本申请涉及风力发电,特别是涉及叶片、风轮及风力发电装置。
背景技术:
1、风力发电技术是可再生能源利用中最广泛的技术之一,其具有资源总量丰富、占地面积小等诸多优点。
2、目前,主流的风力发电装置主要是用于集中式电场发电的大型风力机,该类型的风力发电装置投入成本巨大,应用局限性高。因此,出现了小型的风力发电装置,小型的风力发电装置可用于多种场景,例如,个体用户也可自行选购并安装,其成本较低,能搭建成离网型的能源系统。但是,目前小型的风力发电装置往往存在动力性能差的问题,影响风力发电效果。
3、因此,如何设计风力发电装置中的叶片,以提升风力发电装置的动力性能、提升风力发电效果,成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提升风力发电装置的动力性能,进而提升风力发电效果的叶片、风轮及风力发电装置。
2、第一方面,本申请实施例提供了一种叶片。所述叶片用于风力发电装置的风轮中,所述叶片包括:
3、叶片主体,所述叶片主体的第一端部用于与所述风轮中的套筒固定连接,所述叶片主体的第二端部为自由端,所述第一端部设置有镂空区域,所述第二端部具有波纹状表面;所述镂空区域中设置有菱形的主窗和多个三角形的边窗,所述主窗的中心与所述镂空区域的中心重合,所述边窗分布在所述主窗的周围;
4、第一折边,所述第一折边与所述叶片主体的迎风面的第一侧边固定连接;
5、第二折边,所述第二折边与所述叶片主体的迎风面的第二侧边固定连接。
6、在其中一个实施例中,多个所述边窗包括第一侧窗和第二侧窗,所述第一侧窗设置于所述第一折边和所述主窗之间,所述第二侧窗设置于所述第二折边和所述主窗之间,且所述第一侧窗和所述第二侧窗以所述主窗的垂直中心轴对称设置。
7、在其中一个实施例中,所述第一侧窗的第一侧窗顶点靠近所述主窗的第一主窗顶点,所述第一侧窗顶点在所述第一侧窗中的对边靠近所述第一折边;所述第二侧窗的第二侧窗顶点靠近所述主窗的第二主窗顶点,所述第二侧窗顶点在所述第二侧窗中的对边靠近所述第二折边。
8、在其中一个实施例中,多个所述边窗还包括第一副窗和第二副窗,所述第一副窗设置于所述第一侧窗和所述主窗之间,所述第二副窗设置于所述第二侧窗和所述主窗之间,且所述第一副窗和所述第二副窗以所述主窗的垂直中心轴对称设置。
9、在其中一个实施例中,所述第一副窗的第一副窗顶点靠近所述第一侧窗顶点和所述第一主窗顶点,所述第一副窗顶点在所述第一副窗中的对边靠近所述第二端部;所述第二副窗的第二副窗顶点靠近所述第二侧窗顶点和所述第二主窗顶点,所述第二副窗顶点在所述第二副窗中的对边靠近所述第二端部。
10、在其中一个实施例中,多个所述边窗还包括第一底窗和第二底窗,所述第一底窗设置于所述第一侧窗和所述主窗之间,所述第二底窗设置于所述第二侧窗和所述主窗之间,且所述第一底窗和所述第二底窗以所述主窗的水平中心轴对称设置。
11、在其中一个实施例中,所述第一底窗的第一底窗顶点靠近所述第一侧窗顶点和所述第一主窗顶点,所述第一底窗顶点在所述第一底窗中的对边靠近所述套筒;所述第二底窗的第二底窗顶点靠近所述第二侧窗顶点和所述第二主窗顶点,所述第二底窗顶点在所述第二底窗中的对边靠近所述套筒。
12、在其中一个实施例中,所述叶片主体上还压制有加强筋,所述加强筋的一部分压制在所述镂空区域中各窗口的边沿上,所述加强筋的另一部分压制在所述第二端部中。
13、第二方面,本申请实施例提供了一种风轮。所述风轮用于风力发电装置中,所述风轮包括:
14、套筒,所述套筒的内表面用于与所述风力发电装置中发电机的发电机轴固定连接;
15、多个如第一方面所述的叶片,多个所述叶片分别与所述套筒的外表面固定连接,且多个所述叶片在所述套筒的周向上排列;
16、其中,各所述叶片的形状相同。
17、第三方面,本申请实施例提供了一种风力发电装置。所述风力发电装置包括:
18、发电机;
19、如第二方面所述的风轮,所述发电机的发电机轴与所述风轮中套筒的内表面固定连接。
20、上述叶片、风轮及风力发电装置,该用于风力发电装置的风轮中的叶片包括叶片主体、第一折边以及第二折边,第一折边与叶片主体的迎风面的第一侧边固定连接,第二折边与叶片主体的迎风面的第二侧边固定连接,叶片主体的第一端部用于与风轮中的套筒固定连接,叶片主体的第二端部为自由端,第一端部设置有镂空区域,第二端部具有波纹状表面,镂空区域中设置有菱形的主窗和多个三角形的边窗,主窗的中心与镂空区域的中心重合,边窗分布在主窗的周围。气流在推动叶片捕风区后,迅速离开捕风区以便后续气流继续作用于捕风区,第一折边以及第二折边使气流从侧边离开,第二端部使气流融入上方平行气流离开,镂空区域使气流从中离开,镂空的方式决定气流通过的顺畅程度。结合贯通叶片主体的菱形加强筋纹理,镂空区域中心开设菱形主窗最大程度降低主流通过的阻力,周围是配合的三角形窗口,利用镂空区的其余部分进行透风;叶片一体成型实现高透风率和结构强度,提升了叶片的动力性能,从而提升了风力发电装置的动力性能以及风力发电效果。
1.一种叶片,其特征在于,用于风力发电装置的风轮中,包括:
2.根据权利要求1所述的叶片,其特征在于,多个所述边窗包括第一侧窗和第二侧窗,所述第一侧窗设置于所述第一折边和所述主窗之间,所述第二侧窗设置于所述第二折边和所述主窗之间,且所述第一侧窗和所述第二侧窗以所述主窗的垂直中心轴对称设置。
3.根据权利要求2所述的叶片,其特征在于,所述第一侧窗的第一侧窗顶点靠近所述主窗的第一主窗顶点,所述第一侧窗顶点在所述第一侧窗中的对边靠近所述第一折边;所述第二侧窗的第二侧窗顶点靠近所述主窗的第二主窗顶点,所述第二侧窗顶点在所述第二侧窗中的对边靠近所述第二折边。
4.根据权利要求3所述的叶片,其特征在于,多个所述边窗还包括第一副窗和第二副窗,所述第一副窗设置于所述第一侧窗和所述主窗之间,所述第二副窗设置于所述第二侧窗和所述主窗之间,且所述第一副窗和所述第二副窗以所述主窗的垂直中心轴对称设置。
5.根据权利要求4所述的叶片,其特征在于,所述第一副窗的第一副窗顶点靠近所述第一侧窗顶点和所述第一主窗顶点,所述第一副窗顶点在所述第一副窗中的对边靠近所述第二端部;所述第二副窗的第二副窗顶点靠近所述第二侧窗顶点和所述第二主窗顶点,所述第二副窗顶点在所述第二副窗中的对边靠近所述第二端部。
6.根据权利要求3所述的叶片,其特征在于,多个所述边窗还包括第一底窗和第二底窗,所述第一底窗设置于所述第一侧窗和所述主窗之间,所述第二底窗设置于所述第二侧窗和所述主窗之间,且所述第一底窗和所述第二底窗以所述主窗的水平中心轴对称设置。
7.根据权利要求6所述的叶片,其特征在于,所述第一底窗的第一底窗顶点靠近所述第一侧窗顶点和所述第一主窗顶点,所述第一底窗顶点在所述第一底窗中的对边靠近所述套筒;所述第二底窗的第二底窗顶点靠近所述第二侧窗顶点和所述第二主窗顶点,所述第二底窗顶点在所述第二底窗中的对边靠近所述套筒。
8.根据权利要求1-7任一项所述的叶片,其特征在于,所述叶片主体上还压制有加强筋,所述加强筋的一部分压制在所述镂空区域中各窗口的边沿上,所述加强筋的另一部分压制在所述第二端部中。
9.一种风轮,其特征在于,用于风力发电装置中,包括:
10.一种风力发电装置,其特征在于,包括:
