專(zhuān)利名稱(chēng)：用于海洋能發(fā)電渦輪機(jī)的雙向葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)的雙向葉片，特別是一種用于海洋能發(fā)電渦輪機(jī)的雙向葉片。
背景技術(shù)：
海洋能主要包括海流能、潮汐能、波浪能、溫差能和鹽差能等，它是一種巨大的可 再生綠色能源，可謂取之不盡、用之不竭。其中海流能或潮流能是海洋能中具有靈活性的能 源，具有貯量豐富，地理位置分布廣泛，相對(duì)其他自然能源的能量密度高等特點(diǎn)。通常，由大 氣運(yùn)動(dòng)、行星風(fēng)系、海洋密度差、地球自轉(zhuǎn)力形成的海流以及受月球、太陽(yáng)引力作用形成的 潮流，其流動(dòng)的方向在一段時(shí)間內(nèi)沿著某一個(gè)方向流動(dòng)(單向流動(dòng))，而在另一時(shí)段內(nèi)則又 沿著反方向流動(dòng)，因此海流或潮流的方向是雙向的。海流或潮流發(fā)電渦輪機(jī)的單向葉片只 能利用單向流動(dòng)的動(dòng)能發(fā)電，發(fā)電時(shí)間較短，海流能或潮流能的利用率較低。為了充分利用 具有雙向流動(dòng)的海流能或潮流能，以保持供電的連續(xù)性，有必要研制海流或潮流發(fā)電渦輪 機(jī)的雙向葉片。 現(xiàn)有的用于海洋能發(fā)電的渦輪機(jī)葉片大部分為定向海流或潮流設(shè)計(jì)的單向葉片， 這種單向葉片渦輪機(jī)的工況范圍比較固定，僅當(dāng)海水與葉片正面迎流時(shí)，渦輪機(jī)工作發(fā)電， 當(dāng)來(lái)流反向時(shí)，葉片升力減小，同時(shí)伴隨阻力增大，渦輪機(jī)將無(wú)法正常工作。雖然海水受天 體運(yùn)動(dòng)、潮水漲落以及海水溫度變化等多種因素的影響，總是在流動(dòng)著，但其來(lái)流方向不停 改變，渦輪機(jī)葉片很多的工作時(shí)間內(nèi)，將無(wú)可避免的以較大的攻角迎流(0° 360° )，致 使這種渦輪機(jī)海水動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率降低，不能達(dá)到所設(shè)計(jì)的理論出力要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明基于流體動(dòng)力學(xué)原理提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的低速海洋能 發(fā)電渦輪機(jī)的雙向葉片，尤其在具有雙向流動(dòng)的海流能或潮流能下，盡可能有效地轉(zhuǎn)化來(lái) 流動(dòng)能，提高海洋能的出力，保持供電的連續(xù)性的特點(diǎn)。
用于海洋能發(fā)電渦輪機(jī)的雙向葉片，其特征在于所述的葉片包括工作面迎向正
向來(lái)流的上半部和工作面迎向反向來(lái)流的下半部，所述的上半部和下半部的橫剖面均采用
NACA系列翼型，所述的上半部的后緣與所述的下半部的后緣重疊形成完整的葉片。 進(jìn)一步，所述的上半部和下半部的重疊率為1/L，其中L是葉片弦長(zhǎng)，1為上半部和
下半部重疊部分的弦長(zhǎng)。 進(jìn)一步，在橫截面上、所述的上半部的翼型和下半部的翼型呈中心對(duì)稱(chēng)。 進(jìn)一步，在橫截面上、所述的上半部的翼型和下半部的翼型的翼弦共線(xiàn)。 本發(fā)明的構(gòu)思是葉片的上半部和下半部均采用NACA系列翼型，上半部的工作面
迎向正向來(lái)流，將正向來(lái)流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為渦輪機(jī)的機(jī)械能；下半部的工作面迎向反向來(lái)流，
將反向來(lái)流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為渦輪機(jī)的機(jī)械能，使渦輪機(jī)在正向來(lái)流和反向來(lái)流情形均可有效
地工作。


圖1為本發(fā)明的立體示意圖 圖2為上半部和下半部的翼型參數(shù)不相同時(shí)橫剖面的示意圖
圖3為上半部和下半部的翼型參數(shù)相同時(shí)橫剖面的示意圖
圖4為采用實(shí)施例二得出海水流速與渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖
圖5為采用實(shí)施例二得出的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速與空化數(shù)的關(guān)系圖
具體實(shí)施方式

實(shí)施例一 參照?qǐng)Dl-3，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明 用于海洋能發(fā)電渦輪機(jī)的雙向葉片，所述的葉片1包括工作面迎向正向來(lái)流的上 半部11和工作面迎向反向來(lái)流的下半部12，所述的上半部11和下半部12的橫剖面均采用 NACA系列翼型，所述的上半部11的后緣與所述的下半部12的后緣重疊形成完整的葉片。
所述的上半部11和下半部12的重疊率為1/L，其中L是葉片弦長(zhǎng)，1為上半部和 下半部重疊部分的弦長(zhǎng)。 在橫截面上、所述的上半部11的翼型和下半部12的翼型呈中心對(duì)稱(chēng)。所述的上 半部11和下半部12的翼型參數(shù)相同，且上半部11的翼弦與下半部12的翼弦共線(xiàn)。
本發(fā)明的構(gòu)思是葉片1的上半部和下半部均采用NACA系列翼型，上半部11的工 作面迎向正向來(lái)流，將正向來(lái)流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為渦輪機(jī)的機(jī)械能；下半部12的工作面迎向反 向來(lái)流，將反向來(lái)流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為渦輪機(jī)的機(jī)械能，使渦輪機(jī)在正向來(lái)流和反向來(lái)流情形 均可有效地工作. 升力是由翼型剖面上、下表面壓力差形成的，將兩個(gè)翼型的翼弦共線(xiàn)，可盡可能保
持原有NACA系列翼型特性。 實(shí)施例二 結(jié)合圖3、4和試驗(yàn)，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明 下面以翼弦弦長(zhǎng)c為單位l，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的描述 葉片的橫剖面采用NACA4415翼型，最大彎度f(wàn)是弦長(zhǎng)的4%，最大彎度位置xf離
前緣為弦長(zhǎng)的40X，最大厚度d是弦長(zhǎng)的15%。后緣重疊率為15.38%。 從圖4給出的海水流速與渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖可知，雙向葉片渦輪機(jī)動(dòng)能最大轉(zhuǎn)
化率可達(dá)60%，平均轉(zhuǎn)化率為37%，與單向葉片渦輪機(jī)轉(zhuǎn)化率(37.6%)近乎相同。在相同
轉(zhuǎn)化率下，雙向所適用的工況范圍比單向的廣。同時(shí)從圖5空化實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，所述模型防
空化效果較好。 本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù) 范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù) 人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
用于海洋能發(fā)電渦輪機(jī)的雙向葉片，其特征在于所述的葉片包括工作面迎向正向來(lái)流的上半部和工作面迎向反向來(lái)流的下半部，所述的上半部和下半部的橫剖面均采用NACA系列翼型，所述的上半部的后緣與所述的下半部的后緣重疊形成完整的葉片。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于海洋能發(fā)電渦輪機(jī)的雙向葉片，其特征在于所述的上半部和下半部的重疊率為1/L，其中L是葉片弦長(zhǎng)，1為上半部和下半部重疊部分的弦長(zhǎng)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的用于海洋能發(fā)電渦輪機(jī)的雙向葉片，其特征在于在橫截面上、所述的上半部的翼型和下半部的翼型呈中心對(duì)稱(chēng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的用于海洋能發(fā)電渦輪機(jī)的雙向葉片，其特征在于在橫截面上、所述的上半部的翼型和下半部的翼型的翼弦共線(xiàn)。
全文摘要
用于海洋能發(fā)電渦輪機(jī)的雙向葉片，所述的葉片包括工作面迎向正向來(lái)流的上半部和工作面迎向反向來(lái)流的下半部，所述的上半部和下半部的橫剖面均采用NACA系列翼型，所述的上半部的后緣與所述的下半部的后緣重疊形成完整的葉片。本發(fā)明葉片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有雙向流動(dòng)的海流能或潮流能下，能有效地轉(zhuǎn)化來(lái)流動(dòng)能，提高海洋能的出力，保持供電的連續(xù)性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F03B3/12GK101737089SQ20091015548
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者俞小偉, 張旭, 王立, 董志勇, 韓偉, 顏效凡 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)