動(dòng)力性能)；所述輔助翼2與安裝位置對(duì)應(yīng)的主葉片形狀相同，且所述輔助翼2的寬度小于所述葉片本體的寬度，優(yōu)選地可以為葉片本體寬度的15％；所述連接件3呈圓柱體，設(shè)置在所述輔助翼2的兩端，用于連接所述葉片本體和所述輔助翼2。

所述輔助翼2設(shè)置有2個(gè)。

在所述主葉片1的正面設(shè)置有1個(gè)所述輔助翼2，長度方向沿所述主葉片1從葉片尖端到葉片根部方向設(shè)置。

在所述主葉片1的背面設(shè)置有1個(gè)所述輔助翼2，長度方向沿所述主葉片1從葉片尖端到葉片根部方向設(shè)置。

所述正面的輔助翼2與背面的輔助翼2設(shè)置成相對(duì)于主葉片1相對(duì)稱。

每個(gè)所述輔助翼2上設(shè)置2個(gè)所述連接件3。

最后需要指出的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。