垂直轴发电环、对拉飞悬机、方法暨翼片、翼轮、翼轮机的制作方法_4

文档序号:9259138阅读:来源:国知局
输入轴作动力连接(直接对接或通过传动装置作动力连接),而将发电机21安装在翼环的环状支架(即环圈)1,即是将翼环的环状支架(即环圈)I作为发电机21的座架,那么,就必须配置电刷和导电环方能将电路外拉。电刷安装在车轨耦合体的车架端,而发电机的电路与导电环接通,发电环贴附(环绕)在环状轨道上,这样翼环旋转过程中电刷始终与导电环接触。
[0361]例2:
[0362]以“水平自转翼轮机构实施例”之例9所述的水平自转翼轮机构为基础,设置发电机和缆绳(如图52、图54),具体方法参照例I。
[0363]例3:
[0364]在例I或例2的基础上,将发电机21安装在图53所示的位置。具体是将发电机21安装在轨道车的车架3-2上,发电机的动力轴22上有两个轴承7,两个轴承7之间的是轨道车的轮3-4,轨道车的轮3-4与发电机发电机的动力轴22作静连接,与环状轨道4作动连接。发电机安装在此轨道车的车架3-2上就可以直接与外界电路接通而无需电刷。
[0365]例4:
[0366]在例1、例2或例3的基础上,以相邻且旋转方向相反的两个翼环的环圈(即环状支架)为支架分别设置铁芯、绕组,如此,则相邻的环圈会互为发电转子相互切割磁力线而发电,从而使翼环机构整体成为一个无中轴的大型发电机。
[0367]例5:
[0368]在以上任一例的基础上,作以下设置(如图53):
[0369]1.将其所具有的发电机特设为可以用作电动机的机型,并且在其翼片或环圈上设置空速仪,最好是在同一直径与同一圆周的两个交点上各设置一个空速仪并将两个空速仪的读数输入同一个智能芯片(两个空速仪会在同一时间分别经过逆风行程和顺风行程,因此取任一个数据都不准确,必须取综合空速,即是将两个数据相加并除以2所得出的数据),智能芯片得出综合空速后,将综合空速输入限位开关。以空速为依据,给限位开关设定最低限值和最高限值。
[0370]2.增设蓄电池26和配电装置28,使配电装置28将高空发电机发出的大部分电能分别给外接电路,而小部份电能分配给蓄电池26。
[0371]3.当该翼环的综合空速低于开关最低限值时,限位开关接通电机与蓄电池之间的电路,用蓄电池26提供电源驱动电机使其升力翼片保持足够的线速度,从而保持升力。当风力恢复到正常范围,综合空速高于开关最高限值时,限位开关就会切断电机与蓄电池之间的电路,让风力接替电力驱动该翼环旋转。
[0372]例6:
[0373]在例I?例4中任一例的基础上,给机构中的平切式升力翼轮另外添加电动机(电动机与环圈的连接方法与例I或例2的发电机与环圈的连接方法相同),并给电动机另设供电电路,该电路可与蓄电池连接(蓄电池可从高空发电机发出的电源中引入小部分充电备用)。这样就可在停风或弱风期驱使平切式升力翼轮主动旋转,从而使整个高空机构保持原定的垂直高度和水平位置不变。
[0374]例7:
[0375]在以上各例的基础上,在车轨耦合体的车架端或轨道端与缆绳的上端点13-1之间增加一个缆绳连接爪13A(即是每条缆绳的上端点皆具有缆绳连接爪13A)。缆绳连接爪13A可见于图72,增其作用是使缆绳连接点能够超出翼片扫幅范围之外,从而完全避免缆绳与翼片碰撞的可能性。
[0376]例8:
[0377]在以上各例的基础上,将缆绳13(即地面牵引缆)减少到一条。
[0378]例9:
[0379]以例I?例8中任一例为基础,将其各个平切式升力翼片2的迎角取消,从而使该实施例成为翼片不具有迎角的翼环式水平自转翼轮机构。由于水平自转翼轮属于垂直轴自转风轮,并不需要以平切式升力翼片2迎风拦截风能形成自转扭矩,因此可以取消其迎角。
[0380]例10 (如图55或图56):
[0381]给高空发电环增设碟状机舱。碟状机舱内部的竖向主骨架72的端部穿出舱壳(碟状玻璃外罩71)与车轨耦合体8的车架端作静连接,使机舱与高空发电环结合为一体,由于车轨耦合体8的车架端不会随上下两翼环中任一翼环旋转,因此机舱能够保持相对静止而不旋转。机舱71具有玻璃外罩或金属外罩。
[0382]竖向主骨架72和横向主骨架(指承托上层地板74和下层地板73的梁架)的外围是碟状玻璃外罩71,碟状玻璃外罩71采用钢化玻璃,钢化玻璃安装方法可仿照现有高层建筑玻璃幕墙的安装方法。碟状机舱可夹在发电环的上下两个环圈之间(如图55),也可以处于发电环的内围(如图56)。
[0383]例11:
[0384]在例10的基础上,将碟状玻璃外罩71去除,使高空发电环具一层或多层地板的开放式水平平台。对于大型高空发电环来说,此种开放式平台更为适宜,因为大型高空发电环的水平平台最大可达数平方公里,在地板上某些小范围上建筑房屋或舱室更为实用,也可保留大片开阔平台以备建设高空机场、农场或导弹发射基地等。
[0385]例12 (如图 57):
[0386]给高空发电环增加一个环形机舱75,环形机舱75与车轨耦合体8的车架端连接,它可以处于发电环的内围或外围,也可以夹在发电环的两个环圈之间。图57表现的是环形机舱75处于发电环内围,如果环形机舱75处于发电环外围,那么平切式升力翼片2就应该移到环圈的内围。
[0387]三、水平自转翼环对拉飞悬机实施例
[0388]例1(如图 72):
[0389]采用“高空垂直轴发电环实施例”之例7?例12中任一例所述的高空垂直轴发电环两个(这两个发电环可以是不同的发电环),将两者通过一根缆绳13而达成对拉态势。
[0390]缆绳13的两端各有一个缆绳连接爪13A,两个缆绳连接爪13A分别连接一个高空垂直轴发电环,与发电环的车轨耦合体和磁浮耦合体的车架连接即可。耦合体的车架是一个环状体或环形阵列体,而缆绳连接爪13A虽然也可以是环状体或环形阵列体,但是在水平自转翼环飞悬机,的缆绳连接爪13A只需要连接到车架环上的一点即可,因此只需要一个缆绳连接爪13A。由于上下两翼环旋翼方向相反且扭矩相等,因此连接两翼环的滑轮车的车架不会随任一个翼环旋翼,从而保证缆绳连接爪13A不会随任一翼环移动。图72的中耦合体是以轨道端连接到翼环的环圈,因此缆绳或缆绳连接爪13A就连接到车架上,如果耦合体是是以车架端连接到翼环的环圈,那么缆绳或缆绳连接爪13A就应连接到环状轨道上。
[0391]缆绳连接爪13A并非必须配置物,缆绳可以直接连接到耦合体,但当翼环的翼片旋转半径大大超过耦合体半径,就应增加缆绳连接爪13A,因为只有这样,才能完全避免缆绳与翼片碰撞。
[0392]缆绳与两个高空垂直轴发电环连接好之后,就可以全两个发电环输入电流让它们分别上升到平流层的东风层和西风层,然后切断电源,高空垂直轴发电环的卸纳风轮或竖切式升力翼轮会由高空强风继续推动旋转,从而带动发电机发电,同时带动平切式升力翼轮旋转而得到持续的升力。
[0393]这样就构成了水平自转翼环对拉飞悬机。
[0394]将两个高空发电环的电路并联或串连后以同一条电缆或各以一条电缆向地面供电,将来也可用微波方式向地面传输电能。
[0395]两个高空垂直轴发电环上只要设置有受风面积控制装置和方向舵,就可以实现自主悬停或自由巡航。风面积控制装置应是能够操控其体积或受风面积变化的装置,比如带有卸流口且卸流口可开、关、扩、缩的风伞或风袋,又比如配置了充/抽气机的气球。
[0396]只要调整两个高空发电环的受风面积控制装置,使两者所受的风力相等,两者就可以实现悬停。如果使两者所受的风力不相等,整体机构就可以沿承受风力较大的一方的风向(地球玮线方向)运动。如果两者都加设方向舵,且两者的方向舵同时偏向南或同时偏向北,则整体机构会沿地球经线方向运动。当两者所受的风力不相等且两者的方向舵同时偏向南或同时偏向北,整体机构就可以向东南、东北、西南、西北等几个方向之一运动。
[0397]因此,本发明在逆向风组的范围内不但可以悬停,还可以自由巡航,成为可以完全以风为能源的飞行器,其不仅可以作无轨道的永久巡航,而且最大起飞重量可以达到数十万吨(相关资料请参阅本文“参考文献”之[1]、[3]、[4])。
[0398]例2:
[0399]在例I的基础上,将两个高空垂直轴发电环上的发电机更换为发动机,并配置相应的燃油系统和操作系统。
[0400]这就使翼环飞悬机的机动能力和巡航速度更高,并且即使没有电力也可正常升空。
[0401]例3:
[0402]在例I或例2的基础上,用气球取代处于平流层东风层的那个高空垂直轴发电环,而将该气球的充气/抽气装置安置于保留下来的那个高空垂直轴发电环上,该气球与充气/抽气装置之间通过气管连接,气管攀附于牵引缆13之上。
[0403]通过操控充气/抽气装置使处于平流层东风层中的气球体积扩大或缩小,从而改变对拉双方所承受的风力,使双方悬停不动,或向东、向西移动。
[0404]四、千米高塔廉价高效建设方法的实施例
[0405]例1:
[0406]如“高空垂直轴发电环实施例”之例5或例6中任一例,其高空垂直轴发电环和六条缆绳就构成了高塔(如图50、图51、图52)。
[0407]在地面将六条缆绳13的两端分别连接到高空垂直轴发电环的连接杆3-3
[0408]例2:
[0409]在“翼环式对流层高空垂直轴发电环实施例”之例5或例6中任一例的基础上,以多根支撑杆附着于缆绳周围,然后用横向连接杆(或缆绳)将附着于一根缆绳的所有支撑杆连接(或捆扎)为一体,使每根缆绳都扩展为一根支柱。
[0410]例3(如图 58、图 59、图 60):
[0411]以“高空垂直轴发电环实施例”之例5或例6中任一例为基础(水平自转翼轮机即是高空平台20-1),以支柱38代替所述缆绳,并按以下方法操作:
[0412](一)先在地面上设置滑动槽36(相当于轨道)和粧基37,每个支柱38都应配置一条滑动槽36,而各滑动槽36的延伸线皆经过圆心。各个粧基37处于同一个圆周上,凡相邻两粧基37的距离皆相等,以各粧基37作为各支柱38滑动的终点;各根支柱38的两端皆连接有横向轴39 (其轴向垂直于支柱的指向),而各粧基37各连接一个轴承7 (轴承7的外环圈),高空平台20-1的周边则连接有六个轴承7 (轴承7的外环圈),轴承7的轴向呈水平走向。
[0413]( 二)将高空平台20-1放在圆心位置,将各根支柱38置于滑动槽36,且使各根支柱38的两端的横向轴39的轴向呈水平走向,并将各支柱38上端的横向轴连接到高空平台20-1的轴承7的内环圈(轴承7的外环圈在上一步骤已经与高空平台20-1连接)。
[0414](三)开动高空平台20-1的动力装置驱使其平切式升力翼轮旋转,使其起飞并牵引着各支柱38的一端升起,从而使各支柱38的另一端沿着滑动槽36缓缓滑向粧基37 (在高空平台20-1上升过程中要控制好上升的速度,并注意保持垂直上升使其垂直投影始终不偏离其起飞位置),最终各支柱38的下端与各自的粧基37汇合。
[0415](四)各支柱38的下端与各自的粧基37汇合后,高空平台20_1保持悬停,此时将各支柱38的横向轴39与各粧基37上的轴承7的内环圈连接,就构成了一个牢固的高塔。
[0416]例4:
[0417]在例2或例3的基础上,在所述支柱38之间设置多层横向连接的杆或梁(横向支撑杆3、斜向支撑杆3-1),具体施工方案:
[0418](一)按从下到上、逐层实施的原则,在每两根相邻的支柱38之间设置横向支撑杆3和斜向支撑杆3-1,使每层皆形成由横向支撑杆3和斜向支撑杆3-1结成的环状结构,每层环状结构皆呈水平状态(环状的中轴线垂直于地平线),且每层环状结构与每根支柱38都作固定连接。
[0419]( 二)在每层环状结构最少已经形成一个完整的环后,即将各根支柱38在该层范围内或该层以下的部分进行扩大、加固(将各根支柱38加粗或组装上增加其支撑力的部件)。
[0420](三)撤除或保留其高空升力机构(即高空平台20-1)。
[0421]例5(如图 58、图 59、图 60、图 61):
[0422]在例2或例3的基础上,在未撤除高空升力机构(即高空平台20-1)的前提下,作如下步骤:
[0423](一 )利用高空升力机构(即高空平台20-1)维持支柱组成的塔形框架的稳定性和支撑力,在其上设置起重设备;
[0424]( 二)利用上一步骤设置的起重设备在支柱38之间设置横向支撑杆3和斜向支撑杆3-1,并且使每层皆形成由横向支撑杆3和斜向支撑杆3-1结成的环状结构。
[0425](三)按照从下到上的顺序,逐层作此设置:在每层环状结构最少已经形成一个完整的环状结构后,即将各根支柱38在该层范围内和该层以下的部分进行扩大、加固(将各根支柱加粗或组装上增加其支撑力的部件)。
[0426]例6:
[0427]在以上各例中任一例的基础上,将其各个升力翼片2的迎角取消。
[0428]五、复合式升力翼片的实施例
[0429]例I (如图 65、图 66):
[0430]两段升力翼片相连接,此两段翼片在翼展方向皆无弧度(即是直形翼片),其中一段升力翼片为平切式升力翼片,另一段为竖切式升力翼片。将平切式升力翼片的一端连接到竖切式升力翼片的中段(如图65)。
[0431]所谓“平切式升力翼片”和“竖切式升力翼片”,皆见于“复合式升力翼片的技术方案”。可以用翼面呈弧形的水翼或机翼取代各实施例中的翼面平直的平切式升力翼片,可以用达里厄风轮中的O形翼片,或此种O形翼片的一半(垂直方向一分为二)取代各实施例中的翼面平直的竖切式升力翼片。
[0432]例2:如图 67。
[0433]例3:如图 68。
[0434]例4:如图 69。
[0435]例5:如图23中的平切式翼片2和卸纳翼片2_3的组合体。
[0436]例6:
[0437]在例5的基础上,将卸纳翼片2-3调换到平切式翼片2的靠近圆心的一端或靠近圆周的一端。
[0438]例7:
[0439]在例5的基础上,将其卸纳翼片2-3从平切式翼片2的上侧调换到其下侧。
[0440]例8:
[0441]见于“拢翼式环状翼轮的实施例”之例3中的通过转动副连接起来,并通过偏转机构操控其翼展方向的两段升力翼片。
[0442]六、变形翼片的实施例
[0443]例1(如图 69、图 70、图 71):
[0444]在任一种升力翼片2A的基础上,给其配置活动板块、限位装置和防粗暴闭合装置。具体如下:
[0445]在其高压翼面(即是其切割空气时相对气压较高的那一侧翼面),挖去一块面板,换上形状和尺寸基本相同的活动板块56 ;活动板块56(的骨架)与升力翼片2A的骨架作动连接并在连接部构成转动副(使活动板块得以绕转动副的中轴线转动从而完成开合动作,就象门绕着活页开合的动作),转动副由活动板块的偏转轴57和轴承7组成,偏转轴57与活动板块56作静连接,轴承7与升力翼片2A的骨架作静连接;
[0446]为防止活动板块56在纳风时过度张开,给其配置限位绳58,限位绳58的一端连接活动板块56,另一端缠绕在绞缆轮59上,两个绞缆轮59和一个弹簧卷轴轮61共同连接到一个绞缆轮的轴60,使限位绳58在活动板块56闭合过程中能够自动回收缠绕到绞缆轮59,以免限位绳58妨碍活动板块56顺利而严密地闭合。
[0447]为保证活动板块56在纳流阶段能够自动张开(只要张开一条缝,强风就会灌入而迫使活动板块56完全打开),同时也为防止活动板块56在卸流阶段的闭合动作达到粗暴拍击程度,给其配置具有高弹性的弹簧片62。弹簧片62的基部连接到活动板块56的骨架,另一端连接到升力翼片2A的骨架。
[0448]活动板块56应具有足够高的抗风性能和抗击打性能(最好是具有加固其强度的骨架)。
[0449]这里之所以将活动板块56设置在升力翼片2A的高压翼面,是因为可以利用翼片切割空气时产生的高气压将活动板块56向升力翼型内部紧密压迫闭合,使升力翼型在切割空气时不至于发生翼型变化而影响升力。
[0450]此种变形翼片应用于垂直轴翼轮亦十分适宜。首先,在卸流阶段正好是翼片逆风阶段,“顶头风”会使原先张开的活动板块56自然闭合,而且由于空速是翼片圆周速度与风速之和,两侧翼面的气压差异倍增,正好形成足以压制弹簧片62的力量;然后,在纳流阶段又正好是翼片顺风阶段,空速是翼片圆周速度与风速之差,两侧翼面的气压差异倍减,气压不足以压制弹簧片62的弹力,因此活动板块56得以自然张开,升力翼片2A在背后来风的作用下自然变形为卸纳翼片。
[0451]实际上也可以在升力翼片2A的低压翼面活动板块56设置,甚至可以在两侧翼面都设置活动板块56。不过,设置在低压翼面的需要配置以强力将其闭合的装置,否则在纳流阶段活动板块56会被自身产生的低气压掀开。比较起来,活动板块56仍以设置在高压翼面为简单、经济。
[0452]七、超越式垂直轴翼轮的实施例
[0453]如“翼环式水平自转翼轮机实施例”之例8、例9、例10中的翼环式垂直轴翼轮(图
33、图 34、图 35、图 36),
[0454]又如“中轴式水平自转翼轮机实施例”之例3、例4中的中轴式垂直轴翼轮(如图41、图 42、图 43、图 44、图 45)。
[0455]又如“地面垂直轴发电环实施例”之例2 (如图62),两个笼式卸纳翼环通过两个具有单向传动超越离合器的齿轮而连接成为超越式垂直轴翼轮。
[0456]八、拢翼式环状翼轮的实施例
[0457]例1(如图 75、图 76):
[0458]在任一垂直轴翼环的基础上,给其卸纳翼片或竖切式升力翼片增加翼片偏转机构。翼片偏转机构的设置方法请参照例“翼环式水平自转翼轮实施例”之例22,并且应改变转动副的轴向,使转动副的轴向与翼弦线平行或基本平行(起码是不平行于翼展方向,否则就会失去使翼展方向发生偏转的功能而变成迎角偏转机构)。
[0459]本实施例中的翼片偏转轴55和液压缸的偏转轴53-1之间的连线基本上处于翼环同一圆周线上或基本平行于切线,以便与卸纳翼片的翼面朝向相一致(只有如此,才能使卸纳翼片在倾倒时以翼面贴近环圈(如图76),从而达到避风抗风的效果。
[0460]例2:
[0461]在例I的基础上,将卸纳翼片换为竖切式升力翼片,改变翼片偏转轴55和液压缸的偏转轴53-1之间的连线的走向,使其基本上重叠于或平行于半径线,以便与竖切式升力翼片的翼面朝向相一致(只有如此,才能使竖切式升力翼片在倾倒时一致向圆心方向倾倒,一致向圆心方向倾倒的结果:如果翼片高度超过环圈半径的长度,那就可以让全部翼片互相靠拢、相互支撑;如果翼片高度小于环圈半径的长度,那就可以让全部翼片落入环圈构成的环形保护圈之内。
[0462]例3:
[0463]在一个具有平切式升力翼片的自转翼轮的基础上作如下改动:
[0464]将各个平切式升力翼片在中段断开,两段翼片之间有转动副,转动副的两端分别与一段翼片中的骨架作静连接,并采用“翼环式水平自转翼轮实施例”的例22 (图73、图74)中的迎角偏转机构作为翼展方向的偏转机构,翼片偏转轴55和液压缸的偏转轴53-1的连线在原实施例中是平行于或基本平行于翼弦线,而在本实施例中,却是垂直于或基本垂直于翼弦线,并且,翼片偏转轴55与距离圆心较远的翼段的骨架作静连接,液压缸的偏转轴53-1与距离圆心较近的翼段的骨架作静连接。
[0465]本实施例可以通过收缩液压伸缩杆51而将距离翼轮圆心较远的那个翼段折叠(或改变其翼展方向),从而达到以下两个目的:
[0466]一是降低风压。
[0467]二是使该翼段从平切式升力翼片变为竖切式升力翼片,也就是使其翼轮从普通自转翼轮变身为垂直轴自转翼轮(当然,反之则可把垂直轴自转翼轮变身为普通翼轮)。
[0468]九、垂直轴环状竖切式升力翼轮的实施例
[0469]例1:
[0470]在任一种垂直轴翼环机构(尤其是卸纳式翼环机构)的基础上,用竖切式升力翼片取代其原有翼片。竖切式升力翼片的翼面及翼展方向皆平行于翼环的中轴线,竖切式升力翼片在圆周运动时翼指向翼片前进方向,而且,其翼弦线与其圆周运动切线的夹角可以仿效任一种现行(有中轴的)升力型垂直轴风轮。
[0471]例2:
[0472]在例I的基础上,将其竖切式升力翼片换为变形翼片,(当该变形翼片的活动板块闭合而整体恢复为升力翼型时,其翼弦指向和翼展方向应与原有竖切式升力翼片相同)。
[0473]例3:
[047
当前第4页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1