專利名稱：一種多個傘型風力裝置驅動的轉盤式風力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多個傘型風力裝置驅動的轉盤式風力發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種利 用風能做功，由升力導引體導引的傘來產(chǎn)生拉力的發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術：
風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球 的風能約為2. 74X 109MW，其中可利用的風能為2X107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量 還要大10倍。風很早就被人們利用一主要是通過風車來抽水、磨面等，而現(xiàn)在，人們感興 趣的是如何利用風來發(fā)電。我們把風的動能轉變成機械能，來提升重物或再把機械能轉化為電能，這就是風 力發(fā)電。發(fā)明人之前提出的《一種傘型風力系統(tǒng)》及《一種大功率傘型風力發(fā)電系統(tǒng)》能提 供較大功率的風力發(fā)電方案。傘梯風力系統(tǒng)是把高空風能轉換成巨大拉力的風能收集利用系統(tǒng)。它的工作原理 已在其他的專利申請中詳細描述，在此只作簡單的介紹(圖一)。它由一個導引風箏和上 下排列的多個傘組成，象一把傘梯掛在空中。組成傘梯的傘按其作用分平衡傘(也稱承力 傘)和做功傘兩種。平衡傘一直處于打開狀態(tài)并固定于系統(tǒng)繩上。做功傘能開能合，并在 系統(tǒng)系繩的某一區(qū)間內(nèi)上下滑動。傘打開時受風壓作用向上運動并產(chǎn)生巨大拉力。傘閉合 時可以用很小的能量使其下降回復原位。一個傘梯風力系統(tǒng)可以有一把以上的平衡傘及一 把以上的做功傘。有了平衡傘，做功傘的面積可以很大，從而產(chǎn)生巨大拉力。做功傘的拉力 是由獨立于系統(tǒng)系繩的做功繩傳送至地面，做功繩的上端與做功傘相連，下端和發(fā)電機轉 軸或其它傳力機構相連。系統(tǒng)系繩一般固定于地面物體上，它可能隨風向搖擺，但不會上下 收放。把一個傘梯風力系統(tǒng)和地面的發(fā)電設備相連可組成一個完整的發(fā)電系統(tǒng)。不過， 盡管其發(fā)電功率可比常規(guī)低空風力單機系統(tǒng)大很多倍，但也畢竟有限。發(fā)明人之前提出的 《一種傘型風力系統(tǒng)》及《一種大功率傘型風力發(fā)電系統(tǒng)》能提供較大功率的風力發(fā)電方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能更好、更有效的利用風能，成本較低的特大功率的風力發(fā)電系 統(tǒng)。其是使多個傘梯風力系統(tǒng)作用于同一轉盤，從而組成一個轉盤式特大功率風力發(fā)電系 統(tǒng)。本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案為一種多個傘型風力裝置驅動的轉盤式風力發(fā)電系統(tǒng)，其包括至少一個傘型風力裝 置、轉盤、發(fā)電機、力傳動齒輪和固定架，所述轉盤是一個大直徑平面齒輪結構，所述轉盤中 心和所述發(fā)電機轉軸連接，所述轉盤外圈的平面齒輪和所述力傳動齒輪配合；與所述轉盤 配合的所有所述力傳動齒輪的驅動方向一致；
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所述力傳動齒輪放置于所述固定架上，所述力傳動齒輪包括齒輪、轉軸和單向離 合器，所述傘型風力裝置的做功繩繞在所述力傳動齒輪轉軸上，所述單向離合器傳動方向 為所述力傳動齒輪的驅動方向；所述固定架內(nèi)有一電動機，所述做功繩上升到最高點時，所述電動機啟動并帶動 所述力傳動齒輪的轉軸反向轉動。所述傘型風力裝置、所述力傳動齒輪和所述固定架一一對應。所述傘型風力裝置的每個做功傘的周期起始點均勻錯開。所述固定架上有做功繩定向架，其在所述傳動齒輪的轉軸上方有一圓孔，所述做 功繩穿過該孔。所述傘型風力裝置包括軌道繩、做功繩、升力導引體和至少一組傘梯，所述軌道繩的一端穿過傘梯系住所述升力導引體，另一端緊固于地面重物；所述傘梯包括承力傘和做功傘，所述承力傘至少有三根細繩，每一根細繩的一端系住傘的邊沿，另一端的細繩緊 固于所述軌道繩；所述做功傘至少有三根細繩，每一根細繩的一端系住傘的邊沿，另一端的細繩緊 固于同一個軌道繩滑塊上，每一個所述做功傘在軌道繩上都有上檔塊及下檔塊，其運動軌道在上檔塊與下檔 塊之間；每一個所述的傘都與其相鄰的傘之間保持有距離；所述升力導引體與其相鄰的傘 之間也保持有距離；所述做功傘在所述軌道繩上下滑動，所述做功傘連有做功繩，所述做功繩一端緊 固連接做功傘，另一端連接所述力傳動齒輪，拉動所述轉盤及發(fā)電裝置做機械運動。


本發(fā)明包括如下附圖圖1為傘型風力裝置原理示意圖；圖2為本發(fā)明實施例示意圖。其中11.系統(tǒng)繩、12.導引風箏、13.平衡傘、14.做功傘、15.做功繩、21.轉盤、 22.發(fā)電機、23.力傳動齒輪、24.固定架、25.做功繩、26.做功繩定向架。
具體實施例方式下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明如圖所示，本實施例是本發(fā)明的一種最簡化的表現(xiàn)，用來說明原理。圖2是本發(fā)明的一個簡單示意圖，它是由四個傘梯風力系統(tǒng)聯(lián)合驅動的轉盤式風 力發(fā)電系統(tǒng)。圖中并沒有顯示空中的四個傘梯風力系統(tǒng)，而是簡單地用四根做功繩25來表 示其聯(lián)合驅動轉盤的原理。如圖2所示，轉盤21是一個大直徑平面齒輪結構，其中心和發(fā)電機22的轉軸相 連，其外圈的平面齒輪和四個力傳動齒輪23相互配合。當傘梯風力系統(tǒng)的做功傘上升從而 通過做功繩產(chǎn)生巨大的向上拉力時，該拉力通過力傳動齒輪23作用于轉盤21上，驅動轉盤21轉動并帶動發(fā)電機22的轉軸轉動從而發(fā)電。顯而易見，四個力傳動齒輪23的驅動方向 要一致。另外，因為一個傘梯風力系統(tǒng)的做功傘其做功是周期性的，一個周期內(nèi)會有一定的 時間比例(比如10%)不做功，為了使轉盤轉動盡可能平穩(wěn)，每個做功傘的周期起始點應該 相互錯開，最好均勻錯開。力傳動齒輪23放置于固定架24上。力傳動齒輪23主要由齒輪和轉軸組成。做 功繩繞在力傳動齒輪轉軸上，做功繩上升時轉軸正向轉動，做功繩回收時轉軸反向轉動。力 傳動齒輪23還有一單向離合機構或機制(圖中未顯示)，它讓齒輪在其轉軸反向轉動時跟 著轉盤空轉而不受其轉軸的影響。這樣的轉軸離合機構或機制在力傳動領域已是很成熟的 技術，在此不再贅述。另外，每個固定架24內(nèi)有一電動機(圖中未顯示)用來回收做功繩。 當做功繩上升到其設計的最高點時，做功傘在其上擋塊的作用下將自動閉合，這時啟動電 動機只需很小的能量就可帶動力傳動齒輪23的轉軸反向轉動從而周期性地回收做功繩。做功繩定向架26是用來固定做功繩的方向而設計的，其上方有一圓孔，做功繩25 穿過該孔，這樣作用于力傳動齒輪23之轉軸的拉力永遠垂直向上，而不會受風向的變化而 變化。顯然，轉盤21的直徑可以很大，可以配置很多的傘梯風力系統(tǒng)。如果一個傘梯風 力系統(tǒng)能產(chǎn)生一萬千瓦的電能，那么一個由三十個傘梯風力系統(tǒng)驅動的轉盤式風力發(fā)電系 統(tǒng)就可產(chǎn)生將近三十萬千瓦的電能。轉盤式風力發(fā)電系統(tǒng)另一個顯著特點是其發(fā)電連續(xù)且平穩(wěn)，并且傘梯風力系統(tǒng)的 數(shù)量越多其輸出將越平穩(wěn)。另外，因為配置有很多個傘梯風力系統(tǒng)，個別傘梯風力系統(tǒng)的維 修和更換不會對整個系統(tǒng)的運轉產(chǎn)生很大的影響。如圖1的傘梯風力裝置，其中系統(tǒng)繩11，也稱軌道繩，固定于地面物體上。導引風箏12，或氣球，或滑翔傘等，提供系統(tǒng)最初升力。要求在一定風速下能在空 中飛翔。平衡傘13，可以不止一把，提供系統(tǒng)升力并保持系統(tǒng)平衡。做功傘14，在A區(qū)間內(nèi)上下滑動，上升時傘打開產(chǎn)生拉力并通過做功繩15傳遞拉 力，下降時傘閉合回復到初始最低位置。做功繩15，與地面力傳動機構相連，傳遞做功傘14產(chǎn)生的拉力用于發(fā)電。本領域技術人員不脫離本發(fā)明的實質和精神，可以有多種變形方案實現(xiàn)本發(fā)明， 以上所述僅為本發(fā)明較佳可行的實施例而已，并非因此局限本發(fā)明的權利范圍，凡運用本 發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構變化，均包含于本發(fā)明的權利范圍之內(nèi)。
權利要求
一種多個傘型風力裝置驅動的轉盤式風力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于其包括至少一個傘型風力裝置、轉盤、發(fā)電機、力傳動齒輪和固定架，所述轉盤是一個大直徑平面齒輪結構，所述轉盤中心和所述發(fā)電機轉軸連接，所述轉盤外圈的平面齒輪和所述力傳動齒輪配合；與所述轉盤配合的所有所述力傳動齒輪的驅動方向一致；所述力傳動齒輪放置于所述固定架上，所述力傳動齒輪包括齒輪、轉軸和單向離合器，所述傘型風力裝置的做功繩繞在所述力傳動齒輪轉軸上，所述單向離合器傳動方向為所述力傳動齒輪的驅動方向；所述固定架內(nèi)有一電動機，所述做功繩上升到最高點時，所述電動機啟動并帶動所述力傳動齒輪的轉軸反向轉動。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種多個傘型風力裝置驅動的轉盤式大功率風力發(fā)電系統(tǒng)， 其特征在于所述傘型風力裝置、所述力傳動齒輪和所述固定架一一對應。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種多個傘型風力裝置驅動的轉盤式大功率風力發(fā)電系統(tǒng)， 其特征在于所述傘型風力裝置的每個做功傘的周期起始點均勻錯開。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種多個傘型風力裝置驅動的轉盤式大功率風力發(fā)電系統(tǒng)， 其特征在于所述固定架上有做功繩定向架，其在所述傳動齒輪的轉軸上方有一圓孔，所述 做功繩穿過該孔。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種多個傘型風力裝置驅動的轉盤式大功率風力發(fā)電系統(tǒng)， 其特征在于所述傘型風力裝置包括軌道繩、做功繩、升力導引體和至少一組傘梯，所述軌道繩的一端穿過傘梯系住所述升力導引體，另一端緊固于地面重物；所述傘梯包括承力傘和做功傘，所述承力傘至少有三根細繩，每一根細繩的一端系住傘的邊沿，另一端的細繩緊固于 所述軌道繩；所述做功傘至少有三根細繩，每一根細繩的一端系住傘的邊沿，另一端的細繩緊固于 同一個軌道繩滑塊上，每一個所述做功傘在軌道繩上都有上檔塊及下檔塊，其運動軌道在上檔塊與下檔塊之間；每一個所述的傘都與其相鄰的傘之間保持有距離；所述升力導引體與其相鄰的傘之間 也保持有距離；所述做功傘在所述軌道繩上下滑動，所述做功傘連有做功繩，所述做功繩一端緊固連 接做功傘，另一端連接所述力傳動齒輪，拉動所述轉盤及發(fā)電裝置做機械運動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多個傘型風力裝置驅動的轉盤式大功率風力發(fā)電系統(tǒng)，其包括至少一個傘型風力裝置、轉盤、發(fā)電機、力傳動齒輪和固定架，轉盤是一個大直徑平面齒輪結構，轉盤中心和發(fā)電機轉軸連接，轉盤外圈的平面齒輪和力傳動齒輪配合；與轉盤配合的所有力傳動齒輪的驅動方向一致；力傳動齒輪放置于固定架上，力傳動齒輪包括齒輪、轉軸和單向離合器，傘型風力裝置的做功繩繞在力傳動齒輪轉軸上，單向離合器傳動方向為力傳動齒輪的驅動方向；固定架內(nèi)有一電動機，做功繩上升到最高點時，電動機啟動并帶動力傳動齒輪的轉軸反向轉動。其可以使多個傘梯風力系統(tǒng)作用于同一轉盤，從而組成一個轉盤式特大功率風力發(fā)電系統(tǒng)。
文檔編號F03D5/00GK101852181SQ20101011928
公開日2010年10月6日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權日2010年2月2日
發(fā)明者張建軍 申請人:張建軍