[實(shí)用新型]螺旋渦風(fēng)葉

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520956889.0
• 申請(qǐng)日: 2015-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205330871U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣全松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇六和新能源設(shè)備科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F03D1/06
• 分類(lèi)號(hào): F03D1/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種用于發(fā)電效率高的風(fēng)力發(fā) 電機(jī)的螺旋渦風(fēng)葉。

背景技術(shù)

預(yù)計(jì)到2020年，世界風(fēng)力發(fā)電能力占總電力將可能達(dá)到12％。我國(guó)有較長(zhǎng) 的海岸線(xiàn)與廣袤的沿海地區(qū)、風(fēng)力資源豐富地區(qū)，得天獨(dú)厚的地域風(fēng)能資源優(yōu) 勢(shì)，我國(guó)風(fēng)能資源豐富，儲(chǔ)量為32億千瓦，可開(kāi)發(fā)的裝機(jī)容量為2.5億千瓦， 居世界首位，但目前我國(guó)風(fēng)電所占比例遠(yuǎn)低于歐洲，風(fēng)力發(fā)電潛力巨大。

傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī)是采用旋翼式風(fēng)葉，風(fēng)葉實(shí)度低于8％，適用于貝茲理論推導(dǎo)， 貝茲理論是研究風(fēng)力發(fā)電學(xué)科中相關(guān)風(fēng)能利用效率最基本的理論，該理論是德 國(guó)的物理學(xué)家AlbertBetz于1926年提出的，該理論公開(kāi)了平面升阻旋翼式 風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能理想利用系數(shù)極值為16/27(約為0.593)，因此，傳統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)永 遠(yuǎn)難以突破極限風(fēng)能利用系數(shù)0.593。在實(shí)踐中，用于風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)葉裝置的風(fēng) 能利用效率Cp值均低于0.5，專(zhuān)利號(hào)為201120294088.4的水平軸漸開(kāi)線(xiàn)螺旋面 葉片公開(kāi)的葉片，風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率Cp值為0.46～0.48，該葉片用于風(fēng)力機(jī)后，風(fēng) 能轉(zhuǎn)換效率仍然比較低。因此，只有對(duì)貝茲理論進(jìn)行突破，另辟蹊徑，改變風(fēng) 葉結(jié)構(gòu)，才能使風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率大幅度提升。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的第一個(gè)發(fā)明目的在于針對(duì)背景技術(shù)中所述的現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng) 力發(fā)電機(jī)風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題，提供一種能夠解決前述問(wèn)題的螺旋渦風(fēng)葉。

具體方案如下：

一種螺旋渦風(fēng)葉，其包括若干片葉片，各個(gè)葉片的葉面均為自?xún)?nèi)部向外部 錐度逐漸增大的錐面，各個(gè)葉片的正視圖曲線(xiàn)均為螺旋漩渦狀，葉片為金屬、 塑料或纖維復(fù)合材料制成的葉片，葉片呈圓周式陣列分布，葉片以其中心部與 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸固定連接。

上述方案中，為了提高風(fēng)能利用率，增強(qiáng)抗風(fēng)強(qiáng)度，所述的葉片的邊沿設(shè) 有導(dǎo)風(fēng)邊緣。

為了進(jìn)一步增強(qiáng)抗風(fēng)強(qiáng)度，所述的葉片的內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。

上述方案中，所述的葉片側(cè)視圖輪廓為棱形、三角形、圓錐狀、圓形、橢 圓、或多邊形。風(fēng)葉的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向與風(fēng)葉漩渦線(xiàn)的展式向外的延伸方向相反。 側(cè)視圖輪廓為近似輪廓，葉片的輪廓形狀對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率具有直 接影響，因此，為了進(jìn)一步提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率，可以通過(guò)改變?nèi)~ 片的側(cè)視輪廓形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)。

上述方案中，所述的風(fēng)葉包括1片葉片、兩片葉片、三片葉片或多片葉片。

本實(shí)用新型的螺旋渦風(fēng)葉與傳統(tǒng)的旋翼式風(fēng)葉相比，改變了風(fēng)葉的形狀， 本實(shí)用新型的螺旋渦風(fēng)葉是將阿基米德螺旋線(xiàn)經(jīng)三維變形成螺旋渦狀線(xiàn)，再將 螺旋渦狀線(xiàn)與其中心軸線(xiàn)通過(guò)三維造型軟件掃描變成一實(shí)體曲面，便完成一個(gè) 葉片的造型，同軸陣列分布若干個(gè)個(gè)實(shí)體曲面即可形成完整的風(fēng)葉，風(fēng)葉可以 不斷地將風(fēng)螺旋卷入風(fēng)葉內(nèi)并壓縮推到風(fēng)葉的底部再釋放。風(fēng)葉不是旋翼式葉 形，不適用于貝茲理論的推導(dǎo)，本實(shí)用新型的螺旋渦式風(fēng)葉可以將風(fēng)壓縮推進(jìn) 卷入風(fēng)葉使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電 能輸出。本實(shí)用新型的風(fēng)葉實(shí)度為75％左右，風(fēng)葉重疊率高，風(fēng)葉內(nèi)部空間大， 風(fēng)葉的軸向長(zhǎng)度尺寸大于風(fēng)葉的旋轉(zhuǎn)直徑，而且風(fēng)葉的螺旋渦風(fēng)葉對(duì)來(lái)流風(fēng)進(jìn) 行壓縮推進(jìn)，以不影響后面的來(lái)流風(fēng)做功，從而獲得很高的風(fēng)能利用系數(shù)。在 同樣的掃風(fēng)面積下可獲得更多的風(fēng)能，通過(guò)風(fēng)洞測(cè)試，風(fēng)葉的風(fēng)能利用效率Cp 值可高達(dá)0.7以上，而且還具有進(jìn)一步提高的空間，風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率大幅度提升。 本實(shí)用新型的螺旋渦風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種低轉(zhuǎn)速，低噪音，高效率的新型螺旋渦 式風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，尤其適合民用發(fā)電儲(chǔ)能，真正為人們的生活帶來(lái)實(shí)惠。此 實(shí)用新型產(chǎn)品以更小的體積，獲取更多的風(fēng)電輸出，推廣應(yīng)用于路燈、高層建 筑、船舶、海島、山區(qū)、景區(qū)等民用領(lǐng)域，定會(huì)以高的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率推動(dòng)中小 型風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生極高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的螺旋渦風(fēng)葉的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為的圖1中X向視圖；

圖3為圖2中A-A向剖視圖；

圖4為三角形輪廓的風(fēng)葉的示意圖；

圖5為橢圓形的風(fēng)葉的示意圖；

圖中，1為葉片，2為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸。

具體實(shí)施方式