[發明專利]一種風機葉片及采用該葉片的風機

有效

• 申請號: 201310717282.2
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103629056B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 張建;趙亮;羅林;朱超林
• 申請（專利權）人: 北京天源科創風電技術有限責任公司
• 主分類號: F03D80/00
• 分類號: F03D80/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所11303
• 代理人: 馬麗蓮

技術領域

本發明涉及風力發電機技術領域，特別是涉及一種風機葉片及采用該葉片的風力發電機。

背景技術

人類社會邁入21世紀，由于化石燃料在過去2個世紀大量使用而帶來的環境問題以及化石燃料的枯竭，促使風能等可再生的清潔能源越來越廣泛的應用，大型的并網水平軸風力發電機組成為利用風能的主要形式。風力發電機組一般主要包括：捕風裝置、電能的轉換裝置、支撐裝置以及控制系統。風輪葉片作為捕風裝置，承擔著吸收風能的作用，葉片的外形決定了風能轉換的效率，其設計的優劣直接決定著機組的性能及可靠性。

現在主流兆瓦級機組的葉片氣動外形如圖1所示。葉片展向(葉片根部至葉尖方向，下同)大致分為三個性能要求不同的區域。區域I大致是葉片根部到最大弦長處，占整個葉片長度的20%，是葉根圓向最大弦長處翼型過渡的部位。此區域承擔葉片本體和法蘭連接，設計時主要考慮結構上的制約因素，基本上忽略氣動性能的要求。區域II是葉片捕捉風能的主要出力部分，因此首要考慮的是較好的氣動性能；區域III的旋轉線速度較大，考慮的重點是噪音的制約，同時兼顧氣動性能。

葉片氣動外形設計包括：弦長展向分布；扭角展向分布；預彎展向分布(帶有預彎設計的葉片)；葉片掠的設計。葉片葉根結構設計的制約，忽略了氣動性能，使得實際設計的葉片弦長與最優設計值差別很大。

根據貝茨理論，可知最優化風輪的誘導因子分別為：

a=13---(1)]]>

b=a(1-a)λ2μ2---(2)]]>

其中a為軸向誘導因子；b為切向誘導因子；λ為設計尖速比；μ=r/R，r是葉片展向位置，R為葉輪半徑。

根據動量葉素理論，即BEM（Blade?Element?Momentum）理論，并且忽略阻力葉素的阻力系數得葉片弦長在設計條件下的展向分布：

N2πcRλcl=4λ2μ2b(1-a)2+(λμ(1+b))2---(3)]]>