【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电机组，具体提供一种减少中心损失的组合叶片风轮。
技术介绍
1、风轮是风电机组吸收利用风能的核心部件，一般由中心轮毂、叶片以及变桨机构组成。
2、目前主流的风电机组风轮设计中，为了保证叶片在叶根处的强度，叶根处往往是加粗的圆柱，并不具备充分利用风能的能力；然而，风电机组叶根段通常可占叶片全长的20％-30％，这使得机组风轮中心处发电量损失可能高达10％；在当前海上风电发展迅速、风电机组大型化发展的背景下，风电机组“中心损失”已经成为不可忽略的效益折减。
3、风电机组风轮的“中心损失”是由于叶片叶根处截面为圆形或者近似为圆形，这使得叶根段不具备良好的气动特性，无法充分利用风能，并且叶片的过渡段从圆形截面过渡至翼型截面导致其利用风能的效率也比较低，由此造成了风电机组的功率损失。
4、针对上述现有技术存在的问题，本领域技术人员亟需一种减小风轮中心损失的组合叶片风轮，以有效利用靠近轮毂的风能。
5、本
技术介绍
所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请
技术介绍
的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决上述技术问题，即，解决现有风轮存在中心损失导致无法充分利用风能的问题。
2、在第一方面，本专利技术提供一种减少中心损失的组合叶片风轮，包括主叶片组、副叶片组和轮毂；所述主叶片组的扫风区域自叶根至叶尖方向依次分为叶根段扫风区域、过渡段扫风区域、第一翼型段扫风区域和第
3、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术的主叶片组和副叶片组形成组合叶片能够实现风能的有效利用，其中主叶片组的叶根段扫风区域不能有效利用风能，过渡段扫风区域利用风能的效率也比较低；本专利技术通过设置副叶片组的扫风区域能够完全覆盖主叶片组的叶根段扫风区域和过渡段扫风区域，从而能够通过增设副叶片组有效利用靠近轮毂的风能，减少风轮的中心损失以及风电机组功率损失，提高发电效率。
4、进一步地，所述副叶片组的扫风区域自叶根至叶尖方向依次分为第二翼型段扫风区域和第二叶尖段扫风区域；所述主叶片组和所述副叶片组被配置成：在沿所述轮毂的轴线方向上，所述副叶片组的第二翼型段扫风区域能够完全覆盖所述主叶片组的叶根段扫风区域和过渡段扫风区域。
5、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术通过设置副叶片组的第二翼型段扫风区域能够完全覆盖主叶片组的叶根段扫风区域和过渡段扫风区域，最大化地减少风轮的中心损失以及风电机组功率损失，提高发电效率。
6、进一步地，所述主叶片组包括沿所述轮毂的周向均布的多个主叶片；所述副叶片组包括沿所述轮毂的周向均布的多个副叶片；在沿所述轮毂的轴线方向上，多个所述主叶片和多个所述副叶片呈交错布置。
7、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术主叶片和副叶片在转动的过程中处于交错位置，从而能够起到提高风能利用率的效果。
8、进一步地，所述主叶片自叶根至叶尖依次分为叶根段、过渡段、第一翼型段和第一叶尖段；所述副叶片自叶根至叶尖依次分为第二翼型段和第二叶尖段；所述主叶片旋转一周形成所述叶根段扫风区域、所述过渡端扫风区域、所述第一翼型段扫风区域和所述第一叶尖段扫风区域；所述副叶片旋转一周形成所述第二翼型段扫风区域和所述第二叶尖段扫风区域。
9、进一步地，所述主叶片的叶根段的横截面为圆形，且其过渡段的横截面自圆形渐变过渡至最大弦长处的第一翼型；所述副叶片的第二翼型段的横截面为第二翼型，且其叶尖段的横截面为自第二翼型逐渐收缩至一点。
10、进一步地，所述副叶片的第二翼型段的长度大于等于所述主叶片的叶根段和过渡段的长度之和。
11、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术的主叶片的叶根段为圆形截面，导致其不能有效利用风能，过渡段与叶根段和第一翼型段相连，过渡段的截面是自圆形截面渐变过渡至第一翼型，其利用风能的效率比较低；需要说明的是，过渡段与第一翼型段的连接处是主叶片的最大弦长处；副叶片的第二翼型段的截面为第二翼型，能够有效利用风能；为有效避免风轮的中心损失，利用副叶片的第二翼型段扫风区域的风能利用率比较高的优点，对主叶片叶根段和过渡段的风能进行补充利用以起到有效利用风能的作用，达到减小风轮“中心损失”的效果。
12、进一步地，所述主叶片组靠近所述轮毂的后端布置，所述副叶片组靠近所述轮毂的前端布置。
13、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术的副叶片组的重量较轻，将副叶片组设置于靠近轮毂的前端位置对整体结构在运行过程中的稳定性不会造成较大的影响。
14、进一步地，还包括变桨机构，所述变桨机构位于所述轮毂内且所述变桨机构与所述主叶片的叶根处和所述副叶片的叶根处连接用于控制变桨。
15、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术的主叶片和副叶片均通过变桨机构控制变桨，主叶片和副叶片能够对应调整利用风能的迎风角度，能够起到提高风能利用率的效果。
16、进一步地，所述主叶片组包括至少2个所述主叶片，所述副叶片组包括至少2个所述副叶片。
17、在采用上述技术方案的情况下，本领域技术人员可以根据具体情况设定主叶片组和副叶片组所包含的叶片数量，并且主叶片组和副叶片组所包含的叶片数量可以相等也可以不相等，以提高组合叶片风轮的适用范围。
18、进一步地，所述轮毂采用加长结构，且其外壳呈流线型；并且/或者所述轮毂的壳体内壁在位于所述主叶片组和所述副叶片组之间的位置设置有多个加强筋。
19、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术的轮毂加长后用于支撑主叶片组和副叶片组，且其流线型的外壳能够避免形成较大的风阻；并且通过在轮毂内侧设置加强筋，能够提高轮毂的结构强度，且设置在轮毂内侧能够避免影响壳体外侧气流的流动。
20、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术通过增设副叶片组能够有效利用靠近轮毂的风能，减小风轮的中心损失；
22、副叶片包括第二翼型段和第二叶尖段，其中第二翼型段利用风能的效率较高；主叶片包括叶根段、过渡段、第一翼型段和第一叶尖段，其中叶根段的截面为圆形，导致叶根段不能有效利用风能，过渡段的截面自圆形过渡至最大弦长的第一翼型，过渡段利用风能的效率也比较低；
23、本专利技术的副叶片的第二翼型段的长度大于等于主叶片的叶根段和过渡段的长度之和，在沿轮毂轴向上，副叶片组的第二翼型扫风区域能够有效覆盖主叶片的叶根段和过渡段的扫风区域，从而本专利技术通过增设副叶片组能够有效利用靠近轮毂的风能；同时副叶片的长度不宜过大，以减轻副叶片重量，保证副叶片叶根的连接强度；
24、本专利技术的减少风轮中心损失的组合叶片风轮，能够通过在主叶片前方交错布置的副叶片有效吸收靠近轮毂的来流风能，并且同时保证了主叶片本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，包括主叶片组、副叶片组和轮毂(3)；
2.根据权利要求1所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述副叶片组的扫风区域自叶根至叶尖方向依次分为第二翼型段扫风区域和第二叶尖段扫风区域；
3.根据权利要求2所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述主叶片组包括沿所述轮毂(3)的周向均布的多个主叶片(1)；所述副叶片组包括沿所述轮毂(3)的周向均布的多个副叶片(2)；
4.根据权利要求3所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述主叶片(1)自叶根至叶尖依次分为叶根段、过渡段、第一翼型段和第一叶尖段；所述副叶片(2)自叶根至叶尖依次分为第二翼型段和第二叶尖段；
5.根据权利要求4所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述主叶片(1)的叶根段的横截面为圆形，且其过渡段的横截面自圆形渐变过渡至最大弦长处的第一翼型；
6.根据权利要求4所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述副叶片(2)的第二翼型段的长度大于等于所述主叶片(1)的叶根段和过渡段的长
7.根据权利要求1所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述主叶片组靠近所述轮毂(3)的后端布置，所述副叶片组靠近所述轮毂(3)的前端布置。
8.根据权利要求3所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，还包括变桨机构，所述变桨机构位于所述轮毂(3)内且所述变桨机构与所述主叶片(1)的叶根处和所述副叶片(2)的叶根处连接用于控制变桨。
9.根据权利要求3所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述主叶片组包括至少2个所述主叶片(1)，所述副叶片组包括至少2个所述副叶片(2)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述轮毂(3)采用加长结构，且其外壳呈流线型；并且/或者
...【技术特征摘要】
1.一种减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，包括主叶片组、副叶片组和轮毂(3)；
2.根据权利要求1所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述副叶片组的扫风区域自叶根至叶尖方向依次分为第二翼型段扫风区域和第二叶尖段扫风区域；
3.根据权利要求2所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述主叶片组包括沿所述轮毂(3)的周向均布的多个主叶片(1)；所述副叶片组包括沿所述轮毂(3)的周向均布的多个副叶片(2)；
4.根据权利要求3所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述主叶片(1)自叶根至叶尖依次分为叶根段、过渡段、第一翼型段和第一叶尖段；所述副叶片(2)自叶根至叶尖依次分为第二翼型段和第二叶尖段；
5.根据权利要求4所述的减少中心损失的组合叶片风轮，其特征在于，所述主叶片(1)的叶根段的横截面为圆形，且其过渡段的横截面自圆形渐变过渡至最大弦长处的第一翼型；
【专利技术属性】
技术研发人员：葛铭纬，李新涛，彭望轩，赵剑剑，胡皓，沈晓杰，侯啸，陈祥，任旭泽，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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