專利名稱：高效風(fēng)力渦輪機(jī)的制作方法
高效風(fēng)力渦輪機(jī)(簡稱高效風(fēng)力渦輪機(jī)，以下同)主要用于風(fēng)力發(fā)電，它是現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)的一次革新。
據(jù)估計，全世界每年的風(fēng)能竟相當(dāng)于65萬億度電能，比全世界人工發(fā)電總量還大若干倍。風(fēng)力的利用，雖然歷史悠久，進(jìn)展卻甚為遲緩，其中主要原因是風(fēng)力變化多端，難以利用，直到現(xiàn)在，人們?nèi)匀粵]有大規(guī)模利用風(fēng)力的能力，目前人們已能用改變?nèi)~片螺距的方法保持風(fēng)輪恒速轉(zhuǎn)動，然而現(xiàn)風(fēng)輪機(jī)仍然沿襲原始大風(fēng)車，能量轉(zhuǎn)化效率較低，而且功率較小。因此改進(jìn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率和效率，對于風(fēng)力的利用是極為重要的高效風(fēng)輪機(jī)的外型以及對風(fēng)能的利用途徑和現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)不同。它主要由三部分組成集風(fēng)罩、導(dǎo)氣管、高效渦輪機(jī)(

圖1)。集風(fēng)罩是一個喇叭狀聚集氣流的裝置，導(dǎo)氣管為圓臺管狀。它們的作用是使氣流加速，通過集風(fēng)罩和導(dǎo)氣管的共同加速，可使氣流加速至超音速。在導(dǎo)氣管的末端裝有節(jié)流閥門(圖1)，可控制氣流的大小，進(jìn)而控制渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速。高效渦輪機(jī)為高效封閉反沖式(圖4)，由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，轉(zhuǎn)輪為轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的中心噴頭為定子。中心噴頭(圖3)的主要作用是改變氣流方向，同時兼作轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)軸，中心噴頭內(nèi)有一錐形劈，從導(dǎo)氣管流進(jìn)的高速氣流，在錐形劈上被分開，向其四周流動，成為垂直原來流動方向的氣流，在中心噴頭的外圓上有分布均勻的噴嘴，每兩個嘴對應(yīng)的圓心角都相等(圖4)，從各噴嘴噴出的氣流都沿各噴嘴所在圓切線方向上噴出。中心噴頭兩側(cè)的軸上裝有轉(zhuǎn)動軸承(圖2)。渦輪由渦輪蓋和轉(zhuǎn)輪相蓋合而，渦輪蓋為圓錐狀；轉(zhuǎn)輪內(nèi)壁上有分布均勻的輪葉，每個輪葉對應(yīng)的外壁上有反沖口，每兩個輪葉對應(yīng)的圓心角也相等，反沖口的噴氣方向與中心噴頭各噴嘴噴氣方向相反，并且在轉(zhuǎn)輪所在圓的切線方向上。氣流從中心噴頭各噴嘴噴出，先沖擊輪葉做功，受阻氣流從反沖口全部噴發(fā)再次做功。
下面是附圖簡介圖1，高效風(fēng)力渦輪機(jī)整圖，1、集風(fēng)罩，2、導(dǎo)氣管，3、節(jié)流閥門，4、高效封閉反沖渦輪機(jī)，5、傳動軸。圖2、高效封閉反沖渦輪機(jī)構(gòu)示意圖，1、渦輪蓋，2軸承，3、中心噴頭，4、噴嘴，5、轉(zhuǎn)輪，6輪葉。圖3中心噴頭縱截面示意圖，1、進(jìn)氣管，2、錐形劈，3、轉(zhuǎn)軸。圖4，1、高效封閉反沖渦輪機(jī)橫截面示意圖，1、中心噴頭，2、轉(zhuǎn)輪，3、輪葉，4、噴嘴。
高效風(fēng)力渦輪機(jī)在現(xiàn)有技術(shù)下實現(xiàn)不是十分困難的，主要問題是集風(fēng)罩和渦輪機(jī)的制造，集風(fēng)罩是決定功率大小的主要部件，口徑在幾十到幾百米，材料的選擇很重要，如果用作高空風(fēng)輪機(jī)(距地面10公里)對材料的要求更高，還有高空停留和方向控制等問題；高效封閉反沖渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，又是能量轉(zhuǎn)化部件，所以構(gòu)造要結(jié)實、精良，可用鑄造方式或組合方式制造，軸承常規(guī)軸承即可。
權(quán)利要求
1.高效力風(fēng)力渦輪機(jī)能較大規(guī)模的利用風(fēng)力，它主要由三部分組成集風(fēng)罩、導(dǎo)氣管、高效封閉反沖渦輪機(jī)。使用集風(fēng)罩是高效風(fēng)力渦輪機(jī)的主要特征，它和導(dǎo)氣管主要作用是使氣流加速。
2.高效風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過控制氣流的大小來控制的，這是高效風(fēng)力渦輪又一特征。在進(jìn)氣管末端裝有節(jié)流閥門，通過它控制氣流的大小，進(jìn)而控制渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速。
3.使用高效封閉反沖渦輪機(jī)是高效風(fēng)力渦輪機(jī)的重要特征，這種渦輪機(jī)為封閉反沖式，氣流無損耗性泄露，運(yùn)轉(zhuǎn)阻力小，功率大。
全文摘要
高效風(fēng)力渦輪機(jī)主要用于風(fēng)力發(fā)電,是現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)的一次革新,它能較大規(guī)模的利用風(fēng)力。這種風(fēng)輪機(jī)先用集風(fēng)罩收集氣流,將自然氣流變?yōu)楦邏簹饬?再推動高效封閉反沖渦輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。高效封閉反沖渦輪機(jī)能量轉(zhuǎn)化率高,轉(zhuǎn)速快,轉(zhuǎn)速控制容易。需要解決的問題是高效封閉反沖渦輪機(jī)的制造以及用作高空風(fēng)力渦輪機(jī)時集風(fēng)罩的制造和高空停留問題。
文檔編號F03D1/04GK1196446SQ9711041
公開日1998年10月21日 申請日期1997年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月15日
發(fā)明者武永華 申請人:武永華