雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)，包括發(fā)電機(jī)、水平軸、支架、水平旋轉(zhuǎn)軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)葉片、外涵道、內(nèi)涵道、輪轂、導(dǎo)流葉片和旋渦發(fā)生裝置，多個(gè)導(dǎo)流葉片沿輪轂的軸心均勻分布，且導(dǎo)流葉片的下端均與輪轂固定連接，多個(gè)導(dǎo)流葉片的上端均與內(nèi)涵道的內(nèi)壁連接，輪轂設(shè)置在內(nèi)涵道的進(jìn)風(fēng)端，旋渦發(fā)生裝置安裝在內(nèi)涵道的出風(fēng)端的外側(cè)，內(nèi)涵道設(shè)置在外涵道內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)葉片安裝在內(nèi)涵道出風(fēng)口處且位于導(dǎo)流葉片的下游。本發(fā)明通過借助外涵道將風(fēng)力機(jī)外側(cè)的氣體引入風(fēng)力機(jī)的后側(cè)，并在旋渦發(fā)生裝置后產(chǎn)生呈軸對(duì)稱分布流向和展向旋渦，以此對(duì)風(fēng)力機(jī)的低速氣體產(chǎn)生抽吸作用，增加了風(fēng)力機(jī)前后的壓差，提高了對(duì)微風(fēng)級(jí)別的風(fēng)能利用率。
【專利說明】雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微風(fēng)風(fēng)力機(jī)，尤其涉及一種雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力機(jī)是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機(jī)，是借助空氣流推動(dòng)葉片以獲取風(fēng)能，并同時(shí)將其轉(zhuǎn)換成有用的機(jī)械能或電能的動(dòng)力裝置，風(fēng)能作為可再生的、無污染的自然能源被人們高度重視；但是理論上氣動(dòng)轉(zhuǎn)換的極限效率(即貝茲極限)為59.3 %，傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī)工作風(fēng)速范圍的風(fēng)能利用率約為30-45 %，低速風(fēng)力機(jī)約10-30%，風(fēng)力機(jī)在低速時(shí)常常處于空轉(zhuǎn)或發(fā)出極少的電能，在微風(fēng)級(jí)別(3-4m/s)的風(fēng)能利用方面，國內(nèi)外當(dāng)前的風(fēng)力機(jī)風(fēng)能利用率更低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種用于微風(fēng)級(jí)別的雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0005]本發(fā)明包括發(fā)電機(jī)、水平軸、支架、水平旋轉(zhuǎn)軸承和轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片通過水平軸與所述發(fā)電機(jī)連接，且安裝在所述支架上，所述水平旋轉(zhuǎn)軸承安裝在所述支架內(nèi)，所述風(fēng)力機(jī)還包括外涵道、內(nèi)涵道、輪轂、導(dǎo)流葉片和旋渦發(fā)生裝置，多個(gè)所述導(dǎo)流葉片沿所述輪轂的軸心均勻分布，且所述導(dǎo)流葉片的下端均與所述輪轂固定連接，多個(gè)所述導(dǎo)流葉片的上端均與所述內(nèi)涵道的內(nèi)壁連接，所述輪轂設(shè)置在所述內(nèi)涵道的進(jìn)風(fēng)端，所述旋渦發(fā)生裝置安裝在所述內(nèi)涵道的出風(fēng)端的外側(cè)，所述內(nèi)涵道設(shè)置在所述外涵道內(nèi)，且所述內(nèi)涵道與所述外涵道的中軸線位于同一水平位置，所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片安裝在所述內(nèi)涵道出風(fēng)口處且位于所述導(dǎo)流葉片的下游。
[0006]從內(nèi)涵道通過的氣流經(jīng)過導(dǎo)向葉片進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)葉片流道，推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，從外涵道進(jìn)入的氣流在轉(zhuǎn)動(dòng)葉片后與內(nèi)涵道氣流進(jìn)行摻混，通過旋渦發(fā)生裝置使其產(chǎn)生了沿圓周方向呈軸對(duì)稱分布的旋渦，帶走轉(zhuǎn)動(dòng)葉片下游的低速流體，降低動(dòng)葉下游區(qū)域的壓力，從而增大轉(zhuǎn)動(dòng)葉片前后的壓力差，提高了通過風(fēng)力機(jī)的氣流焓降，從而提高風(fēng)能利用率。
[0007]具體地，所述外涵道內(nèi)壁的中部和出風(fēng)端通過設(shè)置多個(gè)平行于所述水平軸的筋板與所述內(nèi)涵道的外壁固定連接，所述外涵道的外壁與所述支架連接。
[0008]作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片為沿葉高方向扭曲成型的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。
[0009]具體地，所述旋渦發(fā)生裝置由沿所述內(nèi)涵道圓周方向呈軸對(duì)稱分布的邊緣為層疊狀的10個(gè)花瓣型導(dǎo)流片組成。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:
[0011]本發(fā)明雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)通過借助外涵道將風(fēng)力機(jī)外側(cè)的氣體引入風(fēng)力機(jī)的后側(cè)，并在旋渦發(fā)生裝置后產(chǎn)生呈軸對(duì)稱分布流向和展向旋渦，以此對(duì)風(fēng)力機(jī)的低速氣體產(chǎn)生抽吸作用，增加了風(fēng)力機(jī)前后的壓差，提高了對(duì)微風(fēng)級(jí)別的風(fēng)能利用率?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明所述雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)的安裝示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明所述雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)的主視圖；
[0014]圖3是圖2的側(cè)視圖；
[0015]圖4是本發(fā)明所述內(nèi)涵道與所述旋渦發(fā)生裝置的主視圖；
[0016]圖5是圖4的側(cè)視圖；
[0017]圖6是本發(fā)明所述導(dǎo)流葉片與所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的安裝主視圖；
[0018]圖7是圖6的側(cè)視圖；
[0019]圖8是本發(fā)明所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的主視圖；
[0020]圖9是圖8的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0022]如圖1至圖9所示，本發(fā)明雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)，包括發(fā)電機(jī)6、水平軸3、支架7、水平旋轉(zhuǎn)軸承8、外涵道5、內(nèi)涵道4、輪轂11、導(dǎo)流葉片1、沿葉高方向扭曲成型的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片2和由沿內(nèi)涵道4圓周方向呈軸對(duì)稱分布的邊緣為層疊狀的10個(gè)花瓣型導(dǎo)流片組成的旋渦發(fā)生裝置9，水平旋轉(zhuǎn)軸承8安裝在支架7內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)葉片2通過水平軸3與發(fā)電機(jī)6連接，且設(shè)置在內(nèi)涵道4出風(fēng)口處并位于導(dǎo)流葉片I的下游，輪轂11設(shè)置在內(nèi)涵道4的進(jìn)風(fēng)端，多個(gè)導(dǎo)流葉片I沿輪轂11的軸心均勻分布，且導(dǎo)流葉片I的下端均與輪轂11固定連接，多個(gè)導(dǎo)流葉片I的上端均與內(nèi)涵道4的內(nèi)壁連接，旋渦發(fā)生裝置9安裝在內(nèi)涵道4的出風(fēng)端的外側(cè)，內(nèi)涵道4設(shè)置在外涵道5內(nèi)，且內(nèi)涵道4與外涵道5的中軸線位于同一水平位置，外涵道5內(nèi)壁的中部和出風(fēng)端通過設(shè)置多個(gè)平行于水平軸3的筋板與內(nèi)涵道4的外壁固定連接，外涵道5的外壁與支架7連接。
[0023]本發(fā)明雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)的工作原理如下:
[0024]本風(fēng)力機(jī)在工作時(shí)，從內(nèi)涵道4通過的氣流經(jīng)過導(dǎo)向葉片進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)葉片2流道，推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片2旋轉(zhuǎn)做功，同時(shí)氣流速度降低；而進(jìn)入收斂型的外涵道5的氣流，經(jīng)過外涵道5的加速具有較高的風(fēng)速，該股氣流經(jīng)外涵道5及位于外涵道5的下游且安裝在內(nèi)涵道4出風(fēng)口的旋渦發(fā)生裝置9后與內(nèi)涵道4流出的氣流發(fā)生摻混，一方面，外涵道5高速氣流會(huì)攜帶走內(nèi)涵道4轉(zhuǎn)動(dòng)葉片2下游的低速氣流；另一方面，兩股不同流速的氣流由于發(fā)生摻混，在內(nèi)涵道4與外涵道5的交界面處產(chǎn)生旋渦，并向下游發(fā)展，在降低外涵道5下游壓力的同時(shí)，進(jìn)一步降低了內(nèi)涵道4轉(zhuǎn)動(dòng)葉片2下游區(qū)域的壓力，增大了轉(zhuǎn)動(dòng)葉片2前后的壓力差，提高了通過風(fēng)力機(jī)內(nèi)涵氣流的焓降，從而提高了微風(fēng)級(jí)別風(fēng)能的利用率，實(shí)現(xiàn)了在低風(fēng)速下風(fēng)能向機(jī)械能的高效轉(zhuǎn)化。
[0025]本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述具體實(shí)施例的限制，凡是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)，包括發(fā)電機(jī)、水平軸、支架、水平旋轉(zhuǎn)軸承和轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片通過水平軸與所述發(fā)電機(jī)連接，且安裝在所述支架上，所述水平旋轉(zhuǎn)軸承安裝在所述支架內(nèi)，其特征在于:還包括外涵道、內(nèi)涵道、輪轂、導(dǎo)流葉片和漩渦發(fā)生裝置，多個(gè)所述導(dǎo)流葉片沿所述輪轂的軸心均勻分布，且所述導(dǎo)流葉片的下端均與所述輪轂固定連接，多個(gè)所述導(dǎo)流葉片的上端均與所述內(nèi)涵道的內(nèi)壁連接，所述輪轂設(shè)置在所述內(nèi)涵道的進(jìn)風(fēng)端，所述漩渦發(fā)生裝置安裝在所述內(nèi)涵道的出風(fēng)端的外側(cè)，所述內(nèi)涵道設(shè)置在所述外涵道內(nèi)，且所述內(nèi)涵道與所述外涵道的中軸線位于同一水平位置，所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片安裝在所述內(nèi)涵道出風(fēng)口處且位于所述導(dǎo)流葉片的下游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)，其特征在于:所述外涵道內(nèi)壁的中部和出風(fēng)端通過設(shè)置多個(gè)平行于所述水平軸的筋板與所述內(nèi)涵道的外壁固定連接，所述外涵道的外壁與所述支架連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)，其特征在于:所述導(dǎo)流葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)葉片為沿葉高方向扭曲成型的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙涵道式水平軸微風(fēng)風(fēng)力機(jī)，其特征在于:所述漩渦發(fā)生裝置由沿所述內(nèi)涵道圓周方向呈軸對(duì)稱分布的邊緣為層疊狀的10個(gè)花瓣型導(dǎo)流片組成。
【文檔編號(hào)】F03D9/00GK103939279SQ201410178821
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】顏培剛, 韓萬龍, 史亮, 韓萬金, 王洪鵬, 顧忠華 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)