CN102297090B - 一种空中风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种空中风力发电装置，包括风轮（1）和发电机组（2），利用风筝(7)把风轮（1）、发电机组（2）和集风装置提升并悬停于空中，对自然风进行变速和整流，可利用高空高密度、稳定的风能；同时可调节风速，扩大风速利用范围和提高风能利用效率。

Description

一种空中风力发电装置
技术领域  
本发明涉及一种风力发电装置，尤其是一种能悬浮在空中的风力发电装置。
背景技术   
目前，风力发电装置主要采用水平轴风轮，风轮由塔架支撑，发电机置于塔架顶端可旋转的机舱中，造成塔桶顶端重量巨大，重心高，建造风力发电机费用高昂，运行中维修保养困难，设备运转率不高，且受塔架高度限制，此类风机难以利用高空高速而稳定的气流。
CN101608602A公开了一种浮动垂直轴风力发电装置，通过将风力发电机传动机构利用液体浮力悬浮的方法，使得发电机可以移到塔桶的中间或者底部，但传送效率依然保持较高水平,但其聚风功能不强，不能对风轮的风速进行人工调节。
发明内容 
    为了克服现有的风力发电装置的不足, 本发明提供一种空中风力发电装置，该风力发电装置可悬浮于空中，而且能实现聚风功能，对进入风轮的风速进行人工调节、对气流进行整流，从而提高风速利用范围、抗强风力能力和风能利用效率。
本发明提供了一种空中风力发电装置，包括风轮和发电机组，其特征在于，利用风筝把风轮、发电机组和集风装置提升并悬停于空中，风轮和发电机组置于密封空气流道中，所述集风装置包括第一上横杆，第二上横杆、下横杆和集风袋，所述集风袋的采风口上部固定在第一上横杆上，所述集风袋的采风口下部固定在下横杆上，所述集风袋的中部固定在第二上横杆上，所述集风袋的小口与密封空气流道连接，构成一连续的空气流道。
优选，所述风筝包括第一气囊、第二气囊、第三气囊和第四气囊，以及连接上述四气囊的布，所述风筝呈平板状。
优选的是，所述的气囊为细长圆柱体气囊。
优选的是，所述的第一气囊通过其两端的两条绳索连接第一上横杆。
优选的是，所述的第二气囊通过其两端的两条绳索连接第二上横杆。
优选的是，所述的第三气囊通过其两端的两条绳索连接密封空气流道的一端。
优选的是，所述的第四气囊通过其两端的两条绳索连接密封空气流道的另一端。
优选的是，所述的下横杆通过绳索与地面连接。
优选的是，所述的密封空气流道内串联设置两个以上的风轮。
优选的是，所述的密封空气流道为圆柱形空气流道。
优选的是，所述集风袋的采风口的大小通过改变第一上横杆和下横杆之间的距离来调节。
优选的是，所述集风袋、风轮和发电机组通过绳索垂直串接，悬挂在风筝下，扩大了风能利用的垂直范围。
本领域技术人员不难理解，本发明包括上述各方案的任意组合。
本发明的有益效果是：风力发电装置悬置于空中，可利用高空高密度、稳定的风能；同时可调节风速，扩大风速利用范围和提高风能利用效率。
附图说明    
图1：本发明的风力发电装置的一实施例的空中风力发电装置的侧视图；图2：图1所示本发明的风力发电装置的实施例中风筝的主视图。
其中，1、风轮，2、发电机组，3、第一气囊，4、第二气囊，5、第三气囊，6、第四气囊，7、风筝，8、密封空气流道，9、集风袋，10、第一上横杆，11、第二上横杆，12、下横杆。
具体实施方式   
如图1和2所示，一种风力发电装置，包括风轮（1）和发电机组（2），利用风筝（7）把风轮（1）、发电机组（2）和集风装置提升并悬停于空中，风轮（1）和发电机组（2）置于密封空气流道（8）中，所述集风装置包括第一上横杆（10），第二上横杆（11）、下横杆（12）和集风袋（9），所述集风袋（9）的采风口上部固定在第一上横杆（10）上，所述集风袋（9）的采风口下部固定在下横杆（12）上，所述集风袋（9）的中部固定在第二上横杆（11）上，所述述集风袋（9）的小口与密封空气流道（8）连接，构成一连续的空气流道。
所述风筝包括第一气囊（3）、第二气囊（4）、第三气囊（5）和第四气囊（6），以及连接上述四气囊的布，所述风筝（7）呈平板状。
所述的气囊为细长圆柱体气囊。
所述的第一气囊（3）通过其两端的两条绳索连接第一上横杆（10）。
所述的第二气囊（4）通过其两端的两条绳索连接第二上横杆（11）。
所述的第三气囊（5）通过其两端的两条绳索连接密封空气流道（8）的一端。
所述的第四气囊（6）通过其两端的两条绳索连接密封空气流道（8）的另一端。
所述的下横杆（12）通过绳索与地面连接。
所述的密封空气流道（8）内串联设置两个以上的风轮（1）。
所述的密封空气流道（8）为圆柱形空气流道。
所述集风袋（9）的采风口的大小通过改变第一上横杆（10）和下横杆（12）之间的距离来调节。
实施例1：
所述第一气囊（3）、第二气囊（4）、第三气囊（5）和第四气囊（6）均为直径1米，长50米的气囊，内充氦气，用3块宽50米长60米的布连接成宽50米长184米的平板风筝（7）。风筝（7）倾斜迎风，可产生巨大升力，所述的第三气囊（5）通过其两端的两条绳索连接密封空气流道（8）的一端，所述的第四气囊（6）通过其两端的两条绳索连接密封空气流道（8）的另一端，所述密封空气流道（8）为圆柱形，直径20米，内部安装一直径20米风轮和发电机组。所述的第一气囊（3）通过其两端的两条绳索连接第一上横杆（10），所述的第二气囊（4）通过其两端的两条绳索连接第二上横杆（11），所述的下横杆（12）通过绳索与地面连接，所述横杆长100米，第一上横杆（10）和下横杆（12）距离100米，一逐渐变窄的集风袋（9）的采风口的上下两边分别固定在第一上横杆（10）和下横杆（12）上，集风袋（9）的小口与圆柱形密封空气流道（8）相连接，构成一连续的空气流道，集风袋（9）采风口的第一上横杆（10）和下横杆（12）的距离可通过操纵机构调节，调节采风口的大小，从而调节风轮（1）入口处的风速，使风机安全、稳定、高效工作，构成整个风力发电装置的旋转中心，实现自动对风。调节连接下横杆（12）绳索的长度可调节装置采风的高度。
该机采风面积为20000平方米，而风轮直径仅为20米，2风轮扫风面积不到650平方米，采风面积是风轮扫风面积的30倍，采风高度可达2000米。

Claims (3)

1.一种空中风力发电装置，包括风轮（1）和发电机组（2），其特征在于，还包括风筝（7），其将风轮（1）、发电机组（2）和集风装置提升并悬停于空中，风轮（1）和发电机组（2）置于密封空气流道（8）中，所述集风装置包括第一上横杆（10）、第二上横杆（11）、下横杆（12）和集风袋（9），所述集风袋（9）的采风口上部固定在第一上横杆（10）上，所述集风袋（9）的采风口下部固定在下横杆（12）上，所述集风袋（9）的中部固定在第二上横杆（11）上，所述集风袋（9）的小口与密封空气流道（8）连接，构成一连续的空气流道；所述风筝（7）包括第一气囊（3）、第二气囊（4）、第三气囊（5）和第四气囊（6），以及连接上述四气囊的布，所述风筝（7）呈平板状，所述的气囊为细长圆柱体气囊，所述的第一气囊（3）通过其两端的两条绳索连接第一上横杆（10），所述的第二气囊（4）通过其两端的两条绳索连接第二上横杆（11），所述的第三气囊（5）通过其两端的两条绳索连接密封空气流道（8）的一端，所述的第四气囊（6）通过其两端的两条绳索连接密封空气流道（8）的另一端，所述的下横杆（12）通过绳索与地面连接。
2.根据权利要求1所述的空中风力发电装置，所述的密封空气流道（8）内串联设置两个以上的风轮（1）。
3.根据权利要求1或2所述的空中风力发电装置，所述的密封空气流道（8）为圆柱形空气流道。
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