[发明专利]一种后掠角可调的前掠与后掠复合式水平轴风力机叶片

说明书

一种后掠角可调的前掠与后掠复合式水平轴风力机叶片，包括静叶片和动叶片，静叶片作为叶根部分，动叶片作为叶尖部分，动叶片下端与静叶片上端相铰接，由静叶片和动叶片共同构成完整叶片；静叶片设有前掠角，且静叶片的前掠角为固定值；动叶片设有后掠角，且动叶片的后掠角可动态调整；动叶片与静叶片的铰接点处设有一根销轴，销轴与动叶片之间通过平键进行固定连接，静叶片与销轴之间为转动连接；动叶片的下端采用空心结构，在动叶片下端的空腔内设置有齿轮，齿轮通过平键固定套装在销轴上；在静叶片的上端开设有动力机构安装槽，在动力机构安装槽内部固装有直线电机，直线电机的电机轴上固连有一根直齿条，直齿条与齿轮相啮合。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别是涉及一种后掠角可调的前掠与后掠复合式水平轴风力机叶片。

背景技术

目前，水平轴风力机叶片的阻力来源有两个，一个是气流与叶片表面摩擦所产生的剪应力，另一个是叶片表面因非对称压强分布所产生的压差阻力，在实际中，由于边界层的作用会使叶片后部的压力比无粘流时要小，因此形成压差阻力，而当流动发生分离时，分离区速度很小，从分离点开始压力基本不变，分离将在叶片后部形成分离区和尾流，并将导致很强的压差阻力。

因此，为了使阻力减小，则应该把边界层的发展控制在最小的限度内，并设法防止发生分离，而将叶片单独设计成前掠式或后掠式，在一定程度上确实可以使叶片产生不同的气动特性，但前掠式叶片和后掠式叶片也各有优劣，对于叶片的风能利用效率提升程度也比较有限。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种后掠角可调的前掠与后掠复合式水平轴风力机叶片，首次将前掠设计和后掠设计复合到同一叶片之上，与传统的单一前掠式叶片和单一后掠式叶片相比，实现了取长补短，使叶片的风能利用效率得到进一步提升。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种后掠角可调的前掠与后掠复合式水平轴风力机叶片，包括静叶片和动叶片，所述静叶片作为叶根部分，所述动叶片作为叶尖部分，动叶片下端与静叶片上端相铰接，由静叶片和动叶片共同构成完整叶片；所述静叶片设有前掠角，且静叶片的前掠角为固定值；所述动叶片设有后掠角，且动叶片的后掠角可动态调整。

所述动叶片与静叶片的铰接点处设有一根销轴，销轴与动叶片之间通过平键进行固定连接，所述静叶片与销轴之间为转动连接；所述动叶片的下端采用空心结构，在动叶片下端的空腔内设置有齿轮，齿轮通过平键固定套装在销轴上；在所述静叶片的上端开设有动力机构安装槽，在动力机构安装槽内部固装有直线电机，直线电机的电机轴上固连有一根直齿条，直齿条与齿轮相啮合。

所述静叶片的前掠角的角度设定范围为7°～9°。

所述动叶片的后掠角的角度调整范围为0°～30°。

所述静叶片的展长为完整叶片展长的20％～80％。

所述动叶片的展长为完整叶片展长的20％～80％。

本发明的有益效果：

本发明的后掠角可调的前掠与后掠复合式水平轴风力机叶片，首次将前掠设计和后掠设计复合到同一叶片之上，与传统的单一前掠式叶片和单一后掠式叶片相比，实现了取长补短，使叶片的风能利用效率得到进一步提升。

附图说明

图1为本发明的一种后掠角可调的前掠与后掠复合式水平轴风力机叶片(动叶片调整后掠角前)的结构示意图；

图2为本发明的一种后掠角可调的前掠与后掠复合式水平轴风力机叶片(动叶片调整后掠角后)的结构示意图；

图3为图1中A-A剖视图；

图中，1—静叶片，2—动叶片，3—销轴，4—平键，5—齿轮，6—动力机构安装槽，7—直线电机，8—直齿条。

具体实施方式