[发明专利]高空风能利用的方法

说明书

本发明涉及一种风能利用方法，特别是一种使用风筝来获得高空风能的方法。

目前公知的风力设备只能架设在地面或用高塔将风轮升至空中，由于风轮的安装高 度非常有限，无法获取比地面大许多倍的高空风能，且设备制造成本较高。

本发明的目的是提供一种能够方便的获取高空风能，其设备造价低廉的高空风能利 用的方法。

本发明是这样实现的，风能捕获采用了转动风轮，它的断面结构是S型，是由两个 轴线错开近似半圆的柱型叶片组成，这种风轮在目前常规使用时是垂直安装于地面，属 于垂直轴风力机。由于这种风力机在转动时会围绕风轮产生不对称旋转气流，致使转轴 位置出现一个侧向推力，这个侧向力随着转速的增高而加大，对于大型风力机的运行有 较大的危害，因而在某种程度上影响了它的普遍使用。如果把这种风轮水平放置，在风 力使风轮朝上转动时，这个侧向推力就变成了向上的力，即成为了升力，一种转轮式风 筝就是利用这个原理制成。本发明类似于这种转轮风筝，它是在风轮上加装了传动轮， 并把风筝的牵引线改为了环型传动带或传动链，当风力使转轮风筝升至高空时，S型风 轮带动上传动轮转动，风轮在捕获风能的同时，也为系统提供了非常有益的升力。这个 升力在保证本身不会落下的同时，还通过上传动轮及安装在地面的下传动轮将牵引传动 带或传动链拉紧，并把旋转力由高空传送到地面，相应的负荷设备如发电机等可连接在 地面传动轮上。

由于上述方案，大大降低了风力设备的制造和运行成本，有效的利用了高空风能。

以下结合说明书附图对本发明作详细的说明。

图1是本发明工作示意图。

图2是转动风轮的局部剖视示意图。

图3是转动风轮的A-A剖视示图。

图中1、牵引风筝2、风轮端轴3、牵引线4、牵引架5、支撑片6、8、传动 带7、20、21、风轮9、平衡装置10、垂直翼11、水平翼12、上传动轮13、 转动轴14、支架15、工作台16、轴套17、中心轴18、下传动轮19、牵引传 动带(链)22、带轮

在图1中，风轮(20)(7)(21)上有带轮(22)，通过与带轮(22)相应传动带(6)(8)可使各 风轮相互连接，风轮(7)(20)中间的支撑片(5)是为了增加风轮的强度而设计的。为了保 证各风轮在强风时也能稳定工作，可在每个风轮上加装以轴(2)为圆心活动的平衡装置 (9)，在风力的作用下，水平翼(11)使平衡装置(9)处于近似水平的状态，垂直翼(10)可让 各风轮保持正对来风，以减少风轮(20)(7)(21)发生左右摆动及倾斜的情况。

下部的传动轮(18)通过转动轴(13)，支架(14)安装在工作台(15)上，中心轴(17)固定在 地面，(16)是固定在平台上与中心轴(17)配合的轴套。当风向变化时，工作台(15)可在牵 引传动带(链)(19)的牵引下以中心轴(17)为圆心随风转动，使上下传动轮(12)(18)始终保 持直线状态。

本发明在使用单个风轮时，风能驱动风轮(21)转动的同时直接驱动上传动轮(12)转 动，如使用串式风轮，风轮(7)(20)获得的转动力矩需经两端的带轮(22)及连接皮带(6)(8) 和风轮(21)传递到上传动轮(12)上。通过与上传动轮(12)相配合，具有牵引和传输动力两 个功能的牵引传动带(链)(19)，带动下传动轮(18)转动，从而完成了从高空捕获能量，再 传送至地面的过程。安装在工作台(15)上的负荷设备可通过与下传动轮(18)相连接的变 速齿轮连接，也可直接连在与传动轮(18)一体的转轴(13)上。