[发明专利]小型风力机叶片翼型族

说明书

技术领域

本发明涉及小型风力机技术领域，具体涉及应用于小型风力机叶片内侧的翼型构造族。

背景技术

翼型是指风力机叶片的横截面，叶片内侧是指叶片较靠近叶片根部的一侧。

常规翼型一般为飞行器设计并不是专为风力机设计，常规翼型工作攻角范围一般都较窄，即零升力角大、失速角小，而且失速以后升力不理想。因此采用常规翼型叶片设计的风力机只用转速在较短的一段范围内风能转换效率才比较高，导致风况变化大时难于一直较高效率地利用风能。另外当风速较小时，风力机还未转动而且对好风向时，不采用变桨技术的风力机，这时候翼型的工作攻角一般在40°～90°的范围，常规翼型在这段攻角范围升力系数非常低，所以采用常规翼型风力机的启动风速较高，导致风速较低时风能不可利用。小型风力机经常会使用于一些季风区域、中等风能分布区域和其它一些风况变化较大的区域，这些风力机设计期望转速在较长的一段范围内风能转换效率都比较高；还期望启动风速较小。

由于风力叶片需要长时间工作于户外，叶片外表面上会沉积冰冻或灰尘等颗粒，所以风力机设计期望翼型对污染和粗糙度的影响较不敏感。

另外，为了便于安装，小型风力机的根部一般设计为矩形或圆角矩形，常规翼型无法直接和矩形或圆角矩形顺滑连接，这样可能会导致叶片根部不顺滑产生应力集中使叶片强度受损，而且难以计算叶根部分的风能利用损失。为了能够直接和叶根连接，需要有专门设计的翼型。

发明内容

本发明针对常规翼型在小型风力机应用上的不足，提供一种适合于小型风力机的翼型族；该目的由以下技术方案实现：

一种小型风力机叶片翼型族，其特征在于：每个翼型包括按连续顺序连接的前缘，前缘上侧边，前缘侧上过度弧，吸力侧，后缘侧上过度弧，后缘上侧边，后缘，压力侧；所述前缘侧上过度弧位于靠近前缘0％～25％弦长的上方，前缘侧上过度弧的长度为0％～19.6％弦长；所述后缘侧上过度弧位于靠近后缘0％～25％弦长的上方，后缘侧上过度弧的长度为0％～19.6％弦长；翼型相对厚度为5％～25％，最大相对厚度位置在靠近前缘0％～50％弦长处。

所述前缘为大致为弧型，所述前缘上侧边为较前缘平直的弧线，长度0％～23％弦长。

所述前缘侧上过度弧为前缘上侧边和吸力侧的过度弧线，所述后缘侧上过度弧为吸力侧和后缘上侧边的过度弧线。

所述后缘上侧边为较平直的弧线，长度为0％～23％弦长。

所述后缘由一第一弧线和一第二弧线夹角组成，或者由第一弧线和第二弧线相切组成，或者为一段弧线或者一段直线。

本发明翼型族的主要特点在于：具有较小的零升力角，较大的失速角，失速后，在较大的攻角内仍然能够提供较大的升力，即在较宽的角度范围内都有正的升力系数。应用本发明翼型族的风力机具有在较长的一段范围内风能转换效率都比较高的特点。由于失速后，在较大的攻角内仍然能够提供较大的升力，应用本发明翼型族的风力机具有较低启动风速的特点。

附图说明

图1为实施例提供的翼型族的翼型。

图2为实施例提供的翼型族的翼型的后缘。

图3为实施例提供的翼型族的翼型可能出现的几种形状。

图4为现有翼型(改进前)和采用本实施例翼型族(改进后)的风能转换效率-转速对比。

图5为现有翼型(改进前)和采用本实施例翼型族(改进后)的启动风速对比。

图6为现有翼型(改进前)和采用本实施例翼型族(改进后)的风能转换效率-转速对比。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供的翼型族的每个翼型包括按连续顺序连接的前缘101，前缘上侧边102，前缘侧上过度弧103，吸力侧104，后缘侧上过度弧105，后缘上侧边106，后缘107，压力侧108。

值得注意的是，本实施例提供的翼型相对厚度为5％～25％，最大相对厚度位置在靠近前缘0％～50％弦长处。前缘侧上过度弧103位于靠近前缘0％～25％弦长的上方，前缘侧上过度弧103的长度为0％～19.6％弦长。后缘侧上过度弧105位于靠近后缘0％～25％弦长的上方，后缘侧上过度弧105的长度为0％～19.6％弦长。