的實施例?；诒菊f明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本說明保護的范圍。
[0026]請結(jié)合圖4，該圖為本發(fā)明提供風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片的弦線分布圖，如圖所示，在半徑增大的方向上依次包括葉根段18、窄肩段11和葉尖段12;所述窄肩段11占整個葉片長度的比例不少于15%，所述葉尖段12在半徑增加的方向上依次包括凹雙曲線弦線分布段16和凸雙曲線弦線分布段17。窄肩段11弦線的優(yōu)化分布遵循葉片年發(fā)電量和作用在其上載荷的比值最大化的原則，而在葉尖段12弦線的優(yōu)化分布遵循基于最高效目標(biāo)的單位能量成本最低的原則，如圖5所示，經(jīng)過優(yōu)化后的窄肩段11長度至少達(dá)到整個葉片長度的15%，本發(fā)明相比目前的葉片具有一個較寬的窄肩段。尤其是在窄肩附近的弦線分布的形狀，克服了在窄肩附近的弦線分布要有一個尖點的弊端，放棄使用尖形窄肩，可以實現(xiàn)減少作用在葉片上的載荷。此外，通過對加寬的窄肩段與尖形窄肩的比較，在葉尖段弦線優(yōu)化分布的降尺度就可以避免；同時放棄使用葉尖段弦線的線性分布，使用基于最高效目標(biāo)的單位能量成本最低原則的弦線分布方法，使葉尖段的輸出能量的成本得到降低，使消費比得到提高。實際的窄肩段可隨葉片半徑而增加，這可以避免葉尖段的降尺度，加之對葉尖段弦線分布的優(yōu)化，使得葉尖段的弦線分布更為科學(xué)合理。
[0027]而且，本發(fā)明提供的葉尖段弦線分布呈有凹凸雙曲弦線分布，相比于常規(guī)風(fēng)力機風(fēng)輪弦線布局，本發(fā)明窄肩段11使年發(fā)電量與作用在葉片單位長度葉片上載荷的比值提高10%;葉尖段12使用基于最高效目標(biāo)的單位能量成本最低的原則，使得風(fēng)力機風(fēng)輪年輸出功率增加了 1.4%，風(fēng)輪的質(zhì)量減小了2%，進而使輸出能量的成本降低了3.5%。綜上所述，本發(fā)明提供的風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片同時滿足安全性目標(biāo)、最低成本目標(biāo)與最高效目標(biāo)。
[0028]但是，基于上述的三個目標(biāo)的綜合考慮，在上述風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片中，所述窄肩段11占整個葉片長度不大于20%。
[0029]而且，在上述風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片中，當(dāng)所述葉尖段12占整個葉片長度的比例不少于50%，不大于80%時，為葉片年發(fā)電量和作用在其上載荷的比值最大化的原則下最優(yōu)的窄肩段11和葉尖段12占比較合適的情況，其中，在考慮這個原則時，最優(yōu)的典型弦線分布為所述窄肩段11占整個葉片長度的比例為20%，所述葉尖段12占70%，所述葉根18段占10%。
[0030]再者，在上述風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片中，所述凹雙曲線弦線分布段16占整個葉片長度的比例不小于20%，不大于35% ;所述凸雙曲線弦線分布段17占整個葉片長度的比例不小于30%，不大于45%，是葉尖段弦線的優(yōu)化分布遵循基于最高效目標(biāo)的單位能量成本最低的原則的設(shè)計，其中，所述凹雙曲線弦線分布段16占整個葉片長度的比例為30%，所述凸雙曲線弦線分布段17占整個葉片長度的比例為40%時，是這個原則下最優(yōu)化的尺寸。
[0031]從上述內(nèi)容可見，本發(fā)明中葉片弦長分布優(yōu)化的曲線有有兩種，一個是窄肩段11遵循葉片年發(fā)電量與作用在其上載荷的比值最小化的曲線，另外一個是葉尖段12弦長遵循基于最高效目標(biāo)的單位能量成本最低原則的曲線，通過這兩條曲線的交點可以確定窄肩段11的外端半徑界限;通過葉尖段12優(yōu)化約束求解的得出葉尖段凹雙曲線弦線分布段16與凸雙曲線弦線分布段17的分界點。因此存在三個變量，一個是影響作用在葉片上載荷的窄肩段11的最大弦長，一個是影響葉片年發(fā)電量的窄肩段11的徑向外端分界點，一個是影響葉尖段12效費比的葉尖段弦線分布。
[0032]以上所述僅是本發(fā)明的【具體實施方式】，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
[0033]以上所述僅是本發(fā)明的【具體實施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片，其特征在于，在半徑增大的方向上依次包括葉根段(18)、窄肩段(11)和葉尖段(12);所述窄肩段(11)占整個葉片長度的比例不少于15%，所述葉尖段(12)在半徑增加的方向上依次包括凹雙曲線弦線分布段(16)和凸雙曲線弦線分布段(17)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片，其特征在于，所述窄肩段(11)占整個葉片長度不大于20%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片，其特征在于，所述葉尖段(12)占整個葉片長度的比例不少于50%，不大于80%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片，其特征在于，所述凹雙曲線弦線分布段(16)占整個葉片長度的比例不小于20%，不大于35%;所述凸雙曲線弦線分布段(17)占整個葉片長度的比例不小于30%，不大于45%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片，其特征在于，所述窄肩段(11)占整個葉片長度的比例為20%，所述葉尖段(12)占70%，所述葉根段(18)占10%。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片，其特征在于，所述凹雙曲線弦線分布段(16)占整個葉片長度的比例為30%，所述凸雙曲線弦線分布段(17)占整個葉片長度的比例為40%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片，在半徑增大的方向上依次包括葉根段、窄肩段和葉尖段。所述窄肩段占整個葉片長度的比例不少于15％，所述葉尖段在半徑增加的方向上依次包括凹雙曲線弦線分布段和凸雙曲線弦線分布段。窄肩段弦線的優(yōu)化分布是通過使發(fā)電量和作用在葉片上載荷比值最大化實現(xiàn)，而葉尖段弦線的優(yōu)化是基于最高效目標(biāo)的單位能量成本最低的原則實現(xiàn)的，形成下凹和上凸的兩部分雙曲弦線分布的葉片段。也就是說，本發(fā)明提供的風(fēng)力機渦輪旋轉(zhuǎn)葉片同時滿足安全性目標(biāo)、最低成本目標(biāo)與最高效目標(biāo)，是一種實現(xiàn)了最高效費比的旋轉(zhuǎn)葉片的結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】F03D1/06
【公開號】CN105626373
【申請?zhí)枴緾N201610122473
【發(fā)明人】趙明, 梁俊宇, 李萍, 李孟陽, 段宏, 孫溧, 張曉磊
【申請人】云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月4日