一种新型风力发电机

本技术涉及机械领域，特别是涉及一种新型风力发电机。

背景技术：

1、风电是一种可再生的能源，目前风力发电风机主要有水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种，其中水平轴风力发电机是目前国内外研制最多最常见的一种风力发电机，也是技术最成熟的一种风力发电机。该设备具有风能利用系数高的优点，但该发电结构在使用过程中也存在一定的缺点，主要表现为如下五个方面：

2、①发电机组主要位于结构的顶部，不易维护和维修，并且使结构重心升高，不利于结构稳定；②为使扫风面随时对风，需要设置叶片和风机的偏航装置，使机组结构和受力复杂化；

3、③叶片在高速转动过程中会产生大量噪音污染；

4、④叶片转动过程中其内力循环变化，增加了疲劳破坏的风险；

5、⑤这种风力发电结构对生态环境会产生显著影响，特别是对飞翔的鸟类造成巨大威胁。垂直轴风力发电机虽然能够避免水平轴风力发电机存在的某些问题，但是依然存在有较为突出的问题。如实用新型专利cn 102338043 a公开的一种垂直轴风力发电机等，其利用的还是横向风的直接吹动，进而将风能转化为电能，导致现有的垂直轴发电机存在如下问题：

6、①由于迎风面积较小，导致该风力发电机风能利用系数不高且自启动能力差；

7、②转速受风力影响极大，过速时控制困难，容易造成失速风险；

8、③叶片在旋转过程中，由于四周叶片均受到风力，导致有些位置会产生负力矩，降低风机输出效率。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种新型风力发电机。

2、本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

3、一种新型风力发电机，包括外筒体结构，外筒体结构包括外筒体，所述外筒体顶部开口且沿筒体轴线安装垂直主轴，垂直主轴上部同一平面安装有若干水平叶片，垂直主轴下部传动组件连接风力发电机组；水平叶片下方的外筒体外周形成有若干进风口，进风口处布设有进风口网罩。

4、进一步的改进，所述进风口内侧或外侧的上部和下部固定有调风板滑轨，调风板滑轨上滑动连接有调风板。

5、进一步的改进，所述外筒体结构还包括设置在外筒体内部的内骨架结构，内骨架结构顶部和底部均固定有筒体滑轨，外筒体旋转安装在筒体滑轨上。

6、进一步的改进，所述进风口的总面积不小于外筒体顶部开口的面积，外筒体顶部开口的内径大于水平叶片的长度。

7、进一步的改进，所述水平叶片的上方安装有与内骨架结构固定连接的安装架，安装架上固定有风速风向仪。

8、进一步的改进，水平叶片的最高边缘处于外筒体结构顶部下方，且水平叶片的最高边缘与外筒体结构顶部的垂直距离不大于外筒体(1)内圆半径的0.6倍。

9、进一步的改进，水平叶片的最低边缘处于进风口顶部的上方，且水平叶片的最低边缘与进风口顶部的间距不大于外筒体(1)内圆半径的0.6倍。

10、进一步的改进，所述水平叶片下方的外筒体上沿周向均匀分布有多个进风口，所述外筒体内侧铰接连接有多个与进风口配合的风板，风板的面积大于进风口的面积

11、本实用新型的有益效果在于：

12、本实用新型利用了气流的伯努利原理，即在外筒体顶部有风经过时，会形成负压，该负压会对筒体内气体产生吸力，并从筒体侧面的进风口吸入气体，从而在其内部形成自下向上的气流，使水平叶片旋转进行发电。因此其风力便于通过进风口开口的大小进行调节，且不会出现负力矩，降低风机输出效率的问题。因此本实用新型的新型风力发电机有效地解决了目前水平轴风力发电和垂直风力发电结构存在的问题，并保留了它们的优势，该结构有效地利用了水平风场中筒体结构的风压的分布规律，即利用了筒体结构顶部的负压分布及侧边的正压分布，进而在筒体结构内建立竖向风场，将水平风转化为垂直风，消除了传统垂直轴风机存在的逆风面，提高了风能利用系数。将水平轴的风力发电结构转为了新型风力发电机，这种结构既能有效提高了风场中风机结构稳定性，又减小了结构荷载交变造成的疲劳损伤。洞口设置网罩可以有效保护生态环境，筒体结构设计能有效减小风机产生的噪音污染。该发电结构合理、经济性好，可广泛应用于海上风力发电和陆地风力发电。

技术特征：

1.一种新型风力发电机，包括外筒体结构，外筒体结构包括外筒体(1)，其特征在于，所述外筒体(1)顶部开口且沿筒体轴线安装垂直主轴(7)，垂直主轴(7)上部同一平面安装有若干水平叶片(3)，垂直主轴(7)下部传动传动组件连接风力发电机组；水平叶片(3)下方的外筒体(1)上形成有进风口，进风口处布设有进风口网罩(6)。

2.如权利要求1所述的新型风力发电机，其特征在于，所述进风口内侧或外侧的上部和下部固定有调风板滑轨(5)，调风板滑轨(5)上滑动连接有调风板(4)。

3.如权利要求1所述的新型风力发电机，其特征在于，所述外筒体结构还包括设置在外筒体(1)内部的内骨架结构(10)，内骨架结构(10)顶部和底部均固定有筒体滑轨(9)，外筒体(1)旋转安装在筒体滑轨(9)上。

4.如权利要求1所述的新型风力发电机，其特征在于，所述进风口的总面积不小于外筒体(1)顶部开口的面积，外筒体(1)顶部开口的内径大于水平叶片(3)的长度。

5.如权利要求3所述的新型风力发电机，其特征在于，所述水平叶片(3)的上方安装有与内骨架结构(10)固定连接的安装架，安装架上固定有风速风向仪(2)。

6.如权利要求5所述的新型风力发电机，其特征在于，水平叶片的最高边缘处于外筒体结构顶部下方，且水平叶片的最高边缘与外筒体结构顶部的垂直距离不大于外筒体(1)内圆半径的0.6倍。

7.如权利要求1所述的新型风力发电机，其特征在于，水平叶片的最低边缘处于进风口顶部的上方，且水平叶片的最低边缘与进风口顶部的间距不大于外筒体(1)内圆半径的0.6倍。

8.如权利要求1所述的新型风力发电机，其特征在于，所述水平叶片(3)下方的外筒体(1)上沿周向均匀分布有多个进风口，所述外筒体(1)内侧铰接连接有多个与进风口配合的风板(11)，风板(11)的面积大于进风口的面积。

技术总结本技术公开了一种新型风力发电机，包括外筒体结构，外筒体结构包括外筒体，所述外筒体顶部开口且沿筒体轴线安装垂直主轴，垂直主轴上部同一平面安装有若干水平叶片，垂直主轴下部传动传动组件连接风力发电机组；水平叶片下方的外筒体外周形成有若干进风口，进风口处布设有进风口网罩。本技术有效地利用了水平风场中筒体结构的风压的分布规律，即利用了筒体结构顶部的负压分布及侧边的正压分布，进而在筒体结构内建立竖向风场，将水平风转化为垂直风，消除了传统垂直轴风机存在的逆风面，提高了风能利用系数。技术研发人员：杜运兴,周芬受保护的技术使用者：湖南大学技术研发日：20231123技术公布日：2024/6/20