[go: up one dir, main page]

CN111664052A - 一种叶梢小翼式螺旋桨（风扇） - Google Patents

一种叶梢小翼式螺旋桨（风扇） Download PDF

Info

Publication number
CN111664052A
CN111664052A CN202010629402.3A CN202010629402A CN111664052A CN 111664052 A CN111664052 A CN 111664052A CN 202010629402 A CN202010629402 A CN 202010629402A CN 111664052 A CN111664052 A CN 111664052A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fan
winglet
blade
propeller
blade tip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010629402.3A
Other languages
English (en)
Inventor
曹正武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202010629402.3A priority Critical patent/CN111664052A/zh
Publication of CN111664052A publication Critical patent/CN111664052A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
    • F03D1/0633—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/26—Blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/16—Blades
    • B64C11/20—Constructional features
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
    • F03B3/121—Blades, their form or construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开了一种叶梢小翼式螺旋桨(风扇)，包括桨(扇)叶轮毂、桨(扇)叶，并在每个桨(扇)叶叶梢长缘顶点到短缘顶点之间，连接一个垂直于叶梢的小翼，小翼形状不限，一般为弧形三角形；小翼的高一般大于桨(扇)叶长缘顶点到短缘顶点垂直于螺旋桨(风扇)轴的面之间的距离；小翼的头到轴心的距离不等于小翼的尾到轴心的距离，小翼和叶梢连接的边，与桨(扇)叶长缘的顶点以螺旋桨(风扇)轴心为圆心画出的圆弧形成夹角，以确保顺着桨(扇)叶的外斜面，并在离心力强化作用下，将朝螺旋桨(风扇)轴心外四周飞溅的部分气(水)流导引向前或者向后有序运动做功，把浪费掉了的作用力变为有效的作用力。同时，又消除了叶梢涡环(旋)现象。

Description

一种叶梢小翼式螺旋桨(风扇)
技术领域
本发明涉及一种机械运行设备，尤其是一种螺旋桨(风扇)机械动力运行设备。
背景技术
现有螺旋桨(风扇)通常以旋翼桨(扇)叶扭转角方式工作，提供作用力。但是，这种扭转角度的桨(扇)叶设计也存在一定缺陷：一是旋翼桨(扇)叶迎风(水)面的压力远大于其背面，当桨(扇)叶高速旋转时，桨(扇)叶背面会出现气(水)流从桨(扇)叶后缘流向前缘的反流区，特别是运动速度最快的叶梢，常常形成涡环(旋)，其结果就导致桨(扇)叶最外部的百分之五不提供动力，甚至是反作用力。二是当旋翼桨(扇)叶迎风(水)面的气(水)流撞击叶面后，大部分气(水)流受桨(扇)叶扭转角斜面的作用向前或者向后运动，形成有效作用力，但也有一部分气(水)流则顺着桨(扇)叶轴心的外斜面，并在离心力的强化作用下，向螺旋桨(风扇)轴心外四周飞溅，未形成有效作用力，造成浪费。
发明内容
为了克服现有技术中螺旋桨(风扇)旋翼桨(扇)叶叶梢涡环(旋)现象和部分气(水)流撞击叶面后朝着桨(扇)叶轴心的外斜面四周扩散，未形成有效作用力等缺陷，本发明提供了一种采用在螺旋桨(风扇)旋翼桨(扇)叶的叶梢区域部分增加与叶梢垂直的小翼，将朝螺旋桨(风扇)轴心外四周飞溅的这部分气(水)流导引向前或者向后有序运动做功，把浪费掉了的作用力变为有效的作用力。同时，因为有了叶梢小翼的阻挡，叶梢涡环(旋)现象就自然被破解掉。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种叶梢小翼式螺旋桨(风扇)，包括螺旋桨(风扇)桨(扇)叶，并在每个桨(扇)叶叶梢上缘的顶点到下缘的顶点之间，连接一个垂直于叶梢的小翼，小翼的形状不限，一般为三角形。
上述叶梢小翼式螺旋桨(风扇)，所述叶梢小翼的头和叶梢上缘顶点的连接点到螺旋桨(风扇)轴心的距离，与叶梢小翼的尾和叶梢下缘顶点的连接点到螺旋桨(风扇)轴心的距离，二者不能相等，即以轴心为圆心，以小翼的头为点画出的圆弧轨迹与小翼的尾端点画出圆弧轨迹的投影不能重合，必须是一里一外。所述小翼的头到尾，与叶梢的连接部分是小翼的一个边，该边与桨(扇)叶的长缘顶点以螺旋桨(风扇)轴心为圆心画出的圆弧轨迹形成夹角，以确保顺着桨(扇)叶外斜面，并在离心力强化作用下，向螺旋桨(风扇)轴心外四周飞溅的这部分气(水)流在撞击小翼后，能够向前或者向后有序流动，增强气(水)流推动桨(扇)叶向设计的方向或者桨(扇)叶推动气(水)流向设计方向做功的力量，提高螺旋桨(风扇)的做功效率。至于是叶梢的上缘长还是下缘长？长缘长多少，短缘短多少？应根据螺旋桨(风扇)作用和功能的设计需求而定。
上述叶梢小翼式螺旋桨(风扇)，所述叶梢小翼的头一般连接叶梢短缘的顶点，小翼的尾一般连接叶梢长缘的顶点，但不管小翼的头尾与哪一边的顶点连接，都必须满足小翼作用力方向与桨(扇)叶叶面作用力的方向互补，小翼受力作用后前进的方向与桨(扇)叶叶面受力作用后前进的方向一致。所述小翼的头到尾，连接叶梢的部分一般是弧线，但也不排除是直线。所述小翼底边的长度为小翼的高，小翼的高大于或者等于桨(扇)叶长缘顶点到桨(扇)叶短缘顶点垂直于螺旋桨(风扇)轴的面之间的距离。
本发明的有益效果是：本发明一种叶梢小翼式螺旋桨(风扇)，采用在旋翼桨(扇)叶的叶梢部分连接与叶梢垂直的小翼后，由于有叶梢小翼的阻挡，有效地消除了传统螺旋桨(风扇)叶梢的涡环(旋)现象。同时，还将朝螺旋桨(风扇)轴心外四周飞散的这部分气(水)流规范向前或者向后有序运动，大幅提高了螺旋桨(风扇)的做功效率，甚至提高一倍以上。另外，又由于小翼的一个边与叶梢部分区域连接，小翼尾尖的延长线甚至可以将全部桨叶连成一体，进一步提高了桨(扇)叶的刚性和强度，延长了螺旋桨(风扇)的使用寿命。最后，因为小翼与桨(扇)叶叶梢垂直，且小翼头到尾的边与桨(扇)叶划出的圆弧形成夹角，这种特殊结构的布局，当螺旋桨作为风力发电机的风扇运用时，将使螺旋桨(风扇)的旋翼桨(扇)叶除能受到正面风能推动做功外，对于左侧、右侧、上侧、下侧方向吹来的风力，在撞击小翼后，皆能推动小翼并带动桨(扇)叶旋转做功，这是传统螺旋桨(风扇)无法做到的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一种叶梢小翼式螺旋桨(风扇)示意图；
图2为沿着图1中E-E线的示意图；
图3为小翼的示意图。
图中1.桨(扇)叶轮毂，2.桨(扇)叶，3.小翼，4.桨(扇)叶2短缘顶点到桨(扇)叶2长缘顶点的弧线即小翼3的一个边。
图中A.小翼3的头即桨(扇)叶2短缘的顶点，B.小翼3的尾端即桨(扇)叶2长缘的顶点，C.小翼3的尾尖，D.桨(扇)叶2长缘的顶点B到桨(扇)叶2短缘顶点A垂直于螺旋桨(风扇)轴的面上的垂直点，O.轴心。
具体实施方式
【实施例1】
一种叶梢小翼式螺旋桨(风扇)包括桨(扇)叶轮毂1、桨(扇)叶2、小翼3，桨(扇)叶2短缘的顶点与小翼3的头重合为A点、桨(扇)叶2长缘的顶点与小翼3的尾端重合为B点、小翼3的尾尖为C点，小翼3的一个边与桨(扇)叶2短缘顶点A到桨(扇)叶2长缘顶点B的弧线4相连接，小翼3与叶梢垂直，小翼3的高(BC的长)大于桨(扇)叶2长缘的顶点B到桨(扇)叶2短缘顶点A垂直于螺旋桨(风扇)轴的面之间的距离(BD的长)，叶梢小翼式螺旋桨(风扇)分别设置有12个桨(扇)叶2和12个小翼3，轴心O到小翼3的头A点的距离小于轴心O到小翼3尾端B点的距离。
【实施例2】
小翼3的形状不限，但主要呈弧形三角形；小翼3的高(BC的长)大于或者等于桨(扇)叶2长缘的顶点B到桨(扇)叶2短缘顶点A垂直于螺旋桨(风扇)轴的面之间的距离(BD的长)；小翼3的头A到尾端B的边与桨(扇)叶2的长缘顶点B画出的圆弧形成一定的夹角。该夹角的大小，以及小翼3的形状和高度，以满足小翼3配合桨(扇)叶2，达到阻断叶梢涡环(旋)，实现提高螺旋桨(风扇)做功效率到最佳即可。所述桨(扇)叶2还可以设置为二叶、三叶或者其他多旋翼桨(扇)叶，有多少个桨(扇)叶2就设置多少个小翼3。
本发明工作时，由于设计的扭转角使桨(扇)叶2的短缘凸出朝前，长缘凹进向后，当正面方向的风力直击桨(扇)叶2后，大部分气流往低处向后流动，推动桨(扇)叶2顺时针旋转做功。但仍有一部分气流顺着桨(扇)叶2轴心的外斜面，并在离心力的强化作用下，向螺旋桨(风扇)轴心外的四周扩散，这部分气流在撞上与叶梢垂直的小翼3后受阻，由于小翼3的头A朝内，尾端B向外这种朝前压力增大，而向后压力变小的特殊结构设计，使撞击小翼3的气流改变方向，朝压力小的后面方向往外流动，这即增加了桨(扇)叶2顺时针旋转的推力。同时，对于从左侧、右侧、上侧、下侧方向吹来的风能，在撞击小翼3后，皆能推动小翼3并带动桨(扇)叶2顺时针旋转做功，大幅提高了螺旋桨(风扇)的做功效率。

Claims (1)

1.一种叶梢小翼式螺旋桨(风扇)，包括桨(扇)叶轮毂(1)、桨(扇)叶(2)、小翼(3)，其特征是：桨(扇)叶(2)短缘的顶点与小翼(3)的头重合为(A)点、桨(扇)叶(2)长缘的顶点与小翼(3)的尾端重合为(B)点、小翼(3)的尾尖为(C)点，小翼(3)的一个边与桨(扇)叶(2)短缘顶点(A)到桨(扇)叶(2)长缘顶点(B)的弧线(4)相连接，小翼(3)与叶梢垂直，小翼(3)的形状不限，但主要呈弧形三角形，小翼(3)的高(BC的长)大于或者等于桨(扇)叶(2)长缘的顶点(B)到桨(扇)叶(2)短缘顶点(A)垂直于螺旋桨(风扇)轴的面之间的距离(BD的长)，轴心(O)到小翼(3)的头(A)点的距离不等于轴心(O)到小翼(3)尾端(B)点的距离，即以轴心(O)为圆心，以小翼(3)的头(A)为点画出的圆弧轨迹与小翼(3)的尾端(B)点画出圆弧轨迹的投影不能重合，必须是一里一外，小翼(3)的头(A)到尾端(B)点的边，与桨(扇)叶(2)长缘顶点(B)以螺旋桨(风扇)轴心(O)为圆心画出的圆弧轨迹形成夹角，以确保顺着桨(扇)叶(2)轴心(O)的外斜面，并在离心力强化作用下，向螺旋桨(风扇)轴心(O)四周外飞溅的这部分气(水)流在撞击小翼(3)后，能够向前或者向后有序流动，增强气(水)流推动桨(扇)叶(2)向设计的方向或者桨(扇)叶(2)推动气(水)流向设计方向做功的力量，提高螺旋桨(风扇)的做功效率，所述叶梢小翼式螺旋桨(风扇)可设置二叶、三叶或者其他多旋翼桨(扇)叶(2)，有多少个桨(扇)叶(2)就设置多少个小翼(3)。
CN202010629402.3A 2020-06-24 2020-06-24 一种叶梢小翼式螺旋桨（风扇） Pending CN111664052A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010629402.3A CN111664052A (zh) 2020-06-24 2020-06-24 一种叶梢小翼式螺旋桨（风扇）

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010629402.3A CN111664052A (zh) 2020-06-24 2020-06-24 一种叶梢小翼式螺旋桨（风扇）

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111664052A true CN111664052A (zh) 2020-09-15

Family

ID=72390895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010629402.3A Pending CN111664052A (zh) 2020-06-24 2020-06-24 一种叶梢小翼式螺旋桨（风扇）

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111664052A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003278696A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Fuji Electric Co Ltd プロペラファン
JP2004251179A (ja) * 2003-02-19 2004-09-09 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd 軸流ファン
CN1563707A (zh) * 2004-03-18 2005-01-12 上海交通大学 带有叶尖小翼的水平轴风力机
US20090257885A1 (en) * 2006-12-22 2009-10-15 Kristian Balschmidt Godsk Wind Turbine With Rotor Blades Equipped With Winglets And Blades For Such Rotor
DE202013101386U1 (de) * 2013-03-28 2014-07-09 Rolf Rohden Rotorblatt mit einem Winglet, Windenergieanlage und Windenergieanlagenpark
JP5969651B1 (ja) * 2015-04-21 2016-08-17 紳一郎 中島 風車翼
EP3130799A1 (en) * 2014-03-28 2017-02-15 The Chugoku Electric Power Co., Inc. Wind turbine blade and wind power generator provided with same
CN106574603A (zh) * 2014-08-05 2017-04-19 瑞安·丘奇 具有适于横穿流体环境的刚性小翼的结构
JP2017166324A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 株式会社Ｔｉｎｇａｒａ タービン用ｔ形先端翼
US20200003219A1 (en) * 2017-01-27 2020-01-02 Safran Helicopter Engines Wheel blade for turbomachine, comprising a winglet at its tip and at the leading edge

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003278696A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Fuji Electric Co Ltd プロペラファン
JP2004251179A (ja) * 2003-02-19 2004-09-09 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd 軸流ファン
CN1563707A (zh) * 2004-03-18 2005-01-12 上海交通大学 带有叶尖小翼的水平轴风力机
US20090257885A1 (en) * 2006-12-22 2009-10-15 Kristian Balschmidt Godsk Wind Turbine With Rotor Blades Equipped With Winglets And Blades For Such Rotor
DE202013101386U1 (de) * 2013-03-28 2014-07-09 Rolf Rohden Rotorblatt mit einem Winglet, Windenergieanlage und Windenergieanlagenpark
EP3130799A1 (en) * 2014-03-28 2017-02-15 The Chugoku Electric Power Co., Inc. Wind turbine blade and wind power generator provided with same
CN106574603A (zh) * 2014-08-05 2017-04-19 瑞安·丘奇 具有适于横穿流体环境的刚性小翼的结构
JP5969651B1 (ja) * 2015-04-21 2016-08-17 紳一郎 中島 風車翼
JP2017166324A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 株式会社Ｔｉｎｇａｒａ タービン用ｔ形先端翼
US20200003219A1 (en) * 2017-01-27 2020-01-02 Safran Helicopter Engines Wheel blade for turbomachine, comprising a winglet at its tip and at the leading edge

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付伟等: "翼梢小翼几何参数对机翼气动特性影响研究", 《科学技术与工程》 *
倪旭辉: "波音737NG飞机安装翼梢小翼的优缺点", 《河南科技》 *
张海泉等: "无梢涡螺旋桨试验研究", 《武汉船舶职业技术学院学报》 *
许成杰等: "临近空间桨梢小翼螺旋桨布局气动增效研究", 《航空计算技术》 *
许波峰等: "基于自由涡尾迹和遗传算法的叶尖小翼气动优化设计", 《空气动力学学报》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101749188B (zh) 用于风力涡轮机叶片的根部套筒
US20030223858A1 (en) Turbine
JP4740580B2 (ja) 横軸風車のブレード並びに横軸風車
WO2013177070A1 (en) Horizontal axis wind machine with multiple rotors
CN201615029U (zh) 垂直轴风力发电机辅助导风装置
US20140127030A1 (en) A turbine blade system
CN214404098U (zh) 风轮以及风机
CN210859024U (zh) 一种具有翼刀和翼尖的潮流能水轮机叶片
CN112814942B (zh) 带有掠角型叶片的轴流风机叶轮
CN205173055U (zh) 叶片后缘弯折的低噪声无蜗壳风机叶轮
CN111664052A (zh) 一种叶梢小翼式螺旋桨（风扇）
CN213684675U (zh) 轴流风叶、轴流风机及空调器
CN218717236U (zh) 一种双叶片耦合涡轮机
CN111075761A (zh) 一种轴流风叶及空调器
CN118220452A (zh) 一种环形桨泵喷推进器结构设计
CN210212732U (zh) 一种节能型前置旋转定子
CN109896009B (zh) 螺旋桨及无人机
CN207814037U (zh) 一种具有中盘加强结构的离心风机叶轮
WO2018228066A1 (zh) 轴流风轮及空调器
CN208456909U (zh) 一种离心泵的新型叶轮机构
CN219549195U (zh) 一种一体成型的风机叶轮
CN201694378U (zh) 带水轮机的螺旋桨
CN206615373U (zh) 螺旋桨及推进装置
CN214118527U (zh) 降噪型轴流风扇结构
CN220237049U (zh) 一种高效率的高速涡轮手机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination