一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及潮流能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片。
【背景技術(shù)】
[0002]能源短缺是當(dāng)今全世界共同面對(duì)的難題，開發(fā)新能源，研宄新的節(jié)能技術(shù)，走可持續(xù)發(fā)展之路是全人類的必然選擇。海洋能源是地球上最大的儲(chǔ)備能源，是不需要燃料的理想能源，是不污染環(huán)境的清潔能源，是持續(xù)的可再生能源。潮流能源于太陽和月球的引力，是海洋能源的重要分支，與波浪能、潮汐能、太陽能和風(fēng)能一樣，屬于一種可開發(fā)利用的自然能源，是海洋能源中最穩(wěn)定、最規(guī)律、最不受天氣影響且分布最廣的、清潔可再生的、非常具有發(fā)展前途的海洋能源。廣闊的淺海、海峽、海灣或河口都蘊(yùn)藏著巨大的潮流能，如何更好地利用這些可再生能源對(duì)不可再生能源日益減少的當(dāng)今社會(huì)十分重要。水平軸潮流能發(fā)電裝置是潮流能利用領(lǐng)域里的主流裝置，在這種利用潮流動(dòng)能的發(fā)電裝置中，透平作為發(fā)電裝置的一次能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，將潮流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其性能好壞直接決定了機(jī)組的效率?，F(xiàn)階段，水平軸潮流能發(fā)電裝置的技術(shù)大多參考風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，水平軸潮流能發(fā)電裝置透平葉片與風(fēng)力機(jī)類似。
[0003]本發(fā)明是為了適應(yīng)雙向流水平軸潮流能發(fā)電裝置所設(shè)計(jì)的透平葉片，借鑒了傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的設(shè)計(jì)理念，考慮到水流與風(fēng)在能量密度、流速及物理特性方面的巨大差異，對(duì)傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片進(jìn)行全新設(shè)計(jì)，旨在大幅提高水平軸潮流能發(fā)電裝置透平的能量采集效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種提高自變矩響應(yīng)速度，迅速切換到指定工作狀態(tài)，最長(zhǎng)時(shí)間保持運(yùn)轉(zhuǎn)姿態(tài)，最大限度的捕獲潮流能能量的高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片。
[0005]采用的技術(shù)方案是:
一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片，是以傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的造型為基準(zhǔn)進(jìn)行全新設(shè)計(jì)，包括葉片前緣、葉片后緣、葉片標(biāo)準(zhǔn)截面、葉片轉(zhuǎn)軸。所述的設(shè)定為葉片標(biāo)準(zhǔn)截面布設(shè)在距葉根平面沿翼展方向75%葉片長(zhǎng)度處，采用對(duì)稱翼型，葉片轉(zhuǎn)軸由原來葉片轉(zhuǎn)軸位置，調(diào)整優(yōu)化后葉片轉(zhuǎn)軸位置移向葉片前緣，以葉片標(biāo)準(zhǔn)截面為基準(zhǔn)，調(diào)整優(yōu)化后葉片轉(zhuǎn)軸位置處于葉片標(biāo)準(zhǔn)截面的沿弦線方向，距葉片標(biāo)準(zhǔn)截面前端0~35%葉片標(biāo)準(zhǔn)截面弦長(zhǎng)的范圍內(nèi)，使調(diào)整優(yōu)化后葉片轉(zhuǎn)軸位置較葉片氣動(dòng)中心位置更接近葉片前緣。為使葉片適應(yīng)雙向流，葉片標(biāo)準(zhǔn)截面采用對(duì)稱翼型；為使葉片迅速到達(dá)預(yù)定工作位置并保持運(yùn)轉(zhuǎn)姿態(tài)，對(duì)葉片根部葉片前緣方向做性能優(yōu)化，設(shè)成優(yōu)化后根部前緣；為在自變矩葉片自動(dòng)變距時(shí)提供額外力矩，設(shè)有力矩補(bǔ)償裝置，根據(jù)需要，將力矩補(bǔ)償裝置設(shè)置在葉片后緣的葉根位置或葉尖位置或葉根與葉尖之間某一位置，構(gòu)成一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片。
[0006]上述的自變矩潮流能葉片，采用減重的中空結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是:
適合雙向流
增效，提高自變矩響應(yīng)速度，迅速切換到指定工作狀態(tài)，最長(zhǎng)時(shí)間保持運(yùn)轉(zhuǎn)姿勢(shì)，最大限度的捕獲潮流能能量。
[0008]減重，采用中空結(jié)構(gòu)，填充輕質(zhì)閉孔耐水材料，降低重力對(duì)系統(tǒng)的影響，降低材料成本。
[0009]易啟動(dòng)，提供額外自啟動(dòng)力矩，縮短透平啟動(dòng)時(shí)間。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中說明:加粗的輪廓線所圍成的區(qū)域是傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的造型。1、優(yōu)化后根部前緣、2、調(diào)整優(yōu)化后葉片轉(zhuǎn)軸位置、3、原來葉片轉(zhuǎn)軸位置、4、力矩補(bǔ)償裝置、5、葉片前緣、6、葉片后緣、7、葉片標(biāo)準(zhǔn)截面。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，加粗的輪廓線所圍成的區(qū)域是傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的造型，本發(fā)明是為了適應(yīng)雙向流水平軸潮流能發(fā)電裝置所全新設(shè)計(jì)的透平葉片，借鑒了傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的設(shè)計(jì)理念，考慮到水流與風(fēng)在能量密度方面的巨大差異，對(duì)傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，旨在大幅提高水平軸潮流能發(fā)電裝置透平的能量采集效率。
[0013]一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片，是以傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的造型為基準(zhǔn)進(jìn)行全新設(shè)計(jì)，包括葉片前緣5、葉片后緣6、葉片標(biāo)準(zhǔn)截面、葉片轉(zhuǎn)軸。所述的設(shè)定為葉片標(biāo)準(zhǔn)截面7布設(shè)在距葉根平面沿翼展方向75%葉片長(zhǎng)度處，采用對(duì)稱翼型，葉片轉(zhuǎn)軸由原來葉片轉(zhuǎn)軸位置3，調(diào)整優(yōu)化后葉片轉(zhuǎn)軸位置2移向葉片前緣5，以葉片標(biāo)準(zhǔn)截面為基準(zhǔn)，調(diào)整優(yōu)化后葉片轉(zhuǎn)軸位置處于葉片標(biāo)準(zhǔn)截面的沿弦線方向，距葉片標(biāo)準(zhǔn)截面前端0~35%葉片標(biāo)準(zhǔn)截面弦長(zhǎng)的范圍內(nèi)，使調(diào)整優(yōu)化后葉片轉(zhuǎn)軸位置較葉片氣動(dòng)中心位置更接近葉片前緣。為使葉片適應(yīng)雙向流，葉片標(biāo)準(zhǔn)截面7采用對(duì)稱翼型；為使葉片迅速到達(dá)預(yù)定工作位置并保持運(yùn)轉(zhuǎn)姿態(tài)，對(duì)葉片根部葉片前緣方向做性能優(yōu)化，設(shè)成優(yōu)化后根部前緣I ;為在自變矩葉片自動(dòng)變距時(shí)提供額外力矩，設(shè)有力矩補(bǔ)償裝置4，根據(jù)需要，將力矩補(bǔ)償裝置4設(shè)置在葉片后緣6的葉根位置或葉尖位置或葉根與葉尖之間某一位置(見圖1)，構(gòu)成一種高效水平軸自變矩潮流能透平葉片，其自變矩潮流能葉片，采用減重的中空結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效水平軸自變矩潮流能透平葉片，是以傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的造型為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括葉片前緣(5)、葉片后緣(6)、葉片標(biāo)準(zhǔn)截面、葉片轉(zhuǎn)軸，其特征在于所述的設(shè)定為葉片標(biāo)準(zhǔn)截面(7)布設(shè)在距葉根平面沿翼展方向75%葉片長(zhǎng)度處，采用對(duì)稱翼型，葉片轉(zhuǎn)軸由原來葉片轉(zhuǎn)軸位置(3)，調(diào)整優(yōu)化后葉片轉(zhuǎn)軸位置(2)移向葉片前緣(5)，以葉片標(biāo)準(zhǔn)截面為基準(zhǔn)，調(diào)整優(yōu)化后葉片轉(zhuǎn)軸位置處于葉片標(biāo)準(zhǔn)截面的沿弦線方向，距葉片標(biāo)準(zhǔn)截面前端0~35%葉片標(biāo)準(zhǔn)截面弦長(zhǎng)的范圍內(nèi)，使調(diào)整優(yōu)化后葉片轉(zhuǎn)軸位置較葉片氣動(dòng)中心位置更接近葉片前緣；為使葉片適應(yīng)雙向流，葉片標(biāo)準(zhǔn)截面(7)采用對(duì)稱翼型；為使葉片迅速到達(dá)預(yù)定工作位置并保持運(yùn)轉(zhuǎn)姿態(tài)，對(duì)葉片根部葉片前緣方向做性能優(yōu)化，設(shè)成優(yōu)化后根部前緣(I);為在自變矩葉片自動(dòng)變距時(shí)提供額外力矩，設(shè)有力矩補(bǔ)償裝置(4)，根據(jù)需要，將力矩補(bǔ)償裝置(4)設(shè)置在葉片后緣(6)的葉根位置或葉尖位置或葉根與葉尖之間某一位置，構(gòu)成一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片，其特征在于所述的自變矩潮流能葉片，采用減重的中空結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片，以水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片為基準(zhǔn)全新設(shè)計(jì)，包括葉片前緣、葉片后緣、葉片標(biāo)準(zhǔn)截面、葉片轉(zhuǎn)軸。葉片標(biāo)準(zhǔn)截面布設(shè)在距葉根平面沿翼展方向75%葉片長(zhǎng)度處，葉片轉(zhuǎn)軸由原來葉片轉(zhuǎn)軸位置，調(diào)整并移向葉片前緣，調(diào)整優(yōu)化后葉片轉(zhuǎn)軸位置處于葉片標(biāo)準(zhǔn)截面的沿弦線方向，距葉片標(biāo)準(zhǔn)截面前端0~35%葉片標(biāo)準(zhǔn)截面弦長(zhǎng)的范圍內(nèi)。葉片標(biāo)準(zhǔn)截面采用適應(yīng)雙向流的對(duì)稱翼型；為使葉片迅速到達(dá)預(yù)定工作位置并保持運(yùn)轉(zhuǎn)姿態(tài)，設(shè)成優(yōu)化后根部前緣；為在自變矩葉片自動(dòng)變距時(shí)提供額外力矩，在葉片后緣設(shè)有力矩補(bǔ)償裝置。本發(fā)明提高自變矩響應(yīng)速度，迅速切換到指定工作狀態(tài)，最長(zhǎng)時(shí)間保持運(yùn)轉(zhuǎn)姿勢(shì)，最大限度的捕獲潮流能量。
【IPC分類】F03B13-26, F03B3-12
【公開號(hào)】CN104847569
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510228893
【發(fā)明人】戴崢崢
【申請(qǐng)人】沈陽風(fēng)電設(shè)備發(fā)展有限責(zé)任公司
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日