一种增压型水平轴风力机的制作方法

本发明属于风力发电技术领域，特别是涉及一种增压型水平轴风力机。

背景技术：

随着城镇化和工业化的发展，对能源的需求与日俱增，急需更安全的、有保证的、经济的以及对环境友好的能源，积极开发和利用新能有助于降低世界碳排放。风能是一种可再生的清洁能源，其主要利用形式是通过风力机将风能转化为电能的，而风力机作为将风能转换为电能的重要设备，风力机叶片气动性能的优劣直接影响风能利用效率。

水平轴风力机是目前最为成熟的风力机结构形式，常规水平轴风力机在运行过程中，前方来流靠近风力机时气流减速，在额定工况下，临近风力机的气流速度约为远方来流速度的2/3。由于风力机的功率与来流速度的立方成正比，因此想要增大风力机的风能利用效率，可以从提高风力机临近来流速度上着手。但是，作为常规的水平轴风力机，其风能利用系数受betz极限的限制，在不破坏现有风力机主体结构的前提下，如何提高风力机临近来流速度成为亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种增压型水平轴风力机，能够在不破坏现有风力机主体结构的前提下，有效提高风力机临近来流速度，进而有效提高了风力机的风能利用效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种增压型水平轴风力机，包括风力机叶片、发电机、行星齿轮箱及风扇叶片；所述发电机架设在风力机塔架顶部，所述风力机叶片与发电机的电机轴共轴安装在一起；所述行星齿轮箱通过支架架设在风力机塔架顶部，行星齿轮箱位于风力机叶片的来流方向上游，行星齿轮箱的动力输入轴与风力机叶片共轴安装在一起；所述风扇叶片共轴安装在行星齿轮箱的动力输出轴上，通过行星齿轮箱对风力机叶片与风扇叶片的转速进行匹配，风力机叶片与风扇叶片的旋转方向相反或相同，风扇叶片旋转时产生的气流吹向风力机叶片。

所述风力机叶片的数量为2～99个。

所述风扇叶片的数量为2～99个。

所述风扇叶片的旋转半径为风力机叶片的旋转半径的5％～100％。

所述风力机叶片与风扇叶片的轴向间距为风力机叶片的旋转半径的1倍～10倍。

本发明的有益效果：

本发明的增压型水平轴风力机，能够在不破坏现有风力机主体结构的前提下，有效提高风力机临近来流速度，进而有效提高了风力机的风能利用效率。

附图说明

图1为本发明的一种增压型水平轴风力机的结构示意图；

图中，1—风力机叶片，2—发电机，3—行星齿轮箱，4—风扇叶片，5—风力机塔架，6—支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种增压型水平轴风力机，包括风力机叶片1、发电机2、行星齿轮箱3及风扇叶片4；所述发电机2架设在风力机塔架5顶部，所述风力机叶片1与发电机2的电机轴共轴安装在一起；所述行星齿轮箱3通过支架6架设在风力机塔架5顶部，行星齿轮箱3位于风力机叶片1的来流方向上游，行星齿轮箱3的动力输入轴与风力机叶片1共轴安装在一起；所述风扇叶片4共轴安装在行星齿轮箱3的动力输出轴上，通过行星齿轮箱3对风力机叶片1与风扇叶片4的转速进行匹配，风力机叶片1与风扇叶片4的旋转方向相反或相同，风扇叶片4旋转时产生的气流吹向风力机叶片1。

所述风力机叶片1的数量为2～99个。

所述风扇叶片4的数量为2～99个。

所述风扇叶片4的旋转半径为风力机叶片1的旋转半径的5％～100％。

所述风力机叶片1与风扇叶片4的轴向间距为风力机叶片1的旋转半径的1倍～10倍。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

当风力机叶片1受到上游来流作用时，风力机叶片1开始旋转，风力机叶片1旋转过程中会带动行星齿轮箱3的动力输入轴旋转，经行星齿轮箱3的变速，将匹配后的转速传递到动力输出轴，进而带动风扇叶片4按照匹配后的转速旋转，以风扇叶片4与风力机叶片1旋转方向相反为例，随着风扇叶片4的旋转，其产生的气流可以直接作用到风力机叶片1上，使风力机叶片1的临近轴向气流速度和气压均明显增大，并且会诱导产生环向流速，从而使得风力机的功率明显增大，而且风力机增加的功率要明显大于驱动风扇叶片4旋转所消耗的功率，促使水平轴风力机的整体功率仍然是增大的。此外，在风力机启动过程中，由于前置风扇叶片4的存在，使整个风力机的有效实度得以增大，进而使风力机的启动性能得到提高。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。