[发明专利]一种贯通式系留球载风力发电装置

说明书

技术领域

本发明应用于高空侦查、监视、通讯和武器检测等用途领域，具体涉及一种贯通式系留球载风力发电装置。

背景技术

系留球是一种将飞艇在系留绳的牵引作用下实现空中稳定漂浮的空中载体，被广泛应用于军事、科学、商业等领域，其中军事领域的系留球根据其上所载传感器不同主要应用于侦查、监视、通讯和武器检测等用途。其主要由飞艇、设备舱、系留绳组成。工作原理如下：飞艇内部充有轻比重气体(一般为氦气)，由于密度低于空气，飞艇会在浮力的作用下上升，同时由于风的存在，这样在浮力、牵引力、重力的综合作用下，系留球实现高空静漂浮，从而可以利用高空优势进行通讯、侦查、监视等任务，与其他飞行载体相比，系留球空中载体具有成本低、使用方便等优点。

但是，现有的系留球高空载体的电力供应是通过系留绳内置电缆由地面传输上去的，当系留球滞空高度较高时，较长的电缆无疑会增加飞艇的载荷，从而减小飞艇的有效载荷；同时，由于系留球所载设备用电要依赖于地面供应，因此必须与发电车配对使用，带来极大麻烦，较长的电缆还会造成较大的电能损失。

在高空条件下，受地面干扰较少，气流场较稳定，而且与地面相比较，风速也相对较高，是一种较为优质的风能资源。近些年随着新能源技术的不断进步，风能利用技术得到了较大的发展，不仅风能的利用率得到了较大提高，而且采用新材料的风力发电设备不仅重量轻，安全性也得到了较大的提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，并且实现利用高空风能资源实现系留球的电力自供给。针对目前系留球使用麻烦、成本较高的不足，提供了一种将风力发电机安装在飞艇上，在飞艇的升力作用下将风力发电机提升到一定高度，实现利用此高度风能资源实现系留球能源的自供给目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种贯通式系留球载风力发电装置，包括系留绳、贯通式飞艇、设备舱和风力发电设备四部分。贯通式飞艇的结构特点是：飞艇为椭球形，在其中心具有先收缩后扩展的圆形通道，通过这种通道使得气流通过时获得加速，以此提高能源利用率；飞艇内部充有轻比重气体(氦气)，由于密度低于大气密度，飞艇会在浮力的作用下上升，依靠浮力作为运载平台，风力发电设备和设备舱被安装在该平台之上，风力发电设备所发电能为设备舱内用电系统提供电能，通过系留绳的牵引，整个体统可以稳定在一定高度，利用此高度的高度资源进行通讯、观测等任务，并且实现能源的自供给。

与传统系留球相比，本发明具有如下优点：

1、由于系留球上所载用电装置的电力由风力发电机提供，因此无需系留绳内置电缆，降低了系留球的制造成本；

2、由于系留球上所载用电装置的电力由风力发电机提供，不依赖地面电源，因此使得系留球的使用操作更为简单；

3、先收缩后扩展的通道可以使气流通过通道时加速，增加了风能利用率。

附图说明

图1为本发明的贯通式系留球载风力发电装置的结构示意图；

图2为图1中贯通式系留球载风力发电装置的剖视图；

图3为本发明中风力发电设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供一种贯通式系留球载风力发电装置，所述的装置整体结构的组成包括：贯通式飞艇1、系留绳2、设备舱3和风力发电设备4。其中贯通式飞艇1，如图1，由纵向支撑骨架5和横向支撑骨架(6A和6B)以及蒙皮(7A和7B)组成，其中支撑骨架是一种刚性杆，其作用是维持飞艇形状与支撑负载。所述的贯通式飞艇1的内部为一先收缩后扩展的通道，如图1和图2所示，所述的贯通式飞艇1整体为椭球体形状，所述的横向支撑骨架包括内圈横向支撑骨架6A和外圈横向支撑骨架6B，其中外圈的横向支撑骨架6A用于维持飞艇1的外部形状，从左端到右端的若干横向支撑骨架6A的直径先增大后缩小，纵向支撑骨架5都分别与所有的外圈的横向支撑骨架6A连接，在外圈的横向支撑骨架6A外侧包覆蒙皮7A；内圈的横向支撑骨架6B用于维持所述的通道形状，其直径先缩小后增大，内圈的横向支撑骨架6B与内圈蒙皮7B连接。

所述的风力发电设备4，如图3所示，由风力机叶片8和发电机9组成，其中风力机叶片8连接在发电机9上，可以将风能转化为机械能并将其传给发电机9。发电机9固定连接在飞艇1上，将机械能转化为电能传输到设备舱3。

所述的设备舱3内安装有整流器和蓄电池以及目的传感器，整流器的作用是将风力发电机9所产生的电能经过整流使之成为用电设备所使用的电能，多余的电能存储于蓄电池内。