專利名稱：具有收縮擴張流道的并列分布排列式垂直軸水力、風(fēng)力機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種垂直軸水力、風(fēng)力機，特別是一種具有收縮擴張流道的并列分布排列式水力、風(fēng)力裝置。
背景技術(shù)：
與風(fēng)類似，湍流不停的江河水以及海洋中由于存在溫度、鹽度的不同或是風(fēng)的吹拂而引起的水平運動的海流同樣會產(chǎn)生巨大的能量從而也可被利用來發(fā)電。水流中的能量與其流速的平方和流量成正比，一般來說，最大流速在2米/秒以上的水道，其水流能均具有可開發(fā)利用的價值。而這樣的區(qū)域在地球上分布較為廣泛，因此水流能是一種非常豐富的可再生能源資源。據(jù)理論估算，全球海流能可高達5TW。近幾年來，海流能的利用得到了突飛猛進的發(fā)展，許多發(fā)達國家都投入巨額資金用于海流能的開發(fā)和海流能發(fā)電裝置的研制。尤其是在英國，全尺寸的海流能發(fā)電裝置已經(jīng)通過了海上測試并實現(xiàn)了并網(wǎng)發(fā)電，標志著產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化開發(fā)海流能的時代即將到來。我國海域中海流的流速多在每小時0. 5海里，且流量變化不大，流向較為穩(wěn)定。如果以平均流量每秒100立方米計算，僅我國近海和沿岸海流的能量就可達到一億千瓦以上。其中遼寧、山東、浙江、福建和臺灣沿海的海流能較為豐富，不少水道的能量密度約為 15^30kff/m2，如浙江的舟山群島的金塘、龜山和西候門水道，平均功率密度均在20kW/m2以上，而這些區(qū)域都為沿海較為發(fā)達地區(qū)，利用水流能(風(fēng)力)發(fā)電可為滿足這些地區(qū)經(jīng)濟和社會快速發(fā)展所需要的電力提供有力保障。在某些區(qū)域，水流(風(fēng))往往只有正反兩個方向。當(dāng)水速(風(fēng)速)較小時，可能導(dǎo)致水力(風(fēng)力機)無法啟動。

實用新型內(nèi)容本實用新型提出一種具有收縮擴張流道的并列分布排列式垂直軸水力、風(fēng)力機， 這種裝置不但能夠最大程度地收集水流(風(fēng))能，并利用擴壓段，有效降低收縮擴張流道中喉部處的壓力，提高水(風(fēng))在流道喉部處的流動速度，從而可進一步提高垂直軸式渦輪機的能量轉(zhuǎn)換效率。為了達到上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案一種具有收縮擴張流道的并列分布排列式水力、風(fēng)力機，包括垂直軸升力型水力、 風(fēng)力機及垂直于水平面的收縮擴張流道，其特征在于有多個完全相同的水力、風(fēng)力機組單元排列分布，每個水力、風(fēng)力機組單元的渦輪機位于各自的收縮擴張流道的喉部。收縮擴張流道的收縮比(進口面積/喉部面積)為1. 2 50，擴張比(出口面積/ 喉部面積)1.2 50。上述擴壓段，有效降低收縮擴張流道喉部處的壓力，明顯提高流體在喉部處的流動速度，從而可進一步提高上述類型渦輪機的能量轉(zhuǎn)換效率。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的實質(zhì)性特點和優(yōu)點渦輪機處在收縮擴張流道的喉部。由于流道后部存在一個擴壓段，該流道中水(風(fēng))的壓力一直低于周邊的環(huán)境壓力，在喉部處壓力為最低，只有在出口處壓力才恢復(fù)到環(huán)境壓力，因此，在喉部處對流體流動的增速效果顯著。

圖1是本實用新型分布式垂直軸水(風(fēng))力機的一個水平方向截面圖。
具體實施方式
本實用新型的一個優(yōu)選實施例是如圖1，在某一水(風(fēng))道，該水力(風(fēng)力)機組采用3組半徑R為1-4米的垂直軸升力型水力(風(fēng)力)機(2)安裝于收縮擴張流道(1)之中， 收縮擴張流道(1)固定安裝，垂直于水平面，其收縮比(進口面積/喉部面積)為1.2-50， 擴張比(出口面積/喉部面積)為1. 2-50，收縮擴張流道的前部收縮段與后部擴張段完全對稱布置，收縮擴張流道長度取10-20米。
權(quán)利要求1.一種具有收縮擴張流道的并列分布排列式垂直軸水力、風(fēng)力機，包括垂直軸升力型渦輪機(2)及垂直于水平面的收縮擴張流道(1 )，其特征在于有多個水力、風(fēng)力機組單元并列分布排列，每個水力、風(fēng)力機單元的渦輪機(2)安裝于各自的收縮擴張流道(1)的喉部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有收縮擴張流道的并列分布排列式垂直軸水力、風(fēng)力機，其特征在于所述收縮擴張流道(1)的收縮比——進口面積/喉部面積為1.2飛0，擴張比——出口面積/喉部面積為1. 2 50。
專利摘要本實用新型涉及一種具有收縮擴張流道的并列分布排列式水力、風(fēng)力機。它包括垂直軸升力型渦輪機和一垂直于水平面的收縮擴張流道，多個水力、風(fēng)力機組單元并列排列分布，每個水力、風(fēng)力機組的渦輪機安裝于各自的收縮擴張通道的喉部。當(dāng)收縮擴張通道中的水流(風(fēng))通過渦輪機所在位置時，由于收縮擴張通道的作用，流體在流道內(nèi)先增速，到喉部時速度將達到最大，壓力降低，流過喉部以后，隨著流道擴張，壓力緩慢回升，水(風(fēng))的流動速度逐漸減小，因此該設(shè)計的裝置可較大幅度地提高通過渦輪機的流體速度，從而能更高效地實現(xiàn)將水流(風(fēng))的動能轉(zhuǎn)換為機械能，進而轉(zhuǎn)化為電能的這一能量轉(zhuǎn)換過程。
文檔編號F03D3/04GK201963456SQ20102065471
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者孫曉晶, 黃典貴 申請人:上海大學(xué)