【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种封闭式叶轮及其发电装置与方法，尤其涉及一种封闭式叶轮，属于节能领域。
技术介绍
1、流固耦合作用是自然界客观存在的一种特殊现象，是指流体与固体之间的相互作用。水轮机是基于流固耦合现象利用水的动能转化为机械能的机械装置，当水流入水轮机的受力系统时，水的动能就会转变为机械能，从而使水轮机转动，从而实现发电机的转动。其本身不需要用到电能且结构简单，因此具有安全，环保，环保，使用寿命长等优点。
2、但是传统的水轮机工作的过程中，由于其叶轮叶片的边缘通常是较为尖锐陡峭的，当流体沿叶片流动到尾缘时，会产生脱涡现象，即漩涡交替的从叶片边缘脱落。脱涡会导致流体能量的损耗，同时当脱涡频率与其结构频率一致时，会引发共振，带来安全问题，也会产生较大的噪音。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种能量损耗小、安静可靠的封闭式叶轮及其发电装置与方法。
2、所述的封闭式叶轮，包括中心轴及若干叶片组成，将叶片的整个边缘分成叶片上侧边缘、叶片外侧边缘、叶片下侧边缘；其特征在于：上述叶片外侧边缘的几何形状为光滑圆弧结构；所述的光滑圆弧结构是一段曲率半径相同的简单圆弧，或若干段对应不同曲率半径的简单圆弧的组合。光滑圆弧结构可以减小流体沿叶片流动到外侧边缘时产生的脱涡现象，降低能量损失，减少噪音。
3、所述的一种封闭式叶轮的流体动能发电装置，其特征在于：包括轴、上轴承、下轴承、固定支架、线圈腔、封闭式叶轮、磁铁盘、线圈盘；其中轴通过上轴承和下轴承安装于固定支架
4、所述的一种封闭式叶轮流体动能发电装置的发电方法，其特征在于包括以下过程：将发电装置通过法兰或螺纹与运输流体的管道连接；当流体进入管道后冲击封闭式叶轮的叶片，在叶片凹侧和凸侧产生阻力差，从而推动封闭式叶轮转动；封闭式叶轮的转动带动轴转动从而带动磁铁盘转动，由磁铁盘与线圈盘形成的磁力泵将输送进磁铁盘的机械能高效地转换成电能供小型用电器使用。
5、封闭式叶轮可以将管道内的流体动能转化为自身转动的机械能，再通过磁力泵的形式将机械能传递至发电机，发电机将机械能转化为电能。利用封闭式叶轮发电降低了能量的损耗率，且降低了叶轮转动时发出的噪音。
6、所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：上述叶片的上侧边缘和下侧边缘的几何形状也为光滑圆弧结构，并与叶片外侧边缘的光滑圆弧结构平顺衔接，形成完整的侧边缘；并且所述的光滑圆弧结构是一段曲率半径相同的简单圆弧，或若干段对应不同曲率半径的简单圆弧的组合。完整的光滑圆弧侧边缘结构可以进一步强化封闭式叶轮的优势。
7、所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：上述叶片的叶根与中心轴并非完整连接，其叶根的中部与中心轴之间不连接，设置有导流通道。导流通道可以提高流体的流动性，减小死区，强化能量转化效率。
8、所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：上述封闭式叶轮的叶片外侧边缘的外侧设置有升力边，该升力边垂直于轴向的剖面形状符合翼型前缘结构。升力边面积占叶片整体面积的比例的范围为1/5~2/3。设置升力边可以使流体流过升力边时，对叶轮产生升力，提高叶轮转速，增加能量转化效率。
9、所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：上述叶片的纵横比为0.5~3，所谓纵横比是指轴的高度与叶轮最大直径的比值。
10、所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：上述叶片的佳纵横比为1.38。纵横比越大，叶轮的能量转换效率越大，但过大的纵横比会导致叶轮的结构强度过低。在保证叶轮结构强度的前提下，选取纵横比为1.38最为合适。
11、所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：上述封闭式叶轮的旋转角为叶片在垂直轴投影面上转过的角度，旋转角的范围为0°~180°。设置旋转角可以提升叶轮的能量转化效率，旋转角的角度应根据叶片数量决定。
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1.一种封闭式叶轮，包括中心轴及若干叶片组成，将叶片的整个边缘分成叶片上侧边缘、叶片外侧边缘、叶片下侧边缘；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：
7.利用权利要求1所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：
8.利用权利要求1至7任一所述的一种封闭式叶轮的流体动能发电装置，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的一种封闭式叶轮流体动能发电装置的发电方法，其特征在于包括以下过程：
【技术特征摘要】
1.一种封闭式叶轮，包括中心轴及若干叶片组成，将叶片的整个边缘分成叶片上侧边缘、叶片外侧边缘、叶片下侧边缘；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种封闭式叶轮，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩东，陈志良，何纬峰，林志伟，熊佳明，望禾镜，唐培浩，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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