專利名稱：高空風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)與受其驅(qū)動的裝置組合設(shè)備。
背景技術(shù)：
以煤炭、石油、天然氣為原料或資源的傳統(tǒng)電力開發(fā)造成了大量的環(huán)境負(fù)擔(dān)，如環(huán) 境污染、酸雨、氣候異常、石油泄露等等。作為可再生能源的風(fēng)能，由于其顯著的環(huán)境友好特 性，產(chǎn)能豐富，因此開發(fā)利用風(fēng)能、發(fā)展風(fēng)電是減少溫室效應(yīng)氣體排放、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、解決 目前嚴(yán)峻能源形勢的有效途徑之一。 近三十年來，近地面風(fēng)力發(fā)電從試驗(yàn)研究迅速發(fā)展為一項(xiàng)成熟的技術(shù)，發(fā)電成本 大大降低，已接近常規(guī)能源發(fā)電成本，使風(fēng)能成為近期內(nèi)最有可能大規(guī)模開發(fā)利用的可再 生能源。目前，世界各國對地面風(fēng)能的利用已經(jīng)初具規(guī)模，但近地面風(fēng)力不夠穩(wěn)定，限制了 風(fēng)力發(fā)電的效率。此外，低空風(fēng)力發(fā)電由于風(fēng)速較低，為了獲得理想發(fā)電功率，風(fēng)力機(jī)葉片 直徑往往達(dá)上百米，占用了很大的陸地空間?，F(xiàn)有風(fēng)力機(jī)大都建在地面、山頂、淺海灘，雖然 已經(jīng)開始向海上擴(kuò)展，但近地面風(fēng)力發(fā)電受風(fēng)能密度、季節(jié)變化、環(huán)境條件的限制，存在諸 多問題。 在幾千米的高空中，長年有著超過海平面20倍的強(qiáng)風(fēng)而且風(fēng)速比較穩(wěn)定，這是風(fēng) 力發(fā)電的良好場所，將是世界各國風(fēng)能利用和開發(fā)研究的重點(diǎn)。但是在高空風(fēng)能利用方面 絕大多數(shù)國家都才剛剛起步?，F(xiàn)有高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)存在發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高及工 作效率低的普遍問題。如2008年10月22日公開的中國專利申請，公開號為CN101289991， 其公開了一種高空風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括具有浮力的氣囊、固定氣囊的繩索以及位于地面上的 發(fā)電機(jī)、巻揚(yáng)機(jī)以及運(yùn)行控制系統(tǒng)。固定氣囊的一端固定在氣囊的幾何中心點(diǎn)上，另一端繞 在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上。運(yùn)行控制系統(tǒng)調(diào)整氣囊的迎風(fēng)角度，使其正面迎風(fēng)，在風(fēng)力作用下作用 下，氣囊從初始位置開始沿風(fēng)向運(yùn)動，通過繩索拉動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)發(fā)電，此為發(fā)電階段。氣囊運(yùn) 動一段距離之后，啟動地面的巻揚(yáng)機(jī)，沿逆風(fēng)方向把氣囊牽引到初始位置，此為回收階段， 兩個階段不斷交替進(jìn)行。該裝置可以利用高空風(fēng)能，但其系統(tǒng)非常復(fù)雜，尤其是控制高空 不可見的氣囊的姿態(tài)。此外，該裝置回收階段，需要消耗部分能量，影響裝置的效率。2008 年10月29日公告的中國專利，公開號為CN201141339，其公開了一種高空風(fēng)能利用裝置， 轉(zhuǎn)動風(fēng)輪上部通過風(fēng)箏牽引線連接有牽引風(fēng)箏，與風(fēng)輪一體的上傳動輪通過牽引傳動帶、 鏈與地面的下傳動輪相連接，從而帶動發(fā)電機(jī)等，該裝置雖然在結(jié)構(gòu)上相對簡化，但將動力 從高空經(jīng)過多級傳動至地面，會影響效率。2008年10月8日公開的中國專利申請，公開號 為CN101280764，其公開了一種高空球形空腔渦輪式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括氦氣球，球形空腔渦 輪式風(fēng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。利用氦氣球?qū)L(fēng)力發(fā)電機(jī)升上高空，利用高空風(fēng)能發(fā)電。雖然裝置具 有啟動風(fēng)速低、結(jié)構(gòu)相對簡單優(yōu)點(diǎn)，但單個渦輪式轉(zhuǎn)子在風(fēng)力作用下會產(chǎn)生一個反向力矩， 無法平衡，會造成發(fā)電系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)效果可以克服上述缺陷，提供一種高空風(fēng)力發(fā)電裝置，該裝置具有 結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、效率高的優(yōu)點(diǎn)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案其包括氣球以及與之連接的發(fā)電裝 置，發(fā)電裝置與風(fēng)機(jī)連接，風(fēng)機(jī)包括風(fēng)機(jī)支架以及設(shè)置在風(fēng)機(jī)支架內(nèi)左右對稱的兩個轉(zhuǎn)子， 轉(zhuǎn)子上設(shè)置柔性葉片，左、右兩個轉(zhuǎn)子設(shè)置的柔性葉片方向相反。 左、右兩轉(zhuǎn)子分別通過轉(zhuǎn)子軸固定在風(fēng)機(jī)支架上，兩轉(zhuǎn)子軸分別與發(fā)電裝置連接。 發(fā)電裝置通過牽引線連接于氣球之上并通過錨泊線固定于地面，輸電回路纏繞在錨泊線上 將所發(fā)電能傳回地面。發(fā)電裝置包括箱體與箱蓋，箱體下部設(shè)置兩個軸孔，左、右轉(zhuǎn)子軸通 過軸孔伸入箱體內(nèi)；左轉(zhuǎn)子軸連接大帶輪，大帶輪通過皮帶或鏈條帶動小帶輪將運(yùn)動傳遞 到中間軸上；右轉(zhuǎn)子軸連接大齒輪，大齒輪帶動安裝在中間軸上的小齒輪將運(yùn)動變向并傳 遞到中間軸上；中間軸通過兩個軸承座固定于焊接在箱體內(nèi)的支架上；中間軸的上端與一 個大帶輪連接，大帶輪通過皮帶或鏈條帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)固定于箱蓋上。轉(zhuǎn)子軸與軸 孔貫通處通過裝有骨架油封的端蓋密封，端蓋通過螺栓固定在箱體上。箱體下部焊接固定 支架，固定支架與風(fēng)機(jī)支架通過螺栓連接。箱體與箱蓋通過螺栓連接。 柔性葉片采用三角形或梯形結(jié)構(gòu)。具體的說來，兩個風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用豎直安裝方式， 兩個轉(zhuǎn)子成軸對稱安裝在支架左右兩邊，在高空它們的旋轉(zhuǎn)方向相反。由于單個轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 時，會產(chǎn)生一個反向力矩使其自傳，兩個反向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的反向力矩相互抵消，保證了 發(fā)電裝置的良好穩(wěn)定性。兩個反向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子共同帶動一個發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，涉及其中一 個轉(zhuǎn)子動力的反向問題。因而需要將其中一個轉(zhuǎn)子傳遞動力進(jìn)行反向，然后一起通過傳動 系統(tǒng)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。 采用兩個風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子共同帶動一個發(fā)電機(jī)發(fā)電，保證了系統(tǒng)的較高效率。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子、 傳動系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)做成一體，直接通過輸電回路將電能傳回地面，相比于現(xiàn)有公知的某些 技術(shù)方案所采用的通過傳動帶或鏈條傳遞動力回地面帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電結(jié)構(gòu)大為簡化。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作詳細(xì)說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的發(fā)電裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式
高空風(fēng)力發(fā)電裝置包括氣球1、發(fā)電裝置2、錨泊輸電回路4、牽引線5、風(fēng)機(jī)支架6、 左轉(zhuǎn)子3、右轉(zhuǎn)子7、發(fā)電機(jī)10。兩個風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子3、7分別與其轉(zhuǎn)子軸13、24連接，通過傳動系 統(tǒng)連接發(fā)電機(jī)IO，傳動系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)10密封于發(fā)電裝置2內(nèi)，發(fā)電裝置2固定于風(fēng)機(jī)支架 6之上、通過兩條牽引線5連接于氣球1，整個系統(tǒng)通過錨泊輸電回路4錨泊固定，并傳輸電 能回地面。 發(fā)電裝置2為一長方體，包括箱蓋8與箱體9，箱體9下部焊接著一個固定支架11 ， 固定支架11同風(fēng)機(jī)支架6上的法蘭盤相配合，用螺栓固定即可將箱體9與風(fēng)機(jī)支架6定位 和連接在一起。箱體9下部設(shè)置兩個軸孔，使左、右轉(zhuǎn)子軸13、24伸入其中，通過裝有骨架
4油封15的端蓋14密封，端蓋14通過螺栓固定在箱體9上。左轉(zhuǎn)子軸13接著左大帶輪12，左大帶輪12通過皮帶16帶動小帶輪21將運(yùn)動傳遞到中間軸22上。右轉(zhuǎn)子軸24上端安裝大齒輪23，大齒輪23帶動安裝在中間軸22上的小齒輪20，將運(yùn)動變向并傳遞到中間軸22上。中間軸22通過兩個軸承座19固定于焊接在箱體9內(nèi)的框架17上。中間軸22最上端與一個右大帶輪18連接，右大帶輪18通過皮帶16帶動發(fā)電機(jī)IO，實(shí)現(xiàn)將兩個轉(zhuǎn)子的共同運(yùn)動傳遞至發(fā)電機(jī)IO，并帶動其發(fā)電，發(fā)電機(jī)10固定于上端蓋8上。
風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子3、7為兩個柔性葉片轉(zhuǎn)子，采用等邊三角形形狀，其轉(zhuǎn)動方向由葉片的安裝方向所決定。按照圖1中葉片安裝時，左轉(zhuǎn)子3向左旋轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)子7向右旋轉(zhuǎn)，各自產(chǎn)生的反向力矩相互抵消，保證了發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)越于單轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性；左轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動力，右轉(zhuǎn)子7產(chǎn)生動力通過大齒輪23、小齒輪20換向，共同帶動發(fā)電機(jī)10發(fā)電，保證了系統(tǒng)的高效率。
權(quán)利要求
一種高空風(fēng)力發(fā)電裝置，包括氣球以及與之連接的發(fā)電裝置，發(fā)電裝置與風(fēng)機(jī)連接，其特征在于風(fēng)機(jī)包括風(fēng)機(jī)支架以及設(shè)置在風(fēng)機(jī)支架內(nèi)左右對稱的兩個轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上設(shè)置柔性葉片，左、右兩個轉(zhuǎn)子設(shè)置的柔性葉片方向相反。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高空風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于柔性葉片采用三角形或梯形 結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高空風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于左、右兩轉(zhuǎn)子分別通過轉(zhuǎn)子 軸固定在風(fēng)機(jī)支架上，兩轉(zhuǎn)子軸分別與發(fā)電裝置連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高空風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于發(fā)電裝置包括箱體與箱蓋， 箱體下部設(shè)置兩個軸孔，左、右轉(zhuǎn)子軸通過軸孔伸入箱體內(nèi)；左轉(zhuǎn)子軸連接大帶輪，大帶輪 通過皮帶或鏈條帶動小帶輪將運(yùn)動傳遞到中間軸上；右轉(zhuǎn)子軸連接大齒輪，大齒輪帶動安 裝在中間軸上的小齒輪將運(yùn)動變向并傳遞到中間軸上；中間軸通過兩個軸承座固定于焊接 在箱體內(nèi)的支架上；中間軸的上端與一個大帶輪連接，大帶輪通過皮帶或鏈條帶動發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)固定于箱蓋上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高空風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于轉(zhuǎn)子軸與軸孔貫通處通過裝 有骨架油封的端蓋密封，端蓋通過螺栓固定在箱體上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高空風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于箱體下部焊接固定支架，固 定支架與風(fēng)機(jī)支架通過螺栓連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高空風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于箱體與箱蓋通過螺栓連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)與受其驅(qū)動的裝置組合設(shè)備。本發(fā)明的高空風(fēng)力發(fā)電裝置，包括氣球以及與之連接的發(fā)電裝置，發(fā)電裝置與風(fēng)機(jī)連接，風(fēng)機(jī)包括風(fēng)機(jī)支架以及設(shè)置在風(fēng)機(jī)支架內(nèi)左右對稱的兩個轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上設(shè)置柔性葉片，左、右兩個轉(zhuǎn)子設(shè)置的柔性葉片方向相反。采用兩個風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子共同帶動一個發(fā)電機(jī)發(fā)電，保證了系統(tǒng)的較高效率，相比于現(xiàn)有公知的某些技術(shù)方案所采用的通過傳動帶或鏈條傳遞動力回地面帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電結(jié)構(gòu)大為簡化。
文檔編號F03D9/00GK101761451SQ20081024955
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者李冬, 王樹杰 申請人:中國海洋大學(xué)