一種帶有增速葉片的自保護(hù)風(fēng)力提水裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶有增速葉片的自保護(hù)風(fēng)力提 水裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 新能源在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展中凸顯出越來越重要的地位和作用。風(fēng)能作為一種 清潔無污染并且廉價(jià)的可再生能源而受到了廣泛的利用。目前風(fēng)能利用的方式主要有兩 種，一種是通過風(fēng)力發(fā)電的裝置將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 并入電網(wǎng)加W利用，該種風(fēng)能利用方式研究得比較深入，已經(jīng)形成了成熟的風(fēng)電理論W及 產(chǎn)業(yè)模式，然而該種風(fēng)力發(fā)電需要較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還需要發(fā)電機(jī)、變頻器等較為昂貴 的電氣設(shè)備；另一種是利用機(jī)械裝置將風(fēng)能直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能直接加W利用，風(fēng)力提水裝 置屬于該一范疇。風(fēng)力提水只是依靠自然的風(fēng)資源帶動水粟來完成提水作業(yè)，與風(fēng)力發(fā)電 裝置比較其機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、操作和維護(hù)方便，然而風(fēng)力提水還存在許多難W解決 的問題，如葉片數(shù)較多、葉片的風(fēng)能利用率低、功率較小、風(fēng)機(jī)與水粟的匹配等問題，該些都 使得風(fēng)力提水有待于進(jìn)一步深入研究。
[0003] 中國專利申請201110316710. 1公開了一種"風(fēng)力提水灌觀系統(tǒng)"，它利用曲軸形 成曲柄連桿機(jī)構(gòu)來提水的風(fēng)力提水灌觀系統(tǒng)；中國專利申請200320104849公開的"風(fēng)力提 水裝置"是利用多個風(fēng)輪大面積采風(fēng)的風(fēng)力提水裝置，但風(fēng)輪依然采用弧形多葉片結(jié)構(gòu)，且 沒有在大風(fēng)狀態(tài)下的自動剎車裝置；中國專利申請201310358909. X公開了一種風(fēng)力提水 機(jī)，可進(jìn)行深層提水W及淺層提水的風(fēng)力提水機(jī)，但是對弧形多葉片結(jié)構(gòu)并未改進(jìn)；中國專 利申請200810119891. 7公開了一種立軸巨能及聚能風(fēng)力提水機(jī)組，即由多個立軸巨能風(fēng) 力機(jī)串聯(lián)形成的共同出力的垂直軸風(fēng)力提水系統(tǒng)，但由于立軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)較低、 扭矩小W及多個立軸風(fēng)機(jī)串聯(lián)，不僅制造成本增加，而且風(fēng)能利用的效能仍然不夠高；中國 專利申請201210161249. 1公開了一種帶有嵌入式導(dǎo)流管的風(fēng)力機(jī)葉片，雖然在一定程度 上減少了噪聲W及葉尖潤，但由于其出氣口開在葉頂，當(dāng)氣流高速噴出時會對葉片徑向造 成一個很大的反作用力，增加了輪毅W及培架的受力載荷，既影響到機(jī)組的風(fēng)能利用率，又 增大了其制造成本。
[0004] 目前已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)規(guī)?；娘L(fēng)力提水裝置大多是采用多葉片、低轉(zhuǎn)速、低風(fēng)能利 用率的系統(tǒng)，葉片數(shù)多使得風(fēng)輪實(shí)度較大，流過風(fēng)輪的氣流較少，因而影響了其輸出功率； 同時，葉片的設(shè)計(jì)大多采用傳統(tǒng)的平板型或者弧板型，風(fēng)能利用效率較低，易造成風(fēng)能資源 的浪費(fèi)。綜上所述，如何提高風(fēng)力提水系統(tǒng)的效率是新能源技術(shù)領(lǐng)域中亟待解決的重點(diǎn)難 題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足而提供一種帶有增速葉片的 自保護(hù)風(fēng)力提水裝置，本實(shí)用新型不僅能夠解決傳統(tǒng)風(fēng)力提水系統(tǒng)葉片數(shù)量多、風(fēng)能利用 率低的問題，而且巧妙地利用大風(fēng)力下的水粟出水口的水壓力來帶動液壓調(diào)速機(jī)構(gòu)動作， 控制風(fēng)力傳動機(jī)構(gòu)及時響應(yīng)偏航，達(dá)到自動保護(hù)機(jī)組的目的。
[0006] 根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種帶有增速葉片的自保護(hù)風(fēng)力提水裝置，包括由風(fēng)力傳 動機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動提水機(jī)構(gòu)，其中：由提水機(jī)構(gòu)的主軸通過兩端的深溝球軸承水平固定于機(jī) 艙內(nèi)，主軸和立軸I段上設(shè)置傘形齒輪副，立軸I段固定在豎直方向，立軸I段通過萬向聯(lián) 軸器與立軸II段連接，立軸II段通過花鍵與立軸III段連接，在立軸III段的下方設(shè)置水粟，帶 槽圓盤固定在立軸III段的下方，由帶槽圓盤帶動水粟往復(fù)運(yùn)動；風(fēng)力傳動機(jī)構(gòu)的輪毅設(shè)置 在機(jī)艙的前端并固定葉片，整流罩設(shè)置在輪毅的前端；提水機(jī)構(gòu)的主軸的前端通過風(fēng)力傳 動機(jī)構(gòu)的輪毅法蘭與設(shè)在機(jī)艙前端的輪毅連接；其特征在于所述的葉片為截面采用MCA 系列翼型且具有低風(fēng)速起動及高輸出扭矩的流線型增速葉片，該葉片為低葉尖速比及大扭 角的葉根，從葉根到葉尖共分為20個截面設(shè)置安裝角，各截面之間采用光滑過渡；所述提 水機(jī)構(gòu)的水粟的出水口與液壓調(diào)速機(jī)構(gòu)的出水壓力調(diào)節(jié)缸連接。
[0007] 本實(shí)用新型的工作原理是；本實(shí)用新型提出的流線型增速葉片的新設(shè)計(jì)是基于風(fēng) 力機(jī)風(fēng)能利用曲線的最高點(diǎn)對應(yīng)一個最佳攻角，而只有當(dāng)風(fēng)力機(jī)葉片處在最佳攻角時風(fēng)能 利用率才能達(dá)到最大的原理，因此必須將風(fēng)力機(jī)葉片的每個截面進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，才能保證葉片 工作在最佳狀態(tài)；風(fēng)力機(jī)葉片在旋轉(zhuǎn)時，由于上下翼面的壓力差使得壓力面的氣流會繞過 葉尖與吸力面的氣流相遇形成葉尖潤，葉尖潤導(dǎo)致翼型的升力系數(shù)下降，影響了葉片的風(fēng) 能利用率，當(dāng)轉(zhuǎn)速高時還會產(chǎn)生噪聲等不良影響；因此，本實(shí)用新型還在距離葉尖15%葉 片長度的壓力面翼型厚度最大處內(nèi)設(shè)了引流管，將葉片近葉尖處壓力面的氣流引至同一長 度的葉尖的后緣處噴出，該樣可減少葉尖潤的發(fā)生，提高風(fēng)能利用率，同時噴出的氣體對葉 片后緣產(chǎn)生一個周向的反作用力，加強(qiáng)了葉片的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，降低了提水裝置的起動風(fēng)速，進(jìn) 一步提高風(fēng)能利用率；同時，巧妙地利用大風(fēng)力下的水粟出水口的水壓力來帶動液壓調(diào)速 機(jī)構(gòu)動作，使得風(fēng)力傳動機(jī)構(gòu)在大風(fēng)狀態(tài)時能夠及時響應(yīng)偏航，達(dá)到自動保護(hù)機(jī)組特別是 風(fēng)力傳動機(jī)構(gòu)葉片的目的。
[000引本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著優(yōu)點(diǎn)在于：
[0009] -是本實(shí)用新型解決了傳統(tǒng)風(fēng)力提水裝置葉片數(shù)量多、風(fēng)能利用率低的問題，采 用MCA系列翼型設(shè)計(jì)了風(fēng)力機(jī)的增速葉片，且優(yōu)化了其弦長及安裝角，使得葉片的氣動性 能得到了很大的提高；試驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)用新型作為W低風(fēng)速起動的風(fēng)力為動力提水的 裝置，在風(fēng)力提水機(jī)組中風(fēng)能利用系數(shù)可達(dá)到0. 42 W上，較普通風(fēng)力提水機(jī)組的0. 35至少 提局了 20%。
[0010] 二是本實(shí)用新型的葉片上設(shè)有引流管，不僅減少了葉尖潤的發(fā)生，同時改變了出 氣孔的位置使得噴出的氣流對葉片的轉(zhuǎn)動有明顯推動作用，從而提高了葉片對風(fēng)能的利用 率，使得葉片從原來的起動風(fēng)速3m/s降低到了 2. 7m/s。
[0011] H是本實(shí)用新型的風(fēng)力提水裝置與相同揚(yáng)程的風(fēng)力提水機(jī)組相比，減少了葉片的 個數(shù)及葉片長度，而且風(fēng)能利用系數(shù)大幅度提升，大大降低了提水機(jī)組的制造成本。
[0012] 四是本實(shí)用新型的液壓調(diào)速機(jī)構(gòu)受大風(fēng)力下的水粟出水口的水壓力的驅(qū)動，使得 風(fēng)力傳動機(jī)構(gòu)在大風(fēng)狀態(tài)時能夠及時響應(yīng)偏航，達(dá)到了自動保護(hù)機(jī)組特別是風(fēng)力傳動機(jī)構(gòu) 葉片的效果。
[0013] 五是本實(shí)用新型的風(fēng)力提水裝置在主軸上設(shè)有萬向聯(lián)軸器和花鍵，便于吊裝；投 入使用后，除常規(guī)維護(hù)之外，可全自動完成提水，無需人員看護(hù)操作。
[0014] 六是本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單可靠，造價(jià)低廉，具有很高的社會經(jīng)濟(jì)效益，適合 于缺乏電力資源的偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)田灌觀。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本實(shí)用新型提出的一種帶有增速葉片的自保護(hù)風(fēng)力提水裝置的主視示意 圖。
[0016] 圖2是本實(shí)用新型提出的葉片的主視示意圖。
[0017] 圖3是本實(shí)用新型提出的葉片的H維示意圖。
[0018] 圖4是本實(shí)用新型提出的葉片內(nèi)設(shè)的葉尖引流管的示意圖