一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及潮流能利用技術領域，特別是涉及一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片。
【背景技術】
[0002]能源短缺是當今全世界共同面對的難題，開發新能源，研宄新的節能技術，走可持續發展之路是全人類的必然選擇。海洋能源是地球上最大的儲備能源，是不需要燃料的理想能源，是不污染環境的清潔能源，是持續的可再生能源。潮流能源于太陽和月球的引力，是海洋能源的重要分支，與波浪能、潮汐能、太陽能和風能一樣，屬于一種可開發利用的自然能源，是海洋能源中最穩定、最規律、最不受天氣影響且分布最廣的、清潔可再生的、非常具有發展前途的海洋能源。廣闊的淺海、海峽、海灣或河口都蘊藏著巨大的潮流能，如何更好地利用這些可再生能源對不可再生能源日益減少的當今社會十分重要。水平軸潮流能發電裝置是潮流能利用領域里的主流裝置，在這種利用潮流動能的發電裝置中，透平作為發電裝置的一次能量轉換環節，將潮流動能轉化為機械能，其性能好壞直接決定了機組的效率。現階段，水平軸潮流能發電裝置的技術大多參考風力發電機組，水平軸潮流能發電裝置透平葉片與風力機類似。
[0003]本發明是為了適應雙向流水平軸潮流能發電裝置所設計的透平葉片，借鑒了傳統水平軸風力發電機葉片的設計理念，考慮到水流與風在能量密度、流速及物理特性方面的巨大差異，對傳統水平軸風力發電機葉片進行全新設計，旨在大幅提高水平軸潮流能發電裝置透平的能量采集效率。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是，提供一種提高自變矩響應速度，迅速切換到指定工作狀態，最長時間保持運轉姿態，最大限度的捕獲潮流能能量的高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片。
[0005]采用的技術方案是:
一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片，是以傳統水平軸風力發電機葉片的造型為基準進行全新設計，包括葉片前緣、葉片后緣、葉片標準截面、葉片轉軸。所述的設定為葉片標準截面布設在距葉根平面沿翼展方向75%葉片長度處，采用對稱翼型，葉片轉軸由原來葉片轉軸位置，調整優化后葉片轉軸位置移向葉片前緣，以葉片標準截面為基準，調整優化后葉片轉軸位置處于葉片標準截面的沿弦線方向，距葉片標準截面前端0~35%葉片標準截面弦長的范圍內，使調整優化后葉片轉軸位置較葉片氣動中心位置更接近葉片前緣。為使葉片適應雙向流，葉片標準截面采用對稱翼型；為使葉片迅速到達預定工作位置并保持運轉姿態，對葉片根部葉片前緣方向做性能優化，設成優化后根部前緣；為在自變矩葉片自動變距時提供額外力矩，設有力矩補償裝置，根據需要，將力矩補償裝置設置在葉片后緣的葉根位置或葉尖位置或葉根與葉尖之間某一位置，構成一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片。
[0006]上述的自變矩潮流能葉片，采用減重的中空結構。
[0007]本發明優點是:
適合雙向流
增效，提高自變矩響應速度，迅速切換到指定工作狀態，最長時間保持運轉姿勢，最大限度的捕獲潮流能能量。
[0008]減重，采用中空結構，填充輕質閉孔耐水材料，降低重力對系統的影響，降低材料成本。
[0009]易啟動，提供額外自啟動力矩，縮短透平啟動時間。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的結構示意圖。
[0011]圖中說明:加粗的輪廓線所圍成的區域是傳統水平軸風力發電機葉片的造型。1、優化后根部前緣、2、調整優化后葉片轉軸位置、3、原來葉片轉軸位置、4、力矩補償裝置、5、葉片前緣、6、葉片后緣、7、葉片標準截面。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，加粗的輪廓線所圍成的區域是傳統水平軸風力發電機葉片的造型，本發明是為了適應雙向流水平軸潮流能發電裝置所全新設計的透平葉片，借鑒了傳統水平軸風力發電機葉片的設計理念，考慮到水流與風在能量密度方面的巨大差異，對傳統水平軸風力發電機葉片進行重新設計，旨在大幅提高水平軸潮流能發電裝置透平的能量采集效率。
[0013]一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片，是以傳統水平軸風力發電機葉片的造型為基準進行全新設計，包括葉片前緣5、葉片后緣6、葉片標準截面、葉片轉軸。所述的設定為葉片標準截面7布設在距葉根平面沿翼展方向75%葉片長度處，采用對稱翼型，葉片轉軸由原來葉片轉軸位置3，調整優化后葉片轉軸位置2移向葉片前緣5，以葉片標準截面為基準，調整優化后葉片轉軸位置處于葉片標準截面的沿弦線方向，距葉片標準截面前端0~35%葉片標準截面弦長的范圍內，使調整優化后葉片轉軸位置較葉片氣動中心位置更接近葉片前緣。為使葉片適應雙向流，葉片標準截面7采用對稱翼型；為使葉片迅速到達預定工作位置并保持運轉姿態，對葉片根部葉片前緣方向做性能優化，設成優化后根部前緣I ;為在自變矩葉片自動變距時提供額外力矩，設有力矩補償裝置4，根據需要，將力矩補償裝置4設置在葉片后緣6的葉根位置或葉尖位置或葉根與葉尖之間某一位置(見圖1)，構成一種高效水平軸自變矩潮流能透平葉片，其自變矩潮流能葉片，采用減重的中空結構。
【主權項】
1.一種高效水平軸自變矩潮流能透平葉片，是以傳統水平軸風力發電機葉片的造型為基準進行設計，包括葉片前緣(5)、葉片后緣(6)、葉片標準截面、葉片轉軸，其特征在于所述的設定為葉片標準截面(7)布設在距葉根平面沿翼展方向75%葉片長度處，采用對稱翼型，葉片轉軸由原來葉片轉軸位置(3)，調整優化后葉片轉軸位置(2)移向葉片前緣(5)，以葉片標準截面為基準，調整優化后葉片轉軸位置處于葉片標準截面的沿弦線方向，距葉片標準截面前端0~35%葉片標準截面弦長的范圍內，使調整優化后葉片轉軸位置較葉片氣動中心位置更接近葉片前緣；為使葉片適應雙向流，葉片標準截面(7)采用對稱翼型；為使葉片迅速到達預定工作位置并保持運轉姿態，對葉片根部葉片前緣方向做性能優化，設成優化后根部前緣(I);為在自變矩葉片自動變距時提供額外力矩，設有力矩補償裝置(4)，根據需要，將力矩補償裝置(4)設置在葉片后緣(6)的葉根位置或葉尖位置或葉根與葉尖之間某一位置，構成一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片。
2.根據權利要求1所述的一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片，其特征在于所述的自變矩潮流能葉片，采用減重的中空結構。
【專利摘要】一種高效雙向流水平軸自變矩潮流能透平葉片，以水平軸風力發電機葉片為基準全新設計，包括葉片前緣、葉片后緣、葉片標準截面、葉片轉軸。葉片標準截面布設在距葉根平面沿翼展方向75%葉片長度處，葉片轉軸由原來葉片轉軸位置，調整并移向葉片前緣，調整優化后葉片轉軸位置處于葉片標準截面的沿弦線方向，距葉片標準截面前端0~35%葉片標準截面弦長的范圍內。葉片標準截面采用適應雙向流的對稱翼型；為使葉片迅速到達預定工作位置并保持運轉姿態，設成優化后根部前緣；為在自變矩葉片自動變距時提供額外力矩，在葉片后緣設有力矩補償裝置。本發明提高自變矩響應速度，迅速切換到指定工作狀態，最長時間保持運轉姿勢，最大限度的捕獲潮流能量。
【IPC分類】F03B13-26, F03B3-12
【公開號】CN104847569
【申請號】CN201510228893
【發明人】戴崢崢
【申請人】沈陽風電設備發展有限責任公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月8日