[發(fā)明專利]一種能夠建風(fēng)電場的高空發(fā)電裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410206396.5
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN105089926A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱介北
• 申請（專利權(quán)）人: 朱介北
• 主分類號: F03D3/02
• 分類號: F03D3/02;F03D3/06;F03D9/00;F03D11/02
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠建風(fēng)電場的高空發(fā)電裝置

背景技術(shù)

節(jié)能降耗，綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式已經(jīng)成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展主題。充分利用風(fēng)力發(fā)電是一大方向。目前，地面高原，山區(qū)大型風(fēng)電場已成規(guī)模，但建造成本大，且對風(fēng)速有較高的要求，電力輸送成本也較高。城鎮(zhèn)路燈及部分農(nóng)戶小型風(fēng)電利用已廣泛使用，但仍受氣流流速不快的限制不太理想。據(jù)測量數(shù)據(jù)顯示；由地面向高空越高氣流越大，至10千米---12千米，流速可達(dá)每秒25----30米，氣流流速比地面大1000---2000倍。即使地面微風(fēng)，高處仍然有較大氣流可以利用。因此，風(fēng)力發(fā)電向高空發(fā)展?jié)摿薮蟠_有必要。

高空發(fā)電在部分國家已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)。國內(nèi)已經(jīng)有專利公開。如201310282306、6一種高空發(fā)電裝置，但該技術(shù)存在重大缺陷。經(jīng)模擬實(shí)驗(yàn)證明，其圓環(huán)狀氣球在氣流中左右頻繁搖擺，致使氣流利用很小。空氣動(dòng)力學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)甚至反復(fù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的知識(shí)，其原因是由以下幾種情況導(dǎo)致；1、高空氣流流速非線性且不十分恒定使氣球不穩(wěn)定。2、發(fā)電機(jī)風(fēng)扇不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的扭矩忽大忽小使氣球晃動(dòng)。3、環(huán)狀氣球迎風(fēng)后面紊流或氣流渦導(dǎo)致氣球晃動(dòng)。以上3種變化不定的力交替疊加使環(huán)狀氣球產(chǎn)生了較大的晃動(dòng)力，導(dǎo)致環(huán)狀氣球并不能穩(wěn)定的對準(zhǔn)氣流來流。雖然設(shè)置了一對檔風(fēng)板用于調(diào)整環(huán)狀氣球方向，但檔風(fēng)板兩側(cè)氣流壓力并不能將擋風(fēng)板固定在來流方向。由于升入空中，多條纜繩不成鋼性仍不能將環(huán)狀氣球固定在一個(gè)方向。相類似的缺陷的還有CN200810249554、X高空風(fēng)力發(fā)電裝置，其轉(zhuǎn)子上設(shè)置的柔性葉片也不能恒定對準(zhǔn)氣流來流，氣流利用率低。200810136390鏈?zhǔn)礁呖諝馇蝻L(fēng)力發(fā)電裝置，若干風(fēng)袋對氣流的利用率低，各氣球之間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，因有傳動(dòng)帶也需要定期維護(hù)。200720187477、0氣球懸掛風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，用尾翼和系留回轉(zhuǎn)盤隨風(fēng)調(diào)整飛艇方位，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較大，投入產(chǎn)出比很不理想。

該一種能夠建風(fēng)電場的高空發(fā)電裝置，一根拉繩即可升空，可升至幾百米或者幾千米高空，充分利用高空氣流流速高的特點(diǎn)優(yōu)勢，并無需通過拉繩等設(shè)置調(diào)整對準(zhǔn)氣流來向即可旋轉(zhuǎn)發(fā)電，構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)合理，簡單，無需經(jīng)常定期維護(hù)，制造及使用成本較低，十分實(shí)用。可用于建風(fēng)電場。使用安全性也較高，即如果一個(gè)氣球意外泄氣，另個(gè)氣球可以保證發(fā)電裝置不急速墜落給地面帶來危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題就是將固定有弧形阻風(fēng)板的氣球升入高空，充分利用高空高速氣流，無需調(diào)整對準(zhǔn)氣流方向，使氣球旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。并無需經(jīng)常定期維護(hù)。

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明一種能夠建風(fēng)電場的高空發(fā)電裝置，包括上端氣球。所述上端氣球外圓設(shè)置多個(gè)弧形阻風(fēng)板，多個(gè)弧形阻風(fēng)板在氣流的作用下使氣球作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所述上端氣球逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，與上端氣球同心的氣球中心軸旋轉(zhuǎn)。所述上端氣球中心軸旋轉(zhuǎn)，通過中心軸齒輪傳動(dòng)給發(fā)電機(jī)輸送動(dòng)力。為了消除上端氣球逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩使氣球不穩(wěn)或拉繩扭轉(zhuǎn)，在上端氣球下方設(shè)置下端氣球。所述下端氣球外圓設(shè)置多個(gè)與上端氣球迎風(fēng)角相反的弧形阻風(fēng)板，下端氣球外圓多個(gè)弧形阻風(fēng)板在氣流的作用下使下端氣球作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所述下端氣球順時(shí)針旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下端氣球中心軸旋轉(zhuǎn)，下端氣球中心軸旋轉(zhuǎn)通過中心軸齒輪傳動(dòng)給發(fā)電機(jī)輸送動(dòng)力。所述下端氣球與上端氣球及多個(gè)弧形阻風(fēng)板同一規(guī)格，同一材質(zhì)，在氣流的作用下作同速同心反向旋轉(zhuǎn)，使兩氣球轉(zhuǎn)矩相互抵消，使整個(gè)高空發(fā)電裝置在高空保持相對穩(wěn)定。

該一種能夠建風(fēng)電場的高空發(fā)電裝置，在地面相隔一定距離設(shè)置多個(gè)，可建中小型風(fēng)電場。

附圖說明

附圖1是一種能夠建風(fēng)電場的高空發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2是一種能夠建風(fēng)電場的高空發(fā)電裝置氣球外圓設(shè)置的多個(gè)弧形阻風(fēng)板示意圖。

具體實(shí)施方式。

如圖所示，本發(fā)明一種能夠建風(fēng)電場的高空發(fā)電裝置，所述高空發(fā)電裝置包括上端氣球置于尼龍繩網(wǎng)內(nèi)并設(shè)置中心軸2。所述中心軸2連接氣球上下中心點(diǎn)及多個(gè)弧形阻風(fēng)板1。所述上端氣球和下端氣球弧形阻風(fēng)板1、4迎風(fēng)角相反。上端氣球中心軸2在下端氣球中心軸5內(nèi)穿過，用軸承3、6作縱向和橫向連接，實(shí)現(xiàn)上端氣球和下端氣球同心旋轉(zhuǎn)。為了使相反方向旋轉(zhuǎn)的上端氣球和下端氣球輸送的動(dòng)力到發(fā)電機(jī)是同向，上端氣球中心軸傘形轉(zhuǎn)向齒輪16與下端氣球中心軸轉(zhuǎn)向齒輪13相對齒安裝，扭矩經(jīng)傳動(dòng)齒輪14、7和15、10，至發(fā)電機(jī)軸齒輪時(shí)變成同向。