[發(fā)明專(zhuān)利]一種文丘里管效應(yīng)的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810211350.7
• 申請(qǐng)日: 2008-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101684772A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)讫?/a>
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 張?jiān)讫?/a>
• 主分類(lèi)號(hào): F03D1/06
• 分類(lèi)號(hào): F03D1/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，特別是涉及一種文丘里管效應(yīng)(Venturi-tube?effect)的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)

對(duì)風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域而言，相關(guān)技術(shù)工作者始終面臨著許多挑戰(zhàn)，例如：如何提高風(fēng)能的利用效率，尤其是如何在特定的掃風(fēng)面積里獲得盡可能高的風(fēng)能利用效率；如何使得風(fēng)力機(jī)的外形體積更為緊湊；如何使得風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行更為安全；如何降低風(fēng)力機(jī)的噪聲污染等等，這些始終是擺在風(fēng)力機(jī)行業(yè)的一個(gè)共同技術(shù)難關(guān)。

現(xiàn)有的公知、公用的三葉水平軸風(fēng)力機(jī)是一種普及程度最高、最有代表性的風(fēng)力機(jī)，但它同時(shí)還具有一些自身的不足之處，如：平均風(fēng)能利用系數(shù)較低，雖然按照貝茨極限理論，它的最高值是0.593，然而，這是永遠(yuǎn)達(dá)不到的，現(xiàn)有最先進(jìn)技術(shù)水平指標(biāo)約為0.4，但這是在風(fēng)速約為12米/秒的理想風(fēng)速，以及尖速比為接近5的條件下等多種條件同時(shí)達(dá)到最佳的情形下才獲得的數(shù)據(jù)，在復(fù)雜多變的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，它的效率是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)低于0.4這樣的水準(zhǔn)的；另外，三葉水平軸的一個(gè)缺陷是水平軸風(fēng)輪的尖速比一般在4～7左右，在這樣的高速下葉片切割氣流將產(chǎn)生很大的氣動(dòng)噪音，同時(shí)，很多鳥(niǎo)類(lèi)在這樣的高速葉片下也很難幸免，所以一些國(guó)家開(kāi)始限制甚至禁止實(shí)用這種風(fēng)力機(jī)；再者，水平軸風(fēng)力機(jī)運(yùn)行時(shí)風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)速度很高，在風(fēng)力很大的時(shí)候巨大的離心力經(jīng)常會(huì)造成轉(zhuǎn)子解體損毀，“飛車(chē)”傷人事故，也就是說(shuō)，它們安全性能不是十分理想，在城市屋頂高樓等處都不適合安裝，這也限制了它的使用空間；以上等等原因說(shuō)明，風(fēng)力機(jī)必須進(jìn)行不斷的創(chuàng)新、不斷提升以更加適合用戶(hù)的需求。

然而，就已經(jīng)公開(kāi)的各種技術(shù)路線(xiàn)，無(wú)論是水平軸原理的風(fēng)力機(jī)還是垂直軸原理的風(fēng)力機(jī)，上述問(wèn)題都不能找到真正理想的解決方案。

以下根據(jù)相關(guān)知識(shí)背景和背景技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。本說(shuō)明書(shū)中多處用到“伯努利原理”、“文丘里管效應(yīng)”、“葉片翼型”、“尖速比”、“尖速比與風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率的關(guān)系”、“風(fēng)能捕獲效率”等多個(gè)名詞以及相關(guān)知識(shí)和原理，這些知識(shí)和原理是空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域和風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域里的基礎(chǔ)概念和常識(shí)性知識(shí)，本說(shuō)明書(shū)不作詳細(xì)展開(kāi)論述。經(jīng)典的文獻(xiàn)有《流體力學(xué)》(《FluidMechanics》，作者：Frank?M.White，出版社：清華大學(xué)出版社，原出版社：McGraw-Hill)；《風(fēng)工程與工業(yè)空氣動(dòng)力學(xué)》(賀德馨等編著，國(guó)防工業(yè)出版社)；《工程流體力學(xué)》(作者：李文科；中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社)，《風(fēng)能技術(shù)(Wind?Energy?Handbook)》(Tony?Burton等著，科學(xué)工業(yè)出版社出版)等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，提供一種簡(jiǎn)介高效尤其是可以利用文丘里管效應(yīng)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，能夠提高風(fēng)能的利用效率，尤其是如何在特定的掃風(fēng)面積里獲得盡可能高的風(fēng)能利用效率；能夠使得風(fēng)力機(jī)的外形體積更為緊湊；能夠使得風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行更為安全；如何降低風(fēng)力機(jī)的噪聲污染等等。

根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)有關(guān)“伯努利原理”尤其是“文丘里管效應(yīng)”的常識(shí)性原理，我們知道：運(yùn)動(dòng)或者流動(dòng)的速度增加會(huì)導(dǎo)致流體壓力的降低，文丘里效應(yīng)管利用的是伯努利原理就是流體的流速越大壓力越小，文丘里效應(yīng)管的原理是當(dāng)風(fēng)吹過(guò)阻擋物時(shí)，在阻擋物的背風(fēng)面上方端口附近氣壓相對(duì)較低，從而產(chǎn)生吸附作用并導(dǎo)致空氣的流動(dòng)。文丘里效應(yīng)管的原理是構(gòu)建一個(gè)壓縮流場(chǎng)，把氣流“由粗變細(xì)”，以加快氣體流速，流速加快必然會(huì)出現(xiàn)流體壓力下降的情形，使氣體在文丘里效應(yīng)管出口的后側(cè)形成一個(gè)“真空”區(qū)。當(dāng)這個(gè)真空區(qū)靠近工件時(shí)會(huì)對(duì)周?chē)娘L(fēng)產(chǎn)生一定的吸引作用。