一种升力型垂直轴水轮机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102926912A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102926912A(43)申请公布日2013.02.13(21)申请号201210494227.7(22)申请日2012.11.28(71)申请人河海大学地址210098江苏省南京市西康路1号(72)发明人赵振宙黄娟叶芬原红红郑源赵振宁(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人王斌(51)Int.Cl.F03B3/00(2006.01)F03B3/12(2006.01)F03B3/18(2006.01)F03B15/04(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图22页(54)发明名称一种升力型垂直轴水轮机(57)摘要本发明公开了一种升力型垂直轴水轮机，包括叶轮，该叶轮由叶轮轴以及设置在所述叶轮轴上的两个或两个以上升力型叶片组成，在所述的风轮轴上两端通过圆形平板将叶片固定于叶轮轴上，其特征在于：所述的叶轮设置于一环形的导流罩内，在导流罩的下端设置有流体出口，在所述导流罩的入口还连接有一增速的流道，该流道的出口设置有一导流板，该导流板与圆心在所述叶轮轴的同心圆相切，且导流板到叶轮轴的距离大于升力型叶片到叶轮轴的距离。在导流板和导流罩的共同引导下水流均匀分布于叶片旋转圆的周围，再通过导向叶片的作用下，垂直流向旋转的叶片叶轮具有高效的效率，适用于低水头水力发电和潮流能发电水轮机中。CN10296ACN102926912A权利要求书1/1页1.一种升力型垂直轴水轮机，包括叶轮，该叶轮由叶轮轴以及设置在所述叶轮轴上的两个或两个以上升力型叶片组成，在所述的风轮轴上两端通过圆形平板将叶片固定于叶轮轴上，其特征在于：所述的叶轮设置于一环形的导流罩内，在导流罩的下端设置有流体出口，在所述导流罩的入口还连接有一增速的流道，该流道的出口设置有一导流板，该导流板与圆心在所述叶轮轴的同心圆相切，且导流板到叶轮轴的距离大于升力型叶片到叶轮轴的距离。2.根据权利要求1所述的升力型垂直轴水轮机，其特征在于：在所述的导流罩内还设置有一圈间隔布置的导流叶片，该导流叶片位于所述的叶轮四周。3.根据权利要求2所述的升力型垂直轴水轮机，其特征在于：所述的导流叶片出口端流线与叶轮旋转圆垂直。2CN102926912A说明书1/2页一种升力型垂直轴水轮机技术领域[0001]本发明涉及了新型海流能或低水位水轮机的技术和设备。背景技术[0002]目前，大部分水轮机为利用高水头的压力来做功，这种水轮机在高水位落差时，效率较高。但是对于低水头甚至一些微水头的无大坝发电河道上面，如果利用传统的靠压力来做功的水轮机来转化能量的话，效率较低，经济型较差。在这种微水头水利发电中，有采用水平轴的水轮机和立轴升力型的水轮机。这些水轮机各有利弊，对于水平轴水轮机而言，水平轴水轮机轮采用升力型叶片，转速较快，能量利用率较高，技术比较成熟，因而应用广泛。但水平轴水轮机存在偏航损失，这会给实际运行的水轮机造成实际效率与理论效率偏离较大的问题。而采用传统的升力型立轴水轮机虽然不存在方向适应性的问题，但是其叶片两次吸功的特点使得它存在，第一次做功能力不足，第二次做功能力又极弱，进而整体做功能力较弱的问题。因此有必要提出一种既不存在方向适应性问题，效率又比较高的新型水轮机。此外，这种水轮机在海流能中也可以广泛应用。[0003]为此，这里有必要针对以上问题提出了一种利用升力型叶片构成的，主要利用水流的高流速来做功的新型水轮机。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是为提高低水头河道或者海流能能量转化的效率，而提供的一种新型升力型垂直轴水轮机。[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种升力型垂直轴水轮机，包括叶轮，该叶轮由叶轮轴以及设置在所述叶轮轴上的两个或两个以上升力型叶片组成，在所述的风轮轴上两端通过圆形平板将叶片固定于叶轮轴上，其特征在于：所述的叶轮设置于一环形的导流罩内，在导流罩的下端设置有流体出口，在所述导流罩的入口还连接有一增速的流道，该流道的出口设置有一导流板，该导流板与圆心在所述叶轮轴的同心圆相切，且导流板到叶轮轴的距离大于升力型叶片到叶轮轴的距离。[0006]在所述的导流罩内还设置有一圈间隔布置的导流叶片，该导流叶片位于所述的叶轮四周。[0007]所述的导流叶片出口端流线与叶轮旋转圆垂直。[0008]所述的流道进口截面大于出口截面，不仅具有引流作用，而且使叶轮上游整体流体具有加速作用。[0009]所述的导流罩为环形，具有将进入叶轮前的水流在叶轮四周均匀分布。[0010]所述的导流叶片设计为引导叶轮四周的水流均匀的流入叶轮旋转体内，且水流流向与叶轮垂直旋转圆的法向一致。故叶轮的四周导流叶片出口端流线与叶轮旋转圆