CN101280764A - 高空球形空腔涡轮式风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明名称为：高空球形空腔涡轮式风力发电机，涉及新能源利用。它包括氦气球，球形空腔涡轮式风机，发电机。氦气球将由球形空腔涡轮式风机和发电机组成的风力发电机升上高空，利用高空风力强大以及球形空腔涡轮式风机具有启动风速低、安全风速高、定向转动等的优点，充分地利用高空的风能发电，通过电缆把电能输送回地面的用电设备。它解决了现有技术的风机离地面不高，在地表没什么大风的地区不能使用的缺点，并解决了现有技术的风力发电存在的发电成本高，设备安装困难等问题。

Description

高空球形空腔涡轮式风力发电机
技术领域
本发明涉及新能源利用。氦气球将由空腔球形涡轮式风机和发电机组成的风力发电机升上高空，利用高空强大风力以及空腔球形涡轮式风机具有启动风速低，安全风速高，定向转动等的优点，充分地利用高空的风能发电。
背景技术
现有技术的风机离地面不高，在地表没什么大风的地区不能使用。另外，现有技术的风力发电还存在发电成本高，设备安装困难等问题
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种能充分地利用高空风能的发电装置。
这种发电装置包括氦气球，球形空腔涡轮式风机，发电机。氦气球将由球形空腔涡轮式风机和发电机组成的风力发电机组升上高空，利用高空强大风力以及球形空腔涡轮式风机具有启动风速低，安全风速高，定向转动等的优点，充分地利用高空的风能发电.
球形空腔涡轮式风机在风力作用下转动，通过变速器带动发电机转动，从而发电，电能通过变压器变压输送到蓄电池。
本发明使用与普通风机不同的球形空腔涡轮式风机，空腔涡轮呈球形，球形空腔涡轮的球形状结构外壳由风叶组成，轴承和齿轮安装在球形空腔涡轮的底部或同时安装在球形空腔涡轮的顶部和底部，并用中心轴连接，风叶两端连接顶部和底部的轴承，齿轮亦连接轴承，在风力作用下风叶转动并带动轴承转动，轴承转动带动齿轮转动，齿轮转动带动变速器转动，变速器转动带动发电机转动，从而发电。
本发明使用的球形空腔涡轮式风机不需要跟踪风向的变化，无论风向如何都能定向转动并带动发电机发电，因而不需要配置风向舵或偏航轴承总成，可节省不少费用。
本发明的氦气球和球形空腔涡轮式风力发电机用载荷钢索连接，氦气球体积巨大，受风面积也庞大，但比较轻；最重的部分是由球形空腔涡轮式风机、变速器和发电机组成的风力发电机组，由于由球形空腔涡轮式风机、变速器和发电机组成的风力发电机组的体积和受风面积相对于氦气球来说比较小，因而能起到类似于船锚的稳定作用。
本发明有效地解决了现有技术的风力发电的诸多问题。
附图说明
图1是本发明高空球形空腔涡轮式风力发电机的示意图。
图中：1、氦气球；2、载荷钢索；3、发电机；4、变速器；5、球形空腔涡轮式风机；6、电缆；7、控制器；8、变压器；9、蓄电池；10、气泵；11、备用氦气球；12、导气管；13、地面；14、固定绳索。
图2是本发明球形空腔涡轮式风机的示意图。
图中：4、变速器；15、风叶；16、齿轮；17、轴承；18、中心轴。
图3是另一方案的高空球形空腔涡轮式风力发电机的示意图。
附图标记与图1一样。
图4是另一方案的球形空腔涡轮式风机的示意图。
附图标记与图2一样。
具体实施方式
本发明提供一种能充分地利用高空风能的发电装置。参照图1、图2，它由氦气球1，载荷钢索2，发电机3，变速器4，球形空腔涡轮式风机5，电缆6，控制器7，变压器8，蓄电池9，气泵10，备用氦气球11，导气管12，地面13，固定绳索14等部分组成。
由球形空腔涡轮式风机5、变速器4和发电机3组成风力发电机组；载荷钢索2连接氦气球1和由球形空腔涡轮式风机5、变速器4和发电机3组成风力发电机组。
氦气球1将由球形空腔涡轮式风机5、变速器4和发电机3组成风力发电机组升上高空，利用高空强大风力以及球形空腔涡轮式风机具有启动风速低、安全风速高、定向转动等的优点，充分地利用高空的风能发电。
在风力作用下球形空腔涡轮式风机5的风叶15转动并带动轴承17转动，轴承17转动带动齿轮16转动，齿轮16转动带动变速器4转动，变速器4转动带动发电机3转动，从而发电。电能通过电缆6输送到在地面13的变压器8，变压后再输送到蓄电池9。
变速器4根据风力控制发电机3的转速；
控制器8具有避免风机空转、风大自动卸荷、过压自动刹车，蓄电池损害保护等的功能；为了使高空球形空腔涡轮式风力发电机不被高空强风吹走，用固定绳索14连接氦气球1与地面13。
当需要把由球形空腔涡轮式风机5，变速器4和发电机3组成的风力发电机组降落到地面13时，可用气泵10通过导气管12把氦气和空气的混合气体抽到备用氦气球11内；当需要把由球形空腔涡轮式风机5、变速器4和发电机3组成的风力发电机组升上高空时，亦可用气泵10通过导气管12把氦气和空气的混合气体泵入氦气球1内，氦气球1和备用氦气球11是互为备用关系。
作为本发明的另一实施方案，可在较低风速以及较低成本预算时使用。
参照图3、图4，其具体实施方式与上述方案一样。
本发明提供一种能充分地利用高空风能的发电装置并有效地解决了现有技术的风力发电的诸多问题。

Claims (8)

1.一种高空球形空腔涡轮式风力发电机，其特征在于：包括氦气球1，由球形空腔涡轮式风机5、变速器4和发电机3组成的风力发电机组；
2.根据权利要求1所述的高空球形空腔涡轮式风力发电机，其特征在于：所述的发电机3安装在球形空腔涡轮式风机5的底部，并通过变速器4与球形空腔涡轮式风机5联动；
3.根据权利要求1所述的高空球形空腔涡轮式风力发电机，其特征在于：所述的发电机3分别安装在球形空腔涡轮式风机5的顶部和底部，并分别通过变速器4与球形空腔涡轮式风机5联动；
4.根据权利要求1所述的高空球形空腔涡轮式风力发电机，其特征在于：所述的氦气球用载荷钢索2连接由球形空腔涡轮式风机5、变速器4与发电机3组成的风力发电机组；
5.根据权利要求1所述的高空球形空腔涡轮式风力发电机，其特征在于：所述的球形空腔涡轮式风机5由球形空腔涡轮外壳、中心轴18、轴承17、齿轮16组成。空腔涡轮呈球形，球形空腔涡轮的球形状结构外壳由风叶15组成，轴承17和齿轮16安装在球形空腔涡轮19的底部，并用中心轴18连接；风叶15两端连接顶部和底部的轴承17，齿轮16亦连接轴承17。
6.根据权利要求1所述的高空球形空腔涡轮式风力发电机，其特征在于：所述的球形空腔涡轮式风机5由球形空腔涡轮外壳，中心轴18，轴承17，齿轮16组成。空腔涡轮呈球形，球形空腔涡轮的球形状结构外壳由风叶15组成，轴承17和齿轮16安装在球形空腔涡轮19的顶部和底部，并用中心轴18连接；风叶15两端连接顶部和底部的轴承17，齿轮16亦连接轴承17。
7.根据权利要求1所述的高空球形空腔涡轮式风力发电机，其特征在于：变速器4与位于球形空腔涡轮风机5底部的齿轮16连接。
8.根据权利要求1所述的高空球形空腔涡轮式风力发电机，其特征在于：变速器4与位于球形空腔涡轮风机5的顶部和底部的齿轮16连接。
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