CN210948991U - 一种风筝大风车发电的设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种风筝大风车发电的设备，属于大风车风力发电技术领域。技术方案是：塔架（9）的顶部设有风力发电机，支撑杆（5）的一端连接在风力发电机的转子（10）上，另一端设有滑轮组（6），风筝（1）的数量是多个，每个风筝均通过首尾绳索与滑轮组（6）连接；通过风筝围绕风力发电机圆心旋转飞行产生动力，通过首尾绳索拉动支撑杆，由支撑杆带动风力发电机的转子旋转发电。本实用新型的有益效果是：取代现有的大风车风力发电，取消了巨型的风轮，降低设备重量，提高发电效率，便于制造、运输和安装。

Description

一种风筝大风车发电的设备
技术领域
本实用新型涉及一种风筝大风车发电的设备，属于大风车风力发电技术领域。
背景技术
目前，大风车风力发电在世界上得到广泛应用，大风车风力发电是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般由风轮（叶片）、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。已有技术存在的问题是：设备非常巨大，制作、运输、安装成本非常高，重量也非常大；启动、转动都需要较大的风力，非常笨重，而且发电效率不高。更重要的是，大风车风力发电的叶片非常巨大，由于叶片旋转做功时从叶根到叶尖所走过的距离和速度都是不一样的，叶片下半部分在风的作用下运动，低于风速产生动力驱动叶片旋转，而叶片的上半部分如果高于风速就会产生阻力，降低了叶片的旋转速度，叶片越长，这个矛盾越突出。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种风筝大风车发电的设备，取代现有的大风车风力发电，利用风筝围绕风力发电机圆心旋转飞行产生动力，通过支撑杆带动风力发电机发电，取消了巨型的风轮（叶片），降低设备重量，便于制造、运输和安装，解决已有技术存在的上述技术问题。
本实用新型的技术方案是：
一种风筝大风车发电的设备，包含风筝、首尾绳索、支撑杆、滑轮组、塔架和风力发电机；塔架的顶部设有风力发电机，风力发电机包括风力发电机的转子和风力发电机定子；支撑杆的一端连接在风力发电机的转子上，另一端设有滑轮组，支撑杆的数量是多个，均布在风力发电机周围；风筝的数量是多个，每个风筝均通过首尾绳索与滑轮组连接；通过风筝围绕风力发电机圆心旋转飞行产生动力，通过首尾绳索拉动支撑杆，由支撑杆带动风力发电机的转子旋转发电。
所述风力发电机上设有风筝收放系统，通过绳索一与风筝连接；通过滑轮组的首尾绳索与风筝收放系统连接。所述风筝收放系统是公知公用机械系统，通过控制绳索一的伸缩来控制风筝的放飞和收回。
所述绳索一连接在风筝的中部；风筝收放系统位于风力发电机的转子的中心；所述首尾绳索包含绳索二和绳索三，绳索二和绳索三分别连接不同的滑轮组后与风筝收放系统连接，绳索二连接在风筝的头部，绳索三连接在风筝的尾部，控制风筝飞行的角度。
所述风筝收放系统可以由控制绳索（首尾绳索和绳索一）收放的电机等构成，通过多个电机分别控制多个风筝的收放（电机正反转）。
所述风力发电机上设有风速传感器，根据风速传感器的风速信号，控制风筝收放系统工作状态，实现对多个风筝进行收放。
所述风筝围绕风力发电机圆心做圆周飞行，风筝的飞行半径根据风速随时进行自动调整，使风筝的飞行角度、飞行速度与风速相匹配，使风筝飞行时产生最大的动力。
由于风力发电机的转子与风筝之间的支撑杆是会产生风阻的，为了充分利用这部分风阻并把它转化为旋转的动力，支撑杆的外形可以是螺旋桨桨叶形状，而且螺旋桨桨叶的角度可以根据风速进行调整。
风筝的绳索的长短根据风速的变化随时自动调整，风速高时飞行半径加大，风速低时飞行半径缩小。根据绳索的长短随时改变风筝的飞行半径和飞行角度，使风筝的飞行速度和飞行角度始终与风速相匹配，调整到最佳的飞行角度和最大的飞行速度，发挥最大作用。
所述的风筝数量是多个，最佳为2的整数倍。风筝的数量是任意的，可以进行多种组合。
本实用新型的风筝做圆周飞行半径相当于已有技术螺旋桨大风车叶片的叶尖位置，而风筝的面积是螺旋桨大风车叶片叶尖面积的几倍至十几倍、甚至几十倍，本实用新型风筝所产生的动力应该是螺旋桨大风车叶片的几倍至十几倍、几十倍。
所述风筝使用轻体材料，包括适合牵引飞行的非金属材料或金属材料。
生产、运输、安装的难度大幅度降低，生产成本大幅度降低，安全性和可靠性大幅度提高。风筝的大小根据综合因素考虑，可以最大限度的放大风筝的尺寸。
所述风筝的翼形可以是各种牵引飞行器翼形，例如：三角形、长方形、圆形、半圆形等等。可以是单层也可以是双层。
本实用新型的有益效果是：取代现有的大风车风力发电，利用风筝围绕风力发电机圆心旋转飞行产生动力，通过支撑杆带动风力发电机发电，取消了巨型的风轮（叶片），降低设备重量，便于制造、运输和安装。
附图说明
图1为本实用新型实施例一结构示意图；
图2为本实用新型实施例一侧视示意图；
图3为本实用新型实施例二结构示意图；
图4为本实用新型实施例三结构示意图；
图5为本实用新型实施例四结构示意图；
图中：风筝1、绳索一2、绳索二3、绳索三4、支撑杆5、滑轮组6、风筝收放系统7、风速传感器8、塔架9、风力发电机的转子10、风力发电机定子11。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步说明。
一种风筝大风车发电的设备，包含风筝1、首尾绳索、支撑杆5、滑轮组6、塔架9和风力发电机；塔架9的顶部设有风力发电机，风力发电机包括风力发电机的转子10和风力发电机定子11；支撑杆5的一端连接在风力发电机的转子10上，另一端设有滑轮组6，支撑杆5的数量是多个，均布在风力发电机周围；风筝1的数量是多个，每个风筝均通过首尾绳索与滑轮组6连接；通过风筝围绕风力发电机圆心旋转飞行产生动力，通过首尾绳索拉动支撑杆，由支撑杆带动风力发电机的转子旋转发电。
所述风力发电机上设有风筝收放系统7，通过绳索一2与风筝1连接；通过滑轮组的首尾绳索与风筝收放系统7连接。所述风筝收放系统7是公知公用机械系统，通过控制绳索一2的伸缩来控制风筝的放飞和收回。
所述绳索一2连接在风筝1的中部；风筝收放系统7位于风力发电机的转子10的中心；所述首尾绳索包含绳索二3和绳索三4，绳索二3和绳索三4分别连接不同的滑轮组后与风筝收放系统7连接，绳索二3连接在风筝的头部，绳索三4连接在风筝的尾部，控制风筝飞行的角度。
所述风力发电机上设有风速传感器8，根据风速传感器8的风速信号，控制风筝收放系统7工作状态，实现对多个风筝进行收放。
所述风筝收放系统7可以由控制绳索（首尾绳索和绳索一）收放的电机等构成，通过多个电机分别控制多个风筝的收放（电机正反转）。
所述风筝围绕风力发电机圆心做圆周飞行，风筝的飞行半径根据风速随时进行自动调整，使风筝的飞行角度、飞行速度与风速相匹配，使风筝飞行时产生最大的动力。
由于风力发电机的转子与风筝之间的支撑杆是会产生风阻的，为了充分利用这部分风阻并把它转化为旋转的动力，支撑杆的外形可以是螺旋桨桨叶形状，而且螺旋桨桨叶的角度可以根据风速进行调整。
风筝的绳索的长短根据风速的变化随时自动调整，风速高时飞行半径加大，风速低时飞行半径缩小。根据绳索的长短随时改变风筝的飞行半径和飞行角度，使风筝的飞行速度和飞行角度始终与风速相匹配，调整到最佳的飞行角度和最大的飞行速度，发挥最大作用。
所述的风筝数量是多个，最佳为2的整数倍。风筝的数量是任意的，可以进行多种组合。
实施例一，参照附图1、2，风筝的数量为四个，支撑杆数量为四个。每个风筝由绳索一2、绳索二3和绳索三4牵引，绳索一2、绳索二3和绳索三4分别牵引风筝的中部、头部和尾部，绳索一2直接连接风筝收放系统7，绳索二3和绳索三4分别通过不同的两个滑轮组后与风筝收放系统7相连接，实现风筝收放。
如图1所示；当风作用在风筝上时，风筝1开始做圆周飞行的同时，风筝收放系统7开始工作；根据风速变化，通过绳索一2、绳索二3和绳索三4分别牵引风筝的中部、头部和尾部对风筝进行控制。风筝收放系统7可以由绳索控制电机等构成，根据绳索的长短随时改变风筝的飞行半径和飞行角度，使风筝的飞行速度和飞行角度始终与风速相匹配，调整到最佳的飞行角度和最大的飞行速度，发挥最大作用。
风筝旋转飞行的同时，拉动风力发电机的转子转动发电。
附图2是实施例一的侧面示意图。
实施例二，参照附图3，风筝的数量为六个，支撑杆数量为三个。
六个风筝两两一组，分为三组；每个风筝由绳索一、绳索二和绳索三牵引，绳索一、绳索二和绳索三分别牵引风筝的中部、头部和尾部，每组的两个风筝分两层布置，两个风筝的绳索二和绳索三共用相同的两个滑轮组后与风筝收放系统连接，两个风筝的绳索一共同连接风筝收放系统。
实施例三，参照附图4，风筝的数量为两个，支撑杆数量为两个。每个风筝由绳索一、绳索二和绳索三牵引，绳索一、绳索二和绳索三分别牵引风筝的中部、头部和尾部，绳索一直接连接风筝收放系统，绳索二和绳索三分别通过不同的两个滑轮组后与风筝收放系统相连接，实现风筝收放。
实施例四，参照附图5，风筝的数量为八个，支撑杆数量为四个。
八个风筝两两一组，分为四组；每个风筝由绳索一、绳索二和绳索三牵引，绳索一、绳索二和绳索三分别牵引风筝的中部、头部和尾部，每组的两个风筝分两层布置，两个风筝的绳索二和绳索三共用相同的两个滑轮组后与风筝收放系统连接，两个风筝的绳索一共同连接风筝收放系统。

Claims (1)

1.一种风筝大风车发电的设备，其特征在于：包含风筝（1）、首尾绳索、支撑杆（5）、滑轮组（6）、塔架（9）和风力发电机；塔架（9）的顶部设有风力发电机，风力发电机包括风力发电机的转子（10）和风力发电机定子（11）；支撑杆（5）的一端连接在风力发电机的转子（10）上，另一端设有滑轮组（6），支撑杆（5）的数量是多个，均布在风力发电机周围；风筝（1）的数量是多个，每个风筝均通过首尾绳索与滑轮组（6）连接
所述风力发电机上设有风筝收放系统（7），通过绳索一（2）与风筝（1）连接；通过滑轮组的首尾绳索与风筝收放系统（7）连接；
所述绳索一（2）连接在风筝（1）的中部；风筝收放系统（7）位于风力发电机的转子（10）的中心；所述首尾绳索包含绳索二（3）和绳索三（4），绳索二（3）和绳索三（4）分别连接不同的滑轮组后与风筝收放系统（7）连接，绳索二（3）连接在风筝的头部，绳索三（4）连接在风筝的尾部。
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