JP5433553B2 - Wind turbine blade, wind power generator equipped with the wind turbine blade, and wind turbine blade design method - Google Patents
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Description
本発明は、風車翼およびこれを備えた風力発電装置ならびに風車翼の設計方法に関するものである。 The present invention relates to a wind turbine blade, a wind turbine generator including the wind turbine blade, and a wind turbine blade design method.
近年、発電時に温室効果ガスを排出しないクリーンエネルギーとして、風力発電装置が注目されている。風力発電装置は、風力によって風車翼を軸周りに回転させ、この回転力を電力に変換して発電出力を得る。
風力発電装置の発電出力は、軸端出力(翼が発生する出力)と、変換効率(軸受や発電機などの効率)との積で表される。また、軸端出力は次式で表され、翼効率が高く、翼直径が大きい翼であれば、発電量が向上する。
軸端出力=1/2×空気密度×風速3×翼効率×π×(翼直径/2)2
In recent years, wind power generators have attracted attention as clean energy that does not emit greenhouse gases during power generation. A wind turbine generator rotates wind turbine blades around an axis by wind power, and converts the rotational force into electric power to obtain a power generation output.
The power generation output of the wind turbine generator is represented by the product of the shaft end output (output generated by the blade) and the conversion efficiency (efficiency of bearings, generators, etc.). Further, the shaft end output is expressed by the following formula, and if the blade has high blade efficiency and a large blade diameter, the power generation amount is improved.
Shaft end output = 1/2 x air density x wind speed 3 x blade efficiency x π x (blade diameter / 2) 2
翼効率は、理論上の上限値(ベッツ限界=0.593)が存在し、実際上は風車後流の影響と翼の空気抵抗の存在で上限値は0.5程度となる。したがって、翼効率のこれ以上の大幅な改善は難しい。
一方、翼直径はその自乗で出力に影響を持つため、発電量向上のためには翼直径の拡大が効果的である。しかし、翼直径の拡大は空力荷重(流入方向に作用するスラスト力および翼根に伝わるモーメント)の増大に繋がるため、ロータヘッド、ナセル、タワーなどの機器の大型化や重量増大、ひいてはコスト増に繋がる懸念・傾向がある。したがって、翼の空力荷重の増大を抑えながら長翼化する技術が必須とされる。荷重増大の問題を避けるため、空力的(翼形状的)に考えられる方法としては、コード長(翼弦長)をより短くして(即ち、アスペクト比をより大きくして、又はソリディティをより小さくして)、翼投影面積を減少させて空力荷重を低減させる手法が考えられる。
ここで、アスペクト比およびソリディティは、下式で表される。
アスペクト比=翼長2/翼投影面積・・・(1)
ソリディティ=全翼投影面積/翼掃過面積
=(翼枚数×平均コード長)/(π×(翼直径/2)2)・・・(2)
The blade efficiency has a theoretical upper limit (Betz limit = 0.593). In practice, the upper limit is about 0.5 due to the influence of the wind turbine wake and the air resistance of the blade. Therefore, further significant improvement in blade efficiency is difficult.
On the other hand, since the blade diameter has an influence on the output by its square, it is effective to increase the blade diameter to improve the power generation amount. However, the expansion of the blade diameter leads to an increase in aerodynamic load (thrust force acting in the inflow direction and moment transmitted to the blade root), which increases the size and weight of equipment such as the rotor head, nacelle, and tower, which in turn increases costs. There are concerns / trends to connect. Therefore, a technique for increasing the length of the blade while suppressing an increase in the aerodynamic load of the blade is essential. In order to avoid the problem of increased load, aerodynamic (blade shape) methods can be considered: shorter chord length (ie chord length) (ie greater aspect ratio or less solidity). Thus, a method of reducing the aerodynamic load by reducing the wing projection area is conceivable.
Here, the aspect ratio and the solidity are expressed by the following equations.
Aspect ratio = Wing length 2 / Wing projected area (1)
Solidity = total wing projection area / wing sweep area
= (Number of blades x average cord length) / (π x (blade diameter / 2) 2 ) (2)
一般に、風車翼は、所定の周速比に対して所定の最適コード長を持ち、次式の関係がある(Wind Energy Handbook, John Wiley & Sons, p378)。
Copt/R×λ2×CLdesign×r/R≒16/9×π/n・・・(3)
ここで、Coptは最適コード長,R(翼半径)は翼直径の2分の1,λは設計周速比,CLdesignは設計揚力係数,rは翼断面の半径位置,nは翼枚数である。
設計周速比は、翼端周速/無限上流風速である。設計揚力係数は、翼型(翼断面)の揚抗比(揚力/抗力)が最大となる迎角における揚力係数であり、翼型(翼断面)の(空力)形状と流入条件(レイノルズ数)によって決まる。
図13には、本明細書にて用いるレイノルズ数の定義が示されている。同図に示されているように、風車におけるレイノルズ数は、所定の回転数で回転する翼の所定断面A−Aにおける相対風速度を考慮したものであり、下式にて表される。
レイノルズ数=空気密度×翼断面への相対風速度×翼断面のコード長/空気の粘性係数
In general, a wind turbine blade has a predetermined optimum cord length for a predetermined peripheral speed ratio, and has a relationship expressed by the following equation (Wind Energy Handbook, John Wiley & Sons, p378).
Copt / R × λ 2 × CLdesign × r / R≈16 / 9 × π / n (3)
Where Copt is the optimum code length, R (blade radius) is half the blade diameter, λ is the design peripheral speed ratio, CLdesign is the design lift coefficient, r is the radial position of the blade cross section, and n is the number of blades. .
The design peripheral speed ratio is the tip peripheral speed / infinite upstream wind speed. The design lift coefficient is the lift coefficient at the angle of attack at which the lift / drag ratio (lift / drag) of the airfoil (blade cross section) is maximum, and the (aerodynamic) shape and inflow conditions (Reynolds number) It depends on.
FIG. 13 shows the definition of the Reynolds number used in this specification. As shown in the figure, the Reynolds number in the windmill is obtained by considering the relative wind speed in the predetermined section AA of the blade rotating at the predetermined rotational speed, and is expressed by the following equation.
Reynolds number = Air density x Relative wind speed on blade cross section x Cord length of blade cross section / Air viscosity coefficient
翼の空力効率を維持するには、翼型(翼断面)は以下の特性を持つことが望ましい。
1.設計揚力係数が高い
2.設計揚力係数の「組合せ」が最適化されている
ここで、設計揚力係数の「組合せ」とは、一つの風車翼に適用される異なる翼厚比(翼厚の最大値をコード長で除した値の百分率)からなる一連の翼型群(Airfoil series/family/set)がそれぞれ持つ設計揚力係数の組合せを言う。例えば、風車に適用される翼型の翼厚比としては、12,15,18,21,24,30,36,42%の組合せが挙げられる。
In order to maintain the aerodynamic efficiency of the wing, it is desirable that the wing shape (wing cross section) has the following characteristics.
1. 1. High design lift coefficient The design lift coefficient “combination” is optimized. Here, the design lift coefficient “combination” means different blade thickness ratios (maximum blade thickness divided by code length) applied to one wind turbine blade. This is a combination of the design lift coefficients of a series of airfoil series / family / set. For example, as a blade thickness ratio of an airfoil applied to a wind turbine, a combination of 12, 15, 18, 21, 24, 30, 36, and 42% can be given.
下記特許文献1には、風車出力向上のための翼型が開示されている。具体的には、翼厚比が14%から45%の範囲で設計揚力係数が1.10〜1.25の範囲とされた翼型が開示されている(請求項1参照)。
しかし、所望の設計揚力係数を定めたとしても、それを実現する翼型をどのように規定するかということについては、現在のところ統一的に整理されているわけではない。 However, even if a desired design lift coefficient is defined, how to define the airfoil that realizes the design lift coefficient is not currently organized in a unified manner.
一方、翼型を決定する際に、背側膨らみYSや腹側膨らみYPが用いられている。ここで、背側膨らみYSは、最大翼厚位置における翼背側のコードからの距離をコード長で除した値の百分率である。また、腹側膨らみYPは、最大翼厚位置における翼腹側のコードからの距離をコード長で除した値の百分率である。
しかし、背側膨らみYSや腹側膨らみYPと設計揚力係数との関係については何ら検討されていない。
On the other hand, when determining the airfoil, the back bulge YS and the ventral bulge YP are used. Here, the back-side swelling YS is a percentage of a value obtained by dividing the distance from the cord on the blade back side at the maximum blade thickness position by the cord length. Further, the ventral bulge YP is a percentage of a value obtained by dividing the distance from the cord on the blade ventral side at the maximum blade thickness position by the cord length.
However, the relationship between the dorsal bulge YS and ventral bulge YP and the design lift coefficient is not studied at all.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、所望の設計揚力係数を実現できる風車翼およびこれを備えた風力発電装置ならびに風車翼の設計方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the wind turbine blade which can implement | achieve a desired design lift coefficient, the wind power generator provided with the same, and the design method of a wind turbine blade. .
上記課題を解決するために、本発明の風車翼およびその設計方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる風車翼は、翼先端側から翼根側にかけてコード長および翼厚比が増大する翼本体部を備え、該翼本体部は、翼厚の最大値をコード長で除した値の百分率である翼厚比と、最大翼厚位置における翼背側のコードからの距離をコード長で除した値の百分率である背側膨らみYSと、で表した場合、翼厚比21%位置で、背側膨らみYSが12.0±0.6%、翼厚比24%位置で、背側膨らみYSが12.3±0.7%、翼厚比30%位置で、背側膨らみYSが13.3±1.2%、好ましくは13.3±1.0%、より好ましくは13.3±0.8%とされていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the wind turbine blade and the design method thereof of the present invention employ the following means.
That is, the wind turbine blade according to the present invention includes a blade body portion in which the cord length and the blade thickness ratio increase from the blade tip side to the blade root side, and the blade body portion is obtained by dividing the maximum value of the blade thickness by the cord length. The blade thickness ratio is 21% when expressed by the blade thickness ratio, which is a percentage of the value, and the back bulge YS, which is the percentage of the value obtained by dividing the distance from the blade back cord at the maximum blade thickness position by the cord length. In position, dorsal swollen YS is 12.0 ± 0.6%,
本発明の風車翼は、翼先端側から翼根側にかけてコード長が増大する翼本体部を備えており、この翼本体部の翼断面形状を背側膨らみYSによって与えることとした。これは、設計揚力係数と背側膨らみYSとの相関が良いことに基づくものである。これにより、所望の設計揚力係数を充足する翼形状を得ることができる。
特に、本発明では、翼厚比と背側膨らみとの組み合わせを上記のように規定することにより、翼厚比が21%から30%までの間の翼断面の設計揚力係数の変化を小さくでき、所望の空力特性を得ることができる。
また、背側膨らみを規定することにより高い設計揚力係数を実現した細翼を提供することができ、風車翼が受ける荷重を低減することができる。これにより、風車翼を長翼化することができ、結果的に発電量を向上させることができる。
なお、好ましくは、設計周速比(翼端周速/流入風速)は6以上(より好ましくは8.0以上9.0以下)、レイノルズ数は300万以上1000万以下とされる。
The wind turbine blade of the present invention includes a blade main body portion whose cord length increases from the blade tip side to the blade root side, and the blade cross-sectional shape of the blade main body portion is given by the back-side bulge YS. This is based on the good correlation between the design lift coefficient and the back bulge YS. Thereby, it is possible to obtain a blade shape that satisfies a desired design lift coefficient.
In particular, in the present invention, by defining the combination of the blade thickness ratio and the backside bulge as described above, the change in the design lift coefficient of the blade cross section between the blade thickness ratio of 21% and 30% can be reduced. Desired aerodynamic characteristics can be obtained.
Further, by defining the back-side bulge, it is possible to provide a thin blade that achieves a high design lift coefficient, and it is possible to reduce the load applied to the wind turbine blade. Thereby, a windmill blade can be lengthened and a power generation amount can be improved as a result.
Preferably, the design peripheral speed ratio (blade tip peripheral speed / inflow wind speed) is 6 or more (more preferably 8.0 or more and 9.0 or less), and the Reynolds number is 3 to 10 million.
さらに、前記翼本体部は、翼厚比が21%以上35%以下の範囲で、前記翼厚比21%位置における前記YSの値、前記翼厚比24%位置における前記YSの値、及び、前記翼厚比30%位置における前記YSの値を通過する補間曲線によって得られるYSを有することが好ましい。
Further, the blade body portion has a blade thickness ratio in the range of 21% to 35%, the YS value at the
さらに、前記翼本体部は、翼厚比18%位置で、YSが11.7±0.5%、翼厚比36%位置で、YSが14.6±2.0%、好ましくは14.6±1.2%、より好ましくは14.6±1.0%、翼厚比42%位置で、YSが16.6±3.0%、好ましくは16.6±2.0%、より好ましくは16.6±1.5%、とされていることが好ましい。
Further, the blade main body portion has a blade thickness ratio of 18%, YS of 11.7 ± 0.5%, blade thickness ratio of 36%, and YS of 14.6 ± 2.0%, preferably 14.5%. 6 ± 1.2%, more preferably 14.6 ± 1.0%,
上記のように翼断面を規定することによって、翼先端側(翼厚比18%)から翼根側(翼厚比42%)までの領域にわたって設計揚力係数の変化を小さくした風車翼を提供することができる。
By defining the blade cross section as described above, a wind turbine blade having a small change in the design lift coefficient over the region from the blade tip side (
さらに、前記翼本体部は、翼厚比が18%以上42%以下の範囲で、前記翼厚比18%位置における前記YSの値、前記翼厚比21%位置における前記YSの値、前記翼厚比24%位置における前記YSの値、前記翼厚比30%位置における前記YSの値、前記翼厚比36%位置における前記YSの値、及び、前記翼厚比42%位置における前記YSの値を通過する補間曲線によって得られるYSを有することが好ましい。 Further, the blade main body portion has a blade thickness ratio in the range of 18% to 42%, the YS value at the blade thickness ratio of 18%, the YS value at the blade thickness ratio of 21%, the blade The YS value at the 24% thickness ratio, the YS value at the 30% blade thickness position, the YS value at the 36% blade thickness ratio position, and the YS value at the 42% blade thickness ratio position. It is preferred to have YS obtained by an interpolation curve that passes through the values.
また、本発明の風車翼は、翼先端側から翼根側にかけてコード長および翼厚比が増大する翼本体部を備え、該翼本体部は、翼厚の最大値をコード長で除した値の百分率である翼厚比と、最大翼厚位置における翼腹側のコードからの距離をコード長で除した値の百分率である腹側膨らみYPと、で表した場合、翼厚比21%位置で、腹側膨らみYPが9.0±0.6%、翼厚比24%位置で、腹側膨らみYPが11.7±0.7%、翼厚比30%位置で、腹側膨らみYPが16.7±1.2%、好ましくは16.7±1.0%、より好ましくは16.7±0.8%とされていることを特徴とする。 Further, the wind turbine blade of the present invention includes a blade body portion in which the cord length and the blade thickness ratio increase from the blade tip side to the blade root side, the blade body portion is a value obtained by dividing the maximum value of the blade thickness by the cord length. The blade thickness ratio, which is the percentage of the blade, and the ventral bulge YP, which is the percentage of the value obtained by dividing the distance from the blade ventral cord at the maximum blade thickness by the cord length, is a blade thickness ratio of 21%. Then, when the ventral bulge YP is 9.0 ± 0.6% and the blade thickness ratio is 24%, the ventral bulge YP is 11.7 ± 0.7% and the blade thickness ratio is 30%, the ventral bulge YP is Is 16.7 ± 1.2%, preferably 16.7 ± 1.0%, more preferably 16.7 ± 0.8%.
本発明の風車翼は、翼先端側から翼根側にかけてコード長が増大する翼本体部を備えており、この翼本体部の翼断面形状を腹側膨らみYPによって与えることとした。これは、設計揚力係数と腹側膨らみYPとの相関が良いことに基づくものである。これにより、所望の設計揚力係数を充足する翼形状を得ることができる。
特に、本発明では、翼厚比と腹側膨らみとの組み合わせを上記のように規定することにより、翼厚比が21%から30%までの間の翼断面の設計揚力係数の変化を小さくでき、所望の空力特性を得ることができる。
また、腹側膨らみを規定することにより高い設計揚力係数を実現した細翼を提供することができ、風車翼が受ける荷重を低減することができる。これにより、風車翼を長翼化することができ、結果的に発電量を向上させることができる。
なお、好ましくは、設計周速比(翼端周速/流入風速)は6以上(より好ましくは8.0以上9.0以下)、レイノルズ数は300万以上1000万以下とされる。
The wind turbine blade of the present invention includes a blade main body portion whose cord length increases from the blade tip side to the blade root side, and the blade cross-sectional shape of the blade main body portion is given by the ventral bulge YP. This is based on the good correlation between the design lift coefficient and the ventral bulge YP. Thereby, it is possible to obtain a blade shape that satisfies a desired design lift coefficient.
In particular, in the present invention, by defining the combination of the blade thickness ratio and the ventral bulge as described above, the change in the design lift coefficient of the blade cross section between the blade thickness ratio of 21% and 30% can be reduced, Desired aerodynamic characteristics can be obtained.
Further, by defining the ventral bulge, it is possible to provide a thin blade that achieves a high design lift coefficient, and to reduce the load that the wind turbine blade receives. Thereby, a windmill blade can be lengthened and a power generation amount can be improved as a result.
Preferably, the design peripheral speed ratio (blade tip peripheral speed / inflow wind speed) is 6 or more (more preferably 8.0 or more and 9.0 or less), and the Reynolds number is 3 to 10 million.
さらに、前記翼本体部は、翼厚比が21%以上35%以下の範囲で、前記翼厚比21%位置における前記YPの値、前記翼厚比24%位置における前記YPの値、及び、前記翼厚比30%位置における前記YPの値を通過する補間曲線によって得られるYPを有することが好ましい。
Further, the blade main body portion has a blade thickness ratio in the range of 21% to 35%, the YP value at the
さらに、本発明の風車翼は、前記翼本体部は、翼厚比18%位置で、YPが6.3±0.5%、翼厚比36%位置で、YPが21.4±2.0%、好ましくは21.4±1.2%、より好ましくは21.4±1.0%、翼厚比42%位置で、YPが25.4±3.0%、好ましくは25.4±2.0%、より好ましくは25.4±1.5%とされていることを特徴とする。
Further, in the wind turbine blade of the present invention, the blade body portion has a blade thickness ratio of 18%, YP of 6.3 ± 0.5%, blade thickness ratio of 36%, and YP of 21.4 ± 2. 0%, preferably 21.4 ± 1.2%, more preferably 21.4 ± 1.0%,
さらに、上記のように翼断面を規定することによって、翼先端側(翼厚比18%)から翼根側(翼厚比42%)までの領域にわたって設計揚力係数の変化を小さくした風車翼を提供することができる。
Furthermore, by defining the blade cross section as described above, a wind turbine blade having a small change in the design lift coefficient over the region from the blade tip side (
さらに、前記翼本体部は、翼厚比が18%以上42%以下の範囲で、前記翼厚比18%位置における前記YPの値、前記翼厚比21%位置における前記YPの値、前記翼厚比24%位置における前記YPの値、前記翼厚比30%位置における前記YPの値、前記翼厚比36%位置における前記YPの値、及び、前記翼厚比42%位置における前記YPの値を通過する補間曲線によって得られるYPを有することが好ましい。 Further, the blade main body portion has a blade thickness ratio in the range of 18% to 42%, the YP value at the blade thickness ratio of 18%, the YP value at the blade thickness ratio of 21%, the blade The YP value at the 24% thickness ratio, the YP value at the 30% blade thickness position, the YP value at the 36% blade thickness position, and the YP value at the 42% blade thickness ratio position. It is preferable to have YP obtained by an interpolation curve that passes through the value.
また、本発明の風力発電装置は、上述のいずれかに記載された風車翼と、該風車翼の翼根側に接続され、該風車翼によって回転させられるロータと、該ロータによって得られた回転力を電気出力に変換する発電機とを備えていることを特徴とする。 The wind turbine generator according to the present invention includes a wind turbine blade described in any of the above, a rotor connected to the blade root side of the wind turbine blade and rotated by the wind turbine blade, and a rotation obtained by the rotor. And a generator for converting power into electrical output.
上述の風車翼を備えた風力発電装置とされているので、長翼化によって出力増大を図ることができる。 Since it is set as the wind power generator provided with the above-mentioned windmill blade, an output increase can be aimed at by lengthening.
また、本発明の風車翼の設計方法は、翼先端側から翼根側にかけてコード長および翼厚比が増大する翼本体部を備えた風車翼の設計方法において、前記翼本体部の各翼断面における所定の設計揚力係数を決定する設計揚力係数決定ステップと、該設計揚力係数決定ステップにて決定された設計揚力係数を満たすように、最大翼厚位置における翼背側のコードからの距離をコード長で除した値の百分率である背側膨らみYSを決定するYS決定ステップとを有することを特徴とする。 Further, the wind turbine blade design method of the present invention is a wind turbine blade design method including a blade main body portion in which a cord length and a blade thickness ratio increase from the blade tip side to the blade root side. A design lift coefficient determination step for determining a predetermined design lift coefficient in the engine, and a distance from the blade back side code at the maximum blade thickness position so as to satisfy the design lift coefficient determined in the design lift coefficient determination step And a YS determination step for determining a dorsal bulge YS which is a percentage of the value divided by the length.
本発明者等が鋭意検討したところ、設計揚力係数と背側膨らみYSとの相関が強いことを見出した。そこで、本発明では、所定の設計揚力係数を満たすようにYSを決定することとしたので、所望の空力特性を有する風車翼を実現することができる。 As a result of intensive studies by the present inventors, it was found that the correlation between the design lift coefficient and the back bulge YS is strong. Therefore, in the present invention, since YS is determined so as to satisfy a predetermined design lift coefficient, it is possible to realize a wind turbine blade having desired aerodynamic characteristics.
また、本発明の風車翼の設計方法は、翼先端側から翼根側にかけてコード長および翼厚比が増大する翼本体部を備えた風車翼の設計方法において、前記翼本体部の各翼断面における所定の設計揚力係数を決定する設計揚力係数決定ステップと、該設計揚力係数決定ステップにて決定された設計揚力係数を満たすように、最大翼厚位置における翼腹側のコードからの距離をコード長で除した値の百分率である腹側膨らみYPを決定するYP決定ステップとを有することを特徴とする。 Further, the wind turbine blade design method of the present invention is a wind turbine blade design method including a blade main body portion in which a cord length and a blade thickness ratio increase from the blade tip side to the blade root side. A design lift coefficient determination step for determining a predetermined design lift coefficient in the step, and a distance from the blade ventral side code at the maximum blade thickness position so as to satisfy the design lift coefficient determined in the design lift coefficient determination step And a YP determination step for determining a ventral bulge YP that is a percentage of the value divided by the length.
本発明者等が鋭意検討したところ、設計揚力係数と腹側膨らみYPとの相関が強いことを見出した。そこで、本発明では、所定の設計揚力係数を満たすようにYPを決定することとしたので、所望の空力特性を有する風車翼を実現することができる。 As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the correlation between the design lift coefficient and the ventral bulge YP is strong. Therefore, in the present invention, since YP is determined so as to satisfy a predetermined design lift coefficient, it is possible to realize a wind turbine blade having desired aerodynamic characteristics.
設計揚力係数と相関がある背側膨らみYSや腹側膨らみYPを規定するようにしたので、所望の設計揚力係数を充足する翼形状を得ることができる。したがって、高い設計揚力係数を実現した細翼を提供することができ、風車翼が受ける荷重を低減することができる。これにより、風車翼を長翼化することができ、結果的に発電量を向上させることができる。 Since the dorsal bulge YS and ventral bulge YP correlated with the design lift coefficient are defined, it is possible to obtain a blade shape that satisfies the desired design lift coefficient. Therefore, it is possible to provide a thin blade that achieves a high design lift coefficient, and to reduce the load applied to the wind turbine blade. Thereby, a windmill blade can be lengthened and a power generation amount can be improved as a result.
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
本実施形態にかかる風車翼は、風力発電装置の翼として好適に用いられる。風車翼は、例えば3枚設けられ、それぞれが約120°の間隔を有してロータに接続されている。好ましくは、風車翼の回転直径(翼直径)は60m以上とされ、ソリディティが0.2以上0.6以下の細長翼とされる。風車翼は、可変ピッチとされていても良いし、固定ピッチとされていても良い。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
The wind turbine blade according to the present embodiment is suitably used as a blade of a wind power generator. For example, three wind turbine blades are provided, and each is connected to the rotor with an interval of about 120 °. Preferably, the rotational diameter (blade diameter) of the wind turbine blade is 60 m or more, and the blade has a solidity of 0.2 to 0.6. The wind turbine blades may have a variable pitch or a fixed pitch.
図1に示すように、風車翼1は三次元翼とされており、回転中心側である翼根1a側から翼先端1b側に向かって延在している。
翼形状を定義する場合、同図に示されているように、各翼厚比(翼厚の最大値をコード長で除した値の百分率)の半径位置(翼の回転中心からの距離に相当する位置)においてZ(翼の長手軸方向)=一定の断面で切断した翼素断面を用いて表される。図1では、翼厚比が18%,21%,24%,30%,36%,42%の各半径位置にて切断した翼素断面が風車翼の形状の定義として用いられることが示されている。なお、風車翼1の半径位置を示す場合に、翼厚比に代えて、翼の回転中心からの距離に相当する半径位置r(あるいは半径位置を翼半径で除した無次元半径位置r/R)が用いられることもある。
As shown in FIG. 1, the
When defining the blade shape, as shown in the figure, the radial position (corresponding to the distance from the rotation center of the blade) of each blade thickness ratio (percentage of the maximum blade thickness divided by the cord length) Z (the longitudinal axis direction of the blade) at the position of the blade) = represented by using a blade element section cut by a constant section. FIG. 1 shows that blade element cross sections cut at radial positions with blade thickness ratios of 18%, 21%, 24%, 30%, 36%, and 42% are used as the definition of the shape of the wind turbine blade. ing. When the radial position of the
図2には、図1の翼素断面をXY平面(Z軸に直交する平面)へ投影したものである。同図のように風車翼1の長手方向先端から見た場合、右側が翼前縁、左側が翼後縁となる。
図3は、風車翼1の各翼厚比における翼素断面に対して、その前縁をX=0,Y=0、後縁をX=1,Y=0で正規化したものである。同図のように表された形状を翼型という。
In FIG. 2, the blade element cross section of FIG. 1 is projected onto the XY plane (a plane perpendicular to the Z axis). When viewed from the longitudinal tip of the
FIG. 3 is a diagram in which the leading edge is normalized with X = 0, Y = 0 and the trailing edge is normalized with X = 1, Y = 0 with respect to the blade cross-section at each blade thickness ratio of the
図4には、本実施形態にかかる風車翼1を設計する際の説明図が示されている。
同図において、横軸は無次元半径、縦軸は無次元コード長を示す。無次元半径は、上述のように、回転中心からの翼断面の半径位置rを風車翼1の翼半径Rで除した値(r/R)である。ここで、翼半径とは、風車翼1が回転してその翼先端が描く軌跡円の直径(翼直径)の2分の1である。無次元コード長は、翼断面のコード長cを翼半径Rで除した値(c/R)である。
FIG. 4 shows an explanatory diagram when designing the
In the figure, the horizontal axis represents the dimensionless radius and the vertical axis represents the dimensionless code length. The dimensionless radius is a value (r / R) obtained by dividing the radial position r of the blade cross section from the rotation center by the blade radius R of the
図4には、上式(3)から得られる設計揚力係数CLdesignが一定とされた曲線(細線)が複数示されている。設計揚力係数CLdesignが一定の曲線は、上式(3)を満たすので、空力特性の観点から、その設計周速比における最適コード長(縦軸)を与える。
なお、図4では、設計周速比が8.0以上8.5以下、レイノルズ数が300万以上1000万以下とされている。
FIG. 4 shows a plurality of curves (thin lines) in which the design lift coefficient CLdesign obtained from the above equation (3) is constant. Since the curve with the constant design lift coefficient CLdesign satisfies the above equation (3), the optimum code length (vertical axis) at the design peripheral speed ratio is given from the viewpoint of aerodynamic characteristics.
In FIG. 4, the design peripheral speed ratio is 8.0 or more and 8.5 or less, and the Reynolds number is 3 million or more and 10 million or less.
本実施形態の風車翼1は、同図にて太線で示すように、翼先端1b側から翼根1a側にかけてコード長が増大する翼本体部3を備えている。本実施形態では、翼本体部3の無次元半径は、0.2以上0.95以下とされている。
翼本体部3は、翼先端1b側に位置するとともに、コード長が漸次増大する翼先端領域1cと、翼根1a側に位置するとともに最大コード長となる最大コード位置1dと、翼先端領域1cと最大コード長位置1dとの間に位置する遷移領域1eとを有している。
The
The
本実施形態では、翼先端領域1cの無次元半径は0.5以上0.95以下とされ、最大コード長位置1dの無次元半径は(0.25±0.05)とされ、遷移領域1eの無次元半径は0.2以上(0.2を含まず)0.5未満とされている。
In the present embodiment, the dimensionless radius of the
図4に示されているように、翼先端領域1cは、略一定の第1設計揚力係数(本実施形態では1.15)とされている。翼先端領域1cの第1設計揚力係数は、薄翼となる翼先端領域1cの翼厚比(例えば18%程度)から実現可能な実質的な上限値とされる。この設計揚力係数の上限値は、空力特性を考慮すれば設計揚力係数が大きければ良いので薄翼の場合であれば反りを大きくすることになるが、反りの増大の排反事象として流れの剥離が生じて損失が大きくなることから、所定の値に決定される。このように、翼先端領域1cにて略一定の第1設計揚力係数を持たせることとしたので、風力を大きく受けて出力が期待できる翼先端領域1cで所望の空力特性を発揮させることができる。
As shown in FIG. 4, the
また、最大コード長位置1dは、第1設計揚力係数よりも大きな値を有する第2設計揚力係数(本実施形態では1.45)となっている。この第2設計揚力係数は、輸送上の理由等によって制限される最大コード長から決定される。例えば、図4に示されているように、風車翼1を輸送する道路の幅等から無次元最大コード長が0.08と制限されると、この無次元コード長をとる設計揚力係数は、最大コード長位置1dとして与えられる無次元半径0.2から、1.45と定められる。
The maximum
遷移領域1eでは、第1設計揚力係数(1.15)から第2設計揚力係数(1.45)へと漸次増大する設計揚力係数をもたせることとした。すなわち、第1設計揚力係数を有する翼先端領域1cの翼根側と、第2設計揚力係数を有する最大コード長位置1dとを滑らかに接続した。これにより、翼先端領域1cから最大コード長位置1dまでコード長を増大させる場合であっても、設計揚力係数の変化幅を小さく止めることができるので、空力性能を大きく損なうことがない。特に、従来では考慮されていなかった厚翼部(翼先端領域1cに比べて厚翼となる部位;遷移領域1eから最大コード長位置1dにかけての領域)においても所望の空力特性を維持することができる。
The
図5には、上述のように形状が定められた風車翼1について、各無次元半径位置に対する設計揚力係数の分布が示されている。
無次元半径位置が0.5以上0.95以下とされた翼先端領域1cは、第1設計揚力係数が1.15±0.05の範囲とされている。
無次元半径位置が(0.25±0.05)とされた最大コード長位置1dの第2設計揚力係数は、1.45±0.1とされている。
無次元半径位置が0.2以上(0.2を含まず)0.5未満とされた遷移領域1eは、翼先端領域1cの翼根側端部(無次元半径が0.5の位置)と最大コード長位置1dとの間の中央位置(同図では無次元半径が0.35の位置)における設計揚力係数が、1.30±0.075とされている。
FIG. 5 shows the distribution of the design lift coefficient with respect to each dimensionless radial position for the
The
The second design lift coefficient at the maximum
The
図6には、上述のように形状が定められた風車翼1について、各翼厚比に対する設計揚力係数の分布が示されている。ずなわち、図5では横軸を無次元半径として示したが、図6では横軸を翼厚比で示している。
翼厚比が12%以上30以下とされた翼先端領域1cは、第1設計揚力係数が1.15±0.05の範囲とされている。
翼厚比が42%とされた最大コード長位置1dの第2設計揚力係数は、1.45±0.1とされている。
翼厚比が30%以上(30%を含まず)42%未満とされた遷移領域1eは、翼先端領域1cの翼根側端部(翼厚比が30%の位置)と最大コード長位置1dとの間の中央位置(同図では翼厚比が36%の位置)における設計揚力係数が、1.30±0.075とされている。
FIG. 6 shows the distribution of the design lift coefficient with respect to each blade thickness ratio for the
The
The second design lift coefficient at the maximum
The
次に、以上のように所望の設計揚力係数が各翼厚位置(または半径位置)で決定された(設計揚力係数決定ステップ)後に、この設計揚力係数を実現する風車翼1の形状の規定の方法について説明する。
具体的には、翼の背側膨らみYSを決定する(YS決定ステップ)ことによって、各翼厚位置における翼型を定義する。YSは、図7に示されているように、最大翼厚位置における翼背側のコード(翼弦)からの距離をコード長で除した値の百分率である。
Next, after the desired design lift coefficient is determined at each blade thickness position (or radial position) as described above (design lift coefficient determination step), the shape of the
Specifically, by determining the wing dorsal bulge YS (YS determination step), the airfoil at each blade thickness position is defined. As shown in FIG. 7, YS is a percentage of a value obtained by dividing the distance from the chord (blade chord) on the blade back side at the maximum blade thickness position by the chord length.
図8には、翼厚比に対する背側膨らみYSの分布が示されている。
図8(a),(b),(c)におけるYSは、下表のように規定される。
図8に示すように、風車翼1は、各翼断面にて、上表に示した各翼厚比における背側膨らみYSを通過する補間曲線によって得られる背側膨らみYSを有する。
FIG. 8 shows the distribution of the back swell YS with respect to the blade thickness ratio.
YS in FIGS. 8A, 8B, and 8C is defined as shown in the table below.
As shown in FIG. 8, the
図8には、本実施形態に対する比較例として、従来のNACA翼を基本として得られた風車翼の背側膨らみYSが四角印にて示されている。このように、本実施形態にかかる風車翼は、従来の風車翼に対して異なる背側膨らみYSを有する。 In FIG. 8, as a comparative example with respect to the present embodiment, a back-side bulge YS of a wind turbine blade obtained based on a conventional NACA blade is indicated by a square mark. As described above, the wind turbine blade according to the present embodiment has a different back-side bulge YS from the conventional wind turbine blade.
図9には、背側膨らみYSによって所望の設計揚力係数が得られる根拠となるデータが示されている。
図9の(a)乃至(e)は、それぞれ、翼厚比が21%、24%、30%、36%及び42%とされた際の結果である。これらの図は、数値シミュレーションにより背側膨らみYSを変化させた結果得られたものである。
各図に示されているように、設計揚力係数と背側膨らみYSとの間には強い相関関係があることが分かる。
FIG. 9 shows data as a basis for obtaining a desired design lift coefficient by the back bulge YS.
9A to 9E show the results when the blade thickness ratio is 21%, 24%, 30%, 36%, and 42%, respectively. These figures are obtained as a result of changing the back bulge YS by numerical simulation.
As shown in each figure, it can be seen that there is a strong correlation between the design lift coefficient and the back bulge YS.
以上の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
設計揚力係数と相関がある背側膨らみYSを規定するようにしたので、所望の設計揚力係数を充足する翼形状を得ることができる。したがって、高い設計揚力係数を実現した細翼を提供することができ、風車翼が受ける荷重を低減することができる。これにより、風車翼を長翼化することができ、結果的に発電量を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following operational effects are obtained.
Since the dorsal bulge YS correlated with the design lift coefficient is defined, a blade shape satisfying the desired design lift coefficient can be obtained. Therefore, it is possible to provide a thin blade that achieves a high design lift coefficient, and to reduce the load applied to the wind turbine blade. Thereby, a windmill blade can be lengthened and a power generation amount can be improved as a result.
[第2実施形態]
本実施形態は,第1実施形態では背側膨らみYSを用いて翼形状を決定したのに対して、腹側膨らみYPを用いて翼形状を決定する点で異なる。その他の点は第1実施形態と同様なので、それらの説明は省略する。
[Second Embodiment]
The present embodiment is different from the first embodiment in that the wing shape is determined using the dorsal bulge YS while the wing shape is determined using the ventral bulge YP. Since other points are the same as those of the first embodiment, description thereof will be omitted.
図6のように所望の設計揚力係数が各翼厚位置(または半径位置)で決定された(設計揚力係数決定ステップ)後に、この設計揚力係数を実現する風車翼1の形状の規定の方法について説明する。
具体的には、翼の腹側膨らみYPを決定する(YP決定ステップ)ことによって、各翼厚位置における翼型を定義する。YPは、図7に示されているように、最大翼厚位置における翼腹側のコード(翼弦)からの距離をコード長で除した値の百分率である。
After a desired design lift coefficient is determined at each blade thickness position (or radial position) as shown in FIG. 6 (design lift coefficient determination step), a method of defining the shape of the
More specifically, by determining the ventral bulge YP of the wing (YP determination step), the wing shape at each blade thickness position is defined. As shown in FIG. 7, YP is a percentage of a value obtained by dividing the distance from the chord (blade chord) on the blade ventral side at the maximum blade thickness position by the chord length.
図10には、翼厚比に対する腹側膨らみYPの分布が示されている。
図10(a),(b),(c)におけるYPは、下表のように規定される。
図10に示すように、風車翼1は、各翼断面にて、上表に示した各翼厚比における腹側膨らみYPを通過する補間曲線によって得られる腹側膨らみYPを有する。
FIG. 10 shows the distribution of the ventral bulge YP with respect to the blade thickness ratio.
YP in FIGS. 10A, 10B, and 10C is defined as shown in the table below.
As shown in FIG. 10, the
図10には、本実施形態に対する比較例として、従来のNACA翼を基本として得られた風車翼の背側膨らみYSが四角印にて示されている。このように、本実施形態にかかる風車翼は、従来の風車翼に対して異なる背側膨らみYSを有する。 In FIG. 10, as a comparative example with respect to the present embodiment, a back-side bulge YS of a wind turbine blade obtained based on a conventional NACA blade is indicated by a square mark. As described above, the wind turbine blade according to the present embodiment has a different back-side bulge YS from the conventional wind turbine blade.
図11には、腹側膨らみYPによって所望の設計揚力係数が得られる根拠となるデータが示されている。
図11の(a)乃至(e)は、それぞれ、翼厚比が21%、24%、30%、36%及び42%とされた際の結果である。これらの図は、数値シミュレーションにより腹側膨らみYPを変化させた結果得られたものである。
各図に示されているように、設計揚力係数と腹側膨らみYPとの間には強い相関関係があることが分かる。
FIG. 11 shows data as a basis for obtaining a desired design lift coefficient by the ventral bulge YP.
11A to 11E show the results when the blade thickness ratio is 21%, 24%, 30%, 36%, and 42%, respectively. These figures are obtained as a result of changing the ventral bulge YP by numerical simulation.
As shown in each figure, it can be seen that there is a strong correlation between the design lift coefficient and the ventral bulge YP.
以上の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
設計揚力係数と相関がある背側膨らみYSを規定するようにしたので、所望の設計揚力係数を充足する翼形状を得ることができる。したがって、高い設計揚力係数を実現した細翼を提供することができ、風車翼が受ける荷重を低減することができる。これにより、風車翼を長翼化することができ、結果的に発電量を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following operational effects are obtained.
Since the dorsal bulge YS correlated with the design lift coefficient is defined, a blade shape satisfying the desired design lift coefficient can be obtained. Therefore, it is possible to provide a thin blade that achieves a high design lift coefficient, and to reduce the load applied to the wind turbine blade. Thereby, a windmill blade can be lengthened and a power generation amount can be improved as a result.
図12には、本実施形態による効果が示されている。
図12(a)に示すように、A翼は比較対象となる基準翼であり、翼先端における設計揚力係数を0.8程度とし、翼長(半径)方向に設計揚力係数を最適化していないものであり、B翼は、A翼に対して設計揚力係数を40%高めたものであり、C翼は、本実施形態に相当し、B翼に対してさらに設計揚力係数を翼長(半径)方向に最適化したものである。
B翼のように設計揚力係数を高めると、図12(b)のように最適コード長を30%低減することができ、これにより、図12(c)のように翼直径を7%延伸することができ(回転数一定を仮定)、結果として図12(d)のように発電量が6.5%増大される。そして、C翼は、設計揚力係数を翼長方向に最適化しているので、B翼よりもさら翼効率が2%改善し、図12(d)のように発電量がB翼よりもさらに1%(A翼に対して7.5%)増大される。
FIG. 12 shows the effect of this embodiment.
As shown in FIG. 12 (a), the A wing is a reference wing to be compared, the design lift coefficient at the wing tip is set to about 0.8, and the design lift coefficient is not optimized in the blade length (radius) direction. The B wing is obtained by increasing the design lift coefficient by 40% with respect to the A wing. The C wing corresponds to this embodiment. ) Optimized in the direction.
When the design lift coefficient is increased as in the B blade, the optimum cord length can be reduced by 30% as shown in FIG. 12B, thereby extending the blade diameter by 7% as shown in FIG. 12C. As a result, the power generation amount is increased by 6.5% as shown in FIG. 12 (d). Since the design lift coefficient of blade C is optimized in the blade length direction, the blade efficiency is further improved by 2% compared to blade B, and the power generation amount is further 1 than that of blade B as shown in FIG. % (7.5% for A wing).
なお、上述した各本実施形態の背側膨らみYS及び腹側膨らみYPは、表1や表2に示した各句翼厚比における背側膨らみYS及び腹側膨らみYPを通過する補間曲線によって規定したが、本発明の風車翼はこれに限定されず、翼厚比が21%以上35%以下で表1や表2の各背側膨らみYS及び各腹側膨らみYPの値を通過する補間曲線となっていればよい。この翼厚比の範囲にて風車の特性が主として決定されるからである。
また、各実施形態では、設計周速比を8.0以上8.5以下としたが、本発明はこれに限定されず、例えば設計周速比が6.0以上9.0以下であっても適用することができる。
また、翼先端領域1c、遷移領域1eおよび最大コード長位置は、本実施形態に示された無次元半径位置や翼厚比の範囲に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲において適宜変更することができる。
In addition, the back swell YS and the ventral swell YP of each embodiment described above are defined by an interpolation curve that passes through the back swell YS and the ventral swell YP in each phrase blade thickness ratio shown in Tables 1 and 2. However, the wind turbine blade of the present invention is not limited to this, and an interpolation curve that passes through the values of the back-side swelling YS and the ventral-side swelling YP in Tables 1 and 2 when the blade thickness ratio is 21% to 35%. It only has to be. This is because the characteristics of the wind turbine are mainly determined within the range of the blade thickness ratio.
In each embodiment, the design peripheral speed ratio is set to 8.0 or more and 8.5 or less, but the present invention is not limited to this. For example, the design peripheral speed ratio is 6.0 or more and 9.0 or less. Can also be applied.
Further, the
1 風車翼
1a 翼根
1b 翼先端
1c 翼先端領域
1d 最大コード長位置
1e 遷移領域
3 翼本体部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
該翼本体部は、
翼厚の最大値をコード長で除した値の百分率である翼厚比と、
最大翼厚位置における翼背側のコードからの距離をコード長で除した値の百分率である背側膨らみYSと、で表した場合、
翼厚比21%位置で、背側膨らみYSが12.0±0.6%、
翼厚比24%位置で、背側膨らみYSが12.3±0.7%、
翼厚比30%位置で、背側膨らみYSが13.3±1.2%、好ましくは13.3±1.0%、より好ましくは13.3±0.8%、
とされていることを特徴とする風車翼。 It has a blade body part that increases the cord length and blade thickness ratio from the blade tip side to the blade root side,
The wing body is
The blade thickness ratio, which is the percentage of the value obtained by dividing the maximum blade thickness by the cord length,
When expressed by the back swell YS, which is a percentage of the value obtained by dividing the distance from the cord on the blade back side at the maximum blade thickness position by the cord length,
At the blade thickness ratio of 21%, the back bulge YS is 12.0 ± 0.6%.
At the blade thickness ratio of 24%, the back bulge YS is 12.3 ± 0.7%.
When the blade thickness ratio is 30%, the back bulge YS is 13.3 ± 1.2%, preferably 13.3 ± 1.0%, more preferably 13.3 ± 0.8%,
It is said that the wind turbine wing.
翼厚比が21%以上35%以下の範囲で、
前記翼厚比21%位置における前記YSの値、
前記翼厚比24%位置における前記YSの値、及び、
前記翼厚比30%位置における前記YSの値、
を通過する補間曲線によって得られるYSを有することを特徴とする請求項1に記載の風車翼。 The wing body part is
In the range where the blade thickness ratio is 21% or more and 35% or less,
The YS value at the blade thickness ratio of 21%;
The YS value at the blade thickness ratio of 24%, and
The YS value at the blade thickness ratio of 30%;
The wind turbine blade according to claim 1, which has YS obtained by an interpolation curve passing through.
翼厚比18%位置で、YSが11.7±0.5%、
翼厚比36%位置で、YSが14.6±2.0%、好ましくは14.6±1.2%、より好ましくは14.6±1.0%、
翼厚比42%位置で、YSが16.6±3.0%、好ましくは16.6±2.0%、より好ましくは16.6±1.5%、
とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の風車翼。 The wing body part is
YS is 11.7 ± 0.5% at the blade thickness ratio of 18%.
At a blade thickness ratio of 36%, YS is 14.6 ± 2.0%, preferably 14.6 ± 1.2%, more preferably 14.6 ± 1.0%,
At a blade thickness ratio of 42%, YS is 16.6 ± 3.0%, preferably 16.6 ± 2.0%, more preferably 16.6 ± 1.5%,
The wind turbine blade according to claim 1 or 2, wherein
翼厚比が18%以上42%以下の範囲で、
前記翼厚比18%位置における前記YSの値、
前記翼厚比21%位置における前記YSの値、
前記翼厚比24%位置における前記YSの値、
前記翼厚比30%位置における前記YSの値、
前記翼厚比36%位置における前記YSの値、及び、
前記翼厚比42%位置における前記YSの値、
を通過する補間曲線によって得られるYSを有することを特徴とする請求項3に記載の風車翼。 The wing body part is
In the range where the blade thickness ratio is 18% or more and 42% or less,
The YS value at the blade thickness ratio of 18%;
The YS value at the blade thickness ratio of 21%;
The YS value at the blade thickness ratio of 24%;
The YS value at the blade thickness ratio of 30%;
The YS value at the blade thickness ratio of 36%, and
The YS value at the blade thickness ratio of 42%;
The wind turbine blade according to claim 3, which has YS obtained by an interpolation curve passing through.
該翼本体部は、
翼厚の最大値をコード長で除した値の百分率である翼厚比と、
最大翼厚位置における翼腹側のコードからの距離をコード長で除した値の百分率である腹側膨らみYPと、で表した場合、
翼厚比21%位置で、腹側膨らみYPが9.0±0.6%、
翼厚比24%位置で、腹側膨らみYPが11.7±0.7%、
翼厚比30%位置で、腹側膨らみYPが16.7±1.2%、好ましくは16.7±1.0%、より好ましくは16.7±0.8%、
とされていることを特徴とする風車翼。 It has a blade body part that increases the cord length and blade thickness ratio from the blade tip side to the blade root side,
The wing body is
The blade thickness ratio, which is the percentage of the value obtained by dividing the maximum blade thickness by the cord length,
When represented by the ventral bulge YP, which is the percentage of the value obtained by dividing the distance from the blade ventral cord at the maximum blade thickness position by the cord length,
At the blade thickness ratio of 21%, ventral bulge YP is 9.0 ± 0.6%,
At the blade thickness ratio of 24%, the ventral bulge YP is 11.7 ± 0.7%,
At the blade thickness ratio of 30%, the ventral bulge YP is 16.7 ± 1.2%, preferably 16.7 ± 1.0%, more preferably 16.7 ± 0.8%,
It is said that the wind turbine wing.
翼厚比が21%以上35%以下の範囲で、
前記翼厚比21%位置における前記YPの値、
前記翼厚比24%位置における前記YPの値、及び、
前記翼厚比30%位置における前記YPの値、
を通過する補間曲線によって得られるYPを有することを特徴とする請求項5に記載の風車翼。 The wing body part is
In the range where the blade thickness ratio is 21% or more and 35% or less,
The YP value at the blade thickness ratio of 21%;
The value of YP at the blade thickness ratio of 24%, and
The YP value at the blade thickness ratio of 30%;
The wind turbine blade according to claim 5, which has YP obtained by an interpolation curve passing through.
翼厚比18%位置で、YPが6.3±0.5%、
翼厚比36%位置で、YPが21.4±2.0%、好ましくは21.4±1.2%、より好ましくは21.4±1.0%、
翼厚比42%位置で、YPが25.4±3.0%、好ましくは25.4±2.0%、より好ましくは25.4±1.5%、
とされていることを特徴とする請求項5又は6に記載の風車翼。 The wing body part is
YP is 6.3 ± 0.5% at the blade thickness ratio of 18%.
At a blade thickness ratio of 36%, YP is 21.4 ± 2.0%, preferably 21.4 ± 1.2%, more preferably 21.4 ± 1.0%,
At a blade thickness ratio of 42%, YP is 25.4 ± 3.0%, preferably 25.4 ± 2.0%, more preferably 25.4 ± 1.5%,
The wind turbine blade according to claim 5 or 6, wherein
翼厚比が18%以上42%以下の範囲で、
前記翼厚比18%位置における前記YPの値、
前記翼厚比21%位置における前記YPの値、
前記翼厚比24%位置における前記YPの値、
前記翼厚比30%位置における前記YPの値、
前記翼厚比36%位置における前記YPの値、及び、
前記翼厚比42%位置における前記YPの値、
を通過する補間曲線によって得られるYPを有することを特徴とする請求項7に記載の風車翼。 The wing body part is
In the range where the blade thickness ratio is 18% or more and 42% or less,
The YP value at the blade thickness ratio of 18%;
The YP value at the blade thickness ratio of 21%;
The YP value at the blade thickness ratio of 24%;
The YP value at the blade thickness ratio of 30%;
The YP value at the blade thickness ratio of 36%, and
The YP value at the blade thickness ratio of 42%;
The wind turbine blade according to claim 7, which has YP obtained by an interpolation curve passing through.
該風車翼の翼根側に接続され、該風車翼によって回転させられるロータと、
該ロータによって得られた回転力を電気出力に変換する発電機と、
を備えていることを特徴とする風力発電装置。 A wind turbine blade according to any one of claims 1 to 8,
A rotor connected to the blade root side of the wind turbine blade and rotated by the wind turbine blade;
A generator that converts the rotational force obtained by the rotor into an electrical output;
A wind turbine generator comprising:
前記翼本体部の各翼断面における所定の設計揚力係数を決定する設計揚力係数決定ステップと、
該設計揚力係数決定ステップにて決定された設計揚力係数を満たすように、最大翼厚位置における翼背側のコードからの距離をコード長で除した値の百分率である背側膨らみYSを決定するYS決定ステップと、
を有することを特徴とする風車翼の設計方法。 In the design method of a wind turbine blade having a blade body portion in which the cord length and blade thickness ratio increase from the blade tip side to the blade root side,
A design lift coefficient determination step for determining a predetermined design lift coefficient in each blade cross section of the blade body portion;
In order to satisfy the design lift coefficient determined in the design lift coefficient determination step, the back side bulge YS, which is a percentage of the value obtained by dividing the distance from the blade back side code at the maximum blade thickness position by the code length, is determined. YS determination step;
A method for designing a wind turbine blade, comprising:
前記翼本体部の各翼断面における所定の設計揚力係数を決定する設計揚力係数決定ステップと、
該設計揚力係数決定ステップにて決定された設計揚力係数を満たすように、最大翼厚位置における翼腹側のコードからの距離をコード長で除した値の百分率である腹側膨らみYPを決定するYP決定ステップと、
を有することを特徴とする風車翼の設計方法。 In the design method of a wind turbine blade having a blade body portion in which the cord length and blade thickness ratio increase from the blade tip side to the blade root side,
A design lift coefficient determination step for determining a predetermined design lift coefficient in each blade cross section of the blade body portion;
In order to satisfy the design lift coefficient determined in the design lift coefficient determination step, the ventral bulge YP which is a percentage of the value obtained by dividing the distance from the blade ventral cord at the maximum blade thickness position by the cord length is determined. A YP determination step;
A method for designing a wind turbine blade, comprising:
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