双叉式叶尖结构风力机叶片及风力机的制作方法

本实用新型涉及风力发电领域，尤其涉及一种叶片叶尖呈双叉式结构的风力机叶片及风力机。

背景技术：

据风力机空气动力学理论，水平轴风力机风能利用系数是贝兹极限约为0.593，目前风力机风能利用系数未达到该极限。因风力机型式、结构、叶片翼型等诸多因素，直接影响风能利用系数。为提高风力机的风能利用系数，世界各国的研究者提出了各种各样的研究方法，当前常采用如下几种办法：一、叶片表面和边缘加装涡流发生器，如设置凹槽、条纹等；二、在叶片后缘设置锯齿结构；三、叶尖涡流降噪，这类方法通常加装小翼和襟翼，通过优化叶片形状和安装角度；四、阻尼特性，该方法是利用阻尼材料的性质改善风力机性能；五、改变叶根段的弦长设计和限制叶尖线速度；六、采用先进的翼型。上述方法通过在叶片结构上添加气动元件和设计新叶片来改变风力机气动性能，但增加气动元件及设计新叶片会改变风力机结构动力力学特性、使影响因素增加、研究问题变得复杂。

在水平轴风力机叶尖添加结构合适的小翼，可以有效改善风轮表面的压力分布，增加风力机的风能利用系数，提高风力机的功率输出，增强其结构动态特性。

在水平轴风力机叶尖添加小翼方法的缺点是：制造小翼成本高，工艺较复杂，小翼安装困难，增加安装费用，小翼和叶片不能一体化设计，不便于规模化生产。

本实用新型设计一种叶尖呈双叉式结构风力机叶片，呈对称结构，使叶尖结构和叶片一体化，在不增加叶片成本的前提下对叶尖结构进行设计，改善风力机输出功率，减少叶片的疲劳程度，延长风力机使用寿命，为风轮降噪途径的探索积累实验和设计经验。

技术实现要素：

本实用新型设计一种叶尖呈双叉式结构风力机叶片，呈对称结构，使叶尖结构和叶片一体化，在不增加叶片成本的前提下对叶尖结构进行设计，改善风力机输出功率，减少叶片的疲劳程度，延长风力机使用寿命。

本实用新型提供的一种叶尖呈双叉式对称结构风力机叶片，包括叶片本体，具有呈对称的双叉结构叶尖。

本实用新型还提供了一种风力机，包括叶尖呈双叉式对称结构的叶片、导流罩、发电机、控制器、蓄电池、逆变器和电流负载；导流罩位于叶片的前端，发电机位于叶片的后部，发电机、蓄电池均与控制器电连接，蓄电池、电流负载均与逆变器连接。

本实用新型提供的一种叶尖结构呈双叉式的风力机叶片，在水平轴风力机叶片叶尖设计双叉式一种双叉式结构，使叶尖结构变化，呈现双叉式对称结构，在不增加成本的前提下对叶尖结构进行改进设计，工艺简单，费用低，便于一体化设计，可规模化生产。同时，在保证输出功率基本不变的情况下，减少叶片的疲劳程度，延长风力机使用寿命。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的双叉式结构风力机叶片的叶尖双叉部位示意图；

图2为本发明叶片6m/s风力机叶尖改型前后的输出功率变化图：

图3为本发明叶片8m/s风力机叶尖改型前后的输出功率变化图：

图4为本发明叶片10m/s风力机叶尖改型前后的输出功率变化图：

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以足可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接：可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供的一种叶尖呈双叉式结构的风力机叶片，包括叶片本体，叶尖双叉式结构，双叉式结构的几何参数包括两叉之间高度H、双叉之间夹角B，叶尖结构与叶片主体之间圆弧半径R1、R2。

本实用新型还提供了一种风力机，包括叶尖呈双叉式结构的叶片、导流罩、发电机、控制器、蓄电池、逆变器和电流负载；导流罩位于叶片的前端，发电机位于叶片的后部，发电机、蓄电池均与控制器电连接，蓄电池、电流负载均.均与逆变器相连接。

在本实施例中，设计出叶片叶尖呈双叉式结构参数为叶尖双叉夹角B＝60°，两叉高度H＝6cm，选择NACA4412翼型，弦长C＝6cm，圆弧直径R1、R2为5cm，与未改型风力机进行对比。具体测试方法为利用负载不变，改变来流风速的试验法测量风力机的输出功率和风能利用系数Cp的变化。如图2、3、4对输出功率曲线图进行分析得出：在6m/s，双叉式结构风力机相比于未改型风力机输出功率提升14.15％，8m/s时双叉式结构风力机提升4.80％，在10m/s时，双叉式结构风力机的输出功率升高为6.84％；在6m/s-10m/s的风速范围内，双叉式结构风力机风能利用系数高于未改型风力机。通过计算，叶尖呈双叉式结构风力机改型后功率上升8.60％。由此可知，改型后的叶尖呈双叉式结构风力机对风能利用率有一定的影响并且使得风力机功率有所提升。

通过叶尖结构的改型，本实用新型提供的一种叶尖呈双叉式结构风力机叶片和风力机，在保证输出功率基本不变的情况下，减少叶片的疲劳程度，延长风力机使用寿命。

最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。