專利名稱：一種混合式升力型葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種葉輪，具體是一種利用流體流速做功的葉輪。
背景技術(shù)：
目前，大部分水輪機利用高水頭壓力來做功，這種水輪機在高水位落差時，效率較高。但是對于低水頭甚至一些微水頭的河道上面，如果利用傳統(tǒng)的靠壓力來做功的水輪機來轉(zhuǎn)化能量的話，效率較低，經(jīng)濟型較差。對于水平軸葉輪其葉輪轉(zhuǎn)軸與來流風(fēng)向平行，所以稱為水平軸葉輪。水平軸水輪機輪采用升力型葉片，其優(yōu)勢在于能量利用率較高，可以利用變槳來控制啟動、高效運行和空氣動力剎車(控制轉(zhuǎn)速)，因而應(yīng)用廣泛。雖然水平軸風(fēng)力機效率較高，但劣勢的地方在于，其主要做功區(qū)域集中在靠近葉片尖部的部分，而靠近葉片根部的葉片部分做功能力很弱，言外之意，整個掃風(fēng)面積內(nèi)的風(fēng)能只有靠外圍的那部分風(fēng)就有較高的做功能力。立軸葉輪其葉輪轉(zhuǎn)軸與來流風(fēng)向垂直。傳統(tǒng)的升力型立軸葉輪葉片有兩次吸功的特點，第一次做功能力不足，第二次做功能力又極弱，進而存在整體做功能力較弱的問題。但是升力型立軸葉輪有一個很大的優(yōu)勢在于，其將葉片安裝在支撐臂的末端，因此做功作用力集中在支撐臂的末端，哪怕很小的力都可能具有很大力臂。為此，若能發(fā)明一種水平和立軸相混合的葉輪，能充分發(fā)揮兩種葉輪的優(yōu)勢，同時又能解決常規(guī)水平軸葉輪葉根部位做功低和的問題，又能解決傳統(tǒng)立軸葉輪葉片兩次做功效率較低的問題，則可以大大提高葉輪的整體能量轉(zhuǎn)化效率。所以，這里針對以上問題提出了一種利用水平和立軸混合式的升力型葉片構(gòu)成的，主要利用水流的高流速來做功的新型水輪機。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是為提高低水頭河道或者海流能能量轉(zhuǎn)化的效率，而提供的一種新型水輪機。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:一種混合式升力型葉輪，包括殼體、轉(zhuǎn)軸、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上的兩個或兩個以上升力型葉片、與所述的轉(zhuǎn)軸連接的發(fā)電機，所述殼體具有流體入口和流體出口，在殼體內(nèi)居中還設(shè)置有一錐形導(dǎo)流罩，所述的發(fā)電機設(shè)置在所述的錐形導(dǎo)流罩內(nèi)，所述的升力型葉片位于所述的流體出口內(nèi)，在所述的錐形導(dǎo)流罩與殼體之間形成一環(huán)形通道，在升力型葉片與殼體之間形成一集流室，所述環(huán)形通道和集流室連通，其特征在于:所述的升力型葉片與轉(zhuǎn)軸成一小銳角，升力型葉片一端為圓形端蓋，升力型葉片另一端為環(huán)形端蓋。所述的環(huán)形端蓋的內(nèi)圓半徑大于等于流體出口通道的半徑。錐形導(dǎo)流罩底端外邊面與所述圓形端蓋相臨。 在所述環(huán)形端蓋蓋外有調(diào)槳裝置。通過調(diào)漿可以變化葉輪葉片的槳距角。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型混合式升力型葉輪的有益效果是:[0013]1、該葉輪的轉(zhuǎn)軸與來流風(fēng)向一致，掃風(fēng)面積受導(dǎo)流罩開口圓的限制，具有水平軸葉輪的特點，其變槳方法和功能與傳統(tǒng)水平軸葉輪一致。但其升力型葉片安裝采用了立軸式安裝方法，因此綜合而言此葉輪為一種水平和立軸相混合的葉輪。2、該混合式葉輪將水平軸掃風(fēng)面內(nèi)所有的風(fēng)能通過風(fēng)向轉(zhuǎn)化，都集中在對力臂末端升力型葉片做功，使得整個展向都具有較好做功能力，克服了水平軸葉輪葉根端做功能力弱的缺點。3、該葉輪葉片采用葉片環(huán)向進風(fēng)的設(shè)計改造，環(huán)向進風(fēng)，且葉片在周向任何角度都有加大攻角，較好的做功能力，克服了傳統(tǒng)升力型立軸葉輪兩次做功，且做功不足的缺點，充分發(fā)揮了升力型垂直軸葉輪葉片受力集中在末端的優(yōu)勢。4、傳統(tǒng)直葉片變槳距立軸風(fēng)輪的變槳目的增大了部分方位角的做功能力，而新型葉輪因為環(huán)向進風(fēng)，所以在軸向各方位角的葉片始終都具有傳統(tǒng)變槳立軸葉輪最佳方位角的葉片的做功能力。5、傳統(tǒng)直葉片變槳距立軸風(fēng)輪的設(shè)計不具有較好啟動和控制功率轉(zhuǎn)速，以及流體動力剎車的功能。然而，新型葉輪的變槳距風(fēng)輪繼承了水平軸葉輪的變槳方法，利用變槳來較好的啟動、高效運行和執(zhí)行流體動力學(xué)剎車，這也克服了傳統(tǒng)立軸風(fēng)輪的啟動難和效率低和轉(zhuǎn)速控制難的不足。6.此葉輪可以作為小型的風(fēng)輪和河道上無壩發(fā)電的水輪機。

圖1是本實用新型混合式升力型葉輪的正視剖面示意圖。其中:1、葉輪軸；2、升力型葉片；3、支撐臂；4、錐形導(dǎo)流罩；5、支架；6、發(fā)電機；7、圓形端蓋；8、環(huán)形端蓋；9、入口流道；10、出口 ；11、環(huán)形通道；12、集流室。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細說明。如圖1所示，本實用新型水平和垂直混合型葉輪，葉輪的主體包括了葉輪軸I，在風(fēng)輪軸I上安裝有2片以上的等截面的升力型葉片2;升力型葉片的一端與圓形端蓋7相連，升力型葉片的另一端與環(huán)形端蓋8相連。葉輪帶動的發(fā)電機6固定在封閉的錐形導(dǎo)流罩4內(nèi)部，錐形導(dǎo)流罩通過支架5固定于入口流道9的內(nèi)部，導(dǎo)流罩同時也處于葉輪的上游。流體首先進入入口流道9，在錐形導(dǎo)流罩4的影響下，流體由入口流道9進入環(huán)形流道11，最后進入集流室12 ;流體在集流室12繼續(xù)流動，垂直進入升力型葉片2旋轉(zhuǎn)區(qū)域，然后經(jīng)過環(huán)形端蓋9，從出水通道出口 10流出。本實用新型葉輪，具有高的效率，可以作為小型的風(fēng)輪和河道上無壩發(fā)電的水輪機。
權(quán)利要求1.一種混合式升力型葉輪，包括殼體、轉(zhuǎn)軸、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上的兩個或兩個以上升力型葉片、與所述的轉(zhuǎn)軸連接的發(fā)電機，所述殼體具有流體入口和流體出口，在殼體內(nèi)居中還設(shè)置有一錐形導(dǎo)流罩，所述的發(fā)電機設(shè)置在所述的錐形導(dǎo)流罩內(nèi)，所述的升力型葉片位于所述的流體出口內(nèi)，在所述的錐形導(dǎo)流罩與殼體之間形成一環(huán)形通道，在升力型葉片與殼體之間形成一集流室，所述環(huán)形通道和集流室連通，其特征在于:所述的升力型葉片與轉(zhuǎn)軸成一小銳角，升力型葉片一端為圓形端蓋，升力型葉片另一端為環(huán)形端蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式升力型葉輪，其特征在于:所述的環(huán)形端蓋的內(nèi)圓半徑大于等于流體出口通道的半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式升力型葉輪，其特征在于:錐形導(dǎo)流罩底端外邊面與所述圓形端蓋相臨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式升力型葉輪，其特征在于:在所述環(huán)形端蓋蓋外有調(diào)槳裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種混合式升力型葉輪，包括殼體、轉(zhuǎn)軸、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上的兩個或兩個以上升力型葉片、與所述的轉(zhuǎn)軸連接的發(fā)電機，所述殼體具有流體入口和流體出口，在殼體內(nèi)居中還設(shè)置有一錐形導(dǎo)流罩，所述的發(fā)電機設(shè)置在所述的錐形導(dǎo)流罩內(nèi)，所述的升力型葉片位于所述的流體出口內(nèi)，在所述的錐形導(dǎo)流罩與殼體之間形成一環(huán)形通道，在升力型葉片與殼體之間形成一集流室，所述環(huán)形通道和集流室連通，其特征在于所述的升力型葉片與轉(zhuǎn)軸成一小銳角，升力型葉片一端為圓形端蓋，升力型葉片另一端為環(huán)形端蓋。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型葉輪具有高效的效率，適用于小型的風(fēng)輪和河道上無壩發(fā)電的水輪機。
文檔編號F03B3/14GK203035434SQ20132000130
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者趙振宙, 葉芬, 黃娟, 原紅紅, 鄭源, 趙振寧 申請人:河海大學(xué)