專利名稱：風力發(fā)動機葉片的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發(fā)動機，特別涉及一種垂直軸風力發(fā)動機的葉片。
背景技術：
傳統(tǒng)的垂直軸風力發(fā)動機分兩種， 一種是變槳型風力發(fā)動機， 一種是非變槳型風 力發(fā)動機，其中非變槳型風力發(fā)動機相對變槳型風力發(fā)動機來說，捕捉風能的效率要大大 降低，因為通過變槳可以使風力發(fā)動機的葉片相對風速始終維持在最佳的攻角范圍之內， 從而能更高效率的利用風能。但是，變槳型風力發(fā)動機中葉片和葉片支撐架之間由于加入 了變槳裝置，使得葉片和支撐架變成了活動連接，這種連接通常采用鉸鏈連接，而風力發(fā)動 機的工況非常復雜，有時會面臨非常惡劣的臺風，這種鉸鏈連接很難承受由此帶來的巨大 載荷，因此變槳機構的可靠性大大降低，而且很容易產生葉片斷下的后果，使風力發(fā)動機的 壽命大大降低。因此在考慮如何能提高風能利用效率的同時，又能保證風力發(fā)動機的使用 壽命成為當下一個重要的課題。

發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新型的非變槳型風力發(fā)動機的葉片，
它所采用的技術方案是一種風力發(fā)動機葉片，包括外表面，位于外表面內的內部空腔，其
中所述外表面上沿翼展方向設置有與內部空腔連通的狹槽。
本實用新型更進一步的技術特征是 所述狹槽位于葉片的前緣； 所述狹槽位于葉片的后緣； 所述狹槽位于葉片的前緣和后緣； 所述狹槽位于葉片的上下表面； 所述狹槽位于葉片的前緣、后緣和葉片上下表面； 所述葉片的上下表面在與狹槽垂直的方向上設置有翼刀； 所述狹槽內設置有用來控制氣流的氣流控制件； 所述內部空腔中設置有用來控制通過狹槽的氣流的氣流控制件。 本實用新型的有益效果是 根據空氣動力學理論，空氣在流過翼型時，在翼型表面有附面層，由于逆壓梯度的 存在，附面層無法在整個弦長上緊貼翼型表面，在葉片靠近尾緣的部分會出現附面層分離， 在分離點處轉捩，并在下游產生湍流，湍流會減小升力、增大阻力，從而影響風能的利用效 率。本實用新型通過在葉片上開設狹槽，在靠近葉片翼型前緣的部分吸入空氣，可以使附面 層向后移，從而使附面層分離點后移，提高升力，也可以在靠近翼型尾緣的部分吹出空氣， 以吹出的層流空氣取代附面層分離后產生的湍流，使分離點后移，從而也可以提高升力、減 小阻力，提高升力可以增大風能捕捉系數，這樣就可以變相提高非變槳型風力發(fā)動機捕捉 風能的效率，達到與變槳型風機變槳相同的效果，也可以反過來使葉片前緣的狹槽在氣流控制件的控制下吹出空氣而靠近葉片翼型后緣的狹槽吸入空氣，從而使附面層分離點前 移，減小升力，用于剎車或者在大風情況下保護機組，而且由于并未加入類似變槳裝置的機 構，葉片和葉片支撐架之間仍采用固定連接，因此抗載荷能力依然保持很強。為了更好地控 制風機捕捉風能的能力，進一步技術特征中提到還可以在狹槽中設置控制氣流的氣流控制 件或在內部空腔中設置用來控制通過狹槽的氣流的氣流控制件。該氣流控制件可以通過智 能操控系統(tǒng)來指揮運行，使特定的狹槽按照理想設置吹出或吸入空氣，從而改變葉片周圍 的流場，進而改變葉片的空氣動力載荷。而且該智能操控系統(tǒng)可以安裝在葉片內部，所受載 荷小，所以可靠性更高。

圖1是本實用新型一實施例的立體圖； 圖2是圖1所示實施例的A-A方向剖視圖； 圖3是本實用新型中所述氣流控制件的第一實施例結構示意圖； 圖4是本實用新型中所述氣流控制件的第二實施例結構示意圖； 圖5是本實用新型中所述氣流控制件設置在葉片內部空腔中的一個實施例的剖
視圖； 圖6是本實用新型另一實施例的立體圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型做進一步的說明 圖l是本實用新型一實施例立體圖，圖2是圖1所示實施例的A-A方向剖視圖，在 本實施例中，風力發(fā)動機葉片包括外表面1，位于外表面內的內部空腔2，其中所述葉片上 下表面101U02沿翼展方向設置有與內部空腔2連通的狹槽3。 所述狹槽3還可以設置在葉片的前緣。 所述狹槽3還可以設置在葉片的后緣。 所述狹槽3還可以設置在葉片的前緣和后緣。 所述狹槽3還可以設置在葉片的前緣、后緣和葉片上下表面101、 102。 為了更好地控制風機捕捉風能的能力，所述狹槽3內可以設置有用來控制氣流的
氣流控制件4，也可以在所述內部空腔2中設置用來控制通過狹槽的氣流的氣流控制件4。
為方便作圖，圖1、圖2中未示。 圖3是本實用新型中所述氣流控制件4的第一實施例的結構示意圖，它是一個帶 有中心溝槽并能在狹槽內轉動的轉動件，轉動件4還可以被分成多個單個元件置于狹槽3 中，每個元件可以被分開單獨控制，也可以選擇性地連在一起控制。轉動件4繞其中心軸轉 動，中心溝槽連通外部空氣和葉片內部空腔，在轉動過程中中心溝槽可以使內外氣體全部 暢通、部分暢通或完全封閉，從而控制氣體流量以及流速。 圖4是實用新型中所述氣流控制件4的第二實施例的結構示意圖，他由兩層多孔 板組成，其工作原理類似滑板窗，其中一個相對另一個移動可以改變通過其中通孔的氣體 流量以及流速。 圖5是本實用新型中在內部空腔中設置控制通過狹槽的氣流的氣流控制件的實施例的剖視圖，在本實施例中，內部空腔被分成201、202、203三部分，其中空腔201和202 之間、空腔202和203之間均設置有閥門401，并且在所述空腔202中設置有氣泵402，氣 泵402和閥門401協(xié)作可以控制靠近葉片翼型前緣的狹槽301吸氣、同時靠近葉片翼型后 緣的狹槽302吹氣，從而增大升力，也可以反過來控制靠近葉片翼型前緣的狹槽301吹氣、 同時靠近葉片翼型后緣的狹槽302吸氣從而減小升力，用于剎車或者在大風情況下保護機 組。本實施例中閥門401和氣泵402共同組成氣流控制件4。 圖6是本實用新型另一實施例的立體圖，在本實施例中上下表面均設置有狹槽3， 并且為了減弱沿翼展方向上不同狹槽3吹風時相互之間的影響，在葉片的上下表面并與狹 槽3垂直的方向上設置有翼刀5。 本實用新型的氣流控制件4并不局限于以上兩種，任何本領域普通技術人員所能 知道的可以控制氣體流量以及流速的裝置均可采用。而且本實用新型狹槽3及氣流控制件 4的設置也不局限于附圖中所示的實施例，本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。
權利要求一種風力發(fā)動機葉片，包括外表面，位于外表面內的內部空腔，其特征在于外表面上沿翼展方向設置有與內部空腔連通的狹槽。
2. 如權利要求1所述的風力發(fā)動機葉片，其特征在于所述狹槽位于葉片的前緣。
3. 如權利要求1所述的風力發(fā)動機葉片，其特征在于所述狹槽位于葉片的后緣。
4. 如權利要求1所述的風力發(fā)動機葉片，其特征在于所述狹槽位于葉片的前緣和后緣。
5. 如權利要求l所述的風力發(fā)動機葉片，其特征在于所述狹槽位于葉片的上下表面。
6. 如權利要求5所述的風力發(fā)動機葉片，其特征在于所述葉片的上下表面在與狹槽 垂直的方向上設置有翼刀。
7. 如權利要求1所述的風力發(fā)動機葉片，其特征在于所述狹槽位于葉片的前緣、后緣 和葉片上下表面。
8. 如權利要求7所述的風力發(fā)動機葉片，其特征在于所述葉片的上下表面在與狹槽 垂直的方向上設置有翼刀。
9. 如權利要求l-8任一權利要求所述的風力發(fā)動機葉片，其特征在于所述狹槽內設 置有用來控制氣流的氣流控制件。
10. 如權利要求l-8任一權利要求所述的風力發(fā)動機葉片，其特征在于所述內部空腔 中設置有用來控制通過狹槽的氣流的氣流控制件。
專利摘要本實用新型公開了一種風力發(fā)動機葉片，包括外表面，位于外表面內的內部空腔，其中所述外表面上沿翼展方向設置有與內部空腔連通的狹槽。由于在葉片上開設狹槽，在靠近葉片翼型前緣的部分吸入空氣，可以使附面層向后移，從而使附面層分離點后移，提高升力，在靠近翼型尾緣的部分吹出空氣，以吹出的層流空氣取代附面層分離后產生的湍流，使分離點后移，從而也可以提高升力；因此可以變相提高非變槳型風力發(fā)動機捕捉風能的效率。
文檔編號F03D3/06GK201436385SQ20092007201
公開日2010年4月7日 申請日期2009年5月11日 優(yōu)先權日2009年5月11日
發(fā)明者杰拉爾德·安格爾, 詹姆斯·E·史密斯 申請人:上海神飛能源科技有限公司