雙涵道式水平軸微風風力的製造方法
2023-12-04 20:30:46
雙涵道式水平軸微風風力的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙涵道式水平軸微風風力機，包括發電機、水平軸、支架、水平旋轉軸承、轉動葉片、外涵道、內涵道、輪轂、導流葉片和旋渦發生裝置，多個導流葉片沿輪轂的軸心均勻分布，且導流葉片的下端均與輪轂固定連接，多個導流葉片的上端均與內涵道的內壁連接，輪轂設置在內涵道的進風端，旋渦發生裝置安裝在內涵道的出風端的外側，內涵道設置在外涵道內，轉動葉片安裝在內涵道出風口處且位於導流葉片的下遊。本發明通過藉助外涵道將風力機外側的氣體引入風力機的後側，並在旋渦發生裝置後產生呈軸對稱分布流向和展向旋渦，以此對風力機的低速氣體產生抽吸作用，增加了風力機前後的壓差，提高了對微風級別的風能利用率。
【專利說明】雙涵道式水平軸微風風力機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微風風力機，尤其涉及一種雙涵道式水平軸微風風力機。
【背景技術】
[0002]風力機是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發動機，是藉助空氣流推動葉片以獲取風能，並同時將其轉換成有用的機械能或電能的動力裝置，風能作為可再生的、無汙染的自然能源被人們高度重視；但是理論上氣動轉換的極限效率(即貝茲極限)為59.3 %，傳統風力機工作風速範圍的風能利用率約為30-45 %，低速風力機約10-30%，風力機在低速時常常處於空轉或發出極少的電能，在微風級別(3-4m/s)的風能利用方面，國內外當前的風力機風能利用率更低。
【發明內容】
[0003]本發明的目的就在於為了解決上述問題而提供一種用於微風級別的雙涵道式水平軸微風風力機。
[0004]本發明通過以下技術方案來實現上述目的:
[0005]本發明包括發電機、水平軸、支架、水平旋轉軸承和轉動葉片，所述轉動葉片通過水平軸與所述發電機連接，且安裝在所述支架上，所述水平旋轉軸承安裝在所述支架內，所述風力機還包括外涵道、內涵道、輪轂、導流葉片和旋渦發生裝置，多個所述導流葉片沿所述輪轂的軸心均勻分布，且所述導流葉片的下端均與所述輪轂固定連接，多個所述導流葉片的上端均與所述內涵道的內壁連接，所述輪轂設置在所述內涵道的進風端，所述旋渦發生裝置安裝在所述內涵道的出風端的外側，所述內涵道設置在所述外涵道內，且所述內涵道與所述外涵道的中軸線位於同一水平位置，所述轉動葉片安裝在所述內涵道出風口處且位於所述導流葉片的下遊。
[0006]從內涵道通過的氣流經過導向葉片進入轉動葉片流道，推動轉動葉片旋轉，從外涵道進入的氣流在轉動葉片後與內涵道氣流進行摻混，通過旋渦發生裝置使其產生了沿圓周方向呈軸對稱分布的旋渦，帶走轉動葉片下遊的低速流體，降低動葉下遊區域的壓力，從而增大轉動葉片前後的壓力差，提高了通過風力機的氣流焓降，從而提高風能利用率。
[0007]具體地，所述外涵道內壁的中部和出風端通過設置多個平行於所述水平軸的筋板與所述內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]作為優選，所述轉動葉片為沿葉高方向扭曲成型的轉動葉片。
[0009]具體地，所述旋渦發生裝置由沿所述內涵道圓周方向呈軸對稱分布的邊緣為層疊狀的10個花瓣型導流片組成。
[0010]本發明的有益效果在於:
[0011]本發明雙涵道式水平軸微風風力機通過藉助外涵道將風力機外側的氣體引入風力機的後側，並在旋渦發生裝置後產生呈軸對稱分布流向和展向旋渦，以此對風力機的低速氣體產生抽吸作用，增加了風力機前後的壓差，提高了對微風級別的風能利用率。【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明所述雙涵道式水平軸微風風力機的安裝示意圖；
[0013]圖2是本發明所述雙涵道式水平軸微風風力機的主視圖；
[0014]圖3是圖2的側視圖；
[0015]圖4是本發明所述內涵道與所述旋渦發生裝置的主視圖；
[0016]圖5是圖4的側視圖；
[0017]圖6是本發明所述導流葉片與所述轉動葉片的安裝主視圖；
[0018]圖7是圖6的側視圖；
[0019]圖8是本發明所述轉動葉片的主視圖；
[0020]圖9是圖8的側視圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0022]如圖1至圖9所示，本發明雙涵道式水平軸微風風力機，包括發電機6、水平軸3、支架7、水平旋轉軸承8、外涵道5、內涵道4、輪轂11、導流葉片1、沿葉高方向扭曲成型的轉動葉片2和由沿內涵道4圓周方向呈軸對稱分布的邊緣為層疊狀的10個花瓣型導流片組成的旋渦發生裝置9，水平旋轉軸承8安裝在支架7內，轉動葉片2通過水平軸3與發電機6連接，且設置在內涵道4出風口處並位於導流葉片I的下遊，輪轂11設置在內涵道4的進風端，多個導流葉片I沿輪轂11的軸心均勻分布，且導流葉片I的下端均與輪轂11固定連接，多個導流葉片I的上端均與內涵道4的內壁連接，旋渦發生裝置9安裝在內涵道4的出風端的外側，內涵道4設置在外涵道5內，且內涵道4與外涵道5的中軸線位於同一水平位置，外涵道5內壁的中部和出風端通過設置多個平行於水平軸3的筋板與內涵道4的外壁固定連接，外涵道5的外壁與支架7連接。
[0023]本發明雙涵道式水平軸微風風力機的工作原理如下:
[0024]本風力機在工作時，從內涵道4通過的氣流經過導向葉片進入轉動葉片2流道，推動轉動葉片2旋轉做功，同時氣流速度降低；而進入收斂型的外涵道5的氣流，經過外涵道5的加速具有較高的風速，該股氣流經外涵道5及位於外涵道5的下遊且安裝在內涵道4出風口的旋渦發生裝置9後與內涵道4流出的氣流發生摻混，一方面，外涵道5高速氣流會攜帶走內涵道4轉動葉片2下遊的低速氣流；另一方面，兩股不同流速的氣流由於發生摻混，在內涵道4與外涵道5的交界面處產生旋渦，並向下遊發展，在降低外涵道5下遊壓力的同時，進一步降低了內涵道4轉動葉片2下遊區域的壓力，增大了轉動葉片2前後的壓力差，提高了通過風力機內涵氣流的焓降，從而提高了微風級別風能的利用率，實現了在低風速下風能向機械能的高效轉化。
[0025]本發明的技術方案不限於上述具體實施例的限制，凡是根據本發明的技術方案做出的技術變形，均落入本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種雙涵道式水平軸微風風力機，包括發電機、水平軸、支架、水平旋轉軸承和轉動葉片，所述轉動葉片通過水平軸與所述發電機連接，且安裝在所述支架上，所述水平旋轉軸承安裝在所述支架內，其特徵在於:還包括外涵道、內涵道、輪轂、導流葉片和漩渦發生裝置，多個所述導流葉片沿所述輪轂的軸心均勻分布，且所述導流葉片的下端均與所述輪轂固定連接，多個所述導流葉片的上端均與所述內涵道的內壁連接，所述輪轂設置在所述內涵道的進風端，所述漩渦發生裝置安裝在所述內涵道的出風端的外側，所述內涵道設置在所述外涵道內，且所述內涵道與所述外涵道的中軸線位於同一水平位置，所述轉動葉片安裝在所述內涵道出風口處且位於所述導流葉片的下遊。
2.根據權利要求1所述的雙涵道式水平軸微風風力機，其特徵在於:所述外涵道內壁的中部和出風端通過設置多個平行於所述水平軸的筋板與所述內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.根據權利要求1所述的雙涵道式水平軸微風風力機，其特徵在於:所述導流葉片和轉動葉片為沿葉高方向扭曲成型的轉動葉片。
4.根據權利要求1所述的雙涵道式水平軸微風風力機，其特徵在於:所述漩渦發生裝置由沿所述內涵道圓周方向呈軸對稱分布的邊緣為層疊狀的10個花瓣型導流片組成。
【文檔編號】F03D9/00GK103939279SQ201410178821
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】顏培剛, 韓萬龍, 史亮, 韓萬金, 王洪鵬, 顧忠華 申請人:哈爾濱工業大學