[發(fā)明專利]一種動力翼片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210113470.X
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN103306892A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王政玉;王超穎;張玉芹
• 申請（專利權(quán)）人: 王政玉
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03B3/12;F01D5/14;F01D5/18
• 代理公司: 威海科星專利事務(wù)所 37202
• 代理人: 于濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流體和熱力機械，尤其是涉及一種渦輪機械所用動力翼片。

背景技術(shù)

渦輪是各種流體機械和熱力機械的關(guān)鍵部件，而翼片又是各種渦輪的重要動力零件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計直接影響到能量轉(zhuǎn)換效率，各種渦輪所用翼片可分為升力型、阻力型和混合型，又可分為實心型、空心型。空心型又分為封閉結(jié)構(gòu)和帶有噴流孔隙的開路結(jié)構(gòu)。帶有噴流孔隙的空心型翼片在一定程度上可以提高渦輪的效率，例如：US4197053提出了一種從空心輪轂前方被動進氣，再從空心翼片尾緣噴氣的方案，它降低了風力渦輪機的起動風速，從而擴大了風力渦輪機的工作范圍。申請?zhí)枮?3134065.2的中國專利則考慮到工程需要，將翼片上的噴氣孔開在正壓力面上，而且噴氣方向為渦輪旋轉(zhuǎn)的切線方向，實驗結(jié)果證明，由于渦輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的加功，使得噴氣速度大大增加，對翼片所產(chǎn)生的推力大大增加，因而渦輪機的輸出功率顯著增加，這不僅降低了渦輪機的起動風速，擴大了渦輪機的有效工作范圍，而且在渦輪機的正常運行情況下明顯提高了其做功能力。CN201116510Y公告了一種裝有噴氣襟翼翼型葉片的風力機葉輪，即在翼片的翼型尾緣或尾緣附近的壓力面上開有一排噴氣孔，用噴氣代替常規(guī)襟翼的作用，所用噴氣是由葉片的旋轉(zhuǎn)離心力抽取空心輪轂前方的風而產(chǎn)生的，因此，稱作被動噴氣襟翼。在現(xiàn)有技術(shù)中，不論是通過空心翼片主動噴氣，還是通過空心翼片被動噴氣，都是利用一種高速氣流噴氣推進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：動力翼片可利用兩種能流，既可有效利用低品位能流，又可利用高、中品位能流；即既可利用外來自然能流驅(qū)動渦輪機旋轉(zhuǎn)，又可將人為能流輸入空心翼片，人為能流不僅可在空心翼片后緣部噴出時產(chǎn)生噴氣推進力，而且可將人為能流在空心翼片內(nèi)腔沿翼片長度方向離心加速流動，也能轉(zhuǎn)換成葉片的旋轉(zhuǎn)力，起到增加和控制輸出動力大小的作用，達到互補輸入、穩(wěn)定輸出的目的，同時還能提高渦輪機的整體效率。?

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種動力翼片，是一空心翼片，包括空心翼根、空心翼身，空心翼身為升力型結(jié)構(gòu)，空心翼身的尾緣部開有噴流孔隙，在所述升力型空心翼片的內(nèi)腔沿長度方向間隔一空間距離安裝有至少一組升力型襯翼，每組升力型襯翼由至少一片升力型襯翼構(gòu)成，當由兩片以上襯翼構(gòu)成一組升力型襯翼時，各襯翼并排并間隔一空間距離，升力型襯翼的前緣朝向空心翼根內(nèi)端一側(cè)，后緣朝向升力型空心翼身的葉尖端，升力型襯翼的升力面朝向升力型空心翼身的旋轉(zhuǎn)方向。襯翼可以安裝在空心翼根內(nèi)腔，也可以安裝在空心翼身內(nèi)腔。所謂襯翼是指在空心翼片內(nèi)腔安裝的附加翼片，其安裝位置、角度和方向應(yīng)符合流體力學和熱力學的要求；將常規(guī)所稱葉片稱為翼片，一是因為其截面形狀為翼型，二是為了與襯翼稱謂相匹配。能流在空心動力翼片內(nèi)腔從空心翼根流經(jīng)空心翼身到達葉尖部的過程中，能流在攜帶原有能量的基礎(chǔ)上被離心加速，在流經(jīng)升力型襯翼時，會產(chǎn)生一與空心動力翼片旋轉(zhuǎn)方向一致的驅(qū)動力，增加動力翼片的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)力矩，能流的余壓、余熱、余速經(jīng)空心動力翼片尾緣部的噴流孔隙噴出，進一步產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推力。由于能流在空心動力翼片內(nèi)腔沿長度方向各點的流速不同、各點離葉根的距離不同、旋轉(zhuǎn)時能流所受科里奧利力的影響大小不同，因此，升力型襯翼所處的位置不同，其所產(chǎn)生的力矩和旋轉(zhuǎn)速度是不同的。所稱能流是指具有一定壓力、流速、熱力的氣體或液體或兩相流體。人為輸入能流可以是常規(guī)由化石能源轉(zhuǎn)化成的能流，也可以是其它能源機械所排能流的余壓、余熱，還可以是由可再生能源所轉(zhuǎn)化成的氣體壓力能、熱力能等。

由于外來自然能流和人為輸入能流都屬于外力，所以能流可在襯翼上產(chǎn)生升力是必然的，由此推理在任何一種截面形狀的管道內(nèi)安裝上述襯翼，當有能流流過時都會產(chǎn)生作用力。由一片以上動力翼片與一輪轂相耦聯(lián)可構(gòu)成一渦輪。

上述的一種動力翼片，可供選擇的技術(shù)方案是，在所述升力型襯翼前緣的空間處設(shè)有導流柵，導流柵由至少一片導流葉片構(gòu)成，當由兩片以上導流葉片構(gòu)成導流柵時，各葉片并排并間隔一空間距離。安裝導流柵是當能流在空心動力翼片內(nèi)腔流動有渦流存在時，或流動方向與升力型襯翼前緣的攻角達不到要求時，或能流含有熱能可膨脹釋放時，導流柵可對能流品質(zhì)和流向進行調(diào)整，使熱能轉(zhuǎn)換成速度能。