[发明专利]一种飞行风能转换器

说明书

目前人们正考虑如何利用诸如风能一类的再生资源发电。本发明涉及风力涡轮机的安装和支持以及利用移动方式来定位的风力涡轮机，以便最大限度地提高输出功率和减少环境问题。

利用气球或充满诸如氦气一类轻于空气气体的结构来安装和支持风力涡轮机面临的一个问题是，风力在推动涡轮叶片的同时，也给安装在其上的结构造成压力。

尽管将气球或充满诸如氦气一类轻于空气气体的结构栓系在地面上，风力仍会将其吹离位置，给固定气球的缆绳造成巨大压力。

需要解决的问题是，如何克服安装在气球或充满诸如氦气一类轻于空气气体的结构上的风力涡轮机在利用风力推动叶片的同时对其结构造成的压力，以便使气球或结构能停留于应在的位置上。如不能解决这一问题的话，风将会把气球吹离设定的位置，使风力涡轮机失去或减弱效率。如果气球顺风飞行，风力涡轮机的叶片也无法转动得很快。别的问题还包括如何将发生的电力输往地面。输送电力的电缆可能会断开。如果气球栓系在缆绳上，当缆绳受到很大压力时，也可能会突然断开。

同时，气球或充满诸如氦气一类轻于空气气体的结构相对于风的角度在风力的压力下会改变，使其很难维持在气球能支持的最佳位置。如果风力涡轮本身与风产生一个角度，发电效率就会降低。

本发明如权利诉求一中所述是一种风能转换器。这一装置将停留在不同高度的空中以利用大大快于地面与海面的高空风速。同时也能避免地面风力涡轮机造成的诸如噪音和影响景观等环境问题。

这是通过减小风力对气球或结构造成的压力，避免将气球吹离设定位置来实现的。本发明的主要特征是，通过本发明的机理和方式，及所设计的若干实施例来让气球和结构本身将风力对其造成的压力吸收，从而使其不会被风吹离设定的位置。

这一目标可用不同的方式或本发明所述的实施例来实现，但是其工作原理仍将如本发明公布的一样，即是吸收风力对气球或充满轻于空气气体的结构造成的压力来维持其设定的位置而不被风刮偏。

在本发明列举的第一个实施例中，风力对气球造成的压力是通过用于发电的风力涡轮机的叶片来吸收的，该叶片大到足以覆盖气球前部迎风面的整个区域。如图1所示，当涡轮叶片1与风接触时转动，带动发电机3发电。与此同时，叶片将气球的一面18屏蔽起来保护其不受风的影响。这样就可以防止风力给气球4造成压力，使其偏离定位，或防止风力给栓系气球将其固定于地面的缆绳造成压力。风力涡轮机的叶片可用足够大的尺寸来覆盖整个气球或部分气球，以减少风力对其的压力，将其吹刮偏离理想的位置。

另一种不是依据本发明而作出的设计方案是，通过非发电的涡轮叶片来吸收风造成的压力。如图6所示，吸收风力的叶片1通过轴2与结构4相联接，用足够大的尺寸制作的，独立转动的叶片来屏蔽保护整个或部分结构，或屏蔽保护该结构的一边或多边。

本发明列举的第三个实施例是使风力造成的压力通过气球或充满轻于空气气体的结构的自身旋转来吸收，如图13，图14a和14b所示。图14a说明用鳍形翼片22来获取风能。当鳍状翼片与风接触时，整个结构会朝箭头21标明的方向转动。图14b显示气球或充满轻于空气气体结构的内部。随着气球的转动，发电极3被其带动发电。轴2a未与鳍状翼片连接，但结构4转动时会带动其转动，轴2a的转动再带动发电机来发电。

第三实施例是本发明的一个衍变实例。如图13所示，当风吹气球时，气球自身转动来吸收风力造成的压力。发电机吊载于气球或充满轻于空气气体的结构的下部，通过气球4自身的转动，带动与发电机连接的穿心轴19的转动，从而驱动发电机来发电。

本发明的实施例或其衍变实施例可由图26，图27和图28来说明：气球4可向不同的方向转动，气球可从底部47a转动到顶部47b，与气球相连的整个结构29会朝标记为49的方向移动，气球也可向别的方向转动。图26所示的发明将在后作详细的说明。

本发明装有风涡轮机的气球和结构可以飞行移动或用缆绳栓系在地面固定点上。

本发明公布的吸收风力的实施例可以用于推动飞船或充满氦气或其他轻于空气气体的气球。本实施例不是为了发电而是利用风能来推动飞船飞行。它使逆风对飞船的行驰不仅不构成问题和障碍，并且为其提供了能量，让飞船不依赖于常规的能源朝不同方向飞行。在本发明的该实施例中，可让气球一边的涡轮机叶片停止转动来减少其对风的阻力，并将风能从涡轮叶片通过齿轮，传动皮带和滑轮传输。被传输的能量可用来提供飞船螺旋推机器前进或横向飞行的动力。这样，推动气球前进或朝其他方向飞行的动力是来自风力而不是其他的能源。