一种风力机导风筒.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106246459A(43)申请公布日2016.12.21(21)申请号201610863532.7(22)申请日2016.09.28(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人王嘉冰焦硕博杨昆孙明汉(74)专利代理机构武汉东喻专利代理事务所(普通合伙)42224代理人宋业斌(51)Int.Cl.F03D1/04(2006.01)F03D3/04(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种风力机导风筒(57)摘要本发明公开了一种风力机导风筒，该导风筒采用翼型结构的翼型曲线为基础经扩大相应倍数后获得的目标翼型曲线经空间旋转而成，其包括依次相连的进口集流段、中间喉部段和出口扩散段，其中，所述进口集流段对应于目标翼型曲线中弧线曲率较大的一端，所述出口扩散段对应于目标翼型曲线中弧线曲率较小的一端，所述中间喉部段的最小直径小于进口集流段的最大直径和出口扩散段的最大直径。本发明在提高风力机效率的同时，可有效改善叶轮流场，减少脱落涡的影响区域，具有结构简单、适用范围广等优点。CN106246459ACN106246459A权利要求书1/1页1.一种风力机导风筒，其特征在于，该导风筒采用翼型结构的翼型曲线为基础经扩大相应倍数后获得的目标翼型曲线经空间旋转而成，其包括依次相连的进口集流段(1)、中间喉部段(2)和出口扩散段(3)，其中，所述进口集流段(1)对应于目标翼型曲线中弧线曲率较大的一端，所述出口扩散段(3)对应于目标翼型曲线中弧线曲率较小的一端，所述中间喉部段(2)的最小直径小于进口集流段(1)的最大直径和出口扩散段(3)的最大直径。2.如权利要求1所述的风力机导风筒，其特征在于，所述中间喉部段(2)的最小直径与进口集流段(1)最大直径的比值优选为1：1.2～4。3.如权利要求1或2所述的风力机导风筒，其特征在于，所述中间喉部段(2)为直线段，其优选由目标翼型曲线自进口集流段(1)起的轴向方向26％～35％位置处向后截取交至后方出口扩散段处，将此段弧线变为直线，并使直线经空间旋转而成。4.如权利要求3所述的风力机导风筒，其特征在于，所述中间喉部段(2)为直线段，其由目标翼型曲线中插入一直线，并使直线经空间旋转而成。5.如权利要求4所述的风力机导风筒，其特征在于，所述风力机安装位置优选在喉部直线段的35％～55％位置处。6.如权利要求5所述的风力机导风筒，其特征在于，所述导风筒的长度优选为0.8～3.5倍的风力机的叶轮直径，厚度优选为2～25mm，所述风力机的安装叶顶间隙优选为5～30mm。7.如权利要求6所述的风力机导风筒，其特征在于，所述插入的一直线的长度优选为26％～40％目标翼型曲线的轴向长度。8.如权利要求1所述的风力机导风筒，其特征在于，所述目标翼型曲线先绕出口扩散段(3)的末端点旋转一定角度后再经空间旋转。9.如权利要求1-8任一项所述的风力机导风筒，其特征在于，所述目标翼型曲线旋转的角度优选为±25°。2CN106246459A说明书1/7页一种风力机导风筒技术领域[0001]本发明属于导风筒领域，更具体地，涉及一种风力机导风筒。背景技术[0002]风力机是风力发电的核心部分，广泛应用于可再生能源风能采集风力发电的场所，以此缓解因人口和经济的快速增长能源需求量急剧增加的情况，并弥补煤炭、石油等传统能源的污染性与不可再生性的劣势。[0003]由于针对叶片的优化对风力机捕能效率的提高有限，而通过风力机外加导风筒的方案可进一步提高风力机的功率系数，所以外加导风筒的方案开始逐步应用于风力机设计中。而对于导风筒外形设计的研究，通常采用的导风筒是简单的圆弧形或者直线段形状，这些设计方案不仅效率低，而且仅在某一确定的风力机有效，适用范围小。为解决传统风力机风能捕获效率低，流场不稳定的问题，进而实现高效、稳定的工作，设计一款高效且可适用多规格风力机的导风筒具有重要意义和应用价值。发明内容[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种风力机导风筒，其基于风力机叶片常用翼型的设计实现功率系数最大化的目标优化，具有较好的升阻比的理论，采用叶片翼型结构参数为基础设计出新型的导风筒，进行新型风力机的探索,在保证风力机效率同时且可达到普遍适用性的特点，在提高风力机捕能效率的同时且具有稳定的风力机流场。[0005]为实现上述目的，本发明提出了一种风力机导风筒，该导风筒采用翼型结构的翼型曲线为基础经扩大相应倍数后获得的目标翼型曲线经空间旋转而成，其包括依次相连的进口集流段、中间喉部段和出口扩散段，其中，所述进口集流段对应于目标翼型曲线中弧线曲率较大的一端，所述出口扩散段对应于目标翼型曲线中弧