[实用新型]风轮叶片及贯流风轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及风轮结构领域，具体而言，涉及一种风轮叶片及贯流风轮。

背景技术

在风轮系统的设计开发中，风轮是其主要部件，而叶片又是贯流风轮中最重要的部分，它是唯一进行能量转化的元件，因此叶片设计的好坏直接决定了风轮效率的高低。叶片的型线基本有直线型、圆弧型和机翼型三种，目前在贯流风轮系统中应用较多的是圆弧型叶片，圆弧型叶片不易保证流体动力学特性，效率较低，噪音总值较高，且升力系数和阻力系数没有达到最优值。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种风轮叶片及贯流风轮，以解决现有技术中的贯流风轮采用圆弧型叶片造成的不易保证流体动力学特性，能量转化效率较低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种风轮叶片，风轮叶片的上表面和/或下表面的截面曲线具有曲率渐变段。

进一步地，上表面的曲率渐变段的曲率的变化率大于下表面的曲率渐变段的曲率的变化率。

进一步地，风轮叶片的厚度渐变。

进一步地，风轮叶片的厚度从一端至另一端先变大再变小。

进一步地，所风轮叶片的最大厚度的位置范围为位于风轮叶片的弦线长度的1/3至2/3处。

进一步地，风轮叶片一端的厚度变化率大于另一端的厚度变化率。

进一步地，风轮叶片的进口角为80°至100°。

进一步地，风轮叶片的出口角为15°至35°。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种贯流风轮，包括风轮叶片，风轮叶片是上述的风轮叶片。

应用本实用新型的技术方案，贯流风轮叶片采用具有曲率渐变段的表面在空气动力学上更为有利，使得风轮能量转化效率提高，噪音总值降低，且在旋转过程中有效控制叶片通过频率（BPF）峰值，能有效控制涡流的流动分离，减少涡流噪声，减少损耗。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了应用本实用新型的贯流风轮的示意图

图2本实用新型的风轮叶片与现有技术的风轮叶片的对比图；

图3示出了本实用新型的风轮叶片的示意图；

图4示出了本实用新型的风轮叶片取弦线位置的示意图；

图5示出了本实用新型的风轮叶片的法线分割示意图；以及

图6示出了本实用新型的风轮叶片的确定控制点的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1所示，现有技术中的圆弧形叶片10’，在垂直风轮旋转轴的截面（以下的截面均指垂直风轮旋转轴截取叶片的截面）上，其上下表面的截面曲线距离叶片弦线的距离是相等的，表面曲线的曲率也不变，再在表面曲线两端直接连接圆弧封闭（上述的“上表面”、“下表面”并不是绝对的上下方向，而是作为两个相对表面的指代，可以理解为上表面指在旋转方向上处于上游的表面，下表面指在旋转方向上处于下游的表面，下同）。这种圆弧形叶片不易保证流体动力学特性，效率较低，噪音总值较高，且升力系数和阻力系数没有达到最优值。而本实用新型则提供了一种可用于贯流风轮的机翼形叶片10，所谓机翼形叶片，指的是叶片的截面形状类似飞机的机翼的截面形状：一方面，叶片上下表面的截面曲线与叶片弦线的距离进行渐变，即翼型厚度渐变，叶片在表面相对于叶片弦线做到的垂线与弦线的交点位于叶片弦线总长从前端至后端的1/3处达到最大厚度，而且一端厚度的变化率大，另一端厚度的变化率小；另一方面，上下表面的截面曲线均具有曲率渐变段，该曲率渐变段指截面曲线中至少有一部分是曲率渐变的曲线而非直线或圆弧线。曲率渐变段构成具有一定弯度的表面形状，优选地，上表面的截面曲线的曲率变化的速率大于下表面曲线的曲率变化。所谓曲线的曲率就是针对曲线上某个点的切线方向角对弧长的转动率，通过微分来定义。曲率表明曲线偏离直线的程度，是数学上表明曲线在某一点的弯曲程度的数值。曲率越大，表示曲线的弯曲程度越大。