[发明专利]一种势能转化型自寻风水平滚轮式风力发电机

说明书

一种势能转化型自寻风水平滚轮式风力发电机，它涉及一种风力发电机。本发明解决了现有的风力发电机忽略了风中的势能，导致风力发电机输出功率低的问题。风轮组件水平设置在聚风箱一端的出风口处，风轮组件的轮轴通过增速机构与发电机主体的输入轴传动连接，聚风箱通过轴承安装在立柱上，聚风箱可以绕着立柱旋转，聚风箱的另一端为入风口，聚风箱的入风口与聚风箱的出风口之间设有高度差，风轮组件的最高点低于或等于聚风箱的入风口的最高点，风轮组件的上半部被聚风箱遮挡，聚风箱的出风口与风轮组件的下半部正对设置，聚风箱的入风口与聚风箱的出风口的风口面积比为1：2～5。本发明的势能转化型自寻风水平滚轮式风力发电机用于风力发电。

技术领域

本发明涉及一种风力发电机，具体涉及一种势能转化型自寻风水平滚轮式风力发电机。

背景技术

目前风力发电机主要是水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种，受到贝茨极限的限制，风轮处的风能转化效率理论上最高为59.3％，实际转化效率受到各方面的限制仅为20％左右，垂直轴风力发电机仅一半迎风面积内的风能被利用，风能转化效率更低，另外，这两种风力发电机的输出功率都与风速的3次方成正比，绝大多数风力发电机的额定风速在10m/s左右，我国大部分地区的年平均风速在3m/s左右，实际输出功率比额定输出功率小了三十多倍，这也是我国风力资源丰富却难以大面积利用的原因。因此提高风力发电机的能量转换效率一直是风电的主要研究方向。

传统的风力发电机只考虑利用风中的动能，没有考虑利用风中的势能，主要是因为空气密度只有1.29kg/m³,风中的势能被习惯性地忽略了，而事实上只要落差达到米级，在常见风速下，风中的势能与动能相比数值上相当甚至更大，风中的势能不能忽略，我们完全可以象水力发电一样利用风中的势能发电。

综上，现有的风力发电机忽略了风中的势能，导致风力发电机输出功率低。

发明内容

本发明为解决现有的风力发电机忽略了风中的势能，导致风力发电机输出功率低的问题，进而提供一种势能转化型自寻风水平滚轮式风力发电机。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

本发明的势能转化型自寻风水平滚轮式风力发电机包括聚风箱1、风轮组件2、发电机主体3和立柱5，风轮组件2水平设置在聚风箱1一端的出风口处，风轮组件2的轮轴通过增速机构与发电机主体3的输入轴传动连接，聚风箱1通过轴承安装在立柱5上，聚风箱1可以绕着立柱5旋转，聚风箱1的另一端为入风口，聚风箱1的入风口与聚风箱1的出风口之间设有高度差，风轮组件2的最高点低于或等于聚风箱1的入风口的最高点，风轮组件2的上半部被聚风箱1遮挡，聚风箱1的出风口与风轮组件2的下半部正对设置，聚风箱1的入风口与聚风箱1的出风口的风口面积比为1：2～5，自然风经聚风箱1汇聚，自然风通过势能转化和导流后全部经出风口吹向风轮组件2，驱动风轮组件2转动，从而带动发电机主体3发电。

在一个实施方案中，聚风箱1的轮廓呈楔形，入风口与出风口的轮廓均为矩形。

在一个实施方案中，聚风箱1的宽度与风轮组件2的叶片的总长度相等设置。

在一个实施方案中，风轮组件2上设置有多个薄板形叶片，多个薄板形叶片沿风轮组件2的圆周方向均布设置，薄板形叶片的数量为3～7片。

在一个实施方案中，薄板形叶片为矩形直板叶片。

在一个实施方案中，薄板形叶片的横截面呈圆弧状或渐开线状，薄板形叶片的凹面为迎风面。

在一个实施方案中，薄板形叶片为螺旋形叶片，薄板形叶片的螺旋凹面为迎风面。

在一个实施方案中，风轮组件2由多个风轮单体串联而成，风轮组件2的两端安装在两个风轮支撑上，相邻两个风轮单体之间设置有中间支撑，相邻两个风轮单体的叶片之间错开一定的角度。