[實用新型]變槳距型升力型葉輪

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420143267.1
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN203770040U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙振宙;鄭源;高玉琴;李濤;陳景茹;葉芬;趙振寧
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00;F03B11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及葉輪，尤其是用于風(fēng)力機和海流能發(fā)電等領(lǐng)域的變槳距型升力型葉輪。

背景技術(shù)

目前，升力型立軸風(fēng)力機葉輪的優(yōu)點已經(jīng)被學(xué)者公認(rèn)，具有無需對風(fēng)偏航系統(tǒng)，對風(fēng)向適應(yīng)性更強等優(yōu)點。但是升力型立軸風(fēng)力機一直沒有像水平軸風(fēng)力機一樣，在大型機組產(chǎn)品化方向有快速發(fā)展，原因之一升力型立軸風(fēng)力機葉輪的氣動性能不及水平軸風(fēng)力機的氣動性能。

同樣，升力型立軸葉輪也可用于潮流能水輪機，或者微水頭水力發(fā)電的水輪機，但是這種立軸的水輪機也因不及水平軸水輪機的出力效率高，所以產(chǎn)品化速度較慢。

實用新型內(nèi)容

實用新型目的：提供一種變槳距型升力型葉輪，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)存在的部分問題，提高水輪機的出力效率，推動器產(chǎn)品化速度。

技術(shù)方案：一種變槳距型升力型葉輪，包括轉(zhuǎn)軸，固定聯(lián)接于轉(zhuǎn)軸的兩個或兩個以上升力型葉片，與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動聯(lián)接的尾翼，以及兩端分別聯(lián)接于尾翼及葉片的變槳連桿；在工作狀態(tài)下，變槳連桿在尾翼的作用下帶動所述葉片按其槳距角曲線為正弦曲線的方式轉(zhuǎn)動。所述升力型葉片為圓頭尖尾的流線形。

工作原理：在尾翼的作用下，變槳連桿帶動葉片轉(zhuǎn)動一定的角度，葉片在0°方位角和180°方位角時不發(fā)生變槳，在90°和270°時變槳角最大。槳距角隨方位角成正弦曲線變化，這一變化與葉片本身氣動攻角所成的余弦曲線變化正好形成互補。疊加之后，葉片的氣動攻角都保持在較高水平。

有益效果：本實用新型不會發(fā)生區(qū)域性的失速現(xiàn)象，有效地增大了氣動攻角，明顯提高了工作效率；充分發(fā)揮了葉片在最大做功區(qū)域的做功能力，同時通過變槳技術(shù)使最小做功區(qū)域的做功能力得到根本性的改善，改善效果明顯。

附圖說明

圖1是本實用新型的示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型的變槳距型升力型葉輪，包括轉(zhuǎn)軸1，固定聯(lián)接于轉(zhuǎn)軸1的兩個或兩個以上的圓頭尖尾的流線形升力型葉片2，與轉(zhuǎn)軸1轉(zhuǎn)動聯(lián)接的尾翼4，以及兩端分別聯(lián)接于尾翼及葉片的變槳連桿（未示出）；變槳連桿和尾翼的形狀構(gòu)造及聯(lián)接關(guān)系滿足：在工作狀態(tài)下，變槳連桿在尾翼的作用下帶動所述葉片按其槳距角曲線為正弦曲線的方式轉(zhuǎn)動。

為便于描述本實用新型的工作原理，定義葉片與尾翼最近時為0°和360°方位，最遠(yuǎn)時為180°方位，經(jīng)0°位置旋轉(zhuǎn)經(jīng)過90°位置為90°方位，經(jīng)180°方位旋轉(zhuǎn)90°位置為270°方位。定義以葉片固定軸為中心，逆時針旋轉(zhuǎn)為正值。四個方位角，確定葉片旋轉(zhuǎn)角度為180°和0°方位角為0°，在90°方位角的旋轉(zhuǎn)角度為負(fù)α_max值，在270°方位角的旋轉(zhuǎn)角度為正α_max值，這里α_max值為葉片翼型的靜態(tài)失速攻角。定義θ為葉片變化的槳距角，β為葉片旋轉(zhuǎn)一周不同的方位角。

在風(fēng)的阻力作用下，尾翼始終屬于順風(fēng)位置，尾翼始終展向與風(fēng)向一致。葉片在風(fēng)作用的升力作用下，始終保持者葉片的圓頭帶著尖尾運動。在尾翼及變槳連桿的作用下，葉片在0°方位角和180°方位角時不發(fā)生變槳，在90°和270°時變槳角最大。這樣變槳隨方位角變化的近正弦曲線，與葉片本身氣動攻角近余弦曲線，正好形成互補。二者疊加之和使得整個一周范圍內(nèi)，氣動攻角都保持在較高水平。這一設(shè)計解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題：本來出力較好的地方因為氣動攻角較大，在變槳距過程中繼續(xù)增大，容易出現(xiàn)失速現(xiàn)象而達(dá)不到變槳距的目的，同時由于變槳距在出力較弱的部分變槳距較小，也沒有達(dá)到改善出力較弱部分葉片的出力效率。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。