專利名稱：柔性風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬風(fēng)力發(fā)動機領(lǐng)域。
在傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電裝置系統(tǒng)中，都是將發(fā)電機和葉片安裝在堅固的塔架上。由于各種原因，塔架不可能造得很高，因此不能很好利用高空的高速風(fēng)能。在美國專利“風(fēng)箏發(fā)電系統(tǒng)”(專利US4486669)，發(fā)明了一種利用風(fēng)速和熱氣球以及高強度繩索將發(fā)電機組整個系統(tǒng)提升到高空并懸掛在那里發(fā)電、再將發(fā)出的電力引到地面輸入電網(wǎng)的方法，用這種方法不僅可以將發(fā)電機組提升到比采用傳統(tǒng)塔架要高的高度，能充分利用高空風(fēng)，而且其上升高度可以調(diào)節(jié)，使風(fēng)力發(fā)電機有較高的效率。但這種方法的一個較大的不足之處是要有較大的升力才能把整套發(fā)電機組懸掛在空中，而且由于動力電纜、控制電纜以及供氣管等配套設(shè)施也要懸掛在空中，使整套空中設(shè)備更加沉重，增加了設(shè)備升空懸掛的動力消耗。
本發(fā)明的目的是提供一種既能充分利用高空中的高速風(fēng)的能量，而且空中設(shè)備十分簡單、機組效率較高、基本建設(shè)投資和運行費用少、易于操作維護(hù)的風(fēng)力發(fā)電裝置。
本發(fā)明以如下形式實現(xiàn)其目的將面積比較大的風(fēng)箏與一個高強度、質(zhì)量輕的構(gòu)架相連，構(gòu)架上有風(fēng)輪和變速機構(gòu)。風(fēng)箏的下半部分用絞鏈連接做成一個副翼，這個副翼與風(fēng)輪的變速機構(gòu)用曲柄搖桿機構(gòu)相連，起改變升力的作用。取高強質(zhì)輕的柔性繩索，一端栓在風(fēng)箏的構(gòu)架上，另一端纏繞在設(shè)置于地面的滾筒上，滾筒的兩端連接曲柄和連桿機構(gòu)，連桿同時又作為杠桿與一液壓往復(fù)泵的活塞桿相連，此液壓往復(fù)泵的出口與一大直徑液壓缸相通。當(dāng)系著風(fēng)箏的繩索將風(fēng)箏所受的力傳送到滾筒上以后，引起滾筒轉(zhuǎn)動，由此而帶動的曲柄、連桿的運動再將這些力傳送給液壓往復(fù)泵，使液壓往復(fù)泵的活塞作往復(fù)運動，由于液壓往復(fù)泵與大直徑液壓缸相連，在液壓缸可以得到一個放大了的力。從液壓缸經(jīng)管道出來的高壓液體驅(qū)動液壓馬達(dá)、進(jìn)而帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)發(fā)電，也可帶動其它原動機工作。如果用一個液-氣壓缸替代液壓缸，則當(dāng)往復(fù)液壓泵將力傳送給液-氣壓缸時，被壓縮了的空氣輸入貯氣罐后，再驅(qū)動氣動機和發(fā)電機工作，同樣也達(dá)到了利用風(fēng)能發(fā)電的效果。為了能使?jié)L筒不斷產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)運動，將一根強力繩索的兩端分別系住兩組風(fēng)箏裝置，并將繩索的中段纏繞在滾筒上。由于兩個風(fēng)箏在高空中受到不同的高空風(fēng)作用，風(fēng)箏各自會周期性地改變迎風(fēng)角和升力，兩段繩索就會給滾筒以不同的拉力，從而使?jié)L筒不斷轉(zhuǎn)動，并由滾筒帶動其它裝置運動而發(fā)出電力。滾筒裝置可以采用一個滾筒，也可以用離合裝置連接兩個滾筒，每個滾筒纏繞一段風(fēng)箏繩索，平時工作時兩滾筒連接成一個整體，若需高速風(fēng)箏高度或維修，可將滾筒分離單獨操作。為了避免風(fēng)箏繩索在空中發(fā)生纏繞，可考慮在滾筒前一定距離的地面安裝一滑輪裝置，讓從滾筒下方出線的繩索穿過滑輪后再升空受風(fēng)。為了避免風(fēng)向變化后影響整個發(fā)電裝置的工作，可以將裝置全部或部分安裝在一個回轉(zhuǎn)平臺上。不同的風(fēng)箏面積和不同的風(fēng)箏升空高度可以決定風(fēng)力發(fā)電機具有不同的功率。為了給加大升空高度創(chuàng)造條件，可以在風(fēng)箏上方加懸一氣球裝置，風(fēng)力發(fā)電機的功率可參考日本特許公報(B-2)昭59-20871中介紹的公式P＝ 1/2 ρu3∞ηA式中P-風(fēng)力發(fā)電機功率
ρ-空氣密度u-風(fēng)速η-效率A-風(fēng)箏迎風(fēng)面積這種風(fēng)力發(fā)電裝置克服了傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)要建立高塔架、且大多只能利用百米左右地面風(fēng)的缺點，也避免了前述專利中懸空設(shè)備較重的不足之處，達(dá)到了充分利用高空風(fēng)發(fā)電的目的，且因其主要設(shè)備均在地面，使操作維護(hù)及基本建設(shè)都十分方便，還可以調(diào)節(jié)發(fā)電機組的輸出功率，加強了設(shè)備安全運行的可靠性。
結(jié)合以下的附圖實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明

圖1是利用液壓馬達(dá)來驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的柔性風(fēng)力發(fā)電裝置系統(tǒng)示意圖。
圖2是利用液-氣壓缸和氣動機來驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的柔性風(fēng)力發(fā)電裝置系統(tǒng)示意圖。
圖3是升空風(fēng)箏及風(fēng)輪系統(tǒng)示意圖。
繩索3將風(fēng)箏2所受的力傳至滾筒4，由于兩力不平衡，引起滾筒4不斷轉(zhuǎn)動或回轉(zhuǎn)，通過曲柄5，連桿6將力傳給了液壓往復(fù)泵7中的活塞桿，當(dāng)活塞作往復(fù)運動時將力傳給了具有大直徑截面的液壓缸8(或液-氣壓缸8)，如采用圖1方案的發(fā)電裝置，具有很高壓力的液體由液壓缸出來后驅(qū)動液壓馬達(dá)13和發(fā)電機12。如采用圖2方案的發(fā)電裝置，由液-氣壓缸8出來的壓縮氣體進(jìn)入貯氣罐9，再帶動氣動機10和發(fā)電機12。序號1是在需要時可加掛在風(fēng)箏2上方的氣球。圖3中的風(fēng)輪19受風(fēng)吹轉(zhuǎn)動后，通過鏈輪傳動變速機構(gòu)17、曲柄搖桿機構(gòu)16帶動風(fēng)箏主體14的風(fēng)箏副翼15運動，從而使風(fēng)箏周期性地改變迎風(fēng)角和升力，風(fēng)箏主體14與風(fēng)輪19及鏈輪傳動變速機構(gòu)17之間用風(fēng)箏構(gòu)架18連接。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電裝置，采用風(fēng)箏作為受風(fēng)設(shè)備，其特征是A、兩端各系住一只風(fēng)箏的強力索，其中段纏繞在地面的滾筒上；B、液壓往復(fù)泵的活塞桿與滾筒、曲柄、連桿相接，出口與液壓缸相通；C、液壓馬達(dá)被從液壓缸出來的高壓液體驅(qū)動后帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)發(fā)電或帶動其它原動機工作；D、各風(fēng)箏系統(tǒng)均有構(gòu)架、風(fēng)輪、傳動變速機構(gòu)、風(fēng)箏副翼和曲柄搖桿機構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1所述風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征是可用液-氣壓缸、貯氣罐和氣動機替代上述的液壓缸和液壓馬達(dá)。
3.按權(quán)利要求1或2所述風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征是在風(fēng)箏上方可懸掛氣球。
全文摘要
一種風(fēng)力發(fā)電裝置，用高強繩索將兩個風(fēng)箏在高空中所受的力傳遞到安裝在地面的滾筒上，利用滾筒受不平衡力而引起的轉(zhuǎn)動，通過連桿機構(gòu)帶動液壓往復(fù)泵并將力傳至液壓缸，由液壓缸出來的高壓液體被用以驅(qū)動液壓馬達(dá)和發(fā)電機。這種風(fēng)力發(fā)電裝置免除了造價高昂的高塔，充分利用高空風(fēng)力，發(fā)電裝置設(shè)備簡單，效率較高，本身能耗少，管理維修易，基建投資小，還可調(diào)節(jié)所發(fā)出的功率及加強了設(shè)備安全運行的可靠程度。
文檔編號F03D5/06GK1052723SQ8910946
公開日1991年7月3日 申請日期1989年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月18日
發(fā)明者劉小泉 申請人:劉小泉