專利名稱：用于海洋能發(fā)電渦輪機的雙向葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種渦輪機的雙向葉片，特別是一種用于海洋能發(fā)電渦輪機的雙 向葉片。
背景技術(shù)：
海洋能主要包括海流能、潮汐能、波浪能、溫差能和鹽差能等，它是一種巨大的可 再生綠色能源，可謂取之不盡、用之不竭。其中海流能或潮流能是海洋能中具有靈活性的能 源，具有貯量豐富，地理位置分布廣泛，相對其他自然能源的能量密度高等特點。通常，由大 氣運動、行星風系、海洋密度差、地球自轉(zhuǎn)力形成的海流以及受月球、太陽引力作用形成的 潮流，其流動的方向在一段時間內(nèi)沿著某一個方向流動(單向流動)，而在另一時段內(nèi)則又 沿著反方向流動，因此海流或潮流的方向是雙向的。海流或潮流發(fā)電渦輪機的單向葉片只 能利用單向流動的動能發(fā)電，發(fā)電時間較短，海流能或潮流能的利用率較低。為了充分利用 具有雙向流動的海流能或潮流能，以保持供電的連續(xù)性，有必要研制海流或潮流發(fā)電渦輪 機的雙向葉片?，F(xiàn)有的用于海洋能發(fā)電的渦輪機葉片大部分為定向海流或潮流設(shè)計的單向葉片， 這種單向葉片渦輪機的工況范圍比較固定，僅當海水與葉片正面迎流時，渦輪機工作發(fā)電， 當來流反向時，葉片升力減小，同時伴隨阻力增大，渦輪機將無法正常工作。雖然海水受天 體運動、潮水漲落以及海水溫度變化等多種因素的影響，總是在流動著，但其來流方向不停 改變，渦輪機葉片很多的工作時間內(nèi)，將無可避免的以較大的攻角迎流(0° 360° )，致 使這種渦輪機海水動能轉(zhuǎn)化為機械能的效率降低，不能達到所設(shè)計的理論出力要求。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述缺點，本實用新型基于流體動力學原理提供一種結(jié)構(gòu)簡單的低速海 洋能發(fā)電渦輪機的雙向葉片，尤其在具有雙向流動的海流能或潮流能下，盡可能有效地轉(zhuǎn) 化來流動能，提高海洋能的出力，保持供電的連續(xù)性的特點。用于海洋能發(fā)電渦輪機的雙向葉片，其特征在于所述的葉片包括工作面迎向正 向來流的上半部和工作面迎向反向來流的下半部，所述的上半部和下半部的橫剖面均采用 NACA系列翼型，所述的上半部的后緣與所述的下半部的后緣重疊形成完整的葉片。進一步，所述的上半部和下半部的重疊率為1/L，其中L是葉片弦長，1為上半部和 下半部重疊部分的弦長。進一步，在橫截面上、所述的上半部的翼型和下半部的翼型呈中心對稱。進一步，在橫截面上、所述的上半部的翼型和下半部的翼型的翼弦共線。本實用新型的構(gòu)思是葉片的上半部和下半部均采用NACA系列翼型，上半部的工 作面迎向正向來流，將正向來流的動能轉(zhuǎn)化為渦輪機的機械能；下半部的工作面迎向反向 來流，將反向來流的動能轉(zhuǎn)化為渦輪機的機械能，使渦輪機在正向來流和反向來流情形均 可有效地工作。
圖1為本實用新型的立體示意圖圖2為上半部和下半部的翼型參數(shù)不相同時橫剖面的示意圖圖3為上半部和下半部的翼型參數(shù)相同時橫剖面的示意圖圖4為采用實施例二得出海水流速與渦輪機轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖圖5為采用實施例二得出的渦輪機轉(zhuǎn)速與空化數(shù)的關(guān)系圖
具體實施方式
實施例一參照圖1-3，進一步說明本實用新型用于海洋能發(fā)電渦輪機的雙向葉片，所述的葉片1包括工作面迎向正向來流的上 半部11和工作面迎向反向來流的下半部12，所述的上半部11和下半部12的橫剖面均采用 NACA系列翼型，所述的上半部11的后緣與所述的下半部12的后緣重疊形成完整的葉片。所述的上半部11和下半部12的重疊率為1/L，其中L是葉片弦長，1為上半部和 下半部重疊部分的弦長。在橫截面上、所述的上半部11的翼型和下半部12的翼型呈中心對稱。所述的上 半部11和下半部12的翼型參數(shù)相同，且上半部11的翼弦與下半部12的翼弦共線。本實用新型的構(gòu)思是葉片1的上半部和下半部均采用NACA系列翼型，上半部11 的工作面迎向正向來流，將正向來流的動能轉(zhuǎn)化為渦輪機的機械能；下半部12的工作面迎 向反向來流，將反向來流的動能轉(zhuǎn)化為渦輪機的機械能，使渦輪機在正向來流和反向來流 情形均可有效地工作.升力是由翼型剖面上、下表面壓力差形成的，將兩個翼型的翼弦共線，可盡可能保 持原有NACA系列翼型特性。實施例二結(jié)合圖3、4和試驗，進一步說明本實用新型下面以翼弦弦長c為單位1，對本實用新型的具體實施方式
作進一步的描述葉片的橫剖面采用NACA4415翼型，最大彎度f是弦長的4%，最大彎度位置xf離 前緣為弦長的40%，最大厚度d是弦長的15%。后緣重疊率為15.38%。從圖4給出的海水流速與渦輪機轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖可知，雙向葉片渦輪機動能最大轉(zhuǎn) 化率可達60%，平均轉(zhuǎn)化率為37%，與單向葉片渦輪機轉(zhuǎn)化率(37.6%)近乎相同。在相同 轉(zhuǎn)化率下，雙向所適用的工況范圍比單向的廣。同時從圖5空化實驗結(jié)果得出，所述模型防 空化效果較好。本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對實用新型構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本實用新 型的保護范圍不應(yīng)當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也及 于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求用于海洋能發(fā)電渦輪機的雙向葉片，其特征在于所述的葉片包括工作面迎向正向來流的上半部和工作面迎向反向來流的下半部，所述的上半部和下半部的橫剖面均采用NACA系列翼型，所述的上半部的后緣與所述的下半部的后緣重疊形成完整的葉片。
2.如權(quán)利要求1所述的用于海洋能發(fā)電渦輪機的雙向葉片，其特征在于所述的上半 部和下半部的重疊率為1/L，其中L是葉片弦長，1為上半部和下半部重疊部分的弦長。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于海洋能發(fā)電渦輪機的雙向葉片，其特征在于在橫截 面上、所述的上半部的翼型和下半部的翼型呈中心對稱。
4.如權(quán)利要求3所述的用于海洋能發(fā)電渦輪機的雙向葉片，其特征在于在橫截面上、 所述的上半部的翼型和下半部的翼型的翼弦共線。
專利摘要用于海洋能發(fā)電渦輪機的雙向葉片，所述的葉片包括工作面迎向正向來流的上半部和工作面迎向反向來流的下半部，所述的上半部和下半部的橫剖面均采用NACA系列翼型，所述的上半部的后緣與所述的下半部的后緣重疊形成完整的葉片。本實用新型葉片結(jié)構(gòu)簡單，具有雙向流動的海流能或潮流能下，能有效地轉(zhuǎn)化來流動能，提高海洋能的出力，保持供電的連續(xù)性的優(yōu)點。
文檔編號F03B3/12GK201582031SQ200920202390
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者俞小偉, 張旭, 王立, 董志勇, 韓偉, 顏效凡 申請人:浙江工業(yè)大學