[其他]分段直形水平軸高速風力機槳葉

無效

• 申請號: 85202949
• 申請日: 1985-07-19
• 公開（公告）號: CN85202949U
• 公開（公告）日: 1986-05-07
• 發明（設計）人: 張志明
• 申請（專利權）人: 張志明
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種改進的水平軸高速風力機槳葉，特別是一種既適合于大中型風力機又便于大批量低成本制造的槳葉。

現在的水平軸高速風力機槳葉，其葉形是按照計算結果給出的，它要求在長度方向上，其錐度和安裝角是非線性連續變化的。靠近槳葉的根部，單位長度的錐度和安裝角變化較大，靠近葉片的梢部，單位長度的錐度和安裝角變化較小。這種槳葉在氣動力學上是合理的。也有的槳葉采用線性連續變化的錐度和安裝角，或其中之一采用線性連續變化的，這樣雖然會犧牲一些風能轉換效率，但可以減少一些制造上的麻煩。但是，總的來說，由于上述槳葉都要求有連續變化的錐度和安裝角，特別是要求有連續變化的安裝角，它的制造就不得不大量采用手工操作，不但費時費工，而且槳葉的翼型精度和強度難以提高。這使得這種槳葉，特別是大中型的這種槳葉不便于實現大批量低成本的制造。也有的槳葉采用直形（既無錐度又無安裝角的變化），這種槳葉雖然容易制造，但是它的風能轉換效率較低，因而不被人們廣泛采用。

本實用新型的任務是：和計算結果給出的槳葉相比，基本不損失風能轉換效率的前提下，提供一種改進的便于大批量低成本制造的槳葉。它不僅適用于小型高速風力機，而且特別適于大中型高速風力機。

本實用新型的任務是以如下方式完成的：槳葉分兩段或三段采用直形（即：無扭轉角、在長度方向上各截面相同）翼型截面的形狀。各段的翼型截面參數和安裝角不一樣，但在同一段內翼型參數和安裝角是相同的。各段用聯接頭通過焊接或其它方式連接起來。這樣每一段都可以采用軋制的金屬翼型材（可以是空心的，也可以是實心的），或其它方法制成的非金屬翼型材。不但翼型精度和強度容易保證，而且特別便于大批量低成本的制造。各段材料不要求一致，這給具體設計人員提供了選擇余地。可以根據受力情況和經濟性的要求搭配。如：可以根部段采用空心金屬翼型材，梢部段采用實心玻璃鋼翼型材。

各段可采用計算等分點處葉素參數的方法，確定各段寬度和安裝角。每段找一個等分點，由等分點劃分本段的兩個部分所掠掃的面積是相等的。計算出等分點處的葉素寬度和安裝角，以這樣的寬度和安裝角，檢驗本段兩個端部的失速情況，如無必要修改，就可確定以此為本段的寬度和安裝角。如果某一端部出現失速，可以重新調整等分點處葉素的迎角，重新計算和檢驗。

全槳葉共分幾段，從什么地方分段，以及各段槳葉的相對厚度由設計者自行選定。其風能轉換效率，由于設計者選擇的參數不同而有所不同。本實用新型通過一個具體的實施例，計算出它的風能轉換效率。其效率為49.9％。計算過程如下：

本實施例選定：風輪槳葉數i＝4，每一槳葉共分兩段，并在相對半徑為0.5處分段。葉尖速比Z_R＝6，風輪半徑R＝8米，葉根相對半徑r₀＝0.2，葉根段槳葉相對厚度為c₁＝0.2，相對寬度b₁＝0.103，安裝角φ₁＝15.9°，梢部段槳葉相對厚度c₂＝0.15，相對寬度b₂＝0.0593，安裝角φ₂＝5.2°。兩段均采用蘇式есдEPO翼型，其氣動曲線和本實用新型實施例所用公式均可從《風力發動機及其在農業中的應用》一書附錄（乙）中查到。

將槳葉分為8個截面，這些截面分別在0.25R，0.35R，0.45R，0.55R，0.65R，0.75R，0.85R，0.95R處，計算每個截面的葉素迎角α及干擾因子e和阻升比μ。采用公式如下：