[發明專利]高效風力渦輪機

無效

• 申請號: 97110411.5
• 申請日: 1997-04-15
• 公開（公告）號: CN1196446A
• 公開（公告）日: 1998-10-21
• 發明（設計）人: 武永華
• 申請（專利權）人: 武永華
• 主分類號: F03D1/04
• 分類號: F03D1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

高效風力渦輪機(簡稱高效風力渦輪機，以下同)主要用于風力發電，它是現代風輪機的一次革新。

據估計，全世界每年的風能竟相當于65萬億度電能，比全世界人工發電總量還大若干倍。風力的利用，雖然歷史悠久，進展卻甚為遲緩，其中主要原因是風力變化多端，難以利用，直到現在，人們仍然沒有大規模利用風力的能力，目前人們已能用改變葉片螺距的方法保持風輪恒速轉動，然而現風輪機仍然沿襲原始大風車，能量轉化效率較低，而且功率較小。因此改進風力發電機，提高風力發電機的功率和效率，對于風力的利用是極為重要的

高效風輪機的外型以及對風能的利用途徑和現代風輪機不同。它主要由三部分組成：集風罩、導氣管、高效渦輪機(圖1)。集風罩是一個喇叭狀聚集氣流的裝置，導氣管為圓臺管狀。它們的作用是使氣流加速，通過集風罩和導氣管的共同加速，可使氣流加速至超音速。在導氣管的末端裝有節流閥門(圖1)，可控制氣流的大小，進而控制渦輪機轉速。高效渦輪機為高效封閉反沖式(圖4)，由定子和轉子兩部分組成，轉輪為轉子，轉輪內部的中心噴頭為定子。中心噴頭(圖3)的主要作用是改變氣流方向，同時兼作轉輪的轉軸，中心噴頭內有一錐形劈，從導氣管流進的高速氣流，在錐形劈上被分開，向其四周流動，成為垂直原來流動方向的氣流，在中心噴頭的外圓上有分布均勻的噴嘴，每兩個嘴對應的圓心角都相等(圖4)，從各噴嘴噴出的氣流都沿各噴嘴所在圓切線方向上噴出。中心噴頭兩側的軸上裝有轉動軸承(圖2)。渦輪由渦輪蓋和轉輪相蓋合而，渦輪蓋為圓錐狀；轉輪內壁上有分布均勻的輪葉，每個輪葉對應的外壁上有反沖口，每兩個輪葉對應的圓心角也相等，反沖口的噴氣方向與中心噴頭各噴嘴噴氣方向相反，并且在轉輪所在圓的切線方向上。氣流從中心噴頭各噴嘴噴出，先沖擊輪葉做功，受阻氣流從反沖口全部噴發再次做功。

下面是附圖簡介：圖1，高效風力渦輪機整圖，1、集風罩，2、導氣管，3、節流閥門，4、高效封閉反沖渦輪機，5、傳動軸。圖2、高效封閉反沖渦輪機構示意圖，1、渦輪蓋，2軸承，3、中心噴頭，4、噴嘴，5、轉輪，6輪葉。圖3中心噴頭縱截面示意圖，1、進氣管，2、錐形劈，3、轉軸。圖4，1、高效封閉反沖渦輪機橫截面示意圖，1、中心噴頭，2、轉輪，3、輪葉，4、噴嘴。

高效風力渦輪機在現有技術下實現不是十分困難的，主要問題是集風罩和渦輪機的制造，集風罩是決定功率大小的主要部件，口徑在幾十到幾百米，材料的選擇很重要，如果用作高空風輪機(距地面10公里)對材料的要求更高，還有高空停留和方向控制等問題；高效封閉反沖渦輪機結構比較復雜，又是能量轉化部件，所以構造要結實、精良，可用鑄造方式或組合方式制造，軸承常規軸承即可。