CN104747384A - 多用途集成涡轮发电机专用三维涡轮叶片 - Google Patents

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Abstract

一种多用途集成涡轮发电机专用三维涡轮叶片，是利用现有的最新国内外流体工程设计软件，特别是针对叶片扭面脊线、叶盆、叶背几何曲线进行了特殊的修正，成功地设计出适用于高、低速三维流体用涡轮叶片，其明显特点是没有了明显的叶盆形状，其叶片截面和整体叶片呈动态鱼形态，而且即使是流速在0.5米/秒以上的速度下都能正常工作，其流体动能利用率可以达到15-45%。本发明的涡轮叶片所设计出的叶片数据可以直接送入数控加工中心直接加工出叶片或成型模具，制造容易，精度高。改变流体介质，对于风力、水力都能方便地设计制造出涡轮叶片。涡轮叶片的尺寸可以按发电机功率大小进行选配。

Description

多用途集成涡轮发电机专用三维涡轮叶片
技术领域
一种多用途集成涡轮发电机专用三维涡轮叶片属于涡轮叶片领域，也属于风力涡轮叶片、水力用涡轮叶片领域。
技术背景
在多用途集成涡轮发电机/电动机的产品研制中，一个关键的问题专用涡轮叶片的设计，要能满足高、低风速下都能正常工作，特别是当流体的流速低于2米/秒时，叶片的扭矩极低，无法驱动发电机。现有的流体涡轮叶片，包括风力、水力涡轮叶片，当风速或水流速度低于2米/秒时，发电机无法正常有效地工作，其原因之一是叶片的设计无法接受这种流体动能。目前所有的流体涡轮叶片设计都基本上基于一维或二维流体动能的收集，考虑三维流动的设计极少，所以流体动能的利用率非常低，一般都是8-15%左右，并且都有一个最低流速的限制。实际上当涡轮叶片在转动时，流体都处于三维流动状态，且在风力、水力的河流、洋流、潮夕、波浪流动中，大部份流体的流速只有0.5-3米/秒的低速状态下。如何能在三维流动的低速度状态下设计出高效率的叶片，并使其在高低流速状态下都能大大提高流体动能的利用率，这在工程上是一个极其有价值的课题。
发明内容
本专利公开一种多用途集成涡轮发电机专用三维涡轮叶片是利用最新国际流体工程设计软件，进行了特殊改进设计，特别是针对叶片扭面脊线、叶盆、叶背几何曲线进行了特殊的修正，抛弃了传统的脊线、叶盆、叶背曲线，成功地设计出适用于高、低速三维流体用涡轮叶片，其明显特点是没有了明显的叶盆形状，其叶片截面和整体叶片呈动态鱼形态，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，其扭矩也比通常叶片高出40%，电机也可以部份发电，其流体动能利用率可达到15-45%。叶片的材质可以是不锈钢、合金钢、铝合金、玻璃钢、碳纤维、木材及各类新型固体材料。本专利的涡轮叶片所设计出的叶片数据可以直接送入数控加工中心直接加工出叶片或成型模具，制造容易，精度高。改变流体介质，对于风力、水力都能方便地设计制造出涡轮叶片。涡轮叶片的尺寸可以按发电机功率大小进行选配。总之，一种多用途集成涡轮发电机专用三维涡轮叶片，其特征在于：专用三维涡轮叶片是利用最新国际流体工程设计软件，进行了特殊改进设计，特别是针对叶片扭面脊线、叶盆、叶背几何曲线进行了特殊的修正，抛弃了传统的脊线、叶盆、叶背曲线，成功地设计出适用于高、低速三维流体用涡轮叶片，其明显特点是没有了明显的叶盆形状，其三维涡轮叶片截面和整体叶片呈动态鱼形状，在特定的软件程序下，根据电机功率、介质种类生成全部数据和叶片图形，然后将数据和图形直接送入数控加工中心，制造出相应三维涡轮叶片或模型，三片或多片叶片组成涡轮，在0.5米/秒以上的风速、水流速下多用途集成涡轮发电机能正常工作，流体动能利用率达25-45%。三维涡轮叶片的材质是不锈钢、合金钢、铝镁合金、玻璃钢、木材、碳纤维及各类新型固体材料，三维涡轮叶片尺寸可以根据发电机功率选择。三维涡轮叶片可用于风力、水力、海洋洋流、潮夕、海浪、河流中的流体，也可用于多用途集成涡轮电动机。
具体实施例。
作为实例，不失一般性，以3千瓦多用途集成涡轮发电机专用三维涡轮叶片例予以简要说明。
附图说明
图1， 呈动态鱼形状的三维涡轮叶片（3千瓦发电机用）的正视图。
图2， 呈动态鱼形状的三维涡轮叶片（3千瓦发电机用）的90度侧视图。
图3， 呈动态鱼形状的三维涡轮叶片（3千瓦发电机用）的45度侧视图。
图4， 呈动态鱼形状的三维涡轮叶片（3千瓦发电机用）的任意空间立体图。
从图片不难看出，叶片是一个形状复杂的空间形体，三维涡轮叶片截面和整体叶片呈动态鱼形状，其全部尺寸信息都记录在相应的图片软件资料中。由这些图片数据可以直接送入数控加工中心直接进行加工。叶片接头按相应分组系列标准成型。
叶片集成时，通常是三片组成一个涡轮，也可以多片组成涡轮。

Claims (1)

1.一种多用途集成涡轮发电机专用三维涡轮叶片，其特征在于：专用三维涡轮叶片是利用最新国际流体工程设计软件，进行了特殊改进设计，特别是针对叶片扭面脊线、叶盆、叶背几何曲线进行了特殊的修正，抛弃了传统的脊线、叶盆、叶背曲线，成功地设计出适用于高、低速三维流体用涡轮叶片，其明显特点是没有了明显的叶盆形状，其三维涡轮叶片截面和整体叶片呈动态鱼形状，在特定的软件程序下，根据电机功率、介质种类生成全部数据和叶片图形，然后将数据和图形直接送入数控加工中心，制造出相应三维涡轮叶片或模型，三片或多片叶片组成涡轮，在0.5米/秒以上的风速、水流速下多用途集成涡轮发电机能正常工作，流体动能利用率达25-45%，三维涡轮叶片的材质是不锈钢、合金钢、铝镁合金、玻璃钢、木材、碳纤维及各类新型固体材料，三维涡轮叶片尺寸可以根据发电机功率选择，三维涡轮叶片可用于风力、水力、海洋洋流、潮夕、海浪、河流中的流体，也可用于多用途集成涡轮电动机。
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