专利名称：一种混合式升力型叶轮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种叶轮，具体是一种利用流体流速做功的叶轮。
背景技术：
目前，大部分水轮机利用高水头压力来做功，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。对于水平轴叶轮其叶轮转轴与来流风向平行，所以称为水平轴叶轮。水平轴水轮机轮采用升力型叶片，其优势在于能量利用率较高，可以利用变桨来控制启动、高效运行和空气动力刹车(控制转速)，因而应用广泛。虽然水平轴风力机效率较高，但劣势的地方在于，其主要做功区域集中在靠近叶片尖部的部分，而靠近叶片根部的叶片部分做功能力很弱，言外之意，整个扫风面积内的风能只有靠外围的那部分风就有较高的做功能力。立轴叶轮其叶轮转轴与来流风向垂直。传统的升力型立轴叶轮叶片有两次吸功的特点，第一次做功能力不足，第二次做功能力又极弱，进而存在整体做功能力较弱的问题。但是升力型立轴叶轮有一个很大的优势在于，其将叶片安装在支撑臂的末端，因此做功作用力集中在支撑臂的末端，哪怕很小的力都可能具有很大力臂。为此，若能发明一种水平和立轴相混合的叶轮，能充分发挥两种叶轮的优势，同时又能解决常规水平轴叶轮叶根部位做功低和的问题，又能解决传统立轴叶轮叶片两次做功效率较低的问题，则可以大大提高叶轮的整体能量转化效率。所以，这里针对以上问题提出了一种利用水平和立轴混合式的升力型叶片构成的，主要利用水流的高流速来做功的新型水轮机。
发明内容本实用新型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，而提供的一种新型水轮机。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下:一种混合式升力型叶轮，包括壳体、转轴、设置在所述转轴上的两个或两个以上升力型叶片、与所述的转轴连接的发电机，所述壳体具有流体入口和流体出口，在壳体内居中还设置有一锥形导流罩，所述的发电机设置在所述的锥形导流罩内，所述的升力型叶片位于所述的流体出口内，在所述的锥形导流罩与壳体之间形成一环形通道，在升力型叶片与壳体之间形成一集流室，所述环形通道和集流室连通，其特征在于:所述的升力型叶片与转轴成一小锐角，升力型叶片一端为圆形端盖，升力型叶片另一端为环形端盖。所述的环形端盖的内圆半径大于等于流体出口通道的半径。锥形导流罩底端外边面与所述圆形端盖相临。 在所述环形端盖盖外有调桨装置。通过调浆可以变化叶轮叶片的桨距角。与现有技术相比，本实用新型混合式升力型叶轮的有益效果是:[0013]1、该叶轮的转轴与来流风向一致，扫风面积受导流罩开口圆的限制，具有水平轴叶轮的特点，其变桨方法和功能与传统水平轴叶轮一致。但其升力型叶片安装采用了立轴式安装方法，因此综合而言此叶轮为一种水平和立轴相混合的叶轮。2、该混合式叶轮将水平轴扫风面内所有的风能通过风向转化，都集中在对力臂末端升力型叶片做功，使得整个展向都具有较好做功能力，克服了水平轴叶轮叶根端做功能力弱的缺点。3、该叶轮叶片采用叶片环向进风的设计改造，环向进风，且叶片在周向任何角度都有加大攻角，较好的做功能力，克服了传统升力型立轴叶轮两次做功，且做功不足的缺点，充分发挥了升力型垂直轴叶轮叶片受力集中在末端的优势。4、传统直叶片变桨距立轴风轮的变桨目的增大了部分方位角的做功能力，而新型叶轮因为环向进风，所以在轴向各方位角的叶片始终都具有传统变桨立轴叶轮最佳方位角的叶片的做功能力。5、传统直叶片变桨距立轴风轮的设计不具有较好启动和控制功率转速，以及流体动力刹车的功能。然而，新型叶轮的变桨距风轮继承了水平轴叶轮的变桨方法，利用变桨来较好的启动、高效运行和执行流体动力学刹车，这也克服了传统立轴风轮的启动难和效率低和转速控制难的不足。6.此叶轮可以作为小型的风轮和河道上无坝发电的水轮机。
图1是本实用新型混合式升力型叶轮的正视剖面示意图。其中:1、叶轮轴；2、升力型叶片；3、支撑臂；4、锥形导流罩；5、支架；6、发电机；7、圆形端盖；8、环形端盖；9、入口流道；10、出口 ；11、环形通道；12、集流室。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细说明。如图1所示，本实用新型水平和垂直混合型叶轮，叶轮的主体包括了叶轮轴I，在风轮轴I上安装有2片以上的等截面的升力型叶片2;升力型叶片的一端与圆形端盖7相连，升力型叶片的另一端与环形端盖8相连。叶轮带动的发电机6固定在封闭的锥形导流罩4内部，锥形导流罩通过支架5固定于入口流道9的内部，导流罩同时也处于叶轮的上游。流体首先进入入口流道9，在锥形导流罩4的影响下，流体由入口流道9进入环形流道11，最后进入集流室12 ;流体在集流室12继续流动，垂直进入升力型叶片2旋转区域，然后经过环形端盖9，从出水通道出口 10流出。本实用新型叶轮，具有高的效率，可以作为小型的风轮和河道上无坝发电的水轮机。
权利要求1.一种混合式升力型叶轮，包括壳体、转轴、设置在所述转轴上的两个或两个以上升力型叶片、与所述的转轴连接的发电机，所述壳体具有流体入口和流体出口，在壳体内居中还设置有一锥形导流罩，所述的发电机设置在所述的锥形导流罩内，所述的升力型叶片位于所述的流体出口内，在所述的锥形导流罩与壳体之间形成一环形通道，在升力型叶片与壳体之间形成一集流室，所述环形通道和集流室连通，其特征在于:所述的升力型叶片与转轴成一小锐角，升力型叶片一端为圆形端盖，升力型叶片另一端为环形端盖。
2.根据权利要求1所述的混合式升力型叶轮，其特征在于:所述的环形端盖的内圆半径大于等于流体出口通道的半径。
3.根据权利要求1所述的混合式升力型叶轮，其特征在于:锥形导流罩底端外边面与所述圆形端盖相临。
4.根据权利要求1所述的混合式升力型叶轮，其特征在于:在所述环形端盖盖外有调桨装置。
专利摘要本实用新型公开了一种混合式升力型叶轮，包括壳体、转轴、设置在所述转轴上的两个或两个以上升力型叶片、与所述的转轴连接的发电机，所述壳体具有流体入口和流体出口，在壳体内居中还设置有一锥形导流罩，所述的发电机设置在所述的锥形导流罩内，所述的升力型叶片位于所述的流体出口内，在所述的锥形导流罩与壳体之间形成一环形通道，在升力型叶片与壳体之间形成一集流室，所述环形通道和集流室连通，其特征在于所述的升力型叶片与转轴成一小锐角，升力型叶片一端为圆形端盖，升力型叶片另一端为环形端盖。与现有技术相比，本实用新型叶轮具有高效的效率，适用于小型的风轮和河道上无坝发电的水轮机。
文档编号F03B3/14GK203035434SQ20132000130
公开日2013年7月3日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者赵振宙, 叶芬, 黄娟, 原红红, 郑源, 赵振宁 申请人:河海大学