一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法
专利汇可以提供一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种可提高 水 平轴 风 力 机 风能 利用效率的桨尖喷气方法，将空气从通常的风轮 轮毂 或其附近部件上的进气孔吸入，所吸入的空气流过桨叶内部或外部的通气管道，由高速旋转的风轮产生的 离心力 加功后，再从桨叶叶尖的压力面一侧以与风轮旋转方向相反的切向喷出，因此产生额外的对风轮的推动力和旋转力矩。或以与风轮旋向相同的方向沿切向或接近切向喷出，对风轮产生一个 制动 力矩，从而保护风轮安全工作，并使得风轮的工作风速范围大大扩大。这种 风力 机比对应的任何性能的普 通风 力机的 风能利用系数 都有显著提高。，下面是一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法专利的具体信息内容。
1.一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法，其特征在于：该方法适用于各种形状桨叶的水平轴风力机，在轮毂(1)或其附近部件开有进气孔(2)，并将桨叶(3)作成密闭中空的，或者在内部或外部设置密闭的通气管道(4)，将水平轴风力机轮毂(1)附近的气流，经由轮毂(1)或其附近部件上的进气孔(2)，引入桨叶(3)内部或外部的通气管道(4)，在接受风轮旋转所产生的离心力做功的能量之后，从桨尖以与风轮旋向u相反的切向或接近切向喷出，从而对风轮产生附加的推动力和推动力矩，使风力机的启动风速大大降低，风轮的做功能力也有大幅度的提高；如果在高风速或者高于切出风速时，则使气流从桨尖以与风轮旋向u相同的方向切向或接近切向喷出，则会对风轮产生一个制动力矩，从而保护风轮安全工作。
2.根据权利要求1所述的一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法，其特征在于：所述风力机桨叶，包括具有翼型剖面的桨叶、弧形板桨叶、扭曲桨叶或是不扭曲的桨叶，还包括等截面的桨叶、尖削的桨叶、单桨叶或者多桨叶。
3.根据权利要求1所述的一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法，其特征在于：低风速且需要产生推动力以提高风能利用系数时，叶尖处通气管道的排气口应背向压力面一侧，使排气方向为切向或接近切向，且与旋转方向相反。
4.根据权利要求1所述的一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法，其特征在于：高风速或高于切出风速时为了保护风力机安全工作并增大工作风速范围需要产生制动力时，叶尖处通气管道的排气口应背向吸力面一侧，使排气方向为切向或接近切向，且与旋转方向相同。
5.根据权利要求1所述的一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法，其特征在于：风力机轮毂(1)或其附近部件上的进气孔(2)可以开在迎风面，也可以开在背风面。
6.根据权利要求1所述的一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法，其特征在于：对于弧形板式桨叶，通气管道装在桨叶外部的压力面一侧或吸力面一侧。
7.根据权利要求1所述的一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法，其特征在于：排气口形状可以与通气管道截面积相同，也可以做成收缩或扩张的。
8.根据权利要求1所述的一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法，其特征在于：通气管道沿径向的截面变化应均匀，无截面积突变。
9.根据权利要求1所述的一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法，其特征在于：通气管道必须是密闭而不漏气的。
一种可提高水平轴风力机风能利用效率的桨尖喷气方法
技术领域
背景技术
发明内容
本发明的优点是：方法巧妙，结构简单，风力机的风能利用系数提高显著；风力机的启动风速大大降低；喷气方向变换后风轮的切出风速提高，因而风力机的安全工作风速范围大大扩大。这使得清洁的风能资源利用更充分，风力机的年发电量(或总能量输出)大大提高，因此发电成本显著降低。
附图说明
：图1为本发明的水平轴风力机的风轮结构示意图。
图2为图1中桨叶叶尖B处局部放大图。
图3为图2中的A-A剖视图。
图4为本发明的水平轴风力机风轮结构的另一种实施例。
图5为本发明的水平轴风力机风轮结构的又一种实施例。
图6为图5中的A向视图。
图7为本发明的风力机与对应的普通风力机风洞试验结果比较。
图中，1.风轮轮毂，2.进气孔，3.桨叶，4.通气管道，5.排气口，6.壁面，7.盖板，8.压力面，9.吸力面。
具体实施方式
参照图2，桨叶尖部由翼型状的盖板7封闭，以迫使桨叶内部通气管道4中的气流从桨叶叶型的凹面，即压力面8经排气口5以与风轮旋转方向u相反的切向或接近切向喷出，排气口5可以与通气管道4等截面积，也可是收缩或扩张的。
参照图3，桨叶在尖部的安装角为β，由于排气口5的壁面6与风轮旋转方向u相切，通气管道4内部的气流被迫由切向排出，从而对风轮产生附加的推动力和推动力矩。如果将排气口5不仅可以背向压力面，而是制成也可以通过控制背向吸力面，且与旋向u同向排气，则在高速或高于通常的切出风速时，可以控制排气口沿u向或接近u向喷气，以产生制动力和制动力矩，从而扩大风力机的安全工作风速范围，更大地提高风力机的风能利用程度。
参照图4，空气从风轮轮毂1背风面的进气孔2进入各个桨叶3内部的通气管道4，由于高速旋转桨叶3所产生的离心力对桨叶中通气管道4内的空气加功而增加了其总机械能，然后这空气从桨叶尖部排气口5沿与风轮旋转方向u相反的切向或接近切向排出，对桨叶3产生附加的推动力和推动力矩。由于桨叶3尖部有同样翼型形状的盖板7封闭，桨叶3内通气管道4中的空气不会沿径向从排气口5排出，排气口5可以与通气管道4等截面积，也可是收缩或扩张的。桨叶内部的通气管道4也可以由空心叶片自然形成，但其中径向不能有管道截面积突变。
参照图5、6，对于弧形板桨叶3，通气管道4在桨叶3的外部的压力面8一侧，也可在吸力面9一侧。空气从风轮轮毂1中的进气孔2(可以在迎风面或背风面)进入各个桨叶3外部的通气管道4，由于高速旋转桨叶3产生的离心力对通气管道4内的空气加功而增加了其总机械能，然后这空气从通气管道4在桨叶尖部的排气口5沿与风轮旋转方向u相反的切向或接近切向排出，对桨叶3产生附加的推动力和推动力矩。排气口5可以与通气管道4等截面积，也可是收缩或扩张的。图6为图5中的A向视图，可见，通气管道4是装在桨叶的凹面，即压力面8一侧的，但是通气管道4也可装在吸力面9一侧。
参照图7，为本发明的风力机与作为比较基准的、具有相同翼型的对应的普通风力机在风洞试验中的试验结果对比。从试验数据可见，由于本发明的桨尖喷气的突出效果，水平轴风力机的起动风速大大降低，而转速、输出功率以及风能利用系数大幅度提高，从而本发明的经济效益应当是相当显著的。
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