[實用新型]聚能增速的立軸風、水力機

無效

• 申請號: 201020654711.8
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN201963467U
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 黃典貴;安啟蒙
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: F03D3/00
• 分類號: F03D3/00;F03D3/04;F03D3/06;F03B3/00;F03B3/12;F03B3/18
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本實用新型涉及一種風、水力機，特別是一種適合任意風向的聚能增速的立軸風、水力機。

背景技術

風能是可再生能源中發展最快的清潔能源，也是最具有大規模開發和商業化發展前景的發電方式。1993年到2003年的10年間，世界風力發電的年增長率達到29.7％。到2006年末，全球風電裝機容量達到7422.3萬千瓦，風力發電量占到世界總電量的?0.5%。其中歐洲總裝機容量為4854.5萬千瓦，占世界風電裝機容量的65.4%。2006年德國風力發電累計裝機容量達到2062.2萬千瓦，占全世界的1／4以上。歐洲風能協會在近期的一份報告中，用詳實的數據和精辟的分析描述了未來世界風力發電的情景，并預計到2020年風力發電將占世界電力總量的12%。風能作為未來能源供應重要組成部分的戰略地位受到世界各國的普遍重視。

我國風能資源儲量豐富，具備大規模發展風力發電的資源條件。

現有的達里厄升力型風（水）力機，如圖1，當風向從左向右時，翼Ⅰ、翼Ⅱ、翼Ⅲ以及翼Ⅳ分別受到的升力為F₁、F₂、F₃和F₄。由于F1>F3以及F4>F2，對轉軸O，形成一個扭矩，使得旋轉。當風機工作時，正功大于負功，能夠驅動旋轉；當轉過180度后，翼Ⅰ、翼Ⅱ、翼Ⅲ和翼Ⅳ的做功情況剛好相反，如此旋轉就可以連續工作了。對于這幾種風輪，處在O點以上翼型做負功，O點以下的翼型做正功。

發明內容

本實用新型的目的在于針對上述根本性的問題而提供一種聚能增速的立軸風、水力機，能夠最大程度地收集風能，并提高風能利用率。

為了達到上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

一種聚能增速的立軸風、水力機，包括聚能板和渦輪，其特征在于所述聚能板為平板或弧形板，對稱安裝在所述渦輪的外圍，且與渦輪的外徑的距離為渦輪直徑的0.0001～0.2倍，每個所述聚能板與聚能板內接圓切線間的夾角a為50°～75°。

上述聚能板(1)板長為所述渦輪(3)直徑的0.2～100倍，個數為1～500個，在軸向對稱分布，所述聚能板(1)安裝在所述渦輪(3)的上游，且與風、水流向的夾角為?25～60度。

上述渦輪(3)具有2～20個均勻軸對稱安置的升力型翼型葉片、或阻力型葉片、或升阻耦合型葉片(4)。

上述的渦輪可以是升力型、也可以是阻力型、還可以是升阻耦合型，2～30個葉片，中心軸繞著風輪旋轉對稱安置。

上述的渦輪的半徑為0.001m～1000m,垂直高度為0.001m～1000m。

上述的聚能板為平板或者為一定曲率的弧形板，每個聚能-遮蔽板與其內接圓切線間的夾角a為50°～75°。

上述的聚能板的個數為1～500個，在軸向均勻分布,其板長或弦長為風輪直徑的0.2～100倍。

上述立軸風、水力機有上面板與下面板。兩塊面板之間安裝翼型葉片和聚能板,以及連接葉片的支撐骨架，由普通軸承或磁懸浮支撐。聚能板安裝在上下面板之間，可以焊接也可以利用卡槽固定。在上面板的中心開一個比轉子直徑略大的孔,上端蓋用螺絲固定于上面板上,便于翼型葉片部分的安裝與維護。

上述立軸風電機組也可以無上面板與下面板，風輪豎直安裝在鋼筋混凝土結構的基礎上，而其聚能—遮蔽板可以在周圍直接以鋼筋混凝土結構成型。

本實用新型與現有技術相比較，具有如下顯而易見的實質性特點和優點：本實用新型提供的一種風、水力機，適用于任意風、水流向，渦輪葉片由于聚能板能以更高的尖速比旋轉運動，外圍是靜止的聚能板，制造工藝簡單，在同等條件下，有效的提高風能利用率。

附圖說明

圖1是已有技術的達里厄升力型風、水力機原理示意圖；

圖2是本發明聚能增速的立軸風、水力機原理示意圖；

圖3是圖2中G—G處剖面圖；

圖4是圖2中G—G處剖面圖；

圖5是圖2中上端蓋剖面圖；

圖6是風輪為一種阻力葉輪的示意圖?；

圖7是風輪為另一種阻力葉輪的示意圖?；

圖8是風輪為一種升阻力混合葉輪的示意圖?。

具體實施方式

本實用新型的優選實施例結合附圖說明如下：