带有风兜的链条传动牵引的风筝式高空风力发电装置的制作方法

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种带有风兜的链条传动牵引的风筝式高空风力发电装置。

背景技术：

现在世界上大部分风力发电都是高大的三叶风力发电机，不仅造价高，而且无法利用高空风能。为解决上述问题，中国专利201310494122.6给出“一种风筝发电装置”，中国专利201310704589.9给出“一种风筝发电装置及其发电控制方法”，中国专利201410772388.7给出“一种风筝发电系统”，中国专利201580035111.9给出一种“用于控制及转向发电牵引风筝或旋转叶轮的设备”，中国专利201610200583.1给出“一种高空风能发电系统和一种高空风能发电气囊”，中国专利201610326656.1给出“一种风筝发电装置”，中国专利201610641581.6给出“一种风筝发电装置”，中国专利201620249252.2给出“一种改进的风筝发电装置”，中国专利201680077138.9给出一种“用于能源风筝的机电缰绳”，中国专利201611216486.8给出“一种自发电风筝”，中国专利201710225260.2给出一种“风筝型高空风力发电装置”。上述专利所给出的方案均可有效利用高空风能，但均未把发电机主体置于地面，只适合小微型发电机，且未能充分利用系绳发挥动力作用，整体效率不高。中国专利201680077138.9给出了利用系绳增加发电动力的功能，但其动力转换作用微弱，效率不高。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种带有风兜的链条传动牵引的风筝式高空风力发电装置，使发电机主体完全置于地面，结构更加简单，风能利用效率更高。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种带有风兜的链条传动牵引的风筝式高空风力发电装置，包括地面发电机4，地面发电机4和传动链条5的底端连接，传动链条5的顶端通过天轮7和带自起飞装置的风筝8连接，传动链条5上设置多个风兜6，传动链条5依靠顶端的带自起飞装置的风筝8，在风力吹动下飞在高空，风吹动风兜6，带动传动链条5作传动运动，从而带动发电机4发电；地面发电机4设置在机房3内，机房3设置在机房底座1上，机房底座1固定设置在迴转盘2上，迴转盘2的结构类似于推力球轴承。

所述的传动链条5为轻质、高强度耐磨材料制作，包括铝合金、碳纤维、环氧树脂和塑料。

所述的风兜6用布料制作，包括帆布、丝稠、无纺布、尼龙，风兜开口端60类似布袋口，或卷包具有轻微弹性的橡皮筋、细丝弹簧，形成类似气球口的结构，以使进风后容易张开，且当其经过天轮7和地面发电机4的齿轮时容易收缩合拢；风兜开口端60的一部分固定在传动链条5的某一链扣9上，风兜封闭端61固定在离开风兜开口端60所在链扣9上方的另一链扣9上，使得风兜开口端60总是位于风兜封闭端61下方。

所述的风兜6为小型风兜，收缩状态时宽和高分别为10～50cm、20～80cm。

所述的天轮7为齿轮结构，用轻质、高强度耐磨材料制作，包括铝合金、碳纤维、环氧树脂和特种塑料。

所述的风筝8为轻质骨架蒙皮结构，其上连接氢气球，形成自起飞装置；或为柔性中空结构，充入氢气后使其具备自起飞功能；或为类似橡皮筏、飞艇的结构，充入氢气后能够实现自起飞。

所述的链扣9宽度略大于风兜6宽度。

所述的一种带有风兜的链条传动牵引的风筝式高空风力发电装置的发电方法，包括以下步骤：

1)通过绳索把天轮7系在风筝8上，放飞系有氢气球或充入氢气的风筝8；

2)风筝8拽着天轮7升空，直到把传动链条5拉直；

3)传动链条5随着风筝8以及天轮7升空，在风力作用下风兜6内进风，张开风兜开口端60，由于风兜开口端60位于风兜封闭端61下方，风兜6内进风后，受到向上的风力作用；在多个风兜6对传动链条5的牵引作用下，传动链条5产生连续运动，从而带动地面发电机4旋转发电；

当风向发生变化时，风筝8的迎风方向也发生变化，带动天轮7和传动链条5偏转；由于机房底座1固定设置在迴转盘2上，机房3和机房底座1随传动链条5偏转而发生旋转，使得传动链条5与地面发电机4的齿轮之间不会发生缠绕，保证传动链条5始终保持传动良好。

本发明的有益效果是：

本发明发电机主体完全置于地面，结构更加简单，风能利用效率高。地面发电机4安装在机房3内，方便线网布设和检查维修；风筝8通过天轮7牵引传动链条5以及风兜6飞高，从而利用高空强劲持久的风力；传动链条5运动过程中，风兜6的风兜开口端60始终向下，使得风向变化不会严重影响传动链条5的运动方向，不会导致其停止；风兜6为柔软材料制作，其可随着传动链条5运行并顺利经过天轮7和地面发电机4的齿轮。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为风兜6与传动链条5局部放大图，其中风兜6处于迎风张开状态。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。

如图1、图2所示，一种带有风兜的链条传动牵引的风筝式高空风力发电装置，包括地面发电机4，地面发电机4和传动链条5的底端连接，传动链条5的顶端通过天轮7和带自起飞装置的风筝8连接，传动链条5上设置多个风兜6，传动链条5依靠顶端的带自起飞装置的风筝8，在风力吹动下飞在高空，风吹动风兜6，带动传动链条5作传动运动，从而带动发电机4发电；地面发电机4设置在机房3内，机房3设置在机房底座1上，机房底座1固定设置在迴转盘2上，迴转盘2的结构类似于推力球轴承，能够随着风向变化，当传动链条5偏转时，使机房3和机房底座1旋转。

所述的传动链条5为轻质、高强度耐磨材料制作，包括铝合金、碳纤维、环氧树脂和塑料，以减轻传动链条5的重量，降低对风筝8的升力要求。

所述的风兜6用布料制作，包括帆布、丝稠、无纺布、尼龙等，风兜开口端60类似布袋口，或卷包具有轻微弹性的橡皮筋、细丝弹簧，形成类似气球口的结构，以使进风后容易张开，且当其经过天轮7和地面发电机4的齿轮时容易收缩合拢；风兜开口端60的一部分固定在传动链条5的某一链扣9上，风兜封闭端61固定在离开风兜开口端60所在链扣9上方的另一链扣9上，使得风兜开口端60总是位于风兜封闭端61下方。

所述的天轮7为齿轮结构，用轻质、高强度耐磨材料制作，包括铝合金、碳纤维、环氧树脂和特种塑料，以减轻其重量，降低对风筝8的升力要求。

所述的风筝8为轻质骨架蒙皮结构，其上连接氢气球，形成自起飞装置；或为柔性中空结构，充入氢气后使其具备自起飞功能；或为类似橡皮筏、飞艇的结构，充入氢气后能够实现自起飞。

所述的风兜6为小型风兜，收缩状态时宽和高分别为10～50cm、20～80cm；

所述的链扣9宽度略大于风兜6宽度。

所述的一种带有风兜的链条传动牵引的风筝式高空风力发电装置的发电方法，包括以下步骤：

1)通过绳索把天轮7系在风筝8上，放飞系有氢气球或充入氢气的风筝8；

2)风筝8拽着天轮7升空，直到把传动链条5基本拉直；

3)传动链条5随着风筝8以及天轮7升空，在风力作用下风兜6内进风，张开风兜开口端60，由于风兜开口端60位于风兜封闭端61下方，风兜6内进风后，受到向上的风力作用；在多个风兜6对传动链条5的牵引作用下，传动链条5产生连续运动，从而带动地面发电机4旋转发电。

当风向发生变化时，风筝8的迎风方向也发生变化，带动天轮7和传动链条5偏转；由于机房底座1固定设置在迴转盘2上，机房3和机房底座1可随传动链条5偏转而发生旋转，使得传动链条5与地面发电机4的齿轮之间不会发生缠绕，保证传动链条5始终保持传动良好，获得良好的动力性能。

本发明装置可以单独使用，供偏远乡村家庭、边防哨所、海岛使用，也可成群建设，形成风筝式高空风力发电场。