[實用新型]一種文丘里管效應的風力機轉子

無效

• 申請號: 200820136467.9
• 申請日: 2008-09-23
• 公開（公告）號: CN201301777Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 張云龍
• 申請（專利權）人: 張云龍
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種風力機的轉子系統，特別是涉及一種文丘里管效應(Venturi-tube?effect)的風力機轉子。

背景技術

對風力發動機技術領域而言，相關技術工作者始終面臨著許多挑戰，例如：如何提高風能的利用效率，尤其是如何在特定的掃風面積里獲得盡可能高的風能利用效率；如何使得風力機的外形體積更為緊湊；如何使得風力機的運行更為安全；如何降低風力機的噪聲污染等等，這些始終是擺在風力機行業的一個共同技術難關。

現有的公知、公用的三葉水平軸風力機是一種普及程度最高、最有代表性的風力機，但它同時還具有一些自身的不足之處，如：平均風能利用系數較低，雖然按照貝茨極限理論，它的最高值是0.593，然而，這是永遠達不到的，現有最先進技術水平指標約為0.4，但這是在風速約為12米/秒的理想風速，以及尖速比為接近5的條件下等多種條件同時達到最佳的情形下才獲得的數據，在復雜多變的實際運行過程中，它的效率是遠遠達低于0.4這樣的水準的；另外，三葉水平軸的一個缺陷是水平軸風輪的尖速比一般在4～7左右，在這樣的高速下葉片切割氣流將產生很大的氣動噪音，同時，很多鳥類在這樣的高速葉片下也很難幸免，所以一些國家開始限制甚至禁止實用這種風力機；再者，水平軸風力機運行時風輪的旋轉速度很高，在風力很大的時候巨大的離心力經常會造成轉子解體損毀，“飛車”傷人事故，也就是說，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；以上等等原因說明，風力機必須進行不斷的創新、不斷提升以更加適合用戶的需求。

然而，就已經公開的各種技術路線，無論是水平軸原理的風力機還是垂直軸原理的風力機，上述問題都不能找到真正理想的解決方案。

以下根據相關知識背景和背景技術進行說明。本說明書中多處用到“伯努利原理”、“文丘里管效應”、“葉片翼型”、“尖速比”、“尖速比與風能轉換效率的關系”、“風能捕獲效率”等多個名詞以及相關知識和原理，這些知識和原理是空氣動力學領域和風力發電領域里的基礎概念和常識性知識，本說明書不作詳細展開論述。經典的文獻有《流體力學》(《FluidMechanics》，作者：Frank?M.White，出版社：清華大學出版社，原出版社：McGraw-Hill)；《風工程與工業空氣動力學》(賀德馨等編著，國防工業出版社)；《工程流體力學》(作者：李文科；中國科學技術大學出版社)，《風能技術(Wind?Energy?Handbook)》(Tony?Burton等著，科學工業出版社出版)等。

發明內容

本實用新型目要解決的技術問題是，針對現有技術存在的缺陷和不足，提供一種簡介高效尤其是可以利用文丘里管效應的轉子系統，能夠提高風能的利用效率，尤其是如何在特定的掃風面積里獲得盡可能高的風能利用效率；能夠使得風力機的外形體積更為緊湊；能夠使得風力機的運行更為安全；如何降低風力機的噪聲污染等等。

根據空氣動力學有關“伯努利原理”尤其是“文丘里管效應”的常識性原理，我們知道：運動或者流動的速度增加會導致流體壓力的降低，文丘里效應管利用的是伯努利原理就是流體的流速越大壓力越小，文丘里效應管的原理是當風吹過阻擋物時，在阻擋物的背風面上方端口附近氣壓相對較低，從而產生吸附作用并導致空氣的流動。文丘里效應管的原理是構建一個壓縮流場，把氣流“由粗變細”，以加快氣體流速，流速加快必然會出現流體壓力下降的情形，使氣體在文丘里效應管出口的后側形成一個“真空”區。當這個真空區靠近工件時會對周圍的風產生一定的吸引作用。