[发明专利]一种水平轴滚轮式风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种水平轴滚轮式风力发电装置。

背景技术

目前，市面上的传统风力发电装置，按轴向分类有两种，一是水平轴风力发电装置，另一种是垂直轴风力发电装置，这两种都有各自的缺点。

水平轴风力发电装置，一、它的迎风面积小，因叶片是一端固定安装，面积大了叶片承受不了迎面吹来后的折弯力；二、它的迎风角度小，不管它使用什么方式扭动叶片形状，都有50％迎面吹来的风力转嫁到主塔上，实际收集风力都小，所以不断延长叶片长度来增加扭矩；三、扭矩，叶片长度的一半就是受力平均中心点，因它叶片的叶尖部慢慢缩小面积，所以它的中心点要小于叶片长度的一半，中心点到旋转轴的距离会小于旋转半径的一半，这样扭矩就小，四，它旋转一周时间的面积并非是实时面积，实时错过了很多风的冲击力。风扇叶片螺旋桨式装置搅动静态流体的最好方案，而流动的流体它并非是最好的方式。

垂直轴风力发电装置，不管使用什么样形状的叶片，它都有顺风区和逆风区，而且无法使用风斗遮挡板，两作用力抵消只剩下叶片异形的压力差，收集的风力很小。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上技术缺陷，提供一种风能转化率强的水平轴风力发电装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种水平轴滚轮式风力发电装置，包括风轮、风轮支架和主塔；所述风轮包括若干叶片；所述风轮支架包括两个十字支架，所述十字支架之间中部为旋转轴承，旋转轴承中心设有风轮中心水平轴，十字支架之间底部连接有底杆，所述底杆与主塔连接；所述叶片包括风斗和风斗支架，所述风斗位于叶片的外端，呈半圆柱型，其两端通过风斗支架垂直固定于风轮中心水平轴上，在环形运转平面内风斗开口运动方向；所述叶片平行于风轮中心水平轴设置，并沿风轮中心水平轴的圆周方向均匀分布；所述风斗的宽度为风轮旋转半径的一半，其长度为其宽度的4倍，两侧设有风斗遮挡板。

进一步地，所述叶片的个数为4，每个叶片之间的夹角为90°。

进一步地，所述两个十字支架之间的前端与低端之间设有圆弧形遮挡板。

进一步地，所述十字支架后侧设有侧尾舵板，为半圆形侧挡板。

进一步地，所述底杆与主塔之间设有7字型偏心支撑架，偏心支撑架顶部与底杆的中间位置固定连接，底部通过水平旋转轴承与主塔连接。

进一步地，所述风轮中心水平轴两端分别安装发电机，一个为高速发电机，另一个为低速发电机。

进一步地，所述主塔为可升降结构。

进一步地，所述两个十字支架的上端、左端及右端之间均设有连接杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明涉及的一种水平轴滚轮式风力发电装置，通过设置风斗的形状以及尺度比例，增加该风力发电装置的正面迎风面面积，使叶片在旋转中受风的推力大、阻力小，且风斗受力中心点到风轮中心水平轴的距离达到风轮旋转半径的75％，增大扭矩大，从而增大风能的转化率，并通过设置风斗遮挡板防止风从风斗两侧流失，进一步提高风能的转化率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明风轮的结构示意图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明叶片旋转路径图。

图中：1-侧尾舵板，2-十字支架，3-风轮中心水平轴，4-底杆，5-水平旋转轴承，6-主塔，7-偏心支撑架，8-圆弧形遮挡板，9-风斗，10-旋转轴承，11-风斗支架，12-连接杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3示，一种水平轴滚轮式风力发电装置，包括风轮、风轮支架和主塔6；所述风轮包括若干叶片；所述风轮支架包括两个十字支架2，所述十字支架2之间中部为旋转轴承10，旋转轴承10中心设有风轮中心水平轴3，十字支架2之间底部连接有底杆，所述底杆与主塔6连接；所述叶片包括风斗9和风斗支架11，所述风斗9位于叶片的外端，呈半圆柱型，其两端通过风斗支架11垂直固定于风轮中心水平轴3上，在环形运转平面内风斗9开口运动方向；所述叶片平行于风轮中心水平轴3设置，并沿风轮中心水平轴3的圆周方向均匀分布；所述风斗9的宽度为风轮旋转半径的一半，其长度为其宽度的4倍，两侧设有风斗遮挡板。