專利名稱：使用浮體的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所述空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在例如借助于氣球的
浮力浮于半空中的狀態(tài)下利用風(fēng)力發(fā)電，更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，在該空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，通過與氣球相似的浮體形成風(fēng)道，從而利用穿過風(fēng)道的風(fēng)的風(fēng)力產(chǎn)生電能。
背景技術(shù)：
如本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，已經(jīng)公開了各種利用風(fēng)力的發(fā)電系統(tǒng)。這種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可以分為安裝在地面上的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和浮于半空中的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
作為空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的 一 個(gè)代表性實(shí)例，在韓國專利公開出版物No. 10-2006-0114773中提出了一種飛艇式的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。 然而，No. 10-2006-0114773中的現(xiàn)有技術(shù)只具有在飛艇主體上設(shè)置具有螺旋槳的發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。因此，其缺點(diǎn)在于，當(dāng)風(fēng)力微弱時(shí)，所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率明顯下降。
另外，因?yàn)轱w艇主體必須具有較大的尺寸以便安裝多個(gè)發(fā)電機(jī)，所以該現(xiàn)有技術(shù)不適用于小容量的空中發(fā)電系統(tǒng)。另外，當(dāng)使用飛艇式的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，因?yàn)殡y以拆除風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所以無法將其用作臨時(shí)的和便攜的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。 為了解決現(xiàn)有空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)所存在的上述問題，本發(fā)明的申請人提供了一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，即使在弱風(fēng)條件下該空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)也能保證令人滿意的風(fēng)力發(fā)電能力，并且該空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)制造簡單，從而可以容易地適用于發(fā)電容量大或小的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，此外，該空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)易于拆除。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題 因此，本發(fā)明致力于解決在現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生的上述問題，并且本發(fā)明的目的在于提供一種使用浮體的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，該空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，從而即使在弱風(fēng)條件下也能保證令人滿意的風(fēng)力發(fā)電能力，此外，該空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)易于安裝和拆除，因而可被有效地用作臨時(shí)的和便攜的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
技術(shù)方案 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在第一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其漂浮于半空中并通過支撐線纜與線纜轉(zhuǎn)動(dòng)單元相連，所述空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括 浮體，其與所述支撐線纜相連，所述浮體具有扁平的形狀，在所述浮體中設(shè)置有注氣口 ，空氣通過所述注氣口注入所述浮體，在浮體后端的上方和下方分別設(shè)置有方向控制葉片； 風(fēng)道，其形成為沿水平方向穿過浮體的中央部部并具有縱向形狀，從而使風(fēng)沿水平方向穿過風(fēng)道；以及風(fēng)力發(fā)電單元，其包括多個(gè)渦輪葉片組件，所述渦輪葉片組件安裝在所述風(fēng)道內(nèi)并借助于穿過風(fēng)道的風(fēng)而旋轉(zhuǎn)；以及多個(gè)發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)利用由所述渦輪葉片組件通過渦輪軸傳遞過來的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生電能。 在第二實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其漂浮于半空中并通過支撐線纜與線纜轉(zhuǎn)動(dòng)單元相連，所述空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括 —對浮體，其與相應(yīng)的支撐線纜相連，所述浮體具有縱向形狀，在所述浮體中設(shè)置有注氣口 ，空氣通過所述注氣口注入所述浮體，在所述浮體后端的上方和下方分別設(shè)置有方向控制葉片； 風(fēng)道，其限定在上連接件和下連接件之間以具有沿水平方向的縱向形狀，從而使風(fēng)沿水平方向穿過風(fēng)道，所述上連接件和下連接件的相對邊緣分別與浮體中間部分的上部和下部相連；以及 風(fēng)力發(fā)電單元，其包括多個(gè)渦輪葉片組件，所述渦輪葉片組件安裝在所述風(fēng)道內(nèi)并借助于穿過風(fēng)道的風(fēng)而旋轉(zhuǎn)；以及多個(gè)發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)利用由所述渦輪葉片組件通過渦輪軸傳遞過來的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生電能。 在每個(gè)實(shí)施例中，所述風(fēng)力發(fā)電單元的發(fā)電機(jī)可以設(shè)置在風(fēng)道的內(nèi)表面的相對的
側(cè)壁上和風(fēng)道的中部，所述各個(gè)渦輪葉片組件設(shè)置在相鄰的發(fā)電機(jī)之間。 所述各個(gè)渦輪葉片組件可以是硬質(zhì)渦輪葉片組件，所述硬質(zhì)渦輪葉片組件包括硬
質(zhì)葉片，所述硬質(zhì)葉片設(shè)置在相應(yīng)的渦輪軸的圓周外表面上，并以恒定的角度間隔彼此隔開。 各個(gè)所述渦輪葉片組件可以是輕質(zhì)渦輪葉片組件，其包括圓形輪緣，其通過支撐筋固定在渦輪軸的各個(gè)相對端部上；多個(gè)葉片支撐桿，其連接在圓形輪緣之間，所述葉片支撐桿以恒定的角度間隔彼此隔開；以及軟質(zhì)葉片，其設(shè)置在渦輪軸和各個(gè)葉片支撐桿之間。
所述空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可以還包括增速裝置，所述增速裝置包括大直徑旋轉(zhuǎn)體，其裝配在各個(gè)硬質(zhì)渦輪葉片組件的所述渦輪軸上；小直徑旋轉(zhuǎn)體，其通過動(dòng)力傳動(dòng)件與大直徑旋轉(zhuǎn)體相連；以及增速齒輪裝置，其與小直徑旋轉(zhuǎn)體相連，所述增速齒輪裝置與相應(yīng)的發(fā)電機(jī)相連，從而小直徑旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)力以由所述大直徑旋轉(zhuǎn)體和所述小直徑旋轉(zhuǎn)體之間通過所述動(dòng)力傳動(dòng)件的連接一次提高的速度傳遞至增速齒輪裝置，并且小直徑旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)力在增速齒輪裝置中被二次提高并傳遞給發(fā)電機(jī)。 所述大直徑旋轉(zhuǎn)體和小直徑旋轉(zhuǎn)體可以包括帶輪，所述動(dòng)力傳動(dòng)件可以包括帶。
所述大直徑旋轉(zhuǎn)體和小直徑旋轉(zhuǎn)體可以包括鏈輪，所述動(dòng)力傳動(dòng)件可以包括鏈條。 所述浮體可以由PVC(聚氯乙烯)材料制成。
所述浮體由聚氨酯材料制成。 在第一實(shí)施例中，可以將由硬質(zhì)樹脂制成的硬質(zhì)支撐件與風(fēng)道的內(nèi)表面相連，并且所述風(fēng)力發(fā)電單元安裝在所述硬質(zhì)支撐件上。 在第二實(shí)施例中，可以通過用制造材料與所述浮體的制造材料相同的外殼覆蓋硬質(zhì)物質(zhì)的整個(gè)外表面，并將所述外殼粘接在所述硬質(zhì)物質(zhì)的外表面上而制成所述上連接件和下連接件，并且所述外殼通過高頻粘合與所述浮體粘接。
有益效果 本發(fā)明提供一種使用浮體的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所述空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中限定有風(fēng)道，風(fēng)力發(fā)電裝置安裝于所述風(fēng)道中。本發(fā)明的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)無論在弱風(fēng)條件還是
6強(qiáng)風(fēng)條件下均能可靠地實(shí)施其風(fēng)力發(fā)電功能。 此外，本發(fā)明可以提供一種空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所述空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能夠產(chǎn)生較小的電容量。因此，所述空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)易于安裝或拆除。由此，本發(fā)明可被非常有效地用作臨時(shí)的和便攜的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。


圖1是示出了使用根據(jù)本發(fā)明的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)例的視圖； 圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的前視剖視
圖； 圖3是沿圖2中的線X-X'截取的剖視圖； 圖4是在本發(fā)明的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中使用的輕質(zhì)渦輪葉片組件的剖視 圖5是在根據(jù)本發(fā)明的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中使用的輕質(zhì)渦輪葉片組件的透視 圖6是圖5中所示的輕質(zhì)渦輪葉片組件的剖視圖； 圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的前視 圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的俯視 圖9是圖7中圈出部分"Y"的放大剖視 圖10是沿圖8中的線Z-Z'截取的剖視圖； 圖11是在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中使用的輕質(zhì)渦輪葉片組件的局部放大視圖； 圖12是示出了在根據(jù)本發(fā)明的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中使用的增速裝置的前視剖視圖；以及 圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的增速裝置的示意性側(cè)視剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
第一實(shí)施例
圖l是示出了使用根據(jù)本發(fā)明的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)例的視圖。如圖1中所示，例如在由本發(fā)明的申請人開發(fā)的戶外照明設(shè)備LP的情況下，由于所述戶外照明設(shè)備LP主要在戶外(例如，荒蕪的地區(qū))用于緊急照明，因此難以為所述戶外照明設(shè)備LP供電。
在此情況下，本發(fā)明可用于為所述戶外照明設(shè)備LP提供電力。具體而言，浮體漂浮于空中并利用風(fēng)力發(fā)電，從而為所述戶外照明設(shè)備LP供電，由此即使在緊急情況下也能夠進(jìn)行戶外作業(yè)。 另外，為使本發(fā)明便于使用，需要使本發(fā)明易于安裝或拆除，并且所述浮體必須能夠旋轉(zhuǎn)以便朝向迎風(fēng)的方向。 圖1示出了使用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的情況，其中電池充電器1上設(shè)置有線纜轉(zhuǎn)動(dòng)單元10。 所述線纜轉(zhuǎn)動(dòng)單元10用于使第一實(shí)施例的浮體20旋轉(zhuǎn)，從而使所述浮體20朝向迎風(fēng)的方向。 在線纜轉(zhuǎn)動(dòng)單元10中，旋轉(zhuǎn)體14圍繞中心軸12設(shè)置，從而可以通過置于旋轉(zhuǎn)體
714和中心軸12之間的軸承13圍繞中心軸12旋轉(zhuǎn)。浮體20通過支撐線纜11與旋轉(zhuǎn)體14相連接。 因此，當(dāng)迎頭的風(fēng)撞擊在方向控制葉片23和23'時(shí)，浮體20在半空中緩慢旋轉(zhuǎn)，從而使浮體20的風(fēng)道30朝向迎風(fēng)的方向，同時(shí)，支撐線纜11也圍繞中心軸12旋轉(zhuǎn)。
這樣，參考圖2和圖3，浮體20漂浮在半空中，并且通過支撐線纜11與線纜轉(zhuǎn)動(dòng)單元10相連。 具體而言，浮體20具有較為扁平的形狀，并且其中限定有內(nèi)部空間22，空氣通過
注氣口 21注入所述內(nèi)部空間22。浮體20由PVC(聚氯乙烯)或聚氨酯制成。 本發(fā)明中使用的注氣口 21的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的發(fā)明人提交的韓國實(shí)用新型注冊
No. 0349396中披露的注氣口的結(jié)構(gòu)相同，因此無需對其進(jìn)一步解釋和說明。 同時(shí)，在浮體20后端的上方和下方分別設(shè)置有方向控制葉片23和23'。 風(fēng)道30限定在浮體20的中央部分內(nèi)并且沿水平方向延伸，從而使風(fēng)水平地穿過
風(fēng)道30。 另外，風(fēng)力發(fā)電單元40安裝在風(fēng)道30內(nèi)以利用半空中吹過的風(fēng)產(chǎn)生電能。為了把風(fēng)力發(fā)電單元40穩(wěn)固地支撐在風(fēng)道30內(nèi)，將由硬質(zhì)樹脂制成的硬質(zhì)支撐件31連接到風(fēng)道30的內(nèi)表面上，并且將風(fēng)力發(fā)電單元40安裝在硬質(zhì)支撐件31內(nèi)。 硬質(zhì)支撐件31起到加強(qiáng)板的作用，并且優(yōu)選由較輕且硬的玻璃纖維或碳纖維制成。硬質(zhì)支撐件31通過PVC粘合劑或類似物與浮體20粘接。 風(fēng)力發(fā)電單元40包括多個(gè)渦輪葉片組件，這些渦輪葉片組件借助于穿過風(fēng)道30的風(fēng)而旋轉(zhuǎn)。從硬質(zhì)渦輪葉片組件41和輕質(zhì)渦輪葉片組件41'中選擇一種渦輪葉片組件作為風(fēng)力發(fā)電單元40的渦輪葉片組件。 風(fēng)力發(fā)電單元40還包括多個(gè)發(fā)電機(jī)48，該發(fā)電機(jī)48利用從渦輪葉片組件傳遞過來的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生電能。 如圖2所示，發(fā)電機(jī)48分別設(shè)置在風(fēng)道30的相對的側(cè)壁上和風(fēng)道30的中部。另外，渦輪葉片組件41設(shè)置在相鄰的發(fā)電機(jī)48之間。在圖中，附圖標(biāo)記48a表示轉(zhuǎn)子，而附圖標(biāo)記49表示支撐桿。 發(fā)電機(jī)48利用轉(zhuǎn)子48a的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。當(dāng)轉(zhuǎn)子48a向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，即可發(fā)電。當(dāng)然，即使當(dāng)曾向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子48a反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，也可發(fā)電。換言之，即使曾向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片組件41突然反方向旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)48也可發(fā)電。這種發(fā)電機(jī)是本技術(shù)領(lǐng)域中廣為人知的發(fā)電裝置，因此不另做解釋。 因此，在使用如圖2所示的硬質(zhì)渦輪葉片組件41的情況下，當(dāng)硬質(zhì)渦輪葉片組件41旋轉(zhuǎn)時(shí)，與渦輪軸42相連的轉(zhuǎn)子48a也旋轉(zhuǎn)。由此，發(fā)電機(jī)48產(chǎn)生電能。如圖3所示，通過這種方法產(chǎn)生的電能通過沿支撐線纜11延伸至電池充電器1的電線50供應(yīng)至電池充電器l，從而為電池充電器1充電。 如圖2和圖3所示，在本發(fā)明中使用的各個(gè)硬質(zhì)渦輪葉片組件41被構(gòu)造為硬質(zhì)葉片43設(shè)置在相應(yīng)的渦輪軸42的圓周外表面上，并以恒定的角度間隔彼此隔開。
在使用如圖4至圖6所示的輕質(zhì)渦輪葉片組件41'的情況下，圓形輪緣45和45'通過支撐筋45"固定在渦輪軸44的各個(gè)相對端部上。以恒定的角度間隔彼此隔開的多個(gè)葉片支撐桿46連接在圓形輪緣45和45'之間。軟質(zhì)葉片47設(shè)置在渦輪軸44和各個(gè)葉片支撐桿46之間。 在輕質(zhì)渦輪葉片組件41'中，術(shù)語"軟質(zhì)葉片47"意指不是由相對較重的金屬材料制成的葉片。例如，軟質(zhì)葉片47由PVC或聚氨酯材料制成，所述材料具有預(yù)定的柔性并且比金屬輕。使用這種軟質(zhì)葉片47是為了盡可能地減輕其重量。 同時(shí)，本發(fā)明還設(shè)置有方向控制葉片23和23'。因此，浮體20在半空中旋轉(zhuǎn)為總是朝向迎風(fēng)的方向，從而使風(fēng)穿過風(fēng)道30。 在此，因?yàn)轱L(fēng)道30較為狹窄，所以當(dāng)敞開空間中的風(fēng)進(jìn)入風(fēng)道30時(shí)，風(fēng)會(huì)由于以下原理被快速地吸入風(fēng)道30 :當(dāng)流體從寬闊空間流入狹窄空間時(shí)，其速度增加。因此，盡管在風(fēng)道30外的風(fēng)的風(fēng)速較低，但是當(dāng)風(fēng)進(jìn)入風(fēng)道30時(shí)，風(fēng)速自動(dòng)提高。
另外，因?yàn)榇┻^風(fēng)道30的風(fēng)不會(huì)受到浮體20外的風(fēng)的直接影響，所以風(fēng)會(huì)直線穿過風(fēng)道30而不分散。因此，風(fēng)速可進(jìn)一步提高。 這樣，雖然外部的風(fēng)柔和地吹動(dòng)，但由于風(fēng)在穿過風(fēng)道30時(shí)風(fēng)速提高，所以渦輪葉片組件(即，硬質(zhì)渦輪葉片組件41或輕質(zhì)渦輪葉片組件41')能夠以足夠的速度旋轉(zhuǎn)，從而使發(fā)電機(jī)48可以令人滿意地發(fā)電。因此，在本發(fā)明中，無論風(fēng)是柔和地吹還是猛烈地吹，都可以令人滿意地實(shí)施利用風(fēng)力發(fā)電的功能。 另外，在本發(fā)明中，由于浮體20具有扁平的簡單結(jié)構(gòu)，因此在制造浮體20時(shí)，可以容易地改變浮體20的尺寸。此外，風(fēng)道30的尺寸、渦輪葉片組件的數(shù)量以及發(fā)電機(jī)48的數(shù)量均容易改變。因此，可以容易地制造具有較大容量的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和具有較小容量的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。 尤其是當(dāng)空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有較小尺寸和容量時(shí)，易于安裝和拆除空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。因此，本發(fā)明可被有效地用作臨時(shí)的和便攜的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
第二實(shí)施例
圖7至圖11示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例。 在對根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的描述中，不再具體說明與第一實(shí)施例中的構(gòu)造相同的構(gòu)造以及這些構(gòu)造在附圖中的布置。下面描述僅屬于第二實(shí)施例的構(gòu)造和操作。 參考圖7和圖8，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括一對浮體200和200'，所述浮體200和200'漂浮于空中并被相應(yīng)的支撐線纜11限制在半空中，所述支撐線纜11與線纜轉(zhuǎn)動(dòng)單元10連接。 浮體200和200'與相應(yīng)的支撐線纜11連接。各個(gè)浮體200、200'具有縱向形狀，并被構(gòu)造為使得空氣可通過設(shè)置在浮體200、200'表面上的注氣口 21注入浮體200、200'的內(nèi)部空間22。 此外，各個(gè)浮體200、200'由PVC或聚氨酯材料制成。在各個(gè)浮體200、200'后端的上方和下方分別設(shè)置有方向控制葉片23和23'。 上連接件210和下連接件210'的相對邊緣與浮體200和200'的中部相連，從而在上連接件210和下連接件210'之間限定風(fēng)道300，所述風(fēng)道300沿水平方向延伸并具有縱向形狀，風(fēng)沿水平方向穿過該風(fēng)道300 。 風(fēng)力發(fā)電單元40設(shè)置在風(fēng)道300內(nèi)。所述風(fēng)力發(fā)電單元40包括多個(gè)渦輪葉片組件，所述渦輪葉片組件借助于穿過風(fēng)道300的風(fēng)而旋轉(zhuǎn)，并且所述渦輪葉片組件是從硬質(zhì)渦輪葉片組件41和輕質(zhì)渦輪葉片組件41'中選擇的一種渦輪葉片組件；以及多個(gè)發(fā)電機(jī)
48，其利用由渦輪葉片組件傳遞過來的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生電能。 具體而言，風(fēng)力發(fā)電單元的發(fā)電機(jī)48分別設(shè)置在風(fēng)道300的相對的側(cè)壁上和風(fēng)道300的中部。各個(gè)渦輪葉片組件設(shè)置在相鄰的發(fā)電機(jī)48之間。在圖中，附圖標(biāo)記49a表示加強(qiáng)件。 如圖9所示，通過用外殼212(其制造材料與浮體200、200'的制造材料相同)覆蓋硬質(zhì)物質(zhì)211的整個(gè)外表面，并使用PVC粘合劑將外殼212粘接在硬質(zhì)物質(zhì)211的外表面上而制成各個(gè)上連接件210和下連接件210'。通過高頻粘合使外殼212與浮體200、200'粘接。 參考圖2和圖3，各個(gè)硬質(zhì)渦輪葉片組件41被構(gòu)造為硬質(zhì)葉片43設(shè)置在渦輪軸42的圓周外表面上，并以恒定的角度間隔彼此隔開。在使用輕質(zhì)渦輪葉片組件41'的情況下，圓形輪緣45和45'通過支撐筋45"固定在渦輪軸44的各個(gè)相對端部上。以恒定的角度間隔彼此隔開的多個(gè)葉片支撐桿46連接在圓形輪緣45和45'之間。軟質(zhì)葉片47設(shè)置在渦輪軸44和各個(gè)葉片支撐桿46之間。因此，硬質(zhì)渦輪葉片組件41和輕質(zhì)渦輪葉片組件41'具有與第一實(shí)施例中的構(gòu)造相同的構(gòu)造。 在根據(jù)第二實(shí)施例的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，由于上述構(gòu)造，安裝在風(fēng)道300中的風(fēng)力發(fā)電單元40可以借助于浮體200和200'保持在漂浮狀態(tài)，其中，所述風(fēng)道300限定于上連接件210和下連接件210'之間，所述浮體200和200'與所述上連接件210和下連接件210'的相對端部相連。 另外，由于在各個(gè)浮體200和200'上設(shè)置有方向控制葉片23和23'，因此浮體200
和200'在半空中旋轉(zhuǎn)為總是朝向迎風(fēng)的方向，從而使風(fēng)平穩(wěn)地穿過風(fēng)道300。 在此，由于風(fēng)道300較為狹窄，所以當(dāng)敞開空間中的風(fēng)進(jìn)入風(fēng)道300時(shí)，風(fēng)會(huì)由于
以下原理被快速地吸入風(fēng)道300 :當(dāng)流體從寬闊空間流入狹窄空間時(shí)，其速度增加。因此，
盡管在風(fēng)道300外的風(fēng)的風(fēng)速較低，但是當(dāng)風(fēng)進(jìn)入風(fēng)道300時(shí)，風(fēng)速自動(dòng)提高。 另外，因?yàn)榇┻^風(fēng)道300的風(fēng)不會(huì)受到浮體200和200'外的風(fēng)的直接影響，所以
風(fēng)會(huì)直線穿過風(fēng)道300而不分散。因此，風(fēng)速可進(jìn)一步提高。 這樣，盡管外部的風(fēng)柔和地吹，但由于風(fēng)在穿過風(fēng)道300時(shí)風(fēng)速提高，因此渦輪葉片組件(即，硬質(zhì)渦輪葉片組件41或輕質(zhì)渦輪葉片組件41')能夠以足夠的速度旋轉(zhuǎn)，從而使發(fā)電機(jī)48可以令人滿意地發(fā)電。因此，在本發(fā)明中，無論風(fēng)是柔和地吹還是猛烈地吹，都可以令人滿意地實(shí)施利用風(fēng)力發(fā)電的功能。 另外，在本發(fā)明中，由于浮體200和200'具有簡單的結(jié)構(gòu)，因此在制造浮體200和200'時(shí)，可以容易地改變浮體200和200'的尺寸。此外，風(fēng)道300的尺寸、渦輪葉片組件的數(shù)量以及發(fā)電機(jī)48的數(shù)量均容易改變。因此，可以容易地制造具有較大容量的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和具有較小容量的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。 尤其是當(dāng)空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有較小的尺寸和容量時(shí)，易于安裝和拆除空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的第二實(shí)施例可被有效地用作臨時(shí)的和便攜的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
同時(shí)，如圖12和13所示，根據(jù)第一或第二實(shí)施例的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可配備有增速裝置60，以進(jìn)一步提高發(fā)電能力。 在增速裝置60中，裝配在硬質(zhì)渦輪葉片組件41的渦輪軸42或輕質(zhì)渦輪葉片組件
10大直徑旋轉(zhuǎn)體61通過動(dòng)力傳動(dòng)件63與小直徑旋轉(zhuǎn)體62相連以便彼 此協(xié)同操作，由此一次提高輸出速度。小直徑旋轉(zhuǎn)體62的旋轉(zhuǎn)力以一次提高的速度傳遞至 增速齒輪裝置64，由此二次提高輸出速度。增速齒輪裝置64的旋轉(zhuǎn)力以二次提高的速度傳 遞至發(fā)電機(jī)48，從而進(jìn)一步提高由發(fā)電機(jī)48發(fā)出的電量。 例如，可以使用帶輪作為大直徑旋轉(zhuǎn)體61和小直徑旋轉(zhuǎn)體62，并且可以使用帶作 為動(dòng)力傳動(dòng)件63。 作為選擇，可以使用鏈輪作為大直徑旋轉(zhuǎn)體61和小直徑旋轉(zhuǎn)體62。此時(shí)，使用鏈 條作為動(dòng)力傳動(dòng)件63。 增速裝置60中使用的增速齒輪裝置64具有多個(gè)齒輪，所述齒輪彼此協(xié)同操作以 提高旋轉(zhuǎn)速度。增速齒輪裝置64是公知的裝置，也稱作增速齒輪或增速齒輪箱，因此省略 其詳細(xì)解釋和說明，并僅說明其與本發(fā)明相關(guān)的功能。 在具有上述構(gòu)造的增速裝置60中，當(dāng)渦輪軸42、44旋轉(zhuǎn)時(shí)，大直徑旋轉(zhuǎn)體61以與 渦輪軸42、44的角速度相同的角速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)大直徑旋轉(zhuǎn)體61的旋轉(zhuǎn)力通過動(dòng)力傳動(dòng)件 63傳遞至小直徑旋轉(zhuǎn)體62時(shí)，小直徑旋轉(zhuǎn)體62的旋轉(zhuǎn)速度提高。因此，渦輪軸42、44的旋 轉(zhuǎn)力以一次提高的速度傳遞至小直徑旋轉(zhuǎn)體62。 此外，當(dāng)小直徑旋轉(zhuǎn)體62的旋轉(zhuǎn)力傳遞至增速齒輪裝置64時(shí)，增速齒輪裝置64 提高輸出旋轉(zhuǎn)速度，由此實(shí)現(xiàn)二次增速。 因此，增速齒輪裝置64的經(jīng)過二次增速的旋轉(zhuǎn)力傳遞至發(fā)電機(jī)48。由此，可以提 高發(fā)電機(jī)48的發(fā)電量。 另外，盡管半空中的風(fēng)力不強(qiáng)，并且渦輪葉片因而旋轉(zhuǎn)緩慢，但渦輪葉片組件的旋 轉(zhuǎn)力通過增速裝置60以提高的速度傳遞至發(fā)電機(jī)48。由此，可以令人滿意地實(shí)施發(fā)電工 作。當(dāng)風(fēng)力強(qiáng)時(shí)，發(fā)電能力可被進(jìn)一步提高。 盡管為了說明目的參考附圖公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，在不脫離所附權(quán)利要求書公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以做出多種變 化形式、增加形式和替換形式。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠得到的任何以及所有變化形 式、增加形式和替換形式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
工業(yè)實(shí)用性 如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的使用浮體的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，通過浮體形成風(fēng)道， 所述風(fēng)道中安裝有風(fēng)力發(fā)電裝置。因此，無論在弱風(fēng)還是強(qiáng)風(fēng)條件下，所述空中風(fēng)力發(fā)電系 統(tǒng)都能可靠地實(shí)施其風(fēng)力發(fā)電功能。 另外，本發(fā)明提供了一種具有較小容量的發(fā)電能力的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。此時(shí)，所 述空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)易于安裝或拆除，從而本發(fā)明可被有效地用作臨時(shí)的和便攜的風(fēng)力發(fā) 電系統(tǒng)。
1權(quán)利要求
一種空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其漂浮于半空中并通過支撐線纜與線纜轉(zhuǎn)動(dòng)單元相連，所述空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括浮體，其與所述支撐線纜相連，所述浮體具有扁平的形狀，在所述浮體中設(shè)置有注氣口，空氣通過所述注氣口注入所述浮體，在所述浮體的后端的上方和下方分別設(shè)置有方向控制葉片；風(fēng)道，其形成為沿水平方向穿過所述浮體的中央部分并具有縱向形狀，從而使風(fēng)沿水平方向穿過所述風(fēng)道；以及風(fēng)力發(fā)電單元，其包括多個(gè)渦輪葉片組件，其安裝在所述風(fēng)道內(nèi)并借助于穿過所述風(fēng)道的風(fēng)而旋轉(zhuǎn)；以及多個(gè)發(fā)電機(jī)，其利用由所述渦輪葉片組件通過渦輪軸傳遞過來的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生電能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述風(fēng)力發(fā)電單元的發(fā)電機(jī)設(shè)置在所述風(fēng)道的內(nèi)表面的相對的側(cè)壁上和所述風(fēng)道的中部，各個(gè)所述渦輪葉片組件設(shè)置在相鄰的所述發(fā)電機(jī)之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，硬質(zhì)支撐件與所述風(fēng)道的內(nèi)表面相連，所述硬質(zhì)支撐件由硬質(zhì)樹脂制成，并且所述風(fēng)力發(fā)電單元安裝在所述硬質(zhì)支撐件上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，各個(gè)所述渦輪葉片組件是硬質(zhì)渦輪葉片組件，所述硬質(zhì)渦輪葉片組件包括硬質(zhì)葉片，所述硬質(zhì)葉片設(shè)置在相應(yīng)的所述渦輪軸的圓周外表面上并以恒定的角度間隔彼此隔開。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，各個(gè)所述渦輪葉片組件是輕質(zhì)渦輪葉片組件，其包括圓形輪緣，其通過支撐筋固定在相應(yīng)的所述渦輪軸的各個(gè)相對端部上；多個(gè)葉片支撐桿，其連接在所述圓形輪緣之間并以恒定的角度間隔彼此隔開；以及軟質(zhì)葉片，其設(shè)置在所述渦輪軸和各個(gè)所述葉片支撐桿之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，還包括增速裝置，其包括大直徑旋轉(zhuǎn)體，其裝配在各個(gè)所述渦輪葉片組件的所述渦輪軸上；小直徑旋轉(zhuǎn)體，其通過動(dòng)力傳動(dòng)件與所述大直徑旋轉(zhuǎn)體相連；以及增速齒輪裝置，其與所述小直徑旋轉(zhuǎn)體相連，所述增速齒輪裝置與相應(yīng)的所述發(fā)電機(jī)相連，從而所述小直徑旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)力以由所述大直徑旋轉(zhuǎn)體和所述小直徑旋轉(zhuǎn)體之間通過所述動(dòng)力傳動(dòng)件的連接一次提高的速度傳遞至所述增速齒輪裝置，并且所述小直徑旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)力在所述增速齒輪裝置中被二次提高并傳遞給所述發(fā)電機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述大直徑旋轉(zhuǎn)體和所述小直徑旋轉(zhuǎn)體包括帶輪，所述動(dòng)力傳動(dòng)件包括帶。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述大直徑旋轉(zhuǎn)體和所述小直徑旋轉(zhuǎn)體包括鏈輪，所述動(dòng)力傳動(dòng)件包括鏈條。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述浮體由PVC(聚氯乙烯)材料制成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述浮體由聚氨酯材料制成。
11. 一種空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其漂浮于半空中并通過支撐線纜與線纜轉(zhuǎn)動(dòng)單元相連，所述空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括一對浮體，其與相應(yīng)的所述支撐線纜相連，所述浮體具有縱向形狀，在所述浮體中設(shè)置有注氣口 ，空氣通過所述注氣口注入所述浮體，在所述浮體后端的上方和下方分別設(shè)置有方向控制葉片；風(fēng)道，其限定在上連接件和下連接件之間并具有沿水平方向的縱向形狀，從而使風(fēng)沿水平方向穿過所述風(fēng)道，所述上連接件和所述下連接件的相對邊緣分別與所述浮體的中間部分的上部和下部相連；以及風(fēng)力發(fā)電單元，其包括多個(gè)渦輪葉片組件，其安裝在所述風(fēng)道內(nèi)并借助于穿過所述風(fēng)道的風(fēng)而旋轉(zhuǎn)；以及多個(gè)發(fā)電機(jī)，其利用由所述渦輪葉片組件通過渦輪軸傳遞過來的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生電能。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，通過用制造材料與所述浮體的制造材料相同的外殼覆蓋硬質(zhì)物質(zhì)的整個(gè)外表面，并將所述外殼粘接在所述硬質(zhì)物質(zhì)的外表面上而制成所述上連接件和所述下連接件，并且所述外殼通過高頻粘合與所述浮體粘接。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述風(fēng)力發(fā)電單元的發(fā)電機(jī)分別設(shè)置在所述風(fēng)道的內(nèi)表面的相對的側(cè)壁上和所述風(fēng)道的中部，所述渦輪葉片組件設(shè)置在相鄰的所述發(fā)電機(jī)之間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，各個(gè)所述渦輪葉片組件是硬質(zhì)渦輪葉片組件，所述硬質(zhì)渦輪葉片組件包括硬質(zhì)葉片，所述硬質(zhì)葉片設(shè)置在相應(yīng)的所述渦輪軸的圓周外表面上并以恒定的角度間隔彼此隔開。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，各個(gè)所述渦輪葉片組件是輕質(zhì)渦輪葉片組件，其包括圓形輪緣，其通過支撐筋固定在相應(yīng)的所述渦輪軸的各個(gè)相對端部上；多個(gè)葉片支撐桿，其連接在所述圓形輪緣之間并以恒定的角度間隔彼此隔開；以及軟質(zhì)葉片，其設(shè)置在所述渦輪軸和各個(gè)所述葉片支撐桿之間。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，還包括增速裝置，其包括大直徑旋轉(zhuǎn)體，其裝配在各個(gè)所述渦輪葉片組件的所述渦輪軸上；小直徑旋轉(zhuǎn)體，其通過動(dòng)力傳動(dòng)件與所述大直徑旋轉(zhuǎn)體相連；以及增速齒輪裝置，其與所述小直徑旋轉(zhuǎn)體相連，所述增速齒輪裝置與相應(yīng)的所述發(fā)電機(jī)相連，從而所述小直徑旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)力以由所述大直徑旋轉(zhuǎn)體和所述小直徑旋轉(zhuǎn)體之間通過所述動(dòng)力傳動(dòng)件的連接一次提高的速度傳遞至所述增速齒輪裝置，并且所述小直徑旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)力在所述增速齒輪裝置中被二次提高并傳遞給所述發(fā)電機(jī)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述大直徑旋轉(zhuǎn)體和所述小直徑旋轉(zhuǎn)體包括帶輪，所述動(dòng)力傳動(dòng)件包括帶。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述大直徑旋轉(zhuǎn)體和所述小直徑旋轉(zhuǎn)體包括鏈輪，所述動(dòng)力傳動(dòng)件包括鏈條。
19. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述浮體由PVC材料制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述浮體由聚氨酯材料制成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，從而即使在弱風(fēng)條件下也能保證令人滿意的風(fēng)力發(fā)電能力，并且所述空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)易于安裝和拆除，由此可被有效地用作臨時(shí)的和便攜的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明的空中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括浮體(20)，其與連接在線纜轉(zhuǎn)動(dòng)單元上的支撐線纜相連；風(fēng)道(30)，其形成為穿過浮體，從而使風(fēng)沿水平方向穿過風(fēng)道；以及風(fēng)力發(fā)電單元(40)，其具有渦輪葉片組件和發(fā)電機(jī)(48)。所述渦輪葉片組件安裝在所述風(fēng)道內(nèi)并由此借助于穿過風(fēng)道的風(fēng)而旋轉(zhuǎn)。所述發(fā)電機(jī)利用由所述渦輪葉片組件傳遞過來的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生電能。
文檔編號F03D5/00GK101743397SQ200880015626
公開日2010年6月16日 申請日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者金大奉 申請人:金大奉