CN201141339Y - 高空风能利用装置 - Google Patents

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Abstract

一种高空风能利用装置，转动风轮上部通过风筝牵引线连接有牵引风筝，与风轮一体的上传动轮通过牵引传动带、链与地面的下传动轮相连接，下传动轮安装在地面工作台上，通过在上部牵引风筝的辅助，风轮可在空中稳定停留并连续转动，转动能量通过牵引传动带、链传至地面，利用这一装置可开发比地面风能大许多倍的高空风能。

Description

高空风能利用装置
技术领域
本发明涉及一种风能利用装置，特别是一种使用风筝来获得高空风能的装置。
背景技术
目前公知的风力设备只能架设在地面或用高塔将风轮升至空中，由于风轮的安装高度非常有限，无法获取比地面大许多倍的高空风能，且设备制造成本较高。
发明内容
为了大幅度提高风能利用效率，降低设备制造成本，本实用新型提供一种能够方便的获取高空风能，而且造价低廉的风筝风力设备。
本实用新型解决的技术问题所采用的技术方案是：风能捕获使用了转动风轮，它的断面结构是S型，是由两个轴线错开近似半圆的柱型叶片组成，这种风轮在常规使用时是垂直安装于地面，属于垂直轴风力机。由于这种风力机在转动时会围绕风轮产生不对称旋转气流，致使转轴位置出现一个侧向推力，这个侧向力随着转速的增高而加大，对于大型风力机的运行有较大的危害，因而在某种程度上影响了它的普遍使用。如果把这种风轮水平放置，在风力使风轮朝上转动时，这个侧向推力就变成了向上的力，即成为了升力，一种转轮式风筝就是利用这个原理制成。本发明类似于这种转轮风筝，它是在风轮上加装了传动轮，并把风筝的牵引线改为了环型传动带或链，当风力使转轮风筝升至高空时，S型风轮带动上传动轮转动，风轮在捕获风能的同时，也为系统提供了非常有益的升力。这个升力在保证本身不会落下的同时，还通过上传动轮及安装在地面的下传动轮将牵引传动带或传动链拉紧，并把旋转力由高空传送到地面，相应的负荷设备如发电机等可连接在地面传动轮的转动轴上。
本实用新型的效果是，有效的利用了高空风能，大大降低了风力设备的制造和运行成本。
附图说明
以下结合说明书附图对本发明作详细的说明。
图1是本实用新型工作示意图。
图2是转动风轮的局部剖视示意图。
图3是转动风轮的A-A剖视示图。
图中1、牵引风筝 2、风轮端轴 3、牵引线 4、牵引架 5、支撑片 6、8、传动带 7、20、21、风轮 9、平衡装置 10、垂直翼 11、水平翼 12、上传动轮 13、转动轴 14、支架 15、工作台 16、轴套 17、中心轴 18、下传动轮 19、牵引传动带、链 22、带轮
具体实施方式
在图1中，风轮(20)(7)(21)上有带轮(22)，通过与带轮(22)相应传动带(6)(8)可使各风轮相互连接，风轮(7)(20)中间的支撑片(5)是为了增加风轮的强度而设计的，如图2、3所示。为了保证各风轮在强风时也能稳定工作，可在每个风轮上可加装以轴(2)为圆心活动的平衡装置(9)，在风力的作用下，水平翼(11)使平衡装置处于水平状态，垂直翼(10)可让各风轮保持正对来风，以减少风轮发生左右摆动及倾斜的情况。
下部的传动轮(18)通过支架(14)安装在工作台(15)上，中心轴(17)固定在地面，(16)是固定在平台上与中心轴(17)配合的轴套。当风向变化时，工作台(15)可在牵引传动带、链(19)的牵引下以中心轴(17)为圆心随风转动，使上下传动轮(12)(18)始终保持直线状态。牵引传动带、链(19)可以是传动带也可以是传动链。
当使用单个风轮工作时，风能使风轮(21)转动的同时，直接驱动与风轮一体的上传动轮(12)转动，如使用串式风轮，其他风轮获得的转动力矩需经带轮(22)及连接皮带(6)(8)和风轮(21)传递到上传动轮(12)上。通过与上传动轮(12)相配合，具有牵引和传输动力两个功能的牵引传动带、链(19)，带动下传动轮(18)转动，从而完成了从高空捕获能量，再传送至地面的过程，最后通过与下传动轮(18)一体的转动轴(13)，把转动力传输到发电机等负荷设备上。
在地面的风力较弱时，单独放飞重量相对较大的风轮风筝会有一定的困难，这时可通过图1中上部的牵引风筝(1)来完成。上部牵引风筝(1)的牵引线(3)固定在牵引架(4)上，牵引架(4)的端部有与风轮(20)两端的转轴(2)相对应的轴孔，风轮(20)可在牵引架中自由转动。初始放飞时，先把相对小型且容易放飞的牵引风筝(1)放飞到高空，借助高空较大的风力，再将风轮(7)(20)(21)拉升到能够正常运转的高度，牵引绳(3)的长度要根据风力情况确定。在风力较大的风场可以省去牵引风筝(1)。附图1中的两种风筝都选用串式，主要是考虑方便制作与放飞，各风筝的组合数量可以根据风力机的功率确定，单个或由几十个甚至更多的组合均可。选择牵引传动带、链(19)的时候，可选择非金属链，应尽可能不选金属链，因金属链相对较重，如果把这种风轮放飞到千米高空，其重量会非常可观，而且金属链有导电性易引发雷电事故，所以金属链只能适用于低空。
实际应用中，为了便于风轮(7)(20)(21)的收放，可在靠近牵引架(4)位置的牵引线(3)上再连接一条辅助拉线，当牵引风筝(1)的牵引线拉紧牵引架(4)的时候，这一拉线逐步放出，使整串风轮慢慢升起，在收回风筝时则将拉线逐步收回，避免放飞和收回过程中损坏风轮(7)(20)(21)。当各风轮正常转动进入工作状态后，这时的辅助拉线应放松，但仍要在适当的位置加以固定，以防止各风轮的传动带脱出或断裂，导致整个风筝被风吹走的事故发生。
由于高空的风力有时会非常大，为了增加强度，风筝均应避免使用软织物，宜选用玻璃钢和碳纤维。为了适应不同的风力，下传动轮(18)可以由多个不同直径的轮组合而成，以方便调整风能设备的输出转速。

Claims (3)

1.一种高空风能利用装置，它由转动风轮、传动轮及传动带、链构成，其技术特征是：转动风轮上部通过风筝牵引线连接有牵引风筝，与风轮一体的上传动轮通过牵引传动带、链与地面的下传动轮相连接，下传动轮安装在地面工作台上。
2.根据权利要求1的高空风能利用装置，其技术特征是：风筝牵引线通过牵引架与风轮相连。
3.根据权利要求1的高空风能利用装置，其技术特征是：转动风轮上有带轮和相应的传动带。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104138663A (zh) * 2013-05-08 2014-11-12 胥开理 多线统控多功能多体多动式风筝
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