[發(fā)明專利]一種帶有增速葉片的自保護風力提水系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410587332.4
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104343626A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 鄭源;高翀恒;牟童;趙振宙;韓星星;宋晨光;程相;李中杰;闞闞
• 申請（專利權）人: 河海大學;南京河海科技有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D7/04;F03D9/00;F04B17/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 吳樹山

技術領域

本發(fā)明屬于新能源技術領域，特別是涉及一種帶有增速葉片的自保護風力提水系統(tǒng)。

背景技術

新能源在當今經(jīng)濟社會的發(fā)展中凸顯出越來越重要的地位和作用。風能作為一種清潔無污染并且廉價的可再生能源而受到了廣泛的利用。目前風能利用的方式主要有兩種，一種是通過風力發(fā)電的裝置將風能轉化為機械能，再通過發(fā)電機將機械能轉化為電能并入電網(wǎng)加以利用，這種風能利用方式研究得比較深入，已經(jīng)形成了成熟的風電理論以及產業(yè)模式，然而這種風力發(fā)電需要較為復雜的控制系統(tǒng)，還需要發(fā)電機、變頻器等較為昂貴的電氣設備；另一種是利用機械裝置將風能直接轉化為機械能直接加以利用，風力提水裝置屬于這一范疇。風力提水只是依靠自然的風資源帶動水泵來完成提水作業(yè)，與風力發(fā)電裝置比較其機械結構簡單、成本低廉、操作和維護方便，然而風力提水還存在許多難以解決的問題，如葉片數(shù)較多、葉片的風能利用率低、功率較小、風機與水泵的匹配等問題，這些都使得風力提水有待于進一步深入研究。

中國專利申請201110316710.1公開了一種“風力提水灌溉系統(tǒng)”，它利用曲軸形成曲柄連桿機構來提水的風力提水灌溉系統(tǒng)；中國專利申請200320104849公開的“風力提水裝置”是利用多個風輪大面積采風的風力提水裝置，但風輪依然采用弧形多葉片結構，且沒有在大風狀態(tài)下的自動剎車裝置；中國專利申請201310358909.X公開了一種風力提水機，可進行深層提水以及淺層提水的風力提水機，但是對弧形多葉片結構并未改進；中國專利申請200810119891.7公開了一種立軸巨能及聚能風力提水機組，即由多個立軸巨能風力機串聯(lián)形成的共同出力的垂直軸風力提水系統(tǒng)，但由于立軸風機的風能利用系數(shù)較低、扭矩小以及多個立軸風機串聯(lián)，不僅制造成本增加，而且風能利用的效能仍然不夠高；中國專利申請201210161249.1公開了一種帶有嵌入式導流管的風力機葉片，雖然在一定程度上減少了噪聲以及葉尖渦，但由于其出氣口開在葉頂，當氣流高速噴出時會對葉片徑向造成一個很大的反作用力，增加了輪轂以及塔架的受力載荷，既影響到機組的風能利用率，又增大了其制造成本。

目前已經(jīng)形成產業(yè)規(guī)模化的風力提水裝置大多是采用多葉片、低轉速、低風能利用率的系統(tǒng)，葉片數(shù)多使得風輪實度較大，流過風輪的氣流較少，因而影響了其輸出功率；同時，葉片的設計大多采用傳統(tǒng)的平板型或者弧板型，風能利用效率較低，易造成風能資源的浪費。綜上所述，如何提高風力提水系統(tǒng)的效率是新能源技術領域中亟待解決的重點難題之一。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術所存在的不足而提供一種帶有增速葉片的自保護風力提水系統(tǒng)，本發(fā)明不僅能夠解決傳統(tǒng)風力提水系統(tǒng)葉片數(shù)量多、風能利用率低的問題，而且巧妙地利用大風力下的水泵出水口的水壓力來帶動液壓調速機構動作，控制風力傳動機構及時響應偏航，達到自動保護系統(tǒng)機組的目的。

根據(jù)本發(fā)明提出的一種帶有增速葉片的自保護風力提水系統(tǒng)，包括由風力傳動機構直接驅動提水機構，其中：由提水機構的主軸通過兩端的深溝球軸承水平固定于機艙內，主軸和立軸Ⅰ段上設置傘形齒輪副，立軸Ⅰ段固定在豎直方向，立軸Ⅰ段通過萬向聯(lián)軸器與立軸Ⅱ段連接，立軸Ⅱ段通過花鍵與立軸Ⅲ段連接，在立軸Ⅲ段的下方設置水泵，帶槽圓盤固定在立軸Ⅲ段的下方，由帶槽圓盤帶動水泵往復運動；風力傳動機構的輪轂設置在機艙的前端并固定葉片，整流罩設置在輪轂的前端；提水機構的主軸的前端通過風力傳動機構的輪轂法蘭與設在機艙前端的輪轂連接；其特征在于所述的葉片為截面采用NACA系列翼型且具有低風速起動及高輸出扭矩的流線型增速葉片，該葉片為低葉尖速比及大扭角的葉根，從葉根到葉尖共分為20個截面設置安裝角，各截面之間采用光滑過渡；所述提水機構的水泵的出水口與液壓調速機構的出水壓力調節(jié)缸連接。