一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)，由風(fēng)力機(jī)葉片、整流罩和輪轂、機(jī)艙、弧形彎板、塔架等組成，其中空氣在經(jīng)過葉片以及安裝在吸力面的弧形彎板的先后共同作用下，減少沿一片展向流動，氣流在葉片上更好的貼合翼型流動，使風(fēng)力機(jī)具有最佳的流體動力場，增大了葉片的做功能力。同時，葉片可通過變槳調(diào)向裝置實(shí)現(xiàn)變槳起動、臨界攻角高速運(yùn)行和順槳位置的停機(jī)，可以靈活控制轉(zhuǎn)速，風(fēng)力機(jī)具有高效的效率。
【專利說明】一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)力機(jī)的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言涉及一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，風(fēng)力機(jī)主要利用風(fēng)動能做功。這種風(fēng)力機(jī)在低風(fēng)速時，葉片表面壓力面與吸力面壓力差別不是很大，所以葉片上氣流基本附著在葉片表面。風(fēng)力機(jī)葉片近輪轂，除了保證氣動設(shè)計要求以外，還需要滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，增加翼型厚度是解決問題的方法之一，即在葉根附近區(qū)域采用厚翼型，但是隨著風(fēng)速增加，厚翼型容易發(fā)生分離，容易產(chǎn)生葉尖渦，導(dǎo)致風(fēng)能吸收能力降低，勢必影響功率輸出。雖然葉片的三維旋轉(zhuǎn)效應(yīng)可以在一定程度上延遲失速，對升力的減少有一定的彌補(bǔ)，但是葉片附近的流動也由于旋轉(zhuǎn)效應(yīng)而變得更為復(fù)雜，分離的影響仍然占主導(dǎo)位置。
[0003]為此，若能發(fā)明一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)，能夠使得葉片吸力面徑向流動減弱，在一定程度上抑制葉片后緣處分離流動，減弱葉尖漩渦的產(chǎn)生，可以延遲失速。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為減弱葉尖渦的發(fā)生，提高升力氣動性能，而提出的一種風(fēng)力機(jī)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)，包括機(jī)艙、葉片、輪轂和塔架，所述機(jī)艙安裝在塔架上，所述輪轂安裝在機(jī)艙的前端，所述葉片安裝在所述輪轂上，還包括弧形彎板，所述弧形彎板設(shè)置在所述葉片的吸力面上，所述弧形彎板是以輪轂的軸心為圓心的圓弧段。
[0006]進(jìn)一步地，所述弧形彎板為等截面寬度。
[0007]進(jìn)一步地，還包括整流罩，所述整流罩安裝在輪轂的前端。
[0008]進(jìn)一步地，所述弧形彎板的厚度為d，所述葉片的翼型弦長為C，并且d=0.02Xc。
[0009]進(jìn)一步地，所述葉片的數(shù)量為3個，并均勻地安裝在所述輪轂上。
[0010]進(jìn)一步地，還包括調(diào)漿裝置，用于調(diào)節(jié)所述葉片的槳距角。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)的有益效果是:
1、該輪轂的轉(zhuǎn)軸與來流風(fēng)向一致，受整流罩的限制，并且由于風(fēng)力機(jī)葉片幾何復(fù)雜程度很高，使得在風(fēng)力機(jī)葉片流動很復(fù)雜，加裝弧形彎板的風(fēng)力機(jī)葉片流動較之前未加裝弧形彎板流動更加規(guī)律，即葉片流動沿翼型流動，可以明顯減少葉片徑向流動。
[0012]2、該輪轂將水平軸掃風(fēng)面內(nèi)所有的風(fēng)能通過葉片做功，使得整個展向都具有較好做功能力，克服了水平軸輪轂葉根端做功能力弱的缺點(diǎn)。以輪轂中心為圓心以輪轂轉(zhuǎn)軸為中心軸線構(gòu)成風(fēng)力機(jī)彎板處的流線，隔板與流線一致，每個彎板處流體方向都是與圓弧相切。隔板的加入不會加大旋轉(zhuǎn)阻力，增加風(fēng)力機(jī)的有效輸出。
[0013]3、該輪轂葉片采用加裝弧形彎板設(shè)計改造，沿彎板進(jìn)風(fēng)，且葉片在展向減少徑流，具有較好的做功能力，克服了傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī)徑向流動大，葉尖漩渦強(qiáng)，且做功不足的缺點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)的三維示意圖。
[0015]圖2是彎板位置與輪轂關(guān)系示意圖。
[0016]圖3是彎板的安裝示意圖。
[0017]其中:1、弧形彎板；2、機(jī)艙；3葉片；4輪轂；5塔架；6吸力面。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0020]本發(fā)明中所述的“和/或”的含義指的是各自單獨(dú)存在或兩者同時存在的情況均包括在內(nèi)。
[0021]本發(fā)明中所述的“內(nèi)、外”的含義指的是相對于設(shè)備本身而言，指向設(shè)備內(nèi)部的方向?yàn)閮?nèi)，反之為外，而非對本發(fā)明的裝置機(jī)構(gòu)的特定限定。
[0022]本發(fā)明中所述的“左、右”的含義指的是閱讀者正對附圖時，閱讀者的左邊即為左，閱讀者的右邊即為右，而非對本發(fā)明的裝置機(jī)構(gòu)的特定限定。
[0023]本發(fā)明中所述的“連接”的含義可以是部件之間的直接連接也可以是部件間通過其它部件的間接連接。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)，風(fēng)力機(jī)的主體包括了弧形彎板1，在風(fēng)力機(jī)葉片3上的吸力面6安裝有等截面寬度的弧形彎板1，且任一彎板是以輪轂中心為圓心，以彎板到輪轂中心為半徑的弧段；所述葉片的一端與整流罩及輪轂4相連。輪轂帶動的發(fā)電機(jī)等設(shè)備安裝在風(fēng)力機(jī)機(jī)艙2中，并固定在圓柱塔筒5上。所述風(fēng)力機(jī)吸力面彎板I均勻分布在葉片展向。
[0025]空氣從風(fēng)力機(jī)上游吹向風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)輪，風(fēng)力機(jī)利用風(fēng)所具有的動能進(jìn)行工作。在加裝弧形彎板I的風(fēng)力機(jī)葉片3上，流體繞過葉片時，由于弧形彎板I在吸力面的作用，導(dǎo)致流體被迫沿翼型方向運(yùn)動，減少沿葉片展向流動，從而減弱葉尖渦的產(chǎn)生。漩渦的減弱可以使得風(fēng)力機(jī)氣動性能，特別是提高風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)軸力矩，即使得在同等工況下，風(fēng)力機(jī)輸出功率更高。
[0026]如圖3所述，風(fēng)力機(jī)彎板I安裝在葉片吸力面6，且彎板I沿葉片展向均勻分布，任一彎板是以輪轂中心為圓心，以彎板到輪轂中心為半徑的弧段；彎板I高度d與當(dāng)?shù)匾硇偷南议LC成比例d=0.02 X C，即隨著翼型弦長的增大，加裝的彎板高度也在增加。
[0027]所述的風(fēng)力機(jī)葉片3固定在整流罩和輪轂4，在機(jī)艙中的控制器，根據(jù)運(yùn)行狀況同步控制各葉片的旋轉(zhuǎn)角度。
[0028]所述的風(fēng)力機(jī)，由于具有更小的葉尖渦，氣動性能更優(yōu)良，風(fēng)力機(jī)控制過程中響應(yīng)更加迅速，使得風(fēng)力機(jī)具有更優(yōu)良的啟動力矩，同時風(fēng)力機(jī)在進(jìn)行氣動制動過程中，響應(yīng)時間可以有較明顯的減少，能夠在大風(fēng)情況下更加安全可靠的進(jìn)行氣動剎車。
[0029]本發(fā)明為一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)，由風(fēng)力機(jī)葉片3、整流罩和輪轂4、機(jī)艙2、弧形彎板1、塔架5等組成，其中空氣在經(jīng)過葉片以及安裝在吸力面6的弧形彎板I的先后共同作用下，減少沿一片展向流動，氣流在葉片上更好的貼合翼型流動，使風(fēng)力機(jī)具有最佳的流體動力場，增大了葉片的做功能力。同時，葉片可通過變槳調(diào)向裝置實(shí)現(xiàn)變槳起動、臨界攻角高速運(yùn)行和順槳位置的停機(jī)，可以靈活控制轉(zhuǎn)速，風(fēng)力機(jī)具有高效的效率。
[0030]以上僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)，包括機(jī)艙(2)、葉片(3)、輪轂(4)和塔架(5)，所述機(jī)艙(2)安裝在塔架(5)上，所述輪轂(4)安裝在機(jī)艙(2)的前端，所述葉片(3)安裝在所述輪轂(4)上，其特征在于，還包括弧形彎板(1)，所述弧形彎板(I)設(shè)置在所述葉片(3)的吸力面(6)上，所述弧形彎板(I)是以輪轂(4)的軸心為圓心的圓弧段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述弧形彎板(I)為等截面寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，還包括整流罩，所述整流罩安裝在輪轂(4)的前端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述弧形彎板(I)的厚度為山所述葉片(3)的翼型弦長為C，并且d=0.02Xc。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述葉片(3)的數(shù)量為3個，并均勻地安裝在所述輪轂(4)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無葉尖渦發(fā)生的水平軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，還包括調(diào)漿裝置，用于調(diào)節(jié)所述葉片(3)的槳距角。
【文檔編號】F03D1/06GK104131949SQ201410361215
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】李濤, 趙振宙, 陳景茹, 陳潘浩, 劉玄, 魏媛 申請人:河海大學(xué)