本實(shí)用新型涉及風(fēng)電葉片領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)節(jié)尾部翼型和掃掠面積的風(fēng)電葉片。

背景技術(shù)：

風(fēng)能是一種應(yīng)用日益廣泛的清潔可再生能源，在我國能源消費(fèi)所占比重逐年上升。風(fēng)力發(fā)葉片在氣流的作用下旋轉(zhuǎn)并且?guī)?dòng)發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電輸出功率的公式如下所示：

式中，

P：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率；

C_p：風(fēng)能利用系數(shù)；

ρ：空氣密度；

A：葉片掃掠面積；

V：風(fēng)速。

由該式可知，其他因素不變時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率與葉片掃掠面積成正比。

自然界的風(fēng)速往往經(jīng)常變動(dòng)，不利于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)風(fēng)速過大時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)不但不能多發(fā)電，反而需要緊急停機(jī)來防止葉片轉(zhuǎn)速過快而損壞機(jī)組。為了拓寬風(fēng)力發(fā)電機(jī)的適應(yīng)風(fēng)速范圍，需要對風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片進(jìn)行進(jìn)一步改造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可調(diào)節(jié)尾部翼型和掃掠面積的風(fēng)電葉片，采用尾部中空可折疊的活動(dòng)葉片，可以根據(jù)風(fēng)速切換葉片的翼型和掃掠面積，并且滿足葉片輕量化的要求。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種可調(diào)節(jié)尾部翼型和掃掠面積的風(fēng)電葉片，包括葉片主體1，位于葉片主體1尾部的活動(dòng)葉片a5、活動(dòng)葉片b6，鉸接葉片主體1和活動(dòng)葉片a5的轉(zhuǎn)軸a4、鉸接葉片主體1和活動(dòng)葉片b6的轉(zhuǎn)軸b7，其特征在于：所述活動(dòng)葉片a5、活動(dòng)葉片b6的截面形狀均為直角梯形，當(dāng)活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6分別繞著轉(zhuǎn)軸a4和轉(zhuǎn)軸b7旋合時(shí)，活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6同一截面上直角梯形的斜腰可以貼合在一起，構(gòu)成三角形中空結(jié)構(gòu)，并與葉片主體1構(gòu)成近似的流線形截面，葉片主體1為中空結(jié)構(gòu)，其截面為削去尾部的封閉流線形，葉片主體1靠近尾部的區(qū)域設(shè)置有平面凹槽a3和平面凹槽b8，當(dāng)活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6分別繞著轉(zhuǎn)軸a4和轉(zhuǎn)軸b7張開時(shí)，活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6能夠分別與平面凹槽a3和平面凹槽b8貼合，葉片主體1與平面凹槽a3之間設(shè)置過渡結(jié)構(gòu)a2，葉片主體1與平面凹槽b8之間設(shè)置過渡結(jié)構(gòu)b9，過渡結(jié)構(gòu)a2和過渡結(jié)構(gòu)b9的作用是避免葉片主體1的結(jié)構(gòu)急劇變化而引起應(yīng)力集中。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型一種可調(diào)節(jié)尾部翼型和掃掠面積的風(fēng)電葉片，尾部采用兩個(gè)可折疊的活動(dòng)葉片，兩個(gè)活動(dòng)葉片的截面形狀均為直角梯形。當(dāng)兩個(gè)活動(dòng)葉片旋合時(shí)，其內(nèi)部形成截面為三角形的中空結(jié)構(gòu)，并且整體上與葉片主體形成截面為近似流線形的結(jié)構(gòu)，氣流經(jīng)過時(shí)的阻力較低。葉片主體本身也為中空結(jié)構(gòu)。這樣的構(gòu)造使風(fēng)電葉片能夠在實(shí)現(xiàn)掃掠面積和尾部翼型可調(diào)的同時(shí)，滿足葉片輕量化的要求。

2、葉片主體上設(shè)置了凹槽，使得活動(dòng)葉片向兩側(cè)張開時(shí)能夠與葉片主體很好地貼合，從而降低氣流經(jīng)過時(shí)的阻力。葉片主體與凹槽之間設(shè)置了過渡結(jié)構(gòu)，避免了葉片主體結(jié)構(gòu)的急劇變化而引起應(yīng)力集中?；顒?dòng)葉片的截面形狀為直角梯形，其直角腰與轉(zhuǎn)軸鉸接，同樣避免了活動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的應(yīng)力集中。

附圖說明

圖1為兩個(gè)活動(dòng)葉片旋合時(shí)葉片截面的示意圖。

圖2為兩個(gè)活動(dòng)葉片旋合時(shí)葉片整體結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖3為兩個(gè)活動(dòng)葉片張開時(shí)葉片截面的示意圖。

圖4為兩個(gè)活動(dòng)葉片張開時(shí)葉片整體結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1和圖3所示，本實(shí)用新型一種可調(diào)節(jié)尾部翼型和掃掠面積的風(fēng)電葉片，包括葉片主體1，位于葉片主體1尾部的活動(dòng)葉片a5、活動(dòng)葉片b6，以及鉸接葉片主體1和活動(dòng)葉片a5的轉(zhuǎn)軸a4、鉸接葉片主體1和活動(dòng)葉片b6的轉(zhuǎn)軸b7。葉片主體1靠近尾部的區(qū)域設(shè)置有平面凹槽a3和平面凹槽b8，葉片主體1與平面凹槽a3之間設(shè)置過渡結(jié)構(gòu)a2，葉片主體1與平面凹槽b8之間設(shè)置過渡結(jié)構(gòu)b9。

如圖1所示，活動(dòng)葉片a5、活動(dòng)葉片b6的截面形狀均為直角梯形，當(dāng)活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6分別繞著轉(zhuǎn)軸a4和轉(zhuǎn)軸b7旋合時(shí)，活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6同一截面上直角梯形的斜腰可以貼合在一起，構(gòu)成三角形中空結(jié)構(gòu)，并與葉片主體1構(gòu)成近似的流線形截面。近似流線形的截面形狀可以降低氣流經(jīng)過時(shí)的阻力。圖2為活動(dòng)葉片旋合時(shí)葉片整體結(jié)構(gòu)的示意圖。從圖1和圖2可以看到，當(dāng)活動(dòng)葉片a5、活動(dòng)葉片b6旋合時(shí)，葉片的掃掠面積較大，葉片翼型為近似的流線形，適合氣流流速較低的工況。

如圖3所示，當(dāng)活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6分別繞著轉(zhuǎn)軸a4和轉(zhuǎn)軸b7張開時(shí)，活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6能夠分別與平面凹槽a3和平面凹槽b8貼合，可以降低活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6張開時(shí)氣流經(jīng)過葉片受到的阻力。圖4為活動(dòng)葉片張開時(shí)葉片整體結(jié)構(gòu)的示意圖。從圖3和圖4可以看到，此時(shí)葉片的掃掠面積較小，同時(shí)葉片尾部為類似于方脊的翼型，適合氣流速度較高的工況。

根據(jù)氣流速度的變化范圍，切換活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6旋合或者張開的狀態(tài)，可以同時(shí)改變?nèi)~片的掃掠面積和尾部翼型，從而擴(kuò)大了風(fēng)電機(jī)組的工作范圍。

葉片主體1為中空結(jié)構(gòu)，其截面為削去尾部的封閉流線形。當(dāng)兩個(gè)截面為直角梯形的活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6旋合時(shí)，其內(nèi)部形成截面為三角形的中空結(jié)構(gòu)。這樣的構(gòu)造使本實(shí)用新型能夠在實(shí)現(xiàn)掃掠面積和尾部翼型可調(diào)的同時(shí)，滿足葉片輕量化的要求。

葉片主體1與平面凹槽a3之間設(shè)置過渡結(jié)構(gòu)a2，葉片主體1與平面凹槽b8之間設(shè)置過渡結(jié)構(gòu)b9，過渡結(jié)構(gòu)a2和過渡結(jié)構(gòu)b9可以避免葉片主體1的結(jié)構(gòu)急劇變化而引起應(yīng)力集中?；顒?dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6的截面形狀均為直角梯形，其直角腰分別與轉(zhuǎn)軸a4和轉(zhuǎn)軸b7鉸接，同樣避免了活動(dòng)葉片a5和活動(dòng)葉片b6旋轉(zhuǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的應(yīng)力集中。