CN106218853A - 一种热气球装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热气球装置，属于热气球技术领域，包括气球壳体和吊舱，所述气球壳体内形成气腔，其上开设有使所述气腔与外界外连通的进气口和出气口，所述进气口处安装有进气阀，所述出气口处安装有出气阀；所述吊舱通过绳子连接气球壳体，其上设有储液氦罐、气化装置和抽气泵；所述储液氦罐依次连接气化装置和抽气泵，所述抽气泵再连接进气阀；所述吊舱底部安装有螺旋桨和驱动装置，所述驱动装置连接螺旋桨。本发明使用氦气为热气球的上升主力，并能够在热气球使用期间自动为热气球补给氦气，提高热气球的使用安全性。

Description

一种热气球装置

技术领域

本发明涉及热气球技术领域，特别涉及一种能够随时补充氦气的热气球装置。

背景技术

热气球是一种能够载人载物的飞行气球，主要靠热气浮起和自然风作为动力，但是，该方式受限于自然环境。而氢气/氦气气球依赖于氢气/氦气与空气比重问题使得气球上升，其常用于儿童玩具，但也有应用于载人或者载物飞行上，可是，氢气/氦气易从气球中泄漏，进而使气球因球内气量不足而瘪掉及掉落，因此，若使用氢气/氦气作为热气球的上升主力，就必须解决氢气/氦气的及时补给，避免出现热气球掉落现象。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种热气球装置，该热气球装置使用氦气为热气球的上升主力，并能够在热气球使用期间自动为热气球补给氦气，提高热气球的使用安全性。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种热气球装置，包括气球壳体和吊舱，所述气球壳体内形成气腔，其上开设有使所述气腔与外界外连通的进气口和出气口，所述进气口处安装有进气阀，所述出气口处安装有出气阀；所述吊舱通过绳子连接气球壳体，其上设有储液氦罐、气化装置和抽气泵；所述储液氦罐依次连接气化装置和抽气泵，所述抽气泵再连接进气阀；所述吊舱底部安装有螺旋桨和驱动装置，所述驱动装置连接螺旋桨。

进一步地，所述吊舱舱壁内开设有用于容置储液氦罐、气化装置和抽气泵的容置腔。

进一步地，所述吊舱顶部开设有使容置腔外连通的连通口；所述容置腔内设有弹性件，所述弹性件位于连通口下方，其远离所述连通口的一端固定在容置腔内；所述绳子连接吊舱的一端通过连通口伸入容置腔内，并与所述弹性件靠近连通口的一端连接。

进一步地，所述绳子和弹性件连接处设有卡板，所述卡板的尺寸大于连通口的尺寸。

进一步地，所述抽气泵通过气管连接进气阀；所述气管为软管。

进一步地，所述热气球装置还包括安装在所述吊舱上的控制器，所述控制器连接进气阀、出气阀、储液氦罐、抽气泵和驱动装置。

进一步地，所述热气球装置还包括安装在吊舱上的控制屏，所述控制屏连接控制器。

进一步地，所述热气球装置还包括遥控器，所述遥控器连接控制器。

进一步地，所述热气球装置还包括安装在所述吊舱上的太阳能电池板和蓄电池；所述太阳能电池板连接蓄电池，所述蓄电池再连接驱动装置。

进一步地，所述进气阀和出气阀均为单向阀。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明通过在吊舱上设置用于储存液氦的储液氦罐、将液氦气化的气化装置和将氦气输送至气球壳体内的抽气泵来实现该热气球装置上升动力的自动补给，在一定程度上保证了热气球使用期间的安全性。

2、本发明设置的弹性件能够在热气球放气时将热气球定向收纳至吊舱内，解决了气球壳体因无上升动力而随意摆放的问题，同时也能够减少热气球装置在未使用期间的占用空间。

3、本发明能够载人载物，结构简单，操作方便，具有一定的实用性。

附图说明

图1是本发明一种热气球装置在太阳能电池板展开时的结构简图。

图2是图1太阳能电池板隐藏时的结构简图。

图3是图1的另一种实施方式的结构简图。

主要元件符号说明

图中：气球壳体1、气腔11、进气口12、出气口13、进气阀2、出气阀3、吊舱4、舱室41、舱壁42、容置腔421、连通口422、绳子5、卡板6、弹性件7、储液氦罐8、气化装置9、抽气泵10、气管101、太阳能电池板20、蓄电池30、控制屏40、抽气回收泵50。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1和图2，在本发明的一种较佳实施方式中，一种热气球装置，包括一气球壳体1和一吊舱4。气球壳体1内形成一气腔11，其上开设有使气腔11与外界外连通的一进气口12和一出气口13，进气口12处安装有一进气阀2，出气口13处安装有一出气阀3；吊舱4通过绳子5连接气球壳体1，其上设有一储液氦罐8、一气化装置9和一抽气泵10；储液氦罐8依次连接气化装置9和抽气泵10，抽气泵10通过一气管101再连接进气阀2；吊舱4底部安装有螺旋桨和驱动装置，驱动装置连接螺旋桨。

本发明通过储液氦罐8、气化装置9和抽气泵10来实现气球壳体1上气腔11内氦气的补给，使得所述热气球装置能够及时补充上升动力；其中，储液氦罐8用于储存热气球装置上升的动力原料-液氮，气化装置9将储液氦罐8中的液氦气化，而抽气泵10则是将气化得到的氦气输送至气球壳体1的气腔11内，进而为气球壳体1及时补充氦气。另外，在本发明中，动力原料采用液氦代替氦气，则是为了在有限的空间中储存更多的原料，以提高热气球装置的可持续使用性。

进一步地，在本发明中，进气阀2和出气阀3均为单向阀，即，进气阀2允许气体从外界进入气腔11内，但阻碍气腔11内的气体流出，而出气阀3则与进气阀2相反，其允许气腔11内的气体流出，但阻碍气体从外界进入气腔11内。

请参阅图1，本发明的吊舱4具有能够容置人和物的舱室41及舱壁42，该舱壁42内开设有用于容置储液氦罐8、气化装置9和抽气泵10的一容置腔421，以使所述热气球装置的结构紧凑。

进一步地，吊舱4顶部开设有使容置腔421外连通的连通口422，容置腔421内设有弹性件7，弹性件7位于连通口422下方，其远离连通口422的一端固定在容置腔421内；绳子5连接吊舱4的一端通过连通口422伸入容置腔421内，并与弹性件7靠近连通口422的一端连接。优选地，弹性件7设置的数量和绳子5数量相同；在本实施例中，绳子5数量为三条，三条绳子5与抽气泵10连接进气阀2的气管101分设在吊舱4四角，以平衡吊舱4。

本发明通过设置弹性件7，使气球壳体1在气腔11排气时能够自动向吊舱4方向回收，改善气球壳体1因瘪掉而自由掉落造成的混乱现象。优选地，弹性件7可为弹簧。

为了保护弹性件7的使用寿命，本发明在绳子5和弹性件7连接处设有一卡板6，该卡板6的尺寸大于连通口422的尺寸，以便于气球壳体1因气腔11中氦气提供的上升力飞离吊舱4时能够因卡板6卡在连通口422而使飞离距离受到限制，同时，也使弹性件7因卡板6卡在连通口422而不发生过度的弹性形变。为了满足气球壳体1的定向回收和自由上升，抽气泵10连接进气阀2的气管101为软管。

为了实现所述热气球装置的自动控制，本发明的进气阀2和出气阀3均采用电磁阀形式，并设置了一控制器和一控制屏40，请参阅图1。其中，控制器安装在吊舱4上，并分别连接进气阀2、出气阀3、储液氦罐8、抽气泵10和驱动装置，以通过进气阀2和出气阀3的控制实现气球壳体1上气腔11的进气或者排气、通过储液氦罐8的控制实现液氦的自动流出、通过抽气泵10的控制实现气化后氦气的自动输送及通过驱动装置的控制实现螺旋桨的自动运行。控制屏40安装在吊舱4上，并与控制器连接，用于显示所述热气球装置使用过程中的各项指标，及便于操作者输入操作命令，并将该操作命令传给控制器，控制器再驱动相应的设备动作；优选地，控制屏40安装在吊舱4的腔室内，以便于腔室内的操作者使用。

进一步地，所述热气球装置还包括遥控器，该遥控器连接控制器，以便于操作者通过遥控器向控制器发出控制指令。优选地，遥控器与控制器的连接方式为无线连接，以便于不在吊舱4舱室41内的操作者也能够对所述热气球装置进行遥控操作。

请继续参阅图1或者图2，为了充分利用太阳能能源，本发明所设计的热气球装置还包括两太阳能电池板20和一蓄电池30。两太阳能电池板20和一蓄电池30均安装在吊舱4上；其中，两太阳能电池板20分别设置在吊舱4相对两侧，并均连接蓄电池30，以将吸收的太阳能储存在蓄电池30中；蓄电池30连接驱动装置及所述热气球装置中的其他用电设备，以为各用电设备提供电力支持。优选地，蓄电池30容置在吊舱4的容置腔421内；两太阳能电池板20与吊舱4滑动连接，并能够通过滑动方式在其不使用时隐藏至容置腔421或者在其使用时从容置腔421内伸出。

所述热气球装置的使用原理如下：首先，通过控制屏40或者遥控器发出启动指令，控制器向储液氦罐8、抽气泵10和进气阀2发出开启指令，储液氦罐8、抽气泵10和进气阀2依次开启，储液氦罐8中的液氦进入气化装置9气化，后经抽气泵10抽送至气腔11壳体的气腔11内；然后，气球壳体1因氦气的浮力作用而上升，绳子5跟随气球壳体1上移，当气球壳体1上升至绳子5长度的极限距离时，卡板6卡在连通口422，气球壳体1与吊舱4的距离维持不变；当继续充氦气，且气球壳体1受到的浮力作用大于所述热气球装置的自身重力时，所述热气球装置开始上升；当所述热气球装置的上升高度达到操作者的设置的上升高度时，控制器向储液氦罐8、抽气泵10和进气阀2发出关闭或者停止运行的控制指令，储液氦罐8、抽气泵10和进气阀2关闭或者停止运行，气腔11内的氦气恒定，然后，控制器再根据需要向驱动装置发出开启指令，驱动装置开启后促使螺旋桨运转，所述热气球装置在螺旋桨的作用下前进、转弯等。

当所述热气球装置需要下降时，控制器向出气阀3发出开启控制指令，出气阀3开启，气腔11内的氦气排出，所述热气球装置下降。

请参阅图3，在本发明的另一实施方式中，为了回收需排出的氦气，并使回收的氦气充分利用，所述热气球装置在吊舱4上还设置有一抽气回收泵50和高压冷凝装置，该抽气回收泵50分别连接出气阀3和高压冷凝装置，高压冷凝装置再连接储液氦罐8，以通过抽气回收泵50将从出气阀3排出的氦气输送至高压冷凝装置中冷凝成液氦，冷凝得到的液氦再返回至储液氦罐8中，进而实现了氦气的回收再利用。

在该实施方式中，抽气回收泵50和高压冷凝装置均容置在吊舱4的容置腔421中，而抽气回收泵50也通过软管连接出气阀3，同时，绳子5数量为两条，绳子5和软管交错设置；同样的，为了提高所述热气球装置的自动化，抽气回收泵50和高压冷凝装置均连接控制器，并能够在控制器的作用下实现自动运行。

本发明所设计的热气球装置能够自动补给气球壳体1气腔11中的氦气，使得气腔11内的氦气能够随时满足使用需求，其可用于载人载物，结构简单，操作方便，自动化程度高，具有一定实用性。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种热气球装置，包括气球壳体和吊舱，其特征在于：所述气球壳体内形成气腔，其上开设有使所述气腔与外界外连通的进气口和出气口，所述进气口处安装有进气阀，所述出气口处安装有出气阀；所述吊舱通过绳子连接气球壳体，其上设有储液氦罐、气化装置和抽气泵；所述储液氦罐依次连接气化装置和抽气泵，所述抽气泵再连接进气阀；所述吊舱底部安装有螺旋桨和驱动装置，所述驱动装置连接螺旋桨。

2.如权利要求1所述的热气球装置，其特征在于：所述吊舱舱壁内开设有用于容置储液氦罐、气化装置和抽气泵的容置腔。

3.如权利要求2所述的热气球装置，其特征在于：所述吊舱顶部开设有使容置腔外连通的连通口；所述容置腔内设有弹性件，所述弹性件位于连通口下方，其远离所述连通口的一端固定在容置腔内；所述绳子连接吊舱的一端通过连通口伸入容置腔内，并与所述弹性件靠近连通口的一端连接。

4.如权利要求3所述的热气球装置，其特征在于：所述绳子和弹性件连接处设有卡板，所述卡板的尺寸大于连通口的尺寸。

5.如权利要求1所述的热气球装置，其特征在于：所述抽气泵通过气管连接进气阀；所述气管为软管。

6.如权利要求1所述的热气球装置，其特征在于：还包括安装在所述吊舱上的控制器，所述控制器连接进气阀、出气阀、储液氦罐、抽气泵和驱动装置。

7.如权利要求6所述的热气球装置，其特征在于：还包括安装在吊舱上的控制屏，所述控制屏连接控制器。

8.如权利要求6所述的热气球装置，其特征在于：还包括遥控器，所述遥控器连接控制器。

9.如权利要求1-8任一所述的热气球装置，其特征在于：还包括安装在所述吊舱上的太阳能电池板和蓄电池；所述太阳能电池板连接蓄电池，所述蓄电池再连接驱动装置。

10.如权利要求1-8任一所述的热气球装置，其特征在于：所述进气阀和出气阀均为单向阀。