專利名稱：一種兆瓦級風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用的風(fēng)輪葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)輪葉片，具體講是一種兆瓦級風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用的風(fēng)輪葉片。
背景技術(shù)：
能源危機，環(huán)境危機引發(fā)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，而龐大的市場導(dǎo)致激烈的競爭， 于是便有了技術(shù)的持續(xù)提升。葉片作為核心部件，其設(shè)計技術(shù)也是風(fēng)電機組核心技術(shù) 之一。如今，國際上葉片設(shè)計的趨勢已由葉素功率系數(shù)的最大化轉(zhuǎn)移到度電成本最小 化。優(yōu)化目標的變化必然導(dǎo)致葉片外形設(shè)計技術(shù)也發(fā)生相應(yīng)的改變，并提升。葉片外 形設(shè)計的優(yōu)劣直接決定了風(fēng)機的效率和年發(fā)電量的多少，是決定度電成本的關(guān)鍵因數(shù) 之一。
目前風(fēng)力發(fā)電設(shè)備所用的葉片外形一般為扭轉(zhuǎn)的直葉片，直葉片在達到額定風(fēng)速 時，在空氣動力作用下葉尖發(fā)生朝向上風(fēng)向的彎曲變形，縮小了葉尖與塔架之間的距離， 此時的直風(fēng)輪葉片的剛度減弱，風(fēng)輪葉片掃略面積自然減少，捕風(fēng)效率也隨之降低， 尤其是在低風(fēng)速的狀態(tài)卜，葉片的捕風(fēng)效率更低。特別是在兆瓦級風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中使 用時直葉片的風(fēng)輪葉片不僅耗材，而且效率低。
實用新型內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種可提高捕風(fēng)能 力，發(fā)電效率高的兆瓦級風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用的預(yù)彎型風(fēng)輪葉片。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案 一種兆瓦級風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用
的風(fēng)輪葉片，其特點為，該風(fēng)輪葉片由葉根到葉尖整體呈預(yù)彎形，其弦長最大為3. 18m， 整體長度為40.25m:其中，葉尖彎向上風(fēng)向，其上彎度為2m，起彎點處距該葉片葉尖 處向內(nèi)13.45m;由葉根向其葉尖的延伸方向為所述風(fēng)輪葉片的翼展方向。
上述的風(fēng)輪葉片的弦長為0-3. 18m，弦長為O處指該風(fēng)輪葉片的葉尖部位。 上述的風(fēng)輪葉片從葉尖至葉根之間有6個翼形截面，其中，葉根部為圓柱形，其截 面形狀為圓形，該葉根的長度占該葉片總長度的2.8%;由葉根至葉片總長度17%處的截 面形狀為過渡翼型狀，其弦長為3.08m，相對厚度為90%-45%，介于該葉片翼展方向且 占葉片總長度的2. 8°/。-16. 9%之間；最大弦長處的截面位于距葉根向所述葉片翼展方向 且占葉片總長度的16.9%處；由最大弦長處的截面至位于該葉片翼展方向總長84%處的 截面之間的葉片形狀為過渡翼型狀，其相對厚度為40%-25%，介于所述葉片翼展方向且 占總長度的16. 9%-84%之間；位于所述葉片翼展方向且占總長度的90%處的截面到葉尖之間的葉片形狀為NACA63系列翼型，相對厚度為21%到18%;距葉尖13. 45m的起彎點截 面位于沿葉片翼展方向且占總長度的16.9%-84%的位置之間，弦長為1.36m，相對厚度 為23%，該處的截面形狀為過渡翼型狀。
本實用新型采用了上述技術(shù)方案，其有益效果如下1)由于葉尖呈預(yù)彎型，增大 了葉尖與塔架之間的距離，在滿足同樣剛度條件下的葉片可有效降低材料成本；2)與 標準型葉片相比，將葉尖彎向上風(fēng)向，由于其葉尖部分柔性較大，從而可以有效消耗 彎曲變形的能量，降低機組有效載荷；3)當(dāng)額定風(fēng)速時，在空氣動力作用下預(yù)彎形葉 尖發(fā)生朝向下風(fēng)向的彎曲變形，成為直葉片，從而增大風(fēng)輪掃略面積，提高其對低風(fēng) 速區(qū)域的捕風(fēng)能力，提高了低風(fēng)速下風(fēng)電機組的輸出功率。4)適合中閨風(fēng)況的實際特 點，易于成型，并有益于推廣實施。

圖1為本實用新型葉片的整體結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為圖1A-A向剖面結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為距葉根17%總長度部位的葉片截面示意圖
圖4為本實用新型葉片的最大弦長處的截面示意圖
圖5為葉片起彎點處截面示意圖
圖6為距葉根84%總長度部位的葉片截面示意圖
圖7為距葉根90%總長度部位的葉片截面示意圖
具體實施方式
如圖l、圖2所示，本實用新型風(fēng)輪葉片整體分為葉根l、葉尖7與葉片中段，經(jīng)模 壓一體成型；其整體呈預(yù)彎形，葉片長度為40. 25m;其中，葉尖7彎向上風(fēng)向，該風(fēng)輪 葉片的弦長為0-3. 18m，最大弦長3. 18m處的卟片厚度為1384mm，弦長為O時為葉尖處， 其厚度為 ram;由葉根向葉尖的延伸方向為該風(fēng)輪葉片的翼展方向。
該風(fēng)輪葉片從葉根1至葉尖7之間有6個翼形截面。
其中，葉根l為圓柱形，其截面為圓形，直徑為1.89m，葉根l的長度占所述風(fēng)輪葉 片總長度的2. 8%;
截面2位于葉根1內(nèi)端和截面3之間，其弦長為3.08m，厚度為1265ram。； 截面3為最大弦長處的截面形狀，其位于所述風(fēng)輪葉片翼展方向總長度的16.9%處； 由葉根l內(nèi)端到最大弦長之間采用過渡翼型，相對厚度從90%到45%，介于所述風(fēng)輪
葉片翼展方向總長度的2. 8%-16. 9%處之間；
截面4為起彎點處截面，其位于截面3與截面5之間，該起彎點處距葉尖7處向內(nèi)
13.45m，葉片上彎度為2m，弦長為1.36m，相對厚度為23%;截面5位于距葉根1向所述風(fēng)輪葉片翼展方向總長度的84%處，其翼型弦長為O. 97m， 最大厚度為192mm;
截面3至截面5之間的葉片形狀為過渡翼型結(jié)構(gòu)，其翼型相對厚度從40°/。到25%，介 于所述葉片翼展方向總長度16. 9%-84%處之間；
截面6位于距葉根1向該風(fēng)輪葉片翼展方向總長度90%處，截面6至葉尖7之間的葉片 形狀為NACA63系列翼型，弦長0.84m，最大厚度為159mm，相對厚度從21%到18%;葉尖 7的弦長為0，其相對厚度為18%-0。
如圖3-圖6所示，分別顯示了各個截面的葉片形狀。
圖3為介于葉片翼展方向2.8°/。到16. 9%之間的截面2的結(jié)構(gòu)示意圖，截面2位于截面1 的葉根內(nèi)端和截面3最大弦長處之間，其弦長為3. 08m，厚度為1265mm。
圖4為最大弦長3. 18m處截面3的截面形狀圖，位于葉片翼展方向的總長度16%處， 最大弦長處的葉片厚度為1384mm。
圖5為葉片預(yù)彎的起彎點處截面4的截面形狀，該起彎點處距葉尖向內(nèi)13.45m，弦 長為1.36m，相對厚度為23%，形狀為過渡翼型。圖6為位于風(fēng)輪葉片翼展方向總長度的84%處截面5的形狀，其翼型弦長為O. 97m， 最大厚度為192mm。
圖7為位于距葉根90%處的截面6的截面圖，其弦長為0.84m，最大厚度為159 mm， 相對厚度為21%到18%。
上述的相對厚度是指翼型最大厚度與該翼型弦長的比值。
本葉片外形適合ni類風(fēng)況，具有效率高，低風(fēng)速下具備高功率，機組載荷小的優(yōu)點。
本實用新型的工作原理為采用本實用新型的技術(shù)方案成型的兆瓦級風(fēng)力發(fā)電設(shè) 備用的風(fēng)輪葉片，正常工作時，在風(fēng)力作用下，預(yù)彎部分逐漸往下風(fēng)向發(fā)生變形，至 額定風(fēng)速時，成為直葉片，從而增大風(fēng)輪掃略面積，提高其對低風(fēng)速區(qū)域的捕風(fēng)能力， 同時也提高了低風(fēng)速下風(fēng)電機組的輸出功率。
與傳統(tǒng)直葉片相比，本實用新型的風(fēng)輪葉片因其葉尖呈預(yù)彎型，增大了葉尖與塔 架之間的距離，在滿足同樣剛度條件下降低了材料成本；同時，與標準型葉片相比， 將葉尖彎向上風(fēng)向，由于其葉尖部分柔性較大，從而可以有效消耗彎曲變形能量，降 低機組有效載荷。
權(quán)利要求1、一種兆瓦級風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用的風(fēng)輪葉片，其特征在于該風(fēng)輪葉片由葉根(1)到葉尖(7)整體呈預(yù)彎形，其弦長最大為3.18m，整體長度為40.25m；其中，葉尖(7)彎向上風(fēng)向，其上彎度為2m，起彎點處距所述風(fēng)輪葉片葉尖(7)處向內(nèi)13.45m；所述葉根(1)向葉尖(7)的延伸方向為所述風(fēng)輪葉片的翼展方向。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)輪葉片，其特征在于所述風(fēng)輪葉片的弦長為0-3. 18m。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)輪葉片，其特征在于所述風(fēng)輪葉片從葉根(l)至 葉尖(7)之間有6個翼形截面，其中，葉根(1)為圓柱形，其截面為圓形，葉根(1) 的長度占所述風(fēng)輪葉片總長度的2.8%;截面(2)位于葉根(1)和截面(3)之間，其 弦長為3.08m，該段的翼型為過渡翼型，相對厚度為90%-45%，介于所述風(fēng)輪葉片翼展 方向總長度的2.8%-16.9%之間；截面(3)為所述弦長最大處的截面形狀，其位于距葉 根向所述風(fēng)輪葉片翼展方向總長度的16.9%處；截面(5)位于距葉根(1)向所述風(fēng)輪 葉片翼展方向總長度的84%處，截面(3)至截面(5)之間的葉片形狀為過渡翼型結(jié)構(gòu)， 其翼型相對厚度為40%-25%，介于所述葉片翼展方向總長度16.9%-84%處之間；截面(4) 為起彎點截面，其位于所述截面(3)與所述截面(5)之間，該起彎點處弦長為1.36m， 相對厚度為23%;截面(6)位于距葉根(1)向所述風(fēng)輪葉片翼展方向總長度90%處， 截面(6)至葉尖(7)之間的葉片形狀為NACA63系列翼型，相對厚度為21%到18%;所 述葉尖(7)的弦長為O，其相對厚度為18%-0。
專利摘要本實用新型公開了一種風(fēng)輪葉片，特別是一種兆瓦級風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用的風(fēng)輪葉片。其特點為該風(fēng)輪葉片由葉根(1)到葉尖(7)整體呈預(yù)彎形，其弦長最大為3.18m，整體長度為40.25m；其中，葉尖(7)彎向上風(fēng)向，其上彎度為2m，起彎點處距所述風(fēng)輪葉片葉尖(7)處向內(nèi)13.45m；所述葉根(1)向葉尖(7)的延伸方向為所述風(fēng)輪葉片的翼展方向。由于葉尖呈預(yù)彎型，增大了葉尖與塔架之間的距離，在滿足同樣剛度條件下的葉片可有效降低材料成本，降低機組有效載荷；提高了對低風(fēng)速區(qū)域的捕風(fēng)能力，提高風(fēng)電機組的輸出功率。適合中國風(fēng)況的實際特點，易于成型，并有益于推廣應(yīng)用。
文檔編號F03D1/06GK201347836SQ20082023375
公開日2009年11月18日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者孟弋潔, 李業(yè)書, 李軍向, 楊洪忠, 欣 王, 薛忠民, 淳 陳, 高克強 申請人:中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司