多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)專(zhuān)用三維渦輪葉片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)專(zhuān)用三維渦輪葉片屬于渦輪葉片領(lǐng)域，也屬于風(fēng)力渦輪葉片、水力用渦輪葉片領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]在多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品研制中，一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題專(zhuān)用渦輪葉片的設(shè)計(jì)，要能滿足高、低風(fēng)速下都能正常工作，特別是當(dāng)流體的流速低于2米/秒時(shí)，葉片的扭矩極低，無(wú)法驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。現(xiàn)有的流體渦輪葉片，包括風(fēng)力、水力渦輪葉片，當(dāng)風(fēng)速或水流速度低于2米/秒時(shí)，發(fā)電機(jī)無(wú)法正常有效地工作，其原因之一是葉片的設(shè)計(jì)無(wú)法接受這種流體動(dòng)能。目前所有的流體渦輪葉片設(shè)計(jì)都基本上基于一維或二維流體動(dòng)能的收集，考慮三維流動(dòng)的設(shè)計(jì)極少，所以流體動(dòng)能的利用率非常低，一般都是8-15%左右，并且都有一個(gè)最低流速的限制。實(shí)際上當(dāng)渦輪葉片在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，流體都處于三維流動(dòng)狀態(tài)，且在風(fēng)力、水力的河流、洋流、潮夕、波浪流動(dòng)中，大部份流體的流速只有0.5-3米/秒的低速狀態(tài)下。如何能在三維流動(dòng)的低速度狀態(tài)下設(shè)計(jì)出高效率的葉片，并使其在高低流速狀態(tài)下都能大大提高流體動(dòng)能的利用率，這在工程上是一個(gè)極其有價(jià)值的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本專(zhuān)利公開(kāi)一種多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)專(zhuān)用三維渦輪葉片是利用最新國(guó)際流體工程設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行了特殊改進(jìn)設(shè)計(jì)，特別是針對(duì)葉片扭面脊線、葉盆、葉背幾何曲線進(jìn)行了特殊的修正，拋棄了傳統(tǒng)的脊線、葉盆、葉背曲線，成功地設(shè)計(jì)出適用于高、低速三維流體用渦輪葉片，其明顯特點(diǎn)是沒(méi)有了明顯的葉盆形狀，其葉片截面和整體葉片呈動(dòng)態(tài)魚(yú)形態(tài)，其流速在0.5米/秒以上的速度下都能正常工作，即使流速在0.5米/秒以下，其扭矩也比通常葉片高出40%，電機(jī)也可以部份發(fā)電，其流體動(dòng)能利用率可達(dá)到15-45%。葉片的材質(zhì)可以是不銹鋼、合金鋼、鋁合金、玻璃鋼、碳纖維、木材及各類(lèi)新型固體材料。本專(zhuān)利的渦輪葉片所設(shè)計(jì)出的葉片數(shù)據(jù)可以直接送入數(shù)控加工中心直接加工出葉片或成型模具，制造容易，精度高。改變流體介質(zhì)，對(duì)于風(fēng)力、水力都能方便地設(shè)計(jì)制造出渦輪葉片。渦輪葉片的尺寸可以按發(fā)電機(jī)功率大小進(jìn)行選配?？傊?，一種多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)專(zhuān)用三維渦輪葉片，其特征在于:專(zhuān)用三維渦輪葉片是利用最新國(guó)際流體工程設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行了特殊改進(jìn)設(shè)計(jì)，特別是針對(duì)葉片扭面脊線、葉盆、葉背幾何曲線進(jìn)行了特殊的修正，拋棄了傳統(tǒng)的脊線、葉盆、葉背曲線，成功地設(shè)計(jì)出適用于高、低速三維流體用渦輪葉片，其明顯特點(diǎn)是沒(méi)有了明顯的葉盆形狀，其三維渦輪葉片截面和整體葉片呈動(dòng)態(tài)魚(yú)形狀，在特定的軟件程序下，根據(jù)電機(jī)功率、介質(zhì)種類(lèi)生成全部數(shù)據(jù)和葉片圖形，然后將數(shù)據(jù)和圖形直接送入數(shù)控加工中心，制造出相應(yīng)三維渦輪葉片或模型，三片或多片葉片組成渦輪，在0.5米/秒以上的風(fēng)速、水流速下多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)能正常工作，流體動(dòng)能利用率達(dá)25-45%。三維渦輪葉片的材質(zhì)是不銹鋼、合金鋼、鋁鎂合金、玻璃鋼、木材、碳纖維及各類(lèi)新型固體材料，三維渦輪葉片尺寸可以根據(jù)發(fā)電機(jī)功率選擇。三維渦輪葉片可用于風(fēng)力、水力、海洋洋流、潮夕、海浪、河流中的流體，也可用于多用途集成渦輪電動(dòng)機(jī)。
[0004]具體實(shí)施例。
[0005]作為實(shí)例，不失一般性，以3千瓦多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)專(zhuān)用三維渦輪葉片例予以簡(jiǎn)要說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1，呈動(dòng)態(tài)魚(yú)形狀的三維渦輪葉片(3千瓦發(fā)電機(jī)用)的正視圖。
[0007]圖2，呈動(dòng)態(tài)魚(yú)形狀的三維渦輪葉片(3千瓦發(fā)電機(jī)用)的90度側(cè)視圖。
[0008]圖3，呈動(dòng)態(tài)魚(yú)形狀的三維渦輪葉片(3千瓦發(fā)電機(jī)用)的45度側(cè)視圖。
[0009]圖4，呈動(dòng)態(tài)魚(yú)形狀的三維渦輪葉片(3千瓦發(fā)電機(jī)用)的任意空間立體圖。
[0010]從圖片不難看出，葉片是一個(gè)形狀復(fù)雜的空間形體，三維渦輪葉片截面和整體葉片呈動(dòng)態(tài)魚(yú)形狀，其全部尺寸信息都記錄在相應(yīng)的圖片軟件資料中。由這些圖片數(shù)據(jù)可以直接送入數(shù)控加工中心直接進(jìn)行加工。葉片接頭按相應(yīng)分組系列標(biāo)準(zhǔn)成型。
[0011]葉片集成時(shí)，通常是三片組成一個(gè)渦輪，也可以多片組成渦輪。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)專(zhuān)用三維渦輪葉片，其特征在于:專(zhuān)用三維渦輪葉片是利用最新國(guó)際流體工程設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行了特殊改進(jìn)設(shè)計(jì)，特別是針對(duì)葉片扭面脊線、葉盆、葉背幾何曲線進(jìn)行了特殊的修正，拋棄了傳統(tǒng)的脊線、葉盆、葉背曲線，成功地設(shè)計(jì)出適用于高、低速三維流體用渦輪葉片，其明顯特點(diǎn)是沒(méi)有了明顯的葉盆形狀，其三維渦輪葉片截面和整體葉片呈動(dòng)態(tài)魚(yú)形狀，在特定的軟件程序下，根據(jù)電機(jī)功率、介質(zhì)種類(lèi)生成全部數(shù)據(jù)和葉片圖形，然后將數(shù)據(jù)和圖形直接送入數(shù)控加工中心，制造出相應(yīng)三維渦輪葉片或模型，三片或多片葉片組成渦輪，在0.5米/秒以上的風(fēng)速、水流速下多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)能正常工作，流體動(dòng)能利用率達(dá)25-45%，三維渦輪葉片的材質(zhì)是不銹鋼、合金鋼、鋁鎂合金、玻璃鋼、木材、碳纖維及各類(lèi)新型固體材料，三維渦輪葉片尺寸可以根據(jù)發(fā)電機(jī)功率選擇，三維渦輪葉片可用于風(fēng)力、水力、海洋洋流、潮夕、海浪、河流中的流體，也可用于多用途集成渦輪電動(dòng)機(jī)。
【專(zhuān)利摘要】一種多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)專(zhuān)用三維渦輪葉片，是利用現(xiàn)有的最新國(guó)內(nèi)外流體工程設(shè)計(jì)軟件，特別是針對(duì)葉片扭面脊線、葉盆、葉背幾何曲線進(jìn)行了特殊的修正，成功地設(shè)計(jì)出適用于高、低速三維流體用渦輪葉片，其明顯特點(diǎn)是沒(méi)有了明顯的葉盆形狀，其葉片截面和整體葉片呈動(dòng)態(tài)魚(yú)形態(tài)，而且即使是流速在0.5米/秒以上的速度下都能正常工作，其流體動(dòng)能利用率可以達(dá)到15-45%。本發(fā)明的渦輪葉片所設(shè)計(jì)出的葉片數(shù)據(jù)可以直接送入數(shù)控加工中心直接加工出葉片或成型模具，制造容易，精度高。改變流體介質(zhì)，對(duì)于風(fēng)力、水力都能方便地設(shè)計(jì)制造出渦輪葉片。渦輪葉片的尺寸可以按發(fā)電機(jī)功率大小進(jìn)行選配。
【IPC分類(lèi)】F03B3-12, F03D11-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104747384
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310742183
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】謝宛芝
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月30日