CN115506965A - 一种风筝牵引的风轮动力传动装置 - Google Patents

Abstract

一种风筝牵引的风轮动力传动装置，包括借助风力悬于高空的牵引风筝组件(1)、与所述牵引风筝组件相连的将风能转成旋转运动的动力组件(2)和通过所述动力组件与所述牵引风筝组件相连的控制所述牵引风筝组件并将旋转运动转成电能的地面控制台(3)，其特征在于，所述动力组件2包括一个动力驱动装置21、动力传递装置22和动力转换装置23；所述动力驱动装置21包括带有风扇叶片24的第一滑轮(也称皮带轮)25并固定于滑轮架26，并设置为使得所述动力驱动装置21的转动经动力传递装置(也称传送带)22传递运动给所述地面控制台3上的动力转换装置(即发电机)23发电。

Description

一种风筝牵引的风轮动力传动装置

技术领域

本发明涉及一种利用高空风能的动力装置，特别是一种利用风筝牵引的风轮动力传动装置。

背景技术

目前公知的技术有双风筝往复拖动绳索技术，旋转木马技术，伞梯技术及空中滚轮技术等，以上技术都由于结构庞大，系统复杂，不易控制等缺点仍在实验中。

美国的makani公司设计的一款风筝发电机(百度搜索)是将四个涡轮发电机安装在一个26米的长的翼型风筝上，由一根电缆绳索放飞到空中发电，并通过电缆将所发电力传回到地面，但其重量的影响和安全问题，使其只能应用于无人地区，海上应用又涉及电力传输问题，且绳索万一断裂会使发电机掉入海中或地面，造成巨大损失或危胁人身安全；而另一专利cn203783818U公布了一种悬浮在中高空气囊风筝发电设备，其主要思路也是将发电机悬浮在高空中，所以产生的问题与makani公司的基本相同。

发明内容

为了解决上述两项专利的缺陷问题，优化设计结构，降低制造成本，改进目前技术，本发明公开了一种风筝牵引的风轮动力传动装置。

本发明为一种风筝牵引的风轮动力传动装置，包括借助风力悬于高空的牵引风筝组件1与所述牵引风筝组件相连的将风能转成旋转运动的动力组件2和通过所述动力组件与所述牵引风筝组件相连的控制所述牵引风筝组件并将旋转运动转成电能的地面控制台3；其特征在于：所述动力组件2包括至少一个动力驱动装置21、一个动力传递装置22和一个动力转换装置23；所述动力驱动装置21包括带有风扇叶片24的第一滑轮(也称皮带轮)25固定于滑轮架26，并设置为使得所述动力驱动装置21的转动经动力传递装置22传递运动给所述地面控制台3。

优选地，所述牵引风筝组件1包括：至少1个牵引风筝11，1个将所述牵引风筝11与地面连接的牵引线12和连接所述牵引风筝11与所述动力驱动装置21的连接装置。

优选地，所述连接装置包括设置于所述动力驱动装置21上的滑轮架26和设置在所述牵引风筝11上的连接吊线14和稳定吊线15。

所述动力驱动装置21也称为风轮，风车，是一种常见的由风驱动的转动装置，所述动力传递装置22为传送带(或传送线)，所述动力转换装置23为发电机或其他转动机械如车水装置、脱粒机等。

优选地，所述动力组件2还包括分别设置于所述滑轮架26上的第一滑轮25以及与其相互固定的风扇叶片24、动力传递装置22和地面控制台3上的动力转换装置23，所述动力转换装置23上安装有第二滑轮28。

优选地，所述地面控制台3为可随风旋转的平台，包括绞盘、动力转换装置23和控制器。

优选地，所述动力传递装置22为一条闭合的传送带(或传送线)，将所述传送带22套在所述第一滑轮25和所述第二滑轮28上，围绕所述第一滑轮和第二滑轮循环运动，其传递方式为带传动；动力驱动装置的风扇叶片在风的驱动下旋转并带动第一滑轮25转动，使传送带22在第一滑轮的带动下围绕所述第一滑轮25和第二滑轮28循环运动，第二滑轮28的转动带动发电机23转动发电。

优选地，所述滑轮架26上可安装防跳线导轮27，以防止传送带22从第一滑轮25上脱落。

优选地，所述地面控制台3上的第2滑轮28可配置涨紧轮以增大其与传送带的摩擦力。

优选地，所述地面控制台3包括绞盘31与所述第二滑轮28连接的发电机23、车水装置或脱粒机等农机设备。

另一个优选的实施例为，将所述牵引风筝1与滑轮架26合并演化成由固体机翼形的硬翅风筝111所替代，所述硬翅风筝111上可安装多个所述动力驱动装置211，传送带222通过多次折返绕过多个所述动力驱动装置211以获取更多的旋转动能。

技术效果

该风筝牵引的风轮动力传动装置利用风筝的升力将动力组件2中的动力驱动装置21带入高空，动力驱动装置21中的第1滑轮25与地面控制台3上第二滑轮28通过传送带22相连接，利用第一滑轮25上的风扇叶片(也称螺旋桨)24获取高空风能，将高空风能转换成旋转动能并通过传送带22传送至地面控制台3的第二滑轮28，带动与其相连的发电机23发电，从而使传递风能的方式由空中配置发电机转变成地面配置发电机，极大的减轻了风筝的承重，也减少了牵引线缆的受力强度，因而大大降低了风筝及牵引线的强度要求，增加了其使用寿命，不但降低了成本，而且增加了安全系数，即使风筝断线也不会造成多少损失，因其重量极轻且外表包覆有高强泡沫材料，因此不会危及人员生命安全，整个装置多采用碳纤维材料与泡沫材料相粘合，不但增加强度，而且重量轻，又有泡沫保护，因此基本不会被摔坏，该装置结构简单，操作方便。由该软体风筝1与滑轮架26的合并演化形成飞机翼形的固体翼形风筝111，通过设置多个动力驱动装置211，传送带222绕过动力驱动装置211多次折返，增加了传送带22上行线与下行线的间距，克服了上行线与下行线相互缠绕摩擦问题，并且各个动力驱动装置211上的能量通过传送带222集中传递给了第2滑轮28并带动发电机发电；由牵引风筝组件1搭建的牵引风筝平台可以使该动力组件上升到上千米的高度，所获取的风能也由目前的百米风力机升至千米，实现在现有的风力发电机基础上功率提升数倍，而成本可以降低几倍，该装置原理简单、易于安装、动力强劲，操作方便，装置可大可小，便于旅行携带，由于风筝高度取300米以上，在此高度通常能够获得稳定风力，即基本上可以长年发电；发电机可兼并电动机功能，当低空无风时，电动机转动通过传送带222带动动力驱动装置(风轮)21转动产生升力，由此助力硬翅风筝111自行起飞。

附图说明：

参照附图通过一些作为非限定性例子提供的优选实施例更好地描述本发明，其中：

图1为本发明风筝牵引的风轮动力传动装置基本原理示意图。

图2为本发明风筝牵引的风轮动力传动装置多个动力驱动装置组合示意图

具体实施方式：

见图1，本发明由牵引风筝组件1、动力组件2及地面控制台3组成。

参照图1，牵引风筝组件1中的牵引风筝11通过提线线束13与牵引线12相连接并系于地面控制台3上的绞盘31，提线头下方的两根吊线14分别与滑轮架26顶端两侧相连接并同时与风筝的两根尾线15相连接，滑轮架26与牵引风筝11保持水平，吊线14的作用是悬吊动力驱动装置(即风轮)21在空中获取风能，两根尾线15是风筝尾部两端引出的吊线，用于辅助悬吊和稳定滑轮架26，克服动力驱动装置(即风轮)21在纵向旋转时产生的角动量而引起的横向自旋，

动力组件2由动力驱动装置21、动力传递装置22和动力转换装置23组成。

图1中，动力驱动装置21中的滑轮架26上安装有第一滑轮25，第一滑轮25上固定有风扇叶片24并随风同步转动，动力驱动装置21也称作风轮或风车，以下简称风轮；风轮21通过动力传递装置22与动力转换装置23相连接。

动力传递装置22也称作传送带，以下简称传送带22，是连接风轮21与动力转换装置23的连接线。

动力转换装置23是地面控制台3上的一台发电机，以下简称发电机，发电机23轴上固定有第二滑轮28。

具体的，第一滑轮22与第二滑轮28与传送带22组成的滑轮组，形成闭合的，可循环绕行的滑轮组系统，类似目前在用的传送带结构，传送带22沿第一滑轮25和第二滑轮28绕行过程中带动第二滑轮28转动，同时带动与其相连的发电机23转动并发电。

当牵引风筝11起飞时，首先吊起滑轮架26，第一滑轮25与传送带22随之升起，随着高度的增加，风扇24在风的驱动下开始与滑轮一起转动，此时传送带22被自动拉紧，并在风轮21转动下沿第一滑轮25和第二滑轮28循环运动，第二滑轮28的转动带动发电机23发电。

附图2为另一个优选的实施例，是将上述牵引风筝1与滑轮架26合并演化成由固体机翼形的硬翅风筝111所替代，使其即可以像风筝一样在空中飞翔，又可以像滑轮架一样支撑风轮21旋转，所述硬翅风筝111上可安装多个风轮211，传送带222可通过多次折返绕过多个风轮211以获取更多的旋转动能。

所述硬翅风筝可采用单层或双层翼形结构(图2为双层翼型)，采用双层翼型可使风筝飞行稳定并可安装较大风轮以获取更多风能，但增加了重量；采用单层翼型结构简单，重量轻，便于旅行携带，两者各有利弊。

牵引线12与传送带22中的绳索使用高强度绳索，如：凯芙拉或高强度聚乙烯纤维等；牵引风筝无论采用单拉线还是双拉线牵引风筝时，均可使用领航风筝，同时该牵引风筝还可用氦气球代替；牵引风筝采用飞机减速伞面料，可以抵抗12级台风的风力。

牵引风筝11可用单线、双线、三线及四线控制；牵引风筝可用氦气球代替。

最后应当说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种风筝牵引的风轮动力传动装置，包括借助风力悬于高空的牵引风筝组件(1)与所述牵引风筝组件相连的将风能转成旋转运动的动力组件(2)和通过所述动力组件与所述牵引风筝组件相连的控制所述牵引风筝组件并将旋转运动转成电能的地面控制台(3)，其特征在于：所述动力组件(2)包括至少一个动力驱动装置(21)、一个动力传递装置(22)和一个动力转换装置(23)；所述动力驱动装置(21)包括带有风扇叶片(24)的第一滑轮(25)固定于滑轮架(26)，并设置为使得所述动力驱动装置(21)的转动经动力传递装置(22)传递运动给所述地面控制台(3)。

2.根据权利要求1所述的一种风筝牵引的风轮动力传动装置，其特征在于：所述牵引风筝组件(1)包括：至少1个牵引风筝(11)，1个将所述牵引风筝(11)与地面连接的牵引线(12)和连接所述牵引风筝(11)与所述动力驱动装置(21)的连接装置。

3.根据权利要求2所述的一种风筝牵引的风轮动力传动装置，其特征在于：所述连接装置包括设置于所述动力驱动装置(21)上的滑轮架(26)和设置在所述牵引风筝(11)上的连接吊线(14)和稳定吊线(15)。

4.根据权利要求1所述的一种风筝牵引的风轮动力传动装置，其特征在于：所述动力传递装置(22)为一条闭合的传送带，将所述传送带套在所述第一滑轮(25)和所述第二滑轮(28)上，围绕所述第一滑轮和第二滑轮循环运动，其传动方式为带传动。

5.根据权利要求1所述的风筝牵引的风轮动力传动装置，其特征在于：所述滑轮架(26)上可安装防跳线导轮(27)。

6.根据权利要求1所述的风筝牵引的风轮动力传动装置，其特征在于：所述地面控制台(3)包括与所述第二滑轮(28)连接的发电机(23)、车水装置或脱粒机等设备。

7.根据权利要求1所述的风筝牵引的风轮动力传动装置，其特征在于：所述牵引风筝(1)与所述滑轮架(26)可合并演化成由固体机翼形的硬翅风筝(111)所替代，所述硬翅风筝(111)上可安装多个所述动力驱动装置(211)，所述动力传递装置(222)通过多次折返绕过多个所述动力驱动装置(21)以获取更多的旋转动能。

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