專利名稱：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 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
向來流的上半部和工作面迎向反向來流的下半部，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，1為上半部和
下半部重疊部分的弦長。 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。 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。 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
迎向正向來流，將正向來流的動(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流，
將反向來流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為渦輪機(jī)的機(jī)械能，使渦輪機(jī)在正向來流和反向來流情形均可有效
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流的上 半部11和工作面迎向反向來流的下半部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，1為上半部和 下半部重疊部分的弦長。 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。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。
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 作面迎向正向來流，將正向來流的動(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 向來流，將反向來流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為渦輪機(jī)的機(jī)械能，使渦輪機(jī)在正向來流和反向來流情形 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，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)一步說明本發(fā)明 下面以翼弦弦長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是弦長的4%，最大彎度位置xf離
前緣為弦長的40X，最大厚度d是弦長的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。 本說明書實(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流的上半部和工作面迎向反向來流的下半部，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，1為上半部和下半部重疊部分的弦長。
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。
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。
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流的上半部和工作面迎向反向來流的下半部，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)