一种水平轴风力机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112283021A(43)申请公布日2021.01.29(21)申请号202011232560.1(22)申请日2020.11.06(71)申请人惠阳航空螺旋桨有限责任公司地址071051河北省保定市高开区惠阳街8号(72)发明人昝丙合何淼张兵波(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人孟庆浩(51)Int.Cl.F03D1/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种水平轴风力机(57)摘要本发明属于风力机气动外形设计技术领域，特别是涉及一种水平轴风力机，由轮毂和五个风力机叶片组成，叶片安装在轮毂上，叶片安装角为0°，风力机叶片选用S823翼型和S822翼型，叶片的弦长分布公式c(r)＝0.08081r7‑0.92714r6+4.39985r5‑11.16315r4+16.29867r3‑13.58361r2+5.72011r‑0.50066，叶片的扭角分布公式β(r)＝‑5.06226r3+30.97914r2‑65.80255r+53.04364，其中，c(r)为当地弦长，β(r)为当地扭角，r为当地半径。其中当轮毂半径0.15m，叶片长度2.6m，风力机的旋转半径2.75m。在设计风速12m/s，设计转速210rpm条件下，输出气动功率可达10kW。CN112283021ACN112283021A权利要求书1/1页1.一种水平轴风力机，其特征在于：所述风力机叶片数量为五个，叶片安装角为-0.5°～0.5°；所述风力机叶片的弦长分布如下：c(r)＝x1r7-x2r6+x3r5-x4r4+x5r3-x6r2+x7r-x8，其中，c(r)为当地弦长，r为当地半径，其中：0.079≤x1≤0.081，0.910≤x2≤0.930，4.300≤x3≤4.400，11.100≤x4≤11.170，16.200≤x5≤16.300，13.500≤x6≤13.600，5.700≤x7≤5.721，0.500≤x8≤0.501。2.根据权利要求1所述的水平轴风力机，其特征在于：所述风力机叶片的扭角分布：β(r)＝-y1r3+y2r2-y3r+y4，其中，β(r)为当地扭角，r为当地半径，其中：5.000≤y1≤5.100，30.000≤y2≤31.000，65.000≤y3≤66.000，53.000≤y4≤53.100。3.根据权利要求2所述的水平轴风力机，其特征在于：所述风力机叶片以旋转中心为起点，沿径向在旋转半径5％以内叶片截面为圆形，沿径向在旋转半径9％-18％范围内叶片截面选用S823翼型，沿径向在旋转半径27％-100％范围内叶片截面选用S822翼型。4.根据权利要求3所述的水平轴风力机，其特征在于：所述叶片不同翼型截面的采用均匀过渡。5.根据权利要求3所述的水平轴风力机，其特征在于：所述叶片不同翼型截面的采用样条插值法过渡。6.根据权利要求2所述的水平轴风力机，其特征在于：所述风力机叶片的弦长分布如下：c(r)＝0.08081r7-0.92714r6+4.39985r5-11.16315r4+16.29867r3-13.58361r2+5.72011r-0.50066，其中，c(r)为当地弦长，r为当地半径。7.根据权利要求2所述的水平轴风力机，其特征在于：所述风力机叶片的扭角分布：β(r)＝-5.06226r3+30.97914r2-65.80255r+53.04364，其中，β(r)为当地扭角，r为当地半径。8.根据权利要求2所述的水平轴风力机，其特征在于：所述风力机轮毂半径0.15m，叶片长度2.6m，当设计风速12m/s，设计转速210rpm条件下，输出气动功率10kW。2CN112283021A说明书1/3页一种水平轴风力机技术领域[0001]本发明属于风力机气动外形设计，特别是涉及一种水平轴风力机，应用于风力发电技术领域。背景技术[0002]风能属于可再生清洁能源，风力机是将风能转换为机械能的重要设备，风力机叶片气动性能的优劣直接影响风力机风能利用效率。随着分布式发电的发展，中小型风力机越来越得到重视。然而，在分布式发电的应用环境下，风场的平均风速较低，使得中小型水平轴风力机自启动困难，因此，采用5叶片结构的水平轴风力机能够有效解决自启动困难的气动难题。[0003]10kW水平轴风力机能够基本满足一个家庭的用电需求，具有较高市场应用前景。针对来流风速12m/s，本发明提供了一种5叶片的10kW水平轴风力机气动外形。发明内容[0004]本发明的目的是：提供一种10kW水平轴风力机气动外形，其中轮毂半径0.15m，叶片长度2.6m，风力机的旋转半径2.75m。在设计风速12m/s，设计转速210r