專(zhuān)利名稱(chēng)：聚能增速的立軸風(fēng)、水力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)、水力機(jī)，特別是一種適合任意風(fēng)向的聚能增速的立軸風(fēng)、 水力機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是可再生能源中發(fā)展最快的清潔能源，也是最具有大規(guī)模開(kāi)發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式。1993年到2003年的10年間，世界風(fēng)力發(fā)電的年增長(zhǎng)率達(dá)到四.7%。到 2006年末，全球風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到7422. 3萬(wàn)千瓦，風(fēng)力發(fā)電量占到世界總電量的0. 5%。其中歐洲總裝機(jī)容量為4邪4. 5萬(wàn)千瓦，占世界風(fēng)電裝機(jī)容量的65. 4%。2006年德國(guó)風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到2062. 2萬(wàn)千瓦，占全世界的1 / 4以上。歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)在近期的一份報(bào)告中，用詳實(shí)的數(shù)據(jù)和精辟的分析描述了未來(lái)世界風(fēng)力發(fā)電的情景，并預(yù)計(jì)到2020年風(fēng)力發(fā)電將占世界電力總量的12%。風(fēng)能作為未來(lái)能源供應(yīng)重要組成部分的戰(zhàn)略地位受到世界各國(guó)的普遍重視。我國(guó)風(fēng)能資源儲(chǔ)量豐富，具備大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的資源條件。現(xiàn)有的達(dá)里厄升力型風(fēng)(水)力機(jī)，如圖1，當(dāng)風(fēng)向從左向右時(shí)，翼I、翼II、翼III以及翼1乂分別受到的升力為？11213和&。由于F1>F3以及F4>F2，對(duì)轉(zhuǎn)軸0，形成一個(gè)扭矩， 使得旋轉(zhuǎn)。當(dāng)風(fēng)機(jī)工作時(shí)，正功大于負(fù)功，能夠驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)180度后，翼I、翼II、翼III 和翼IV的做功情況剛好相反，如此旋轉(zhuǎn)就可以連續(xù)工作了。對(duì)于這幾種風(fēng)輪，處在0點(diǎn)以上翼型做負(fù)功，0點(diǎn)以下的翼型做正功。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述根本性的問(wèn)題而提供一種聚能增速的立軸風(fēng)、水力機(jī)，能夠最大程度地收集風(fēng)能，并提高風(fēng)能利用率。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案—種聚能增速的立軸風(fēng)、水力機(jī)，包括聚能板和渦輪，其特征在于所述聚能板為平板或弧形板，對(duì)稱(chēng)安裝在所述渦輪的外圍，且與渦輪的外徑的距離為渦輪直徑的0. 0001 0.2倍，每個(gè)所述聚能板與聚能板內(nèi)接圓切線間的夾角a為50° 75°。上述聚能板(1)板長(zhǎng)為所述渦輪( 直徑的0. 2 100倍，個(gè)數(shù)為1 500個(gè)，在軸向?qū)ΨQ(chēng)分布，所述聚能板⑴安裝在所述渦輪⑶的上游，且與風(fēng)、水流向的夾角為25 60度。上述渦輪(3)具有2 20個(gè)均勻軸對(duì)稱(chēng)安置的升力型翼型葉片、或阻力型葉片、 或升阻耦合型葉片(4)。上述的渦輪可以是升力型、也可以是阻力型、還可以是升阻耦合型，2 30個(gè)葉片，中心軸繞著風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)安置。上述的渦輪的半徑為0.001m 1000m，垂直高度為0. OOlm 1000m。上述的聚能板為平板或者為一定曲率的弧形板，每個(gè)聚能-遮蔽板與其內(nèi)接圓切線間的夾角a為50° 75°。上述的聚能板的個(gè)數(shù)為1 500個(gè)，在軸向均勻分布，其板長(zhǎng)或弦長(zhǎng)為風(fēng)輪直徑的0. 2 100倍。上述立軸風(fēng)、水力機(jī)有上面板與下面板。兩塊面板之間安裝翼型葉片和聚能板， 以及連接葉片的支撐骨架，由普通軸承或磁懸浮支撐。聚能板安裝在上下面板之間，可以焊接也可以利用卡槽固定。在上面板的中心開(kāi)一個(gè)比轉(zhuǎn)子直徑略大的孔，上端蓋用螺絲固定于上面板上，便于翼型葉片部分的安裝與維護(hù)。上述立軸風(fēng)電機(jī)組也可以無(wú)上面板與下面板，風(fēng)輪豎直安裝在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，而其聚能一遮蔽板可以在周?chē)苯右凿摻罨炷两Y(jié)構(gòu)成型。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見(jiàn)的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型提供的一種風(fēng)、水力機(jī)，適用于任意風(fēng)、水流向，渦輪葉片由于聚能板能以更高的尖速比旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，外圍是靜止的聚能板，制造工藝簡(jiǎn)單，在同等條件下，有效的提高風(fēng)能利用率。

[0017]圖1是已有技術(shù)的達(dá)里厄升力型風(fēng)、水力機(jī)原理示意圖[0018]圖2是本發(fā)明聚能增速的立軸風(fēng)、水力機(jī)原理示意圖；[0019]圖3是圖2中G—G處剖面圖；[0020]圖4是圖2中G—G處剖面圖；[0021]圖5是圖2中上端蓋剖面圖；[0022]圖6是風(fēng)輪為一種阻力葉輪的示意圖；[0023]圖7是風(fēng)輪為另一種阻力葉輪的示意圖；[0024]圖8是風(fēng)輪為一種升阻力混合葉輪的示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖說(shuō)明如下實(shí)施例1 參見(jiàn)圖2和圖3，本聚能增速的立軸風(fēng)、水力機(jī)是翼型葉片4采用 naca0018翼型，四個(gè)翼型葉片4軸向?qū)ΨQ(chēng)分布在直徑為6m的圓周上，用鋼結(jié)構(gòu)連接到旋轉(zhuǎn)軸處構(gòu)成渦輪3，聚能板1為6塊平均均勻軸對(duì)稱(chēng)分布，夾度a取65°，聚能板1的長(zhǎng)度取細(xì)，立軸風(fēng)、水力機(jī)高度取15m，聚能板1的高度取15m，板厚取5mm。本裝置有固定底座9， 其上是連接筒式安裝架10，筒式安裝架10上固定安裝一塊圓形下面板11，下面板11的上方有一塊與其同樣形狀和大小的圓形上面板6，上下面板6、11中心區(qū)通過(guò)軸承安裝渦輪3， 聚能板1按照?qǐng)D3所示排列，利用卡槽卡接在上下面板6、11之間，筒式安裝架10處于下面板11下面的中心區(qū)安裝風(fēng)輪立軸的驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。參見(jiàn)圖5，上面板6中心開(kāi)一個(gè)比渦輪轉(zhuǎn)子直徑略大的孔，用一塊蓋板7通過(guò)螺釘固定封住孔口，以便于翼型葉片部分的安裝與維修。實(shí)施例2 本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例是參見(jiàn)圖6，渦輪3采用如圖8所示的吊鉤狀阻力型葉輪。聚能板1如圖所示為平板，其他同實(shí)施例1。實(shí)施例3 本實(shí)用新型的第三個(gè)實(shí)施例是參見(jiàn)圖7，渦輪3采用如圖6所示的直線接圓弧型阻力型葉輪。其他同實(shí)施例1。實(shí)施例4 本實(shí)用新型的第四個(gè)實(shí)施例是參見(jiàn)圖8，渦輪3采用如圖7所示的半圓弧型升阻力耦合型葉輪。其他同實(shí)施例1。
權(quán)利要求1.一種聚能增速的立軸風(fēng)、水力機(jī)，包括聚能板(1)和渦輪(3)，其特征在于所述聚能板(1)為平板或弧形板，對(duì)稱(chēng)安裝在所述渦輪(3)的外圍，且與渦輪(3)的外徑的距離為渦輪(3)直徑的0. 0001 0. 2倍，每個(gè)所述聚能板(1)與聚能板內(nèi)接圓(2)切線間的夾角a 為 50° 75°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚能增速的立軸風(fēng)、水力機(jī)，其特征在于所述渦輪(3)的半徑為 0. OOlm-IOOOm,垂直高度為 0. OOlm 1000m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚能增速的立軸風(fēng)、水力機(jī)，其特征在于所述聚能板(1) 板長(zhǎng)為所述渦輪C3)直徑的0. 2 100倍，個(gè)數(shù)為1 500個(gè)，在軸向?qū)ΨQ(chēng)分布，所述聚能板(1)安裝在所述渦輪(3)的上游，且與風(fēng)、水流向的夾角為25 60度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚能增速的立軸風(fēng)、水力機(jī)，其特征在于所述渦輪C3)具有 2 20個(gè)均勻軸對(duì)稱(chēng)安置的升力型翼型葉片、阻力型葉片或升阻耦合型葉片(4)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種聚能增速的立軸風(fēng)、水力機(jī)。它包括聚能板和立軸型渦輪，聚能板是平板或弧形板。聚能板對(duì)稱(chēng)安裝在渦輪的外圍，且與風(fēng)輪外徑的距離為渦輪直徑的0.0001-0.2倍，同時(shí)聚能板與聚能板內(nèi)接圓切線的夾角α為50°-75°。風(fēng)、水力機(jī)適用于任意來(lái)流方向的風(fēng)、水流方向，收縮流道可以大幅度地提高流速，遮蔽板還可以減少渦輪逆風(fēng)側(cè)的能量損耗，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能、水能的高效利用。
文檔編號(hào)F03D3/04GK201963467SQ20102065471
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者安啟蒙, 黃典貴 申請(qǐng)人:上海大學(xué)