專利名稱：聚能-遮蔽的升力型立軸風(fēng)力或水力機(jī)設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力或水力機(jī)的設(shè)計(jì)方法，特別是一種適合任意風(fēng)向的聚 能-遮蔽型的升力型立軸風(fēng)力或水力機(jī)設(shè)計(jì)方法。技術(shù)背景
風(fēng)能是可再生能源中發(fā)展最快的清潔能源，也是最具有大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā) 展前景的發(fā)電方式。歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)在近期的一份報(bào)告中，用詳實(shí)的數(shù)據(jù)和精辟的分析描 述了未來(lái)世界風(fēng)力發(fā)電的情景，并預(yù)計(jì)到2020年風(fēng)力發(fā)電將占世界電力總量的12%。風(fēng) 能作為未來(lái)能源供應(yīng)重要組成部分的戰(zhàn)略地位受到世界各國(guó)的普遍重視。
我國(guó)風(fēng)能資源儲(chǔ)量豐富，據(jù)初步估算，我國(guó)陸上離地面10米高度層的風(fēng)能資源 可開發(fā)量為2.53億千瓦；近海區(qū)域離海面10米高度層的風(fēng)能儲(chǔ)量約為7.5億千瓦。從宏 觀上看，我國(guó)具備大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的資源條件。
現(xiàn)有的達(dá)里厄升力型風(fēng)(水)力機(jī)，特別是新型的聚能-遮蔽升力型風(fēng)(水)力 機(jī)，由于研究不充分，各參數(shù)之間的關(guān)系不清楚，沒有相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對(duì)上述根本性的問題而提供一種聚能一遮蔽的升力型立軸風(fēng) 力或水力機(jī)的設(shè)計(jì)方法，能夠最大程度地收集風(fēng)(水)能，并提高能量利用率。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種聚能一遮蔽升力型風(fēng)力或水力機(jī)，包括由聚能一遮蔽板的設(shè)計(jì)方法、立軸升力 型風(fēng)輪或水輪的設(shè)計(jì)方法，聚能一遮蔽板與風(fēng)(水)輪之間的匹配方法。
聚能一遮蔽板的形狀與轉(zhuǎn)子的直徑d有關(guān)，它可以是一段圓弧，其曲率半徑 r=0.1d~100d,當(dāng)d>2米時(shí)，聚能一遮蔽板可以用直板替代；它還可以是一段圓弧與一段 直板組成，靠近轉(zhuǎn)子處弧形板A的曲率半徑r=0.1d 100d，直板B與弧形板A相切；它還 可以是多段相切的圓弧組成，但要求越靠近轉(zhuǎn)子，曲率半徑r越小，越遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子，曲率半 徑r越大，且多段圓弧的最小曲率半徑r=0.1d 100d，對(duì)于每段弧形板，當(dāng)r >1米時(shí)，弧 形板可用直板替代。聚能-遮蔽板的個(gè)數(shù)M如下
權(quán)利要求
1. 一種聚能一遮蔽的升力型立軸風(fēng)力或水力機(jī)設(shè)計(jì)方法，包括聚能一遮蔽板(1)設(shè)計(jì) 方法，立軸升力翼型風(fēng)輪或水輪(3)的設(shè)計(jì)方法，風(fēng)輪或水輪(3)轉(zhuǎn)子與聚能一遮蔽板靜 子(2)之間的匹配方法；其特征在于A.所述聚能一遮蔽板(1)的形狀與轉(zhuǎn)子的直徑d有關(guān)，它是一段圓弧，其曲率半徑 r=0.1d~100d,當(dāng)d>2米時(shí)，或者聚能一遮蔽板(1)是直板；或者是一段圓弧與一段直板 組成，靠近轉(zhuǎn)子處弧形板A的曲率半徑r=0.1d 100d，直板B與弧形板A相切；或者它是 多段相切的圓弧組成，但要求越靠近轉(zhuǎn)子，曲率半徑r越小，越遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子，曲率半徑r 越 大，且多段圓弧的最小曲率半徑r=0.1d 100d，對(duì)于每段弧形板，當(dāng)r>l米時(shí)，弧形板亦 可用直板替代；聚能-遮蔽板(1)的個(gè)數(shù)M如下B.所述立軸升力型風(fēng)輪或水輪(3)的翼型為或者選擇對(duì)稱翼型，或者選擇非對(duì)稱 翼型，但葉片的個(gè)數(shù)N、葉片的弦長(zhǎng)C與轉(zhuǎn)子直徑之間必須受到如下約束 C.所述聚能一遮蔽板靜子(2)與升力型風(fēng)輪或水輪轉(zhuǎn)子間滿足如下匹配關(guān)系a.風(fēng)輪或水輪轉(zhuǎn)子直徑d=0.52 0.8聚能-遮蔽升力型風(fēng)力或水力機(jī)外徑D，b.風(fēng)輪或水輪轉(zhuǎn)子與聚能_遮蔽板靜子間的間隙距離d=0.00001 O.Old，c.聚能-遮蔽板(1)與轉(zhuǎn)子外圓周切向的夾角α為 其中，r為聚能一遮蔽板上最小的曲率半徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚能-遮蔽的升力型立軸風(fēng)力或水力機(jī)設(shè)計(jì)方法。它包括聚能—遮蔽板的設(shè)計(jì)方法，立軸升力型風(fēng)(水)輪的設(shè)計(jì)方法，聚能—遮蔽板與風(fēng)(水)輪的匹配方法。聚能-遮蔽板是特定形狀的弧形板或平板。聚能—遮蔽板對(duì)稱安裝在升力翼型風(fēng)(水)輪的外圍，且與風(fēng)(水)輪的外徑有特定的距離d；聚能-遮蔽升力型風(fēng)力(水)機(jī)轉(zhuǎn)子直徑d與外徑D的比例特定；根據(jù)聚能-遮蔽升力型風(fēng)力(水)機(jī)尺寸參數(shù)，確定安裝角度α。風(fēng)(水)力機(jī)適用于任意來(lái)流方向的風(fēng)向，收縮氣流通道可以大幅度地提高風(fēng)速，遮蔽板還可以減少小風(fēng)(水)輪逆風(fēng)側(cè)的能量損耗，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的高效利用。
文檔編號(hào)F03D9/00GK102022280SQ20101056136
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月27日
發(fā)明者安啟蒙, 黃典貴 申請(qǐng)人:上海大學(xué)