[發明專利]一種雙層球囊節能安全型熱氣球飛行器

有效

• 申請號: 202110554149.4
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113148100B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 徐杰;陸新江;徐健
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B64B1/40
• 分類號: B64B1/40;B64B1/62;B64B1/64;B64B1/46
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李崇章

本發明公開了一種雙層球囊節能安全型熱氣球飛行器，包括內球囊、吊籃、加熱器，所述吊籃與內球囊通過吊繩相連接，所述內球囊外層還設有外球囊，所述內球囊與所述外球囊之間形成密封空腔，所述內球囊穿過其表面設有用于與所述外球囊連通的氣閥，所述加熱器設于所述內球囊和外球囊下方形成的加熱口處，所述內球囊與外球囊上端貫穿設有氣流出口，所述內球囊內部設有用于堵住所述氣流出口的排氣閥傘，所述排氣閥傘與操縱繩傳動連接。本發明能夠減少球囊熱對流輻射和熱導率傳熱系數，從而減少熱對流輻射的損失，使球囊內部熱量保溫能夠更長時間保持內外溫差而實現空中穩定飛行。

技術領域

本發明涉及熱氣球飛行器技術領域，尤其涉及一種雙層球囊節能安全型熱氣球飛行器。

背景技術

熱氣球是用熱空氣作為浮升氣體的氣球，根據實驗研究數據表明熱氣球熱量損失約70-90％來自于巨大的球囊的熱對流熱輻射損失，剩下的少部分來自于加熱口熱量對流輻射逃逸。

CN105905270A公開了一種碳纖維熱氣球，其主要特點采用電池和碳纖維導電發熱原理作為熱氣球動力源。該熱氣球球囊面積大，發熱碳纖維附著在球囊上，加熱內部空氣的同時，向外部大氣的輻射熱量也在增加；在同等重量下電池有效飛行行程低于化石原料，且在高空中環境溫度低，電池有效能量下降。

CN109398673A公開了一種節能型熱氣球，主要特點在于通過外層作為冷空氣入口進入燃燒口前通過熱空氣進行提前預熱來進行節能，但熱氣球有效載荷有限的前提下體積龐大煙囪和換熱器會大大增加了熱氣球負荷從而減小有效載荷，且內外球囊均為柔軟紡織布材料從而導致內外球囊間在起飛時無法像剛性結構一樣作為進氣通道進行工作(可燃氣燃料空燃比大于20，在內外流體作用下外囊內進氣空氣氣流速度快從而壓強低會被外部大氣壓力使得外囊和內囊貼合在一起而影響進氣或不充分燃燒而浪費燃料)。

CN108248810A公開了一種節能型熱氣球，主要特點為在常用熱氣球球囊頂部有排氣孔以及設計的小傘進行封閉出氣口基礎上，采用排氣孔上端設計開口錐臺，小傘上設有小傘封閉錐臺，小傘封閉錐臺嵌入排氣孔開口堵住排氣孔，通過增加一次密封增強密封效果，減少熱量損失。

但是現有熱氣球存在以下缺點(1)電池在高空或低溫下能量效能下降甚至會失效；(2)熱氣球球囊體積較大，超過一半以上熱量損失在于球囊的熱輻射，可燃氣空燃比超過20，燃燒時需要大量空氣，而把外囊作為進氣通道空氣流速快，快速空氣對流加速啦內囊的熱輻射；體積龐大煙囪和換熱器會大大增加了熱氣球負荷，而且內外流體作用下外囊內進氣空氣氣流速度快從而使得內外壓差導致外囊和內囊(柔性材料)貼合在一起而影響進氣或不充分燃燒而浪費燃料；(3)主要對于排氣口進行加固密封方式減少熱量從孔隙泄漏方式來節能，而且現有技術熱氣球球囊內部熱對流熱輻射損失，使熱量的保溫效果差，不能長時間保持球囊內外溫差，從而導致不能在空中穩定飛行。

發明內容

本發明旨在一定程度上解決上述存在的技術問題，提供一種雙層球囊節能安全型熱氣球飛行器，能夠減少球囊熱對流輻射和熱導率傳熱系數，從而減少熱對流輻射的損失，使球囊內部熱量保溫能夠更長時間保持內外溫差而實現空中穩定飛行。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種雙層球囊節能安全型熱氣球飛行器，包括內球囊、吊籃、加熱器，所述吊籃與內球囊通過吊繩相連接，所述內球囊外層還設有外球囊，所述內球囊與所述外球囊之間形成密封空腔，所述內球囊穿過其表面設有用于與所述外球囊連通的氣閥，所述加熱器設于所述內球囊和外球囊下方形成的加熱口處，所述加熱器加熱燃燒產生的熱氣流通過所述內球囊設置的氣閥進入到所述密封空腔內，使所述內球囊與外球囊均充滿熱氣流，并通過密封空腔存儲熱氣流用于減少內球囊熱對流輻射及減少熱對流，所述內球囊與外球囊上端貫穿設有氣流出口，所述內球囊內部設有用于堵住所述氣流出口的排氣閥傘，所述排氣閥傘與操縱繩傳動連接。

優選的，所述內球囊表面設有至少二個氣閥。

優選的，所述氣閥還與外部充氣裝置氣管連接。