[發(fā)明專利]一種新型流體加速裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210305819.X
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN102865187A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張興;劉潔;薛銀春
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫中航萬德風(fēng)能科技有限公司
• 主分類號: F03D1/04
• 分類號: F03D1/04;F03B3/18
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型流體加速裝置，屬于風(fēng)力發(fā)電和水流發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

能源問題與人類的生存息息相關(guān)。由于地球儲存的化石燃料日漸衰竭，以及大量化石燃料燃燒導(dǎo)致的環(huán)境問題，人們開始探索可再生清潔能源的利用，例如水能、太陽能、風(fēng)能等。利用風(fēng)力機(jī)或水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電是可再生能源利用的常見方式。根據(jù)流體力學(xué)知識，風(fēng)力機(jī)或水輪機(jī)的發(fā)電功率與掃掠面積成正比，與流速的三次方成正比。增加風(fēng)輪或葉輪的直徑有利于提高發(fā)電功率，但考慮到制造難度、零部件強(qiáng)度要求等原因，直徑不能過大。如果利用特殊裝置提高流體的速度，則能使發(fā)電功率大大增加。目前已有專利采用“聚集”風(fēng)能或水能的方法，通過增加流體速度提高發(fā)電功率。中國專利CN2215606Y（公開日期1995年12月20日）提出了一種“濃縮流體型發(fā)電裝置”，利用先收縮后擴(kuò)張的夾層結(jié)構(gòu)聚集流體的動能，并在擴(kuò)張段開孔提高聚能效果。中國專利CN101363414A（公開日期2009年2月11日）采用隔板構(gòu)成漸縮噴嘴使流體增速。中國專利CN201263456U（公開日期2011年9月7日）提出收縮擴(kuò)張流道，風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪或水輪機(jī)葉輪安裝于速度最大的喉部。?

現(xiàn)有的專利雖然能夠提高流體速度，但大多裝置復(fù)雜，體積甚至大于風(fēng)輪或葉輪，增加了制造難度，不便于工程應(yīng)用。此外，這些流體增速裝置也增加了風(fēng)力機(jī)或水輪機(jī)在流動方向上的載荷，使支撐結(jié)構(gòu)的傾翻力矩和零部件的應(yīng)力增加，所以支撐結(jié)構(gòu)和零部件的厚度必須增加以滿足強(qiáng)度要求。這不僅不利于風(fēng)力機(jī)或水輪機(jī)整體的輕量化，而且增加了制造成本。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供一種新型流體加速裝置，該流體加速裝置不僅能夠?qū)崿F(xiàn)良好的增速效果，提高同等流速下風(fēng)力機(jī)或水輪機(jī)的發(fā)電功率，并且能夠降低整個裝置在流速方向上的載荷。?

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種新型流體加速裝置包括一個截面積逐漸擴(kuò)大的筒體、筒體出口的擋板及筒體入口處漸縮的曲面，所述筒體出口處的擋板連接在筒體的出口處，風(fēng)輪或葉輪放置在筒體入口附近，流速方向為從左向右，特征是：所述筒體出口的擋板與筒體軸線的夾角Ф為5°~89°。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述優(yōu)選方案為，所述筒體出口的擋板與筒體軸線的夾角Φ為50°或30°。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述筒體壁面制成直線型或制成曲線形，以增強(qiáng)抽吸效果。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述筒體為漸擴(kuò)式，截面較小的左側(cè)為流體入口，截面較大的右側(cè)為流體出口。?

本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：?

1、提高空氣或水流速度，從而增加同等流速下風(fēng)力機(jī)或水輪機(jī)的發(fā)電量；

2、風(fēng)力機(jī)或者水輪機(jī)能夠自動對準(zhǔn)來流方向；

3、在一定范圍內(nèi)，擋板與筒體軸線的夾角越小，該裝置在流向上的載荷越低，同時增速效果不會下降；

4、如上所述的原因，擋板與筒體連接處的局部應(yīng)力可降低，使該裝置厚度下降，實現(xiàn)風(fēng)力機(jī)或者水輪機(jī)整體的輕量化；

5、載荷下降，風(fēng)力機(jī)或水輪機(jī)各零部件受到的載荷也會下降，有利于增加風(fēng)力機(jī)或水輪機(jī)整體的壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2擋板與筒體軸線夾角Φ為50°的壓力等值線。?

圖?3?擋板與筒體軸線夾角Φ為50°的速度等值線。?

圖?4?擋板與筒體軸線夾角為30°的壓力等值線。?

圖?5?擋板與筒體軸線夾角為30°的速度等值線。?

具體實施方式

下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進(jìn)一步描述：?

如圖1所示，一種新型流體加速裝置包括一個截面積逐漸擴(kuò)大的筒體1，連接在筒體出口處的擋板2，以及筒體入口處的曲面3，安裝風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪或水輪機(jī)葉輪的位置4，5~9點是各示意點。

本發(fā)明風(fēng)輪或葉輪放置在筒體1入口附近，流速方向為從左向右。本發(fā)明的特點在于擋板與流速方向的夾角Ф為5°~89°。?

所述筒體1壁面制成直線型或制成曲線形，以增強(qiáng)抽吸效果。?

所述截面積逐漸擴(kuò)大的筒體1，截面較小的左側(cè)為流體入口，截面較大的右側(cè)為流體出口。?

當(dāng)流體流過該裝置時，由于擋板的阻擋，氣流在擋板右側(cè)9點處形成低壓區(qū)，7、8、9點處壓力較低。由于筒體沿著流速方向流通面積增加，筒體內(nèi)部靜壓逐漸升高，6點處（即筒體入口）壓力進(jìn)一步降低，與筒體上游5點形成明顯的壓差。在壓差的作用下，流體被吸入筒體內(nèi)，使筒體內(nèi)的流速增加。?