專利名稱：一種新型中高空風(fēng)箏發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的一種中高空發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前風(fēng)力發(fā)電主要采用的是安裝在低空的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在發(fā)電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大噪音，并且低空風(fēng)能密度小。中高空風(fēng)速大、風(fēng)能密度大，但將相對(duì)笨重的風(fēng)能發(fā)電裝置升到空中技術(shù)難度較大、存在安全隱患，中高空環(huán)境相對(duì)惡劣，容易使風(fēng)能發(fā)電裝置產(chǎn)生故障并且維修不方便。針對(duì)上述問(wèn)題，發(fā)明一種中高空風(fēng)箏發(fā)電裝置，利用容易放飛和回收的風(fēng)箏獲取中高空高密度風(fēng)能，減小風(fēng)力發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的噪音污染，使風(fēng)能的利用安全可靠。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，公開(kāi)號(hào)為CN 201182908Y的專利公開(kāi)了一種自發(fā)電風(fēng)箏，由風(fēng)箏本體、發(fā)光部件、微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和控制電路組成，微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)固定在風(fēng)箏上，在風(fēng)箏面上與微型發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)處開(kāi)有透風(fēng)空洞，微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電能引出導(dǎo)線與風(fēng)箏上的發(fā)光部件電連接。該發(fā)明雖然可以實(shí)現(xiàn)中高空風(fēng)力發(fā)電，但由于是將微型發(fā)電機(jī)通過(guò)風(fēng)箏帶到空中發(fā)電，故發(fā)電功率低，不能充分利用風(fēng)能。本專利在發(fā)電原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等發(fā)面與公開(kāi)號(hào)為CN 201182908Y的專利存在明顯不同。本專利的特點(diǎn)是風(fēng)箏為可以充氦氣或氫氣的傘狀風(fēng)箏，只有傘狀風(fēng)箏被放到空中，而發(fā)電裝置留在地面，傘狀風(fēng)箏帶動(dòng)地面轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)中高空風(fēng)能發(fā)電，提高風(fēng)能發(fā)電的安全性，降低故障率，并解決風(fēng)能發(fā)電帶來(lái)的噪音問(wèn)題。本發(fā)明提供一種風(fēng)箏拉動(dòng)式圓盤狀風(fēng)力發(fā)電裝置。本發(fā)明技術(shù)方案包括傘狀風(fēng)箏、高強(qiáng)度風(fēng)箏繩索、風(fēng)箏平衡器、風(fēng)箏收放器、地面固定裝置、轉(zhuǎn)盤、可伸縮支撐腿、可伸縮轉(zhuǎn)桿、橢圓形限位板、交叉軸齒輪、發(fā)電機(jī)。六個(gè)傘狀風(fēng)箏充入一定量的氦氣或氫氣后被放飛到中高空，分別用高強(qiáng)度繩索與六個(gè)可伸縮轉(zhuǎn)桿連接，可伸縮轉(zhuǎn)桿的第一級(jí)轉(zhuǎn)桿為空心的長(zhǎng)方體桿，內(nèi)置柱狀彈簧，外部依次連接風(fēng)箏收放器、風(fēng)箏平衡器，風(fēng)箏收放器可以調(diào)節(jié)風(fēng)箏的高度，風(fēng)箏平衡器可以確保風(fēng)箏能在空中保持平衡，可伸縮轉(zhuǎn)桿的第二級(jí)轉(zhuǎn)桿上有限位孔來(lái)限制繩索?？缮炜s轉(zhuǎn)桿的第二級(jí)轉(zhuǎn)桿可以深入第一級(jí)轉(zhuǎn)桿內(nèi)，伸出的一端連有一圓柱形滾輪。橢圓形限位板垂直于轉(zhuǎn)盤所在的平面，當(dāng)可伸縮轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)到橢圓形限位板范圍之內(nèi)時(shí)，由于受到橢圓形限位板的擠壓，可伸縮轉(zhuǎn)桿的第二級(jí)轉(zhuǎn)桿會(huì)向第一級(jí)轉(zhuǎn)桿內(nèi)收縮，圓柱形滾輪可以減少第二級(jí)轉(zhuǎn)桿與橢圓形限位板之間的摩擦力；當(dāng)可伸縮轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)出橢圓形限位板范圍時(shí)，第一級(jí)轉(zhuǎn)桿內(nèi)的彈簧會(huì)把第二級(jí)轉(zhuǎn)桿彈出，轉(zhuǎn)桿恢復(fù)原來(lái)的長(zhǎng)度。橢圓形限位板可以圍繞中心軸公轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)改變與風(fēng)向的夾角。雖然每個(gè)傘狀風(fēng)箏的受力基本相同，但由于力矩發(fā)生變化，所以轉(zhuǎn)盤會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。轉(zhuǎn)盤通過(guò)中心軸與交叉軸齒輪中的基輪連接，基輪上可以連接多個(gè)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電?？缮炜s支撐腿下端埋入地下來(lái)固定地面固定裝置，支撐腿可以伸長(zhǎng)或縮短，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)、盤所在平面與風(fēng)向的夾角，增大風(fēng)箏拉力在轉(zhuǎn)盤所在平面上的分力，提高發(fā)電效率。本發(fā)明的主要特點(diǎn)是I、傘狀風(fēng)箏在中高空受力大，可伸縮轉(zhuǎn)桿的尺寸可以做的較長(zhǎng)，可伸縮支撐腿可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤與繩索的角度以確保最合適拉力，以上確保產(chǎn)生較大的力矩，使得發(fā)電功率會(huì)大大增加。2、地面轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速低，大大降低了噪音。 3、只有傘狀風(fēng)箏停留在中高空，發(fā)電裝置安裝在地面，提高了安全性，降低了裝置的故障率并且容易維修與控制。


圖I 一種新型中高空風(fēng)箏發(fā)電裝置的總示意2 —種新型中高空風(fēng)箏發(fā)電裝置的地面發(fā)電部分的總示意3可伸縮轉(zhuǎn)桿的總示意4可伸縮轉(zhuǎn)桿伸長(zhǎng)時(shí)的側(cè)面5可伸縮轉(zhuǎn)桿收縮時(shí)的側(cè)面6橢圓形軌道與風(fēng)向的最佳夾角的俯視7轉(zhuǎn)盤所在平面與風(fēng)向夾角的側(cè)視圖本發(fā)明的一種新型中高空風(fēng)箏發(fā)電裝置的組成包括1.可伸縮轉(zhuǎn)桿，2.轉(zhuǎn)盤，
3.橢圓形限位板，4.地面固定裝置，5.可伸縮支撐腿，6.軸承，7.交叉軸齒輪，8.中心軸，9.發(fā)電機(jī)10.圓柱形滾輪，11.限位孔，12.第二級(jí)轉(zhuǎn)桿，13.限位突起，14.限位輪，15.風(fēng)箏平衡器，16.風(fēng)箏收放器，17.第一級(jí)轉(zhuǎn)桿，18.圓柱形彈簧，19.長(zhǎng)桿，20.可動(dòng)插銷，21.條形彈簧，22.傘狀風(fēng)箏，23.繩索。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述圖I為本發(fā)明的總布置圖，六個(gè)傘狀風(fēng)箏22充一定量的氦氣或氫氣后升到空中，分別通過(guò)高強(qiáng)度繩索23與第二級(jí)轉(zhuǎn)桿12上的限位孔11連接，高強(qiáng)度繩索穿過(guò)限位孔11與風(fēng)箏平衡器15相連，風(fēng)箏平衡器15可以隨時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)箏的平衡，在風(fēng)力或風(fēng)向不穩(wěn)定的時(shí)候保證風(fēng)箏的穩(wěn)定性，高強(qiáng)度繩索23穿過(guò)風(fēng)箏平衡器15后與風(fēng)箏收放器16相連，風(fēng)箏收放器15可以調(diào)節(jié)風(fēng)箏的高度以及回收和放飛傘狀風(fēng)箏22?？缮炜s轉(zhuǎn)桿I與轉(zhuǎn)盤2相連，轉(zhuǎn)盤2通過(guò)中心軸與交叉軸齒輪7中的基輪連接，基輪上可以連接多個(gè)發(fā)電機(jī)9，發(fā)電機(jī)9被固定在地面固定裝置4上。橢圓形限位板3垂直于轉(zhuǎn)盤2所在的平面并且可以以中心軸8為中心公轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)，可以人工或電腦控制調(diào)節(jié)橢圓形限位板3與繩索23拉力在水平方向分力的夾角，最佳方位為圖6所示，橢圓形限位板3的中心線與繩索23拉力在水平方向分力的夾角為90°?？缮炜s支撐腿5 —端埋入地下進(jìn)行固定，高度可以調(diào)節(jié)，從而改變轉(zhuǎn)盤2所在平面與繩索23的夾角0，在保證繩索23不會(huì)相互纏繞的基礎(chǔ)上，可以盡量減少轉(zhuǎn)盤2所在平面與繩索23的夾角0，從而增大繩索23拉力F在轉(zhuǎn)盤2所在平面上的分力，圖7為轉(zhuǎn)盤2所在平面與風(fēng)向夾角的側(cè)視圖。圖2為地面發(fā)電部分的總示意圖。
圖3為可伸縮轉(zhuǎn)桿的總示意圖?？缮炜s轉(zhuǎn)桿由第一級(jí)轉(zhuǎn)桿和第二級(jí)轉(zhuǎn)桿組成，第一級(jí)轉(zhuǎn)桿為空心的長(zhǎng)方體桿狀，內(nèi)置柱狀彈簧18，第二級(jí)轉(zhuǎn)桿可以在第一級(jí)轉(zhuǎn)桿內(nèi)部滑動(dòng)。在未遇到橢圓形限位板3之前，可伸縮轉(zhuǎn)桿I處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)，圖4為可伸縮轉(zhuǎn)桿伸長(zhǎng)時(shí)的側(cè)面圖，由于可動(dòng)插銷20阻止了第一級(jí)轉(zhuǎn)桿17與第二級(jí)轉(zhuǎn)桿12之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以即使受到繩索23的拉力作用，第二級(jí)轉(zhuǎn)桿也不會(huì)向第一級(jí)轉(zhuǎn)桿內(nèi)部滑動(dòng)，限位突起13會(huì)阻止長(zhǎng)桿19從第二級(jí)轉(zhuǎn)桿內(nèi)拉出。當(dāng)遇到橢圓形限位板3時(shí)，圓柱形滾輪10會(huì)在橢圓形限位板3上滾動(dòng)，減少摩擦力，由于受到橢圓形限位板3的擠壓，長(zhǎng)桿19會(huì)向里推進(jìn)，推動(dòng)可動(dòng)插銷20轉(zhuǎn)動(dòng)，取消了阻止，第二級(jí)轉(zhuǎn)桿12會(huì)向第一級(jí)轉(zhuǎn)桿17內(nèi)收縮，可伸縮轉(zhuǎn)桿I的總長(zhǎng)度減少。當(dāng)可伸縮轉(zhuǎn)桿I滑出橢圓形限位板3時(shí)，第一級(jí)轉(zhuǎn)桿17內(nèi)的圓柱形彈簧18會(huì)把第二級(jí)轉(zhuǎn)桿12彈出，可伸縮轉(zhuǎn)桿I再次回復(fù)原來(lái)伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度，可動(dòng)插銷20在條形彈簧21的作用下再次將第一級(jí)轉(zhuǎn)桿與第二級(jí)轉(zhuǎn)桿限制住。雖然六根繩索22上的拉力基本相同，但由于處于橢圓形限位板3范圍內(nèi)的可伸縮轉(zhuǎn)桿I的長(zhǎng)度小于處在可橢圓形限位板3范圍外的可伸縮轉(zhuǎn)桿I的長(zhǎng)度，導(dǎo)致力矩不同，轉(zhuǎn)盤2會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。本發(fā)明工作過(guò)程如下 將風(fēng)箏發(fā)電裝置的地面發(fā)電部分固定在地面，六個(gè)傘狀風(fēng)箏充入一定量的氦氣或氫氣后放到中高空，調(diào)節(jié)橢圓形限位板3處在最佳位置，調(diào)節(jié)可伸縮支撐腿5的長(zhǎng)度，使轉(zhuǎn)盤2所在的平面與繩索23的夾角處在比較理想的范圍之內(nèi)。由于兩邊的力矩不同，轉(zhuǎn)盤2會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電。
權(quán)利要求
1.ー種利用風(fēng)箏進(jìn)行中高空發(fā)電的裝置，包括傘狀風(fēng)箏、高強(qiáng)度風(fēng)箏繩索、風(fēng)箏平衡器、風(fēng)箏收放器、地面固定裝置、轉(zhuǎn)盤、可伸縮支撐腿、可伸縮轉(zhuǎn)桿、橢圓形限位板、交叉軸齒輪、發(fā)電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用風(fēng)箏進(jìn)行中高空發(fā)電的裝置，其特征是至少六個(gè)傘狀風(fēng)箏被放到空中，傘狀風(fēng)箏通過(guò)高強(qiáng)度繩索與可伸縮轉(zhuǎn)桿上的限位孔連接，穿出限位孔后依次與風(fēng)箏平衡器、風(fēng)箏收放器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用風(fēng)箏進(jìn)行中高空發(fā)電的裝置，其特征是橢圓形限位板垂直于轉(zhuǎn)盤所在的平面并且可以以中心軸為中心公轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)，可以人工或電腦控制調(diào)節(jié)橢圓形限位板與繩索拉力在水平方向分力的夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用風(fēng)箏進(jìn)行中高空發(fā)電的裝置，其特征是可伸縮轉(zhuǎn)桿在橢圓形限位板范圍內(nèi)時(shí)會(huì)變短，在橢圓形限位板范圍之外時(shí)恢復(fù)原長(zhǎng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用風(fēng)箏進(jìn)行中高空發(fā)電的裝置，其特征是可伸縮支撐腿一部分埋入地下進(jìn)行固定，高度可以調(diào)節(jié)，從而改變轉(zhuǎn)盤所在平面與繩索的夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用風(fēng)箏進(jìn)行中高空發(fā)電的裝置，其特征是發(fā)電機(jī)固定在地面固定裝置上，交叉軸齒輪的小齒輪與發(fā)電機(jī)伸出的轉(zhuǎn)軸連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種利用風(fēng)箏進(jìn)行中高空發(fā)電的裝置，其特征是可伸縮轉(zhuǎn)桿由第一級(jí)轉(zhuǎn)桿和第二級(jí)轉(zhuǎn)桿組成，第一級(jí)轉(zhuǎn)桿可以在第二級(jí)轉(zhuǎn)桿內(nèi)滑動(dòng)，第一級(jí)轉(zhuǎn)桿內(nèi)有彈簧，可以把第二級(jí)轉(zhuǎn)桿彈出。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種利用風(fēng)箏進(jìn)行中高空發(fā)電的裝置，其特征是第二級(jí)轉(zhuǎn)桿內(nèi)有可轉(zhuǎn)動(dòng)插銷，可以阻止第一級(jí)轉(zhuǎn)桿和第二級(jí)轉(zhuǎn)桿之間的相對(duì)滑動(dòng)。第二級(jí)轉(zhuǎn)桿內(nèi)有一長(zhǎng)桿可以在里面滑動(dòng)，長(zhǎng)桿一端連有橢圓形滾輪，一端與可轉(zhuǎn)動(dòng)插銷一端接觸，當(dāng)橢圓形滾輪受到壓カ時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)插銷可以轉(zhuǎn)動(dòng)，從而解除第一級(jí)轉(zhuǎn)桿和第二級(jí)轉(zhuǎn)桿相對(duì)滑動(dòng)的阻止。長(zhǎng)桿上有限位突起可是阻止長(zhǎng)桿滑出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用風(fēng)箏進(jìn)行中高空發(fā)電的裝置，主要包括傘狀風(fēng)箏、高強(qiáng)度風(fēng)箏繩索、風(fēng)箏平衡器、風(fēng)箏收放器、地面固定裝置、轉(zhuǎn)盤、可伸縮支撐腿、可伸縮轉(zhuǎn)桿、橢圓形限位板、交叉軸齒輪、發(fā)電機(jī)。傘狀風(fēng)箏充入一定量的氦氣或氫氣后升到空中，通過(guò)高強(qiáng)度繩索與可伸縮轉(zhuǎn)桿連接，可伸縮狀的轉(zhuǎn)動(dòng)可以帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤通過(guò)中心軸將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給交叉軸齒輪，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。本裝置可以利用中高空風(fēng)力進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，發(fā)電功率高，噪音低，安全系數(shù)高，制造與安裝簡(jiǎn)單，容易維修與控制。
文檔編號(hào)F03D7/00GK102678457SQ20111005451
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者史冬巖, 李子凡, 王宇, 趙小林, 韓穎駿, 馬勇 申請(qǐng)人:趙小林, 趙金柱, 馬勇