变桨距型升力型叶轮的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种变桨距型升力型叶轮，包括转轴，固定联接于转轴的两个或两个以上升力型叶片，与转轴转动联接的尾翼，以及两端分别联接于尾翼及叶片的变桨连杆；在工作状态下，变桨连杆在尾翼的作用下带动所述叶片按其桨距角曲线为正弦曲线的方式转动。本实用新型不会发生区域性的失速现象，有效地增大了气动攻角，明显提高了工作效率；充分发挥了叶片在最大做功区域的做功能力，同时通过变桨技术使最小做功区域的做功能力得到根本性的改善，改善效果明显。
【专利说明】变桨距型升力型叶轮
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及叶轮，尤其是用于风力机和海流能发电等领域的变桨距型升力型叶轮。
【背景技术】
[0002]目前，升力型立轴风力机叶轮的优点已经被学者公认，具有无需对风偏航系统，对风向适应性更强等优点。但是升力型立轴风力机一直没有像水平轴风力机一样，在大型机组产品化方向有快速发展，原因之一升力型立轴风力机叶轮的气动性能不及水平轴风力机的气动性能。
[0003]同样，升力型立轴叶轮也可用于潮流能水轮机，或者微水头水力发电的水轮机，但是这种立轴的水轮机也因不及水平轴水轮机的出力效率高，所以产品化速度较慢。
实用新型内容
[0004]实用新型目的:提供一种变桨距型升力型叶轮，以至少解决现有技术存在的部分问题，提高水轮机的出力效率，推动器产品化速度。
[0005]技术方案:一种变桨距型升力型叶轮，包括转轴，固定联接于转轴的两个或两个以上升力型叶片，与转轴转动联接的尾翼，以及两端分别联接于尾翼及叶片的变桨连杆；在工作状态下，变桨连杆在尾翼的作用下带动所述叶片按其桨距角曲线为正弦曲线的方式转动。所述升力型叶片为圆头尖尾的流线形。
[0006]工作原理:在尾翼的作用下，变桨连杆带动叶片转动一定的角度，叶片在0°方位角和180°方位角时不发生变桨，在90°和270°时变桨角最大。桨距角随方位角成正弦曲线变化，这一变化与叶片本身气动攻角所成的余弦曲线变化正好形成互补。叠加之后，叶片的气动攻角都保持在较高水平。
[0007]有益效果:本实用新型不会发生区域性的失速现象，有效地增大了气动攻角，明显提高了工作效率；充分发挥了叶片在最大做功区域的做功能力，同时通过变桨技术使最小做功区域的做功能力得到根本性的改善，改善效果明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的示意图。
【具体实施方式】
[0009]如图1所示，本实用新型的变桨距型升力型叶轮，包括转轴1，固定联接于转轴I的两个或两个以上的圆头尖尾的流线形升力型叶片2，与转轴I转动联接的尾翼4，以及两端分别联接于尾翼及叶片的变桨连杆(未示出)；变桨连杆和尾翼的形状构造及联接关系满足:在工作状态下，变桨连杆在尾翼的作用下带动所述叶片按其桨距角曲线为正弦曲线的方式转动。[0010]为便于描述本实用新型的工作原理，定义叶片与尾翼最近时为0°和360°方位，最远时为180°方位，经0°位置旋转经过90°位置为90°方位，经180°方位旋转90°位置为270°方位。定义以叶片固定轴为中心，逆时针旋转为正值。四个方位角，确定叶片旋转角度为180°和0°方位角为0°，在90°方位角的旋转角度为负α_值，在270°方位角的旋转角度为正α —值，这里α_值为叶片翼型的静态失速攻角。定义Θ为叶片变化的桨距角，β为叶片旋转一周不同的方位角。
[0011]在风的阻力作用下，尾翼始终属于顺风位置，尾翼始终展向与风向一致。叶片在风作用的升力作用下，始终保持者叶片的圆头带着尖尾运动。在尾翼及变桨连杆的作用下，叶片在0°方位角和180°方位角时不发生变桨，在90°和270°时变桨角最大。这样变桨随方位角变化的近正弦曲线，与叶片本身气动攻角近余弦曲线，正好形成互补。二者叠加之和使得整个一周范围内，气动攻角都保持在较高水平。这一设计解决了现有技术存在的问题:本来出力较好的地方因为气动攻角较大，在变桨距过程中继续增大，容易出现失速现象而达不到变桨距的目的，同时由于变桨距在出力较弱的部分变桨距较小，也没有达到改善出力较弱部分叶片的出力效率。
[0012]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。
[0013]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
【权利要求】
1.一种变桨距型升力型叶轮，包括转轴(I)及联接于转轴(I)的两个或两个以上升力型叶片(2)，其特征在于，还包括与转轴(I)转动联接的尾翼(4)，以及两端分别联接于尾翼及叶片的变桨连杆；在工作状态下，变桨连杆在尾翼的作用下带动所述叶片按其桨距角曲线为正弦曲线的方式转动。
2.如权利要求1所述的变桨距型升力型叶轮，其特征在于，所述升力型叶片为圆头尖尾的流线形。
【文档编号】F03D11/00GK203770040SQ201420143267
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】赵振宙, 郑源, 高玉琴, 李涛, 陈景茹, 叶芬, 赵振宁 申请人:河海大学