CN101363410A - 高空机翼风筝发电 - Google Patents

Abstract

一种《高空机翼风筝发电》，在机翼横断剖面图中：上翼面装有风电机的H型风轮1、风轮2和下翼面装有H型风轮3、4、5、6，共6台风电机组。机翼有缝翼A、机翼B、导流板兼翼肋C和襟翼D构成。图中黑箭头示意气流方向，白箭头是风电机旋向；各风轮的逆风向转的半个圆周都沉入在机翼槽中，所以比常规H型风轮的风阻低，可获得额外功率。用上百具这种机翼、组合成大蜈蚣形式的风筝放到高空，可提供大兆瓦级风电功率。

Description

高空机翼风筝发电

技术领域

本发明属于风能发电技术领域的一种高空大能量发电装置。

背景技术

现有技术的风电装置往往在地面和低空，风能密度低，或利用率低。

发明内容

利用现代大飞机机翼增升结构、气动原理和H型风力机的各种风向都能运转特点，组合成图1形状的一具风电机组机翼，再用上百具的这种风电机组机翼、组合成大蜈蚣风筝形状，把它放到4千米以上高空、进行风力发电，风电电力以附在筝索上的电缆传送给地面。

图1的A是前缘缝翼(简称缝翼)，B是机翼，C是导流板兼翼肋，D是后缘襟翼(简称襟翼)，H型风轮：a是(风轮的)轴，b是(叶片的)叶撑，d是(H型风轮的翼型叶片)简称叶片。

图1说明：缝翼A与机翼B是互相固定，不可调节，节约制造成本；

襟翼D用铰接点为轴D1(简称铰接轴D1)可以调节转角；

铰接轴D1装在导流板C后尾的增强部位；

轴a是用联轴节、轴承装在轴a左右两端的各导流板兼翼肋C和C1上(参阅图2、图4)；

上翼面：装有H型风轮1、H型风轮2两台风力机；

下翼面：装有H型风轮3、H型风轮4、H型风轮5、H型风轮6四台风力机；

黑箭头是示意气流，白箭头是风轮转向；所以各风轮的逆风向转的半个圆周都沉入机翼槽，减小了逆风向的风阻功耗，提高了风轮功率。

本发明目的利用图1(和图2或图3)多具机翼组成图5的大蜈蚣风筝，形状的高空机翼风筝，放到4千米以上高空进行风力发电，每台高空机翼风筝发电数十兆瓦的电力，沿着风筝索的电缆向地面供能。由于高空风能稳定，所以在许多沙漠地区设置多台高空机翼风筝发电，遮挡阳光，减少地面升温。如果阴影影响地面气温太低了，可以用较透明的机翼风筝材料制造，提高太阳光透射率。

图2是机翼的外形立体图，E1是图1的风轮1的H型风轮的永磁发电机，发电机E1在机翼B左右对称的中央。

图2中的D是襟翼，左右两个C、中间两个C1都是同一规格的四个导流板翼肋，左右的G是翼梢，有上反角。

图3的序列号是图1、图2的对应编号。图3表示风轮1的八节叶片的局部和风轮3在缝翼A下面显露的一些叶片；E3是风轮3的发电机，在机翼断面的斜视剖面中，表示出：上翼面风轮1和2，下翼面风轮3、4、5和6，这6个风轮在图1正剖面中是圆周形的，但在图3中是斜视，所见呈椭圆，椭圆中的箭头表示各风轮的转向。

图4是表示图3中的风轮1和发电机E1的组合图的放大：(图4右端)风轮1的轴a，用轴承及轴座a1与导流板兼翼肋C装固，再用联轴节a2联接另两节风轮的一根轴a，并穿过翼肋C2上的轴承及轴承座a1，以及导流板兼翼肋C1上的轴承及轴承座a1，直到与发电机E1右端的联轴节a2联接。

发电机E1的左侧的风轮、轴、轴承及轴承座、联轴节、导流板兼翼肋C1、C的组合，以及翼肋C2上的轴承安装完全与发电机E1的右侧结构一样；图4最左端的导流板兼翼肋C未画。

从图4见到风轮(翼型)叶片d的叶撑b，有一字叶撑和十字叶撑两种，是因为出于每相连的两节风轮的叶片，在轴向投影中圆心夹角的需要；在发电机E1的左右共有八节双叶片风轮，即16片叶片的轴向投影的平均圆心角，是360°/16＝22.5°；所以两叶叶片的多节组合风轮起到(单节)叶片少、质量轻、转速高、既经济又高效；在发电机E1的左右同轴线多节风轮组合后，起动圆心夹角小，运转平稳。

更与常规H型风轮有不同功效的是：每节H型风轮的逆风向转的半个园周都潜埋在机翼B的半园槽中，显著地减少逆风风阻功耗，能获得更大功率。

说明：上翼面的两台风轮1和风轮2的旋转方向，与下翼面的四台风轮3、4、5、6的旋转方向是相反的(参阅图1、图3)这只要将上翼面的两台发电机E1、E2、和风轮1、风轮2，与下翼面的四台发电机E3、E4、E5、E6和相关联的风轮3、风轮4、风轮5、风轮6互相调一个头安装就成了，因为这六台发电机从E1到E6和六台(同轴线八节)风轮，都是同一规格产品。

6台发电机(从E1到E6)都是永磁发电机、同一型号、同一规格。

6台风轮(从风轮1到风轮6)安装结构都如图4所示一样。

图4的右侧中段的C2和左侧中段的C2都只是属于翼肋作用，是仅仅安装轴承及轴承座a1之目的，不具备外延部分的导流板，所以处在图2中的F段的蒙皮内。图4最左端的导流板兼翼肋C，因幅面受限所以未画。

发电机的转轴在发电机的两端都伸出、都用两个同一种规格的联轴节a2与左右两端的风轮轴a联接。

所述的风轮是指在发电机左右各4节、H型两叶片的同一轴线的风轮。

这6台发电机(从E1到E6)都安装在左右两块导流板兼翼肋C1之间。

图5是高空机翼风筝发电的一部分立体图：即用图2所示的整具的、一具一具的机翼、用4根筝散索h连接组成从数十具机翼或一百几十具机翼组成的“大蜈蚣”风筝形状的高空风电设备。

图6所示大蜈蚣风筝(该图是借用于本人以前的申请在2007年1月22日的“机翼风筝风电站”申请号200710066816.4)

附图说明

图1是高空机翼风筝发电的一具机翼横断剖面。

图2是高空机翼风筝发电的一具机翼立体外形图。

图3是高空机翼风筝发电的一具机翼立体图含横断剖面斜视图。

图4是永磁发电机与左右各四节H型风轮同轴线组合图。

图5是是高空机翼风筝发电的部分立体图。

图6是大蜈蚣风筝的立体简图。

实施方案

大型：每节两叶H型风轮功率7KW，八节功率7KW×8＝56KW，每具机翼6台风电机：56KW×6＝336KW，每一台“高空机翼风筝发电”由130具机翼时，

则发电总功率：336KW×130＝43680KW，即为：43.68兆瓦。

中型：每节两叶H型风轮功率3.5KW，八节功率3.5KW×8＝28KW，每具机翼6台风电机：28KW×6＝168KW，每一台“高空机翼风筝发电”由100具机翼时，

则发电总功率：168KW×100＝16800KW，即为：16.8兆瓦。

小型：每节两叶H型风轮功率1.5KW，八节功率1.5KW×8＝12KW，每具机翼6台风电机：12KW×6＝72KW，每一台“高空机翼风筝发电”由80具机翼时，

则发电总功率：72KW×80＝5760KW，即为：5.76兆瓦。

Claims (4)

1、一种高空机翼风筝发电，由机翼横断剖面图中：上翼面装有两台H型风电机组，下翼面装有四台H型风电机组，风电机的轴与翼展方向平行；用这种机翼，以上百具的机翼组合成大蜈蚣风筝形状，放到4千米以上高空，提供大兆瓦级风电功率。

2、根据权利要求1所述的高空机翼风筝发电，特征是多节H型风轮同一轴线布置，并与发电机轴两端都联接。

3、根据权利要求1或2所述的高空机翼风筝发电，特征是H型风轮旋转的逆风向半个圆周都沉入机翼槽中，显著减少风阻，获取额外增益功率。

4、根据权利要求1所述的高空机翼风筝发电，特征是当这种高空机翼风筝多台放上高空，可减少日光光照，减低地球升温；万一因此气温太低、太暗时，可以用较透明的材料制造这种大蜈蚣形的高空机翼风筝发电设备。

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