[实用新型]一种用于垂直轴风力发电机组的升力叶桨

说明书

本实用新型公开了一种用于垂直轴风力发电机组的升力叶桨，涉及风力发电机组气动翼型技术领域。本实用新型包括叶桨本体，所述叶桨本体由翼型前缘、翼型尾缘、C形单向曲线翼缘、S形双向曲线翼缘、内部空间桁架结构、连接接点和变角调桨系统构成，所述该翼型相对厚度为D/C＝0.183。本实用新型通过叶桨具有的特别空气动力特性的翼缘曲面体，使叶桨在低风速区与变角调桨系统相结合，提高风轮旋转扭矩值，解决低风速起动问题并维持缓慢加速运动，不仅使得风力发电机能够在更低的风速条件下启动发电，而且提高低风速风力发电机的风能利用率和发电效率。

技术领域

本实用新型属于风力发电机组气动翼型技术领域，特别是涉及一种用于垂直轴风力发电机组的升力叶桨。

背景技术

风力发电机是将风的动能转换成电能的机械装置，这个转化过程的第一步就是由叶桨将风能转化为机械能，第二步通过连接传递装置把机械能传递给发电机，第三步由发电机将机械能转化成电能由电气系统对外输出；因此能源转换的首要研究对象之一就是叶桨，叶桨气动性能的好坏决定了它的捕风能力的强弱，决定了风电机组的风能利用效率。

垂直轴风力发电机组通常是指旋转轴垂直于地面的风力发电机组。垂直轴风力发电机组无需对风，在风向利用上具有天然的优势，随着风能产业高速发展，低风速地区的风电开发方兴未艾，低风速启动的高效风力发电机组的市场潜力很大，但是对于大型垂直轴风力发电机组而言，其结构部分最为关键，结构部分的成败就是大型垂直轴风力发电机组的成败。

在低风速风场，风速小、风的动能小、风叶在风的作用下单位面积获取的能量少，要使风力发电机在不同风力条件下能够打破低风速启动的困局，解决在不同风况条件下不能持续发电的技术问题，使垂直轴风力发电机组适用于年平均风速在3m/s～8m/s的低风速风场，同时提高垂直轴塔支大功率低风速风力发电机组的发电效率和风能利用率，就得从多方面做出创新和改进，现有技术中的桨叶存在低风速风力发电机组发电效率低、风能利用率低、装机功率小的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于垂直轴风力发电机组的升力叶桨，解决了现有技术中低风速风力发电机组发电效率低、风能利用率低、装机功率小的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种用于垂直轴风力发电机组的升力叶桨，包括叶桨本体，所述叶桨本体由翼型前缘、翼型尾缘、C形单向曲线翼缘、S形双向曲线翼缘、内部空间桁架结构、连接接点和变角调桨系统构成，所述该翼型相对厚度为D/C＝0.183。

进一步地，所述内部空间桁架结构为空间三维桁架。

进一步地，所述相对厚度是翼型两侧两个翼面之间的最大距离D与弦长C的比值，所述弦长是翼型前缘与尾缘的连线长度C，当弦长C＝1时，翼缘点距弦长线的距离为d，当d为正值时表明翼缘点未越过弦长线，当d为 0时表明翼缘点在弦长线上，当d为负值时表明翼缘点已越过弦长线。

进一步地，所述叶桨在高度方向分为单一断面型和下宽上窄变断面型两种。

进一步地，所述翼缘尺寸的二维参数Xc/c、Xs/c、Y/c，所述Xc/c为 C形单向曲线翼缘控制点到弦线的距离，Xs/c为S形双向曲线翼缘控制点到弦线的距离，Y/c为翼缘控制点在弦线上的对应点到原点的距离，叶桨翼缘控制点无量纲二维坐标见下表1。

进一步地，所述连接接点为六个，其中二个所述连接接点为变角调浆点，另外四个为支臂点。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过叶桨具有的特别空气动力特性的翼缘曲面体，使叶桨在低风速区与变角调桨系统相结合，提高风轮旋转扭矩值，解决低风速起动问题并维持缓慢加速运动，不仅使得风力发电机能够在更低的风速条件下启动发电，而且提高低风速风力发电机的风能利用率和发电效率。