[发明专利]气球气艇与升力风筝空中发电装置

说明书

本发明属可再生能源的利用，是进一步提高对空中风能源的吸收和利用，是通过气球、气艇的升力升空，以及与升力风筝相结合，带着风力发电装置，在高、中、低空中迎风发电，产生大量清洁能源，用来为人类服务，构成气球、气艇与升力风筝空中发电装置。

能源是推动人类各种生产、生活的根本资源。现有石化资源是有限的，在地球上用一点就少一点，而且其碳排放严重造成气候变化异常，并造成空气污染，PM2.5细微颗粒构成的雾霾，常常侵犯人体的健康。怎样开辟新能源，利用现有清洁的可再生能源，是当务之急。

地球大气环流，产生许多空气流动，造成许多风力。例如我国每年春夏的东南风，秋冬的西北风，以及热带气旋形成的台风，和西南部印度洋吹来的风，都具有很大的能量。怎样很好充分的利用好这源远流长、永不枯竭的具有巨大潜在能量的风能源，是一个很大的课题。

现有各国在地面的海岸边或平地上建有塔式的大直径螺桨风力发电机，取得了一定的风能量发电。但是由于地面风力受到山岳、森林等各种条件的磨擦和阻尼的损耗，以及风力的不均衡，发电量受到限制。而高空则不一样，其风力强大，据报导：科学家估计，高空风能量是目前全世界年用电量的100倍，即便中低空风力也很强，据报导：600米高空的风力比100米高的风力增强20倍，400米的高空比地面风力增强70％，怎样把这种强大的风力利用起来。据报导：现已有人采用特技风筝在空中发电。这种单纯的风筝也有缺点，其：1、在空中气流不稳或风向突变时，易发生倾翻坠落，造成发电装置损毁；2、空中雨雪拍打、堆集，也易造成坠落损毁；3、风筝放飞较难，需长距离快速奔跑，才能升空。

经实验与研究，本发明是采用气球、气艇的升力而稳定地升空，也采用气球、气艇与升力风筝相结合升空，将带有风力叶轮的发电装置送到空中，在空中稳定可靠地迎风发电。

气球是以充有氢气或氦气，具有密封、牢固薄膜的球体，为了承受更大的载荷，将气球加长扩大做成艇式的气球，即为气艇。根据不同载荷与功率需求，以及制作工艺，可选择不同型式用来承载风力发电装置升空发电。将气球、气艇与升力风筝相结合，这样既具有气球、气艇的稳定升力，又有利用高空风力由升力风筝产生的升力。气球、气艇产生的稳定的升力，可以保证发电装置遇到气流不稳定或风向突变等而不至于倾倒坠落，并可帮助稳定的向上放飞升空。升力风筝由后掠的三角翼或平展的机翼等能产 生最大升力构成，其产生的升力，可以帮助气球万一漏气时，不会急速下降摔坏，并且升力风筝产生的升力，可以辅助气球、气艇升力，而且可使气球、气艇体积缩小，从而降低成本，特别是为了防爆和保持可靠性而使用氦气球、气艇，不致于费用过高。

本发明具体是这样来实现的：

1、在气球的下部，吊挂着截面圆形或方形、长方形的轻型机箱，轻型机箱的前端，设由机箱内伸出不转的固定轴，套装在固定轴上的轻型多叶片的水平风力叶轮，在风力的推动下，其带动装在轻型机箱内的传动机构，传动机构通过轴带动轻型发电机转动发电，所发电量由附在后牵引缆绳上电线传至地面。为了保证气球不摆动，以免与水平风力叶轮相碰撞，在气球的下部装着与轻型机箱连接固定的托架。为保证水平风力叶轮始终迎风转动，在机箱的后部装着垂直与水平尾翼。为了保证气球发电装置不被风力吹走，在水平风力叶轮所套的固定轴前方，装着延伸轴，其前端连接着系留缆绳，用以与地面系留桩、塔或系留车连接。

另一实施例是将水平风力叶轮装在气球下部的轻型机箱的后部，系留缆绳装在机箱的前端。

2、采用气球与升力风筝相结合，其结构是，在气球的下部设置升力风筝，升力风筝由后掠的三角翼或平展的机翼等制成。它由气球下部托架，向下连接升力风筝，并再向下连接轻型机箱。轻型机箱的后部装垂直与水平尾翼。前部水平风力叶轮套装在机箱伸出的固定轴上，在风力的推动下，水平风力叶轮转动带动箱内传动机构，传动机构带动发电机旋转发电，发电量通过附在后系留缆绳上的电线传至地面。在固定轴上装着向前延伸轴，其前端连接系留缆绳，以便与地面系留桩、塔或系留车连接固定而牵引。

另一实施例是，也可将上述水平力叶轮装在轻型机箱的后部，系留缆绳接在前端。

3、除上述有水平风力叶轮之外，本发明还用气球吊置垂直风力叶轮在空中发电，它由气球吊装着垂直固定轴，垂直风力叶轮套装在垂直固定轴上，通过传动机构带动装在固定轴上的发电机转动发电。气球通过托架与固定轴联接。垂直固定轴下部连接系留缆绳与电线。