CN104648650A - 太阳能热气球 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能热气球包括：光伏球囊，其由光伏伞布制成，光伏伞布包括透光防护层、光伏中间层和不透气承力底层；电热装置，其包括进气口、电热单元和出气口，空气通过进气口进入电热单元，在电热单元进行加热后，通过出气口排到光伏球囊内；控制装置，其与电热装置、光伏球囊以及下述蓄电池连接，用于控制由出气口排出的气体的温度、出风速度和出风方向、光伏球囊以及蓄电池的工作状态；蓄电池，其与光伏球囊和电热装置连接；和吊舱，其上设置有所述控制装置和蓄电池。使用光伏球囊配合电热装置，克服了使用丙烷或液化气易烧球、对气象条件要求高、续航时间短等缺点。
Description
技术领域
本发明属于热气球领域，特别涉及一种太阳能热气球。
背景技术
热气球是用热空气作为浮升气体的气球，由球囊、吊篮和加热装置三部分构成。空气加热后密度减小，温度达100℃时密度约为0.95kg/m3，是空气的1/1.3,因此升空不高。现代热气球在吊篮中安装有简单的飞行仪表、燃料罐和喷灯等设备。从地面升空时，点燃喷灯，将空气加热后从球囊底部开口处充入球囊。升空飞行后，控制喷灯的喷油量操纵气球的上升或下降。热气球出现得最早，现今乘热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。此外，热气球还常用于航空摄影和航空旅游。但是，目前的热气球本身还存在着很大的限制和不足。总结起来，可以分为以下几点：首先，热气球多使用丙烷或液化气作为燃料，目前，丙烷的生产大都来自于原油和天然气冶炼的副产品，而两者都是不可再生资源，如果不能找到可再生的原材料生产丙烷，那么丙烷必将越用越少，热气球如果不能使用新能源代替丙烷或液化气，则势必会被淘汰；其次，热气球飞行对气象条件有较高要求，当风较大时，丙烷或液化气燃烧有可能会烧到热气球，所以热气球飞行时对空中风速有严格要求，热气球起球时对地面风速要求也较高；第三，热气球的续航能力会受到燃料携带量的限制，一般的热气球续航时间均较短。第四，丙烷或液化气使用不当会发生爆炸，造成生命财产损失。
因此，为了解决上述现有技术的诸多不足和缺陷，有必要研究一种太阳能热气球。
发明内容
考虑到至少一个上述问题而完成了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种太阳能热气球，该太阳能热气球使用柔性太阳能电池将太阳能转化为电能，同时使用电热装备加热空气达到热气球升空的目的。该新型太阳能热气球克服了普通热气球使用丙烷或液化气易烧球、对气象条件要求高、续航时间短等缺点，能大大提高热气球的续航能力和抗风能力，更有利于热气球在航空摄影、航空旅游、监测、通讯、宣传等领域的应用。同时，该新型热气球摒弃了燃料系统，全部采用电力设备，电力设备相对于燃料系统来讲，工作状态稳定，更容易实现智能化控制。其中，该太阳能热气球，其特征在于包括：
光伏球囊，其由光伏伞布制成，光伏伞布包括透光防护层、光伏中间层和不透气承力底层；
电热装置，其包括进气口、电热单元和出气口，空气通过进气口进入电热单元，在电热单元进行加热后，通过出气口排到光伏球囊内；
控制装置，其与电热装置、光伏球囊以及下述蓄电池连接，用于控制由出气口排出的气体的温度、出风速度和出风方向、光伏球囊以及蓄电池的工作状态；
蓄电池，其与光伏球囊和电热装置连接；和
吊舱，其上设置有所述控制装置和蓄电池。
根据本发明另一方面，所述电热装置包括圆筒体，该圆筒体的侧面周向设置有多个进气口，顶面设置有隔栅状的出气口，电热单元设置在圆筒体内。
根据本发明另一方面，所述多个进气口均匀间隔地设置。
根据本发明另一方面，所述多个进气口为圆柱管状。
根据本发明另一方面，所述光伏中间层由柔性太阳能电池组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
使用光伏球囊配合电热装置，克服了使用丙烷或液化气易烧球、对气象条件要求高、续航时间短等缺点。
热气球续航能力、抗风能力大大提高，更有利于热气球在航空摄影、航空旅游、监测、通讯、宣传等领域的应用。
全套电力设备，更容易实现智能化控制，控制装置设有手动模式和自动模式两种模式，设定为自动模式后，飞行人员能更专心的进行航拍等工作而不需要不定时的对热气球进行操作。
传统热气球飞行前需要在气罐内加满丙烷或液化气，而本发明摒弃了燃料系统，不需要再为热气球气罐加气，减轻了后勤工作。
采用智能化控制系统，使热气球飞行更简单，能使普通人很快学会该新型热气球飞行操作，便于热气球运动在普通人间的推广。
附图说明
图1为根据本发明优选实施例的太阳能热气球的结构示意图。
图2为根据本发明另一优选实施例的太阳能热气球的主视图。
图3为图2的俯视图。
图4为图2的仰视图。
图5为根据本发明优选实施例的太阳能热气球的电热装置结构示意图。
图6为根据本发明优选实施例的太阳能热气球的光伏伞布截面示意图。
图7为根据本发明优选实施例的太阳能热气球的控制系统控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
参见图1－7,本发明提供了一种太阳能热气球。例如，该太阳能热气球可包括：光伏球囊1，其由光伏伞布制成，光伏伞布包括透光防护层、光伏中间层和不透气承力底层；电热装置2，其包括进气口、电热单元和出气口，空气通过进气口进入电热单元，在电热单元进行加热后，通过出气口排到光伏球囊1内；控制装置3，其与电热装置2、光伏球囊1以及下述蓄电池4连接，用于控制由出气口排出的气体的温度、出风速度和出风方向、光伏球囊1以及蓄电池4的工作状态；蓄电池4，其与光伏球囊1和电热装置2连接；和吊舱5，其上设置有所述控制装置3和蓄电池4。
优选地，所述电热装置2包括圆筒体，该圆筒体的侧面周向设置有多个进气口10，顶面设置有隔栅状的出气口11，电热单元设置在圆筒体内。可以理解的是，通过在封闭的圆筒体的侧面设置的进气口和顶面设置的出气口，使得冷空气从侧面进入，加热后从顶面送出，这有利于获得预期的热空气的温度。优选地，还可在出气口附近设置温度传感器，通过控制电热装置的功率来使得出气口的热空气温度达到预期的温度。
优选地，所述多个进气口均匀间隔地设置。
优选地，所述多个进气口为圆柱管状。
优选地，所述光伏中间层由柔性太阳能电池组成。
优选地，还提供了一种太阳能热气球，其包括光伏球囊1、电热装置2、控制装置3、蓄电池4、吊舱5，其具体结构和工作方式为：
对照图1－4、6－7，所述光伏球囊1可由光伏伞布6制成，光伏伞布6由三层组成，最外层是防护层7，防护层7具有透光的特性，中间层是光伏层8，光伏层8由柔性太阳能电池构成，能将光能转化为电能，底层是承力层9，承力层9不透气，光伏球囊工作时，承力层9主要用来承受光伏球囊1工作时受到的各种作用力。在飞行过程中，光伏球囊1将提供热气球飞行所需要的升力，同时，光伏球囊1还承担着将光能转化为电能的任务，将为蓄电池4进行充电，并为电热装置2提供持久的电力，使热气球拥有持久的续航能力。
优选地，对照图1－5、7，所述电热装置2有进气口10和出气口11，空气通过进气口10进入电热装置3，在电热装置2进行加热后，通过出气口11排出到热气球球囊1内，排出气体的温度和出风速度、出风方向可以用控制装置3来控制。
优选地，对照图1、7，所述控制装置3能控制光伏球囊1的工作状态，能控制蓄电池4的工作状态，能控制电热装置2热风的温度以及出风的速度、方向，从而达到控制热气球升降的目的。与此同时，光伏球囊1的工作状态情况、电热装置2工作状态情况、热气球高度、当前空中风速等信息能在控制装置3上显示出来。控制装置3设有手动模式和自动模式两种模式，自动模式下，热气球可按预设程序自行控制光伏球囊1、电热装置2的工作状态使热气球在飞行人员设定的高度范围内漂浮。控制装置3放置在吊舱5里，控制人员可以在吊舱里方便的进行操作。
优选地，对照图1、7，所述蓄电池4放在吊舱5里，蓄电池4跟光伏球囊1、电热装置2间通过导线连接，可以通过光伏球囊1进行充电，还可以为电热装置2提供电力。
可以理解的是，本发明具有以下优点：
使用光伏球囊配合电热装置，克服了使用丙烷或液化气易烧球、对气象条件要求高、续航时间短等缺点。
热气球续航能力、抗风能力大大提高，更有利于热气球在航空摄影、航空旅游、监测、通讯、宣传等领域的应用。
全套电力设备，更容易实现智能化控制，控制装置设有手动模式和自动模式两种模式，设定为自动模式后，飞行人员能更专心的进行航拍等工作而不需要不定时的对热气球进行操作。
传统热气球飞行前需要在气罐内加满丙烷或液化气，而本发明摒弃了燃料系统，不需要再为热气球气罐加气，减轻了后勤工作。
采用智能化控制系统，使热气球飞行更简单，能使普通人很快学会该新型热气球飞行操作，便于热气球运动在普通人间的推广。
本发明不限于上述具体实施例。可以理解的是，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种太阳能热气球，其特征在于包括:
光伏球囊，其由光伏伞布制成，光伏伞布包括透光防护层、光伏中间层和不透气承力底层；
电热装置，其包括进气口、电热单元和出气口，空气通过进气口进入电热单元，在电热单元进行加热后，通过出气口排到光伏球囊内；
控制装置，其与电热装置、光伏球囊以及下述蓄电池连接，用于控制由出气口排出的气体的温度、出风速度和出风方向、光伏球囊以及蓄电池的工作状态；
蓄电池，其与光伏球囊和电热装置连接；和
吊舱，其上设置有所述控制装置和蓄电池。
2.根据权利要求1所述的太阳能热气球，其特征在于所述电热装置包括圆筒体，该圆筒体的侧面周向设置有多个进气口，顶面设置有隔栅状的出气口，电热单元设置在圆筒体内。
3.根据权利要求2所述的太阳能热气球，其特征在于所述多个进气口均匀间隔地设置。
4.根据权利要求1－3任一项所述的太阳能热气球，其特征在于所述多个进气口为圆柱管状。
5.根据权利要求1－3任一项所述的太阳能热气球，其特征在于所述光伏中间层由柔性太阳能电池组成。
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