НАДЗЕМНАЯ ВЕТРОГЕНЕРАТОРНАЯ СИСТЕМА, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ ЛЕТАЮЩЕЕ ТЕЛО
ABOVE-GROUND WIND-DRIVEN GENERATOR SYSTEM USING FLYING BODY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к ветрогенераторным системам, в которых электричество вырабатывается с использованием энергии ветра, при этом системы летают в воздушном пространстве, например, благодаря выталкивающей силе воздушных шаров, и, более конкретно, изобретение относится к надземным ветрогенераторным системам, в которых в летающем теле, аналогичном воздушному шару, сформирован канал для прохождения ветра, таким образом, электрическая энергия вырабатывается с использованием силы ветра, проходящего по каналу для прохождения ветра.
Уровень техники
Специалистам в рассматриваемой области хорошо известны различные варианты генерирующих систем, в которых используется энергия ветра. Такие ветрогенераторные системы делятся на ветрогенераторные системы, которые установлены на земле, и надземные ветрогенераторные системы, которые летают в воздухе.
Примером надземных ветрогенераторных систем является ветрогенераторная система дирижабельного типа, предложенная в корейской открытой патентной публикации №10-2006-0114773.
Тем не менее, обычная технология из публикации №10-2006-0114773 содержит только основную конструкцию, так что на дирижабельной основной части предусмотрены генераторы с крыльчатками. Следовательно, присутствует недостаток, заключающийся в следующем: при слабом ветре эффективность выработки электроэнергии значительно снижается.
Более того, так как дирижабельная основная часть должна иметь сравнительно большие размеры, чтобы на ней можно было установить несколько генераторов, то обычная технология не может быть применена к надземным генераторным системам малой мощности. Кроме того, в случае генераторной системы дирижабельного типа из-за сложности демонтажа ветрогенераторной системы, она не может быть использована в качестве временной и переносной ветрогенераторной системы.
Для преодоления описанных выше проблем обычных надземных ветрогенераторных систем, автор настоящего изобретения предложил надземную ветрогенераторную систему улучшенной конструкции, при этом независимо от силы ветра может быть обеспечена достаточная выработка электроэнергии, указанная система может быть легко изготовлена и, таким образом, может быть легко приспособлена в качестве ветрогенераторной системы небольшой или большой мощности выработки электроэнергии и указанная конструкция обеспечивает простой демонтаж системы.
Раскрытие изобретения
Техническая задача
Настоящее изобретение было предложено с учетом описанных выше проблем существующего уровня техники и цель настоящего изобретения заключалась в том, чтобы предложить надземную ветрогенераторную систему, в которой используется летающее тело, при этом конструкция ветрогенераторной системы улучшена, так что независимо от силы ветра может быть обеспечена достаточная выработка электроэнергии, указанная конструкция такова, что надземную ветрогенераторную систему легко установить и демонтировать, таким образом конструкция эффективно приспособлена для временной и переносной ветрогенераторной системы.
Решение технической задачи
Для реализации указанной выше цели в первом варианте осуществления настоящего изобретения предложена надземная ветрогенераторная система, летающая в воздушном пространстве и соединенная поддерживающими тросами с вращающимся блоком с тросами, надземная ветрогенераторная система содержит: летающее тело, соединенное с поддерживающими тросами, летающее тело имеет плоскую форму, при этом в летающем теле предусмотрено отверстие для нагнетания воздуха, так что воздух попадает в летающее тело через отверстие для нагнетания воздуха, и лопасти управления направлением, расположенные соответственно на заднем конце летающего тела и под ним; канал для прохождения ветра, сформированный в центральной части летающего тела, расположенный в горизонтальном направлении и имеющий продольную форму, так что ветер проходит через канал для прохождения ветра в горизонтальном направлении; и ветрогенераторный блок, содержащий несколько узлов в сборе из лопастей турбин, установленных в канале для прохождения ветра, причем узлы в сборе из лопастей турбин вращаются благодаря ветру, проходящему через канал для прохождения ветра, и несколько генераторов, предназначенных для выработки электрической энергии с использованием момента вращения, переданного от узлов в сборе из лопастей турбин через валы турбин.
Во втором варианте осуществления изобретения предложена надземная ветрогенераторная система, летающая в воздушном пространстве и соединенная поддерживающими тросами с вращающимся блоком с тросами, надземная ветрогенераторная система содержит: пару летающих тел, соединенных с соответствующими поддерживающими тросами, каждое летающее тело имеет продольную форму, при этом в каждом летающем теле предусмотрено отверстие для нагнетания воздуха, так что воздух попадает в летающее тело через отверстие для нагнетания воздуха, и лопасти управления направлением, расположенные соответственно на заднем конце каждого летающего тела и под ним; канал для прохождения ветра, сформированный между верхним соединительным элементом и нижним соединительным элементом и имеющим продольную форму в горизонтальном направлении, верхний соединительный элемент и нижний соединительный элемент присоединены соответственно противоположными краями к верхнему и нижнему участкам средних частей летающих тел, так что ветер проходит через канал для прохождения ветра в горизонтальном направлении; и ветрогенераторный блок, содержащий несколько узлов в сборе из лопастей турбин, установленных в канале для прохождения ветра, причем узлы в сборе из лопастей турбин вращаются благодаря ветру, проходящему через канал для прохождения ветра, и несколько генераторов, предназначенных для выработки электрической энергии с использованием момента вращения, переданного от узлов в сборе из лопастей турбин через валы турбин.
В каждом варианте осуществления изобретения генераторы ветрогенераторного блока могут быть расположены на противоположных боковых стенках внутренней поверхности канала для прохождения ветра и в центральной части в канале для прохождения ветра, при этом каждый из узлов в сборе из лопастей турбин может быть расположен между соседними генераторами.
Каждый из узлов в сборе из лопастей турбин может являться узлом в сборе из жестких лопастей турбин, содержащим жесткие лопасти, размещенные по окружности внешней поверхности соответствующего вала турбины в позициях, отстоящих друг от друга на одинаковые угловые расстояния.
Каждый из узлов в сборе из лопастей турбин может являться узлом в сборе из легких лопастей турбин, содержащим кольцевые ободки, прикрепленные к соответствующим противоположным концам соответствующего вала турбины с помощью поддерживающих ребер, несколько поддерживающих лопасти поперечин, соединяющих кольцевые ободки, при этом поддерживающие лопасти поперечины отстоят друг от друга на одинаковые расстояния, и легкие лопасти, расположенные между валом турбины и каждой из поддерживающих лопасти поперечин.
Надземная ветрогенераторная система может дополнительно содержать: средство увеличения скорости, содержащее вращающуюся часть большого диаметра, насаженную на вал турбины каждого из узлов в сборе из жестких лопастей турбин, вращающуюся часть малого диаметра, соединенную с вращающейся частью большого диаметра с помощью элемента механической передачи, и шестеренчатое устройство увеличения скорости, соединенное с вращающейся частью малого диаметра, шестеренчатое устройство увеличения скорости соединено с соответствующим генератором, так что момент вращения вращающейся части малого диаметра передается шестеренчатому устройству увеличения скорости со скоростью, которая первый раз была увеличена благодаря соединению между вращающейся частью большого диаметра и вращающейся частью малого диаметра с помощью элемента механической передачи, момент вращения вращающейся части малого диаметра вторично увеличивается по скорости в шестеренчатом устройстве увеличения скорости и передается на генератор.
И вращающаяся часть большого диаметра, и вращающаяся часть малого диаметра могут представлять собой шкивы, а элемент механической передачи может представлять собой ремень.
И вращающаяся часть большого диаметра, и вращающаяся часть малого диаметра могут представлять собой звездочки, а элемент механической передачи может представлять собой цепь.
Летающее тело может быть выполнено из ПВХ (поливинилхлоридного) материала.
Летающее тело может быть выполнено из уретанового материала.
В первом варианте осуществления изобретения жесткий поддерживающий элемент может быть прикреплен к внутренней поверхности канала для прохождения ветра, жесткий поддерживающий элемент может быть выполнен из жесткого пластика, а ветрогенераторный блок может быть установлен на жестком поддерживающем элементе.
Во втором варианте осуществления изобретения и верхний соединительный элемент, и нижний соединительный элемент могут быть изготовлены путем покрытия всей внешней поверхности твердого вещества внешней оболочкой, которая выполнена из того же материала, что и летающие тела, и путем приклеивания внешней оболочки к внешней поверхности твердого вещества, и внешняя оболочка может быть приклеена к летающим телам высокочастотным склеиванием.
Полезные эффекты
В настоящем изобретении предложена надземная ветрогенераторная система, использующая летающее тело, которое ограничивает канал для прохождения ветра, в котором установлено ветрогенераторное устройство. Надземная ветрогенераторная система, соответствующая настоящему изобретению, может надежно осуществлять выработку электроэнергии с использованием энергии ветра как при легком ветре, так и при сильном ветре.
Более того, в настоящем изобретении предложена надземная ветрогенераторная система, способная генерировать электричество при сравнительно малой мощности. Следовательно, может быть легко осуществлена установка или демонтаж надземной ветрогенераторной системы. Таким образом, настоящее изобретение может быть очень эффективно использовано в качестве временной и переносной ветрогенераторной системы.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид, показывающий пример использования надземной ветрогенераторной системы, которая соответствует настоящему изобретению;
фиг.2 - вид спереди в разрезе, показывающий конструкцию надземной ветрогенераторной системы, которая соответствует первому варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.3 - разрез Х-Х′ фиг.2;
фиг.4 - вид, показывающий разрез узла в сборе из легких лопастей турбин, используемого в надземной ветрогенераторной системе, которая соответствует настоящему изобретению;
фиг.5 - вид в изометрии, показывающий узел в сборе из легких лопастей турбин, используемый в надземной ветрогенераторной системе, которая соответствует настоящему изобретению;
фиг.6 - разрез узла в сборе из легких лопастей турбин с фиг.5;
фиг.7 - вид спереди конструкции надземной ветрогенераторной системы, которая соответствует второму варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.8 - вид сверху, показывающий надземную ветрогенераторную систему, которая соответствует второму варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.9 - вид сбоку, показывающий в большем масштабе часть «Y» с фиг.7;
фиг.10 - разрез Z-Z′ фиг.8;
фиг.11 - частично увеличенный вид узла в сборе из легких лопастей турбин, используемого в надземной ветрогенераторной системе, которая соответствует второму варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.12 - вид спереди в разрезе, показывающий средство увеличения скорости, используемое в надземной ветрогенераторной системе, которая соответствует настоящему изобретению; и
фиг.13 - схематический вид сбоку в разрезе, показывающий средство увеличения скорости, которое соответствует настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.
Первый вариант осуществления изобретения
На фиг.1 показан пример использования надземной ветрогенераторной системы, которая соответствует настоящему изобретению. Как показано на фиг.1, например, в случае устройства LP наружного освещения, которое было разработано автором настоящего изобретения и которое в основном используется вне помещений, например, в безлюдном месте, где для освещения в чрезвычайных ситуациях трудно подавать электроэнергию к устройству LP наружного освещения.
В этом случае настоящее изобретение может быть использовано для подачи электрической энергии к устройству LP наружного освещения. Более конкретно летающее тело летает в воздухе и генерирует электричество с использованием ветра, подавая, таким образом, электроэнергию к устройству LP наружного освещения, тем самым имеется возможность работать вне помещений в чрезвычайных ситуациях.
Более того, для удобства использования настоящего изобретения необходимо сделать легкой установку или демонтаж настоящего изобретения и летающее тело должно иметь возможность вращения, чтобы ориентироваться в направлении ветра.
На фиг.1 показано использование надземной ветрогенераторной системы, соответствующей первому варианту осуществления настоящего изобретения, в котором на зарядном устройстве 1 предусмотрен вращающийся блок 10 с тросами.
Вращающийся блок 10 с тросами служит для вращения летающего тела 20, соответствующего первому варианту осуществления изобретения, чтобы летающее тело 20 было ориентировано в направлении ветра.
Во вращающемся блоке 10 с тросами вращающаяся часть 14 расположена вокруг центральной оси 12 с возможностью вращения с использованием подшипника 13, который находится между центральной осью 12 и вращающейся частью 14. Летающее тело 20 соединено с вращающейся частью 14 с помощью поддерживающих тросов 11.
Следовательно, когда лобовой ветер взаимодействует с лопастями 23 и 23′ управления направлением, летающее тело 20 медленно поворачивается в воздухе так, что канал 30 для прохождения ветра летающего тела 20 ориентируется в направлении, в котором дует ветер, и одновременно поддерживающие тросы 11 также поворачиваются относительно центральной оси 12.
Как показано на фиг.2 и 3, летающее тело 20 находится в воздушном пространстве и соединено с вращающимся блоком 10 с помощью поддерживающих тросов 11.
Летающее тело 20 имеет сравнительно плоскую форму и ограничивает внутреннее пространство 22, в которое воздух попадает через отверстие 21 для нагнетания воздуха. Летающее тело 20 выполнено из ПВХ (поливинилхлорид) или уретана.
Отверстие 21 для нагнетания воздуха, используемое в настоящем изобретении, имеет ту же конструкцию, что и отверстие для нагнетания воздуха, описанное в корейской полезной модели, регистрационный номер 0349396, которая была зарегистрирована автором настоящего изобретения, вследствие чего ее дальнейшее описание и объяснение опущено.
Лопасти 23 и 23′ управления направлением расположены соответственно над задним концом летающего тела 20 и под ним.
Канал 30 для прохождения ветра находится в центральной части летающего тела 20 и расположен в горизонтальном направлении, так что ветер горизонтально проходит по каналу 30.
В канале 30 для прохождения ветра установлен ветрогенераторный блок 40, предназначенный для выработки электрической энергии ветра, который дует в воздушном пространстве. Для жесткой поддержки ветрогенераторного блока 40 в канале 30 к его внутренней поверхности закреплен выполненный из твердого пластика жесткий поддерживающий элемент 31, на котором установлен ветрогенераторный блок 40.
Жесткий поддерживающий элемент 31 служит в качестве усилительной пластины и предпочтительно выполнен из стекловолокна или углеродного волокна, которые сравнительно легкие и жесткие. Жесткий поддерживающий элемент 31 приклеен к летающему телу 20 с помощью поливинилхлоридного клея или подобным образом.
Ветрогенераторный блок 40 содержит несколько узлов в сборе из лопастей турбин, которые вращаются ветром, проходящим по каналу 30. В качестве узлов в сборе из лопастей турбин для ветрогенераторного блока 40 используют тип узлов 41 в сборе из жестких лопастей турбин и узлов 41′ в сборе из легких лопастей турбин.
Дополнительно ветрогенераторный блок 40 содержит несколько генераторов 48, которые вырабатывают электрическую энергию, используя вращающий момент, переданный от узлов в сборе из лопастей турбин.
Как показано на фиг.2, генераторы 48 расположены соответственно на противоположных боковых стенках канала 30 и в центральной части канала 30. Кроме того, узел 41 в сборе из лопастей турбин расположен между соседними генераторами 48. На чертежах ссылочной позицией 48а обозначен ротор, а ссылочной позицией 49 обозначен поддерживающий стержень.
Генераторы 48 вырабатывают электрическую энергию с использованием вращения роторов 48а. Электричество вырабатывается тогда, когда роторы 48а вращаются в одном направлении. Конечно, электричество может вырабатываться даже тогда, когда роторы 48а, которые вращались в одном направлении, вращаются в противоположном направлении. Другими словами, хотя лопасти 41 турбин, которые вращались в одном направлении, внезапно стали вращаться в противоположном направлении, генераторы 48 могут вырабатывать электричество. Такие генераторы представляют собой устройства выработки, хорошо известные в технике и поэтому дальнейшее объяснение будет опущено.
Соответственно, в случае узлов 41 в сборе из жестких лопастей турбин по фиг.2, когда вращаются узлы 41 в сборе из жестких лопастей турбин, также вращаются роторы 48а, которые соединены с валом 42 турбины. Следовательно, генераторы 48 вырабатывают электрическую энергию. Как показано на фиг.3, электрическая энергия, которая вырабатывается в ходе этого процесса, передается к зарядному устройству 1 с помощью электрического провода 50, который тянется к зарядному устройству 1 вдоль поддерживающего троса 11, таким образом, заряжается зарядное устройство 1.
Как показано на фиг.2 и 3, каждый узел 41 в сборе из жестких лопастей турбин, используемый в настоящем изобретении, выполнен так, что жесткие лопасти 43 расположены по окружности внешней поверхности соответствующего вала 42 турбины в позициях, отстоящих друг от друга на одинаковые угловые расстояния.
В случае узла 41′ в сборе из легких лопастей турбин, как показано на фиг.4 и 6, кольцевые ободки 45 и 45′ прикреплены к соответствующим противоположным концам вала 44 турбины с использованием поддерживающих ребер 45′′. Несколько поддерживающих лопасти поперечин 46, расположенных на одинаковых расстояниях друг от друга, соединяют кольцевые ободки 45 и 45′. Мягкая лопасть 47 расположена между валом 44 турбины и каждой поддерживающей лопасти поперечиной 46.
В узле 41′ в сборе из легких лопастей турбин под термином «мягкая лопасть 47» понимается лопасть, которая выполнена из материала, отличного от металла, который сравнительно тяжел. Например, мягкая лопасть 47 может быть выполнена из поливинилхлоридного или уретанового материала, который имеет заранее заданную гибкость и который легче металла. Использование таких мягких лопастей 47 насколько возможно уменьшает вес лопастей.
Между тем, настоящее изобретение снабжено лопастями 23 и 23′ управления направлением. Таким образом, летающее тело 20 вращается в воздушном пространстве так, что оно постоянно ориентировано в том направлении, в котором дует ветер, так что ветер проходит по каналу 30.
Здесь, так как канал 30 для прохождения ветра сравнительно узок, то, когда ветер, дующий из открытого пространства, попадает в канал 30, то он быстро всасывается в канал 30 для прохождения ветра благодаря правилу, согласно которому, когда текучая среда перетекает из широкого пространство в узкое, ее скорость увеличивается. Следовательно, хотя ветер снаружи канала 30 для прохождения ветра имеет сравнительно малую скорость, когда он попадает в канал 30 для прохождения ветра, его скорость автоматически возрастает.
Более того, так как ветер, дующий снаружи летающего тела 20, напрямую не действует на ветер, проходящий через канал 30, то ветер может, не рассеиваясь, проходить через канал 30 для прохождения ветра по линии. Следовательно, скорость ветра может быть дополнительно увеличена.
По существу, хотя ветер снаружи дует с малой скоростью, так как скорость ветра увеличивается в случае, когда ветер проходит через канал 30, то узел в сборе из лопастей турбин, то есть узел 41 в сборе из жестких лопастей турбин или узел 41′ в сборе из легких лопастей турбин, может вращаться с достаточной скоростью, так что генераторы 48 могут вырабатывать достаточное количество электричества. Следовательно, в настоящем изобретении, даже когда скорость ветра невелика, а также при сильном ветре, может удовлетворительно осуществляться функция выработки электричества с использованием энергии ветра.
Более того, в настоящем изобретении, так как летающее тело 20 имеет простую конструкцию, которая является плоской, то при его изготовлении размеры могут быть легко изменены. Кроме того, могут быть легко изменены размер канала 30 для прохождения ветра, количество узлов в сборе из лопастей турбин и количество генераторов 48. Следовательно, могут быть легко изготовлены как надземная ветрогенераторная система сравнительно большой мощности, так и надземная ветрогенераторная система сравнительно малой мощности.
В частности, облегчена установка или демонтаж надземной ветрогенераторной системы сравнительно малых размеров и мощности. Следовательно, настоящее изобретение может быть эффективно использовано в качестве временной и переносной ветрогенераторной системы.
Второй вариант осуществления изобретения
На фиг.7-11 показан второй вариант осуществления настоящего изобретения.
В описании надземной ветрогенераторной системы, соответствующей второму варианту осуществления настоящего изобретения, для узлов, аналогичных узлам из первого варианта осуществления изобретения, будет опущено их подробное описание или объяснение иллюстраций. Будет описана конструкция и функционирование, которые характерны только для второго варианта осуществления изобретения.
Как показано на фиг.7 и 8, надземная ветрогенераторная система, соответствующая второму варианту осуществления настоящего изобретения, содержит пару летающих тел 200 и 200′, которые летают в воздухе и сдерживаются в воздушном пространстве соответствующими поддерживающими тросами 11, которые присоединены к вращающемуся блоку 10 с тросами.
Летающие тела 200 и 200′ соединены с соответствующими поддерживающими тросами 11. Форма каждого летающего тела 200, 200′ является продольной и летающие тела 200 и 200′ выполнены так, что воздух попадает в их внутреннее пространство 22 через отверстие 21 для нагнетания воздуха, которое предусмотрено на поверхности летающих тел 200, 200′.
Далее каждое летающее тело 200, 200′ выполнено из поливинилхлоридного или уретанового материала. На заднем конце каждого летающего тела 200, 200′ и под ним предусмотрены соответственно лопасти 23 и 23′ управления направлением.
Верхний соединительный элемент 210 и нижний соединительный элемент 210′ так присоединены с противоположных краев к средним частям летающих тел 200 и 200′, что между верхним соединительным элементом 210 и нижним соединительным элементом 210′ находится канал 300 для прохождения ветра, который расположен в горизонтальном направлении, имеет продольную форму и через который ветер проходит в горизонтальном направлении.
В канале 300 для прохождения ветра расположен ветрогенераторный блок 40. Ветрогенераторный блок 40 содержит несколько узлов в сборе из лопастей турбин, которые вращаются тогда, когда ветер проходит через канал 300 для прохождения ветра, при этом указанные узлы в сборе являются узлами в сборе из лопастей турбин, выбранными из узлов 41 в сборе из жестких лопастей турбин и узлов 41′ в сборе из легких лопастей турбин. Кроме того, ветрогенераторный блок 40 содержит несколько генераторов 48, в которых вырабатывается электрическая энергия с использованием момента вращения, передаваемого от узлов в сборе из лопастей турбин.
Более конкретно генераторы 48 ветрогенераторного блока расположены соответственно на противоположных боковых стенках канала 300 для прохождения ветра и в центральной части канала 30 для прохождения ветра. Каждый узел в сборе из лопастей турбин расположен между соседними генераторами 48. На чертежах ссылочной позицией 49а обозначен усиливающий элемент.
Как показано на фиг.9, и верхний соединительный элемент 210, и нижний соединительный элемент 210′ выполнены так, что закрывают всю внешнюю поверхность твердого материала 211 внешней оболочкой 212, которая выполнена из того же материала, что и летающие тела 200, 200', при этом внешняя оболочка 212 приклеивается к внешней поверхности твердого вещества 211 с использованием поливинилхлоридного клеящего вещества. Внешняя оболочка 212 приклеивается к летающим телам 200, 200′ с помощью высокочастотного склеивания.
Как показано на фиг.2 и 3, каждый узел 41 в сборе из жестких лопастей турбин выполнен так, что жесткие лопасти 43 расположены по окружности внешней поверхности вала 42 турбины в позициях, отстоящих друг от друга на одинаковые угловые расстояния. В случае узла 41′ в сборе из легких лопастей турбин к соответствующим противоположным концам вала 44 турбины с помощью поддерживающих ребер 45′′ прикреплены кольцевые ободки 45 и 45′. Несколько поддерживающих лопасти поперечин 46, которые находятся на одинаковых расстояниях друг от друга, соединяют кольцевые ободки 45 и 45′. Между валом 44 турбины и каждой поддерживающей лопасти поперечиной 46 расположены легкие лопасти 47. По сути, узел 41 в сборе из жестких лопастей турбин и узел 41′ в сборе из легких лопастей турбин имеют конструкции, аналогичные конструкциям из первого варианта осуществления изобретения.
В надземной ветрогенераторной системе, соответствующей второму варианту осуществления изобретения, благодаря упомянутой выше конструкции, ветрогенераторный блок 40, который установлен в канале 300 для прохождения ветра, ограниченным верхним и нижним соединительными элементами 210 и 210′, может быть поддержан в летающем состоянии с помощью летающих тел 200 и 200′, которые соединены с противоположными концами верхнего и нижнего соединительных элементов 210 и 210′.
Более того, так как лопасти 23 и 23′ управления направлением расположены на каждом летающем теле 200, 200′, то летающие тела 200 и 200′ поворачиваются в воздушном пространстве так, что они всегда могут ориентироваться в направлении, в котором дует ветер, так что ветер легко проходит через канал 300 для прохождения ветра.
Здесь, так как канал 300 для прохождения ветра сравнительно узок, то когда ветер, который был в открытом пространстве, попадает в канал 300 для прохождения ветра, то он быстро затягивается в канал 300 для прохождения ветра благодаря правилу, согласно которому, когда текучая среда перетекает из широкого пространства в узкое, то ее скорость увеличивается. Следовательно, хотя ветер снаружи канала 300 для прохождения ветра имеет сравнительно малую скорость, то когда он попадает в канал 300 для прохождения ветра, его скорость автоматически возрастает.
Более того, так как ветер, дующий снаружи летающих тел 200 и 200′, напрямую не действует на ветер, проходящий через канал 300 для прохождения ветра, то ветер может, не рассеиваясь, проходить через канал 300 для прохождения ветра по линии. Следовательно, скорость ветра может быть дополнительно увеличена.
По существу, хотя снаружи ветер дует с малой скоростью, то так как скорость ветра увеличивается при его прохождении через канал 300, узел в сборе из лопастей турбин, то есть узел 41 в сборе из жестких лопастей турбин или узел 41′ в сборе из легких лопастей турбин, может вращаться с достаточной скоростью, так что генераторы 48 могут вырабатывать достаточное количество электричества. Следовательно, в настоящем изобретении, даже когда скорость ветра невелика, а также при сильном ветре, может удовлетворительно осуществляться функция выработки электричества с использованием энергии ветра.
Более того, в настоящем изобретении, так как летающие тела 200 и 200′ имеют простые конструкции, то при изготовлении летающих тел 200 и 200′ их размеры могут быть легко изменены. Кроме того, могут быть легко изменены размер канала 300 для прохождения ветра, количество узлов в сборе из лопастей турбин и количество генераторов 48. Следовательно, могут быть легко изготовлены как надземная ветрогенераторная система сравнительно большой мощности, так и надземная ветрогенераторная система сравнительно малой мощности.
В частности, облегчена установка или демонтаж надземной ветрогенераторной системы сравнительно малых размеров и мощности. Следовательно, второй вариант осуществления настоящего изобретения может быть эффективно использован в качестве временной и переносной ветрогенераторной системы.
Между тем, как показано на фиг.12 и 13, надземная ветрогенераторная система, соответствующая первому или второму вариантами осуществления изобретения, может быть снабжена средством 60 увеличения скорости, которое предназначено для дополнительного увеличения способности вырабатывать электричество.
В средстве 60 увеличения скорости вращающаяся часть 61 большого диаметра, которая насажена на вал 42 или 44 турбины узла 41 в сборе из жестких лопастей турбин или узла 41′ в сборе из легких лопастей турбин, соединена с вращающейся частью 62 малого диаметра с помощью элемента 63 механической передачи так, что они работают совместно, тем самым выходная скорость увеличивается в первый раз. Момент вращения вращающейся части 62 малого диаметра передается шестеренчатому устройству 64 увеличения скорости при увеличенной в первый раз скорости, тем самым выходная скорость увеличивается вторично. Момент вращения шестеренчатого устройства 64 увеличения скорости передается генераторам 48 при вторично увеличенной скорости, тем самым увеличивается количество электричества, вырабатываемого генераторами 48.
Например, в качестве вращающейся части 61 большого диаметра и вращающейся части 62 малого диаметра могут быть использованы шкивы, а в качестве элемента 63 механической передачи может быть использован ремень.
В качестве альтернативы в качестве соединения вращающейся части 61 большого диаметра и вращающейся части 62 малого диаметра могут быть использованы звездочки. В этом случае в качестве элемента 63 механической передачи может быть использована цепь.
Шестеренчатое устройство 64 увеличения скорости, которое используется в средстве 60 увеличения скорости, содержит несколько шестерней, которые работают вместе с целью увеличения скорости вращения. Шестеренчатое устройство 64 увеличения скорости хорошо известно и также называется повышающей передачей или коробкой с повышающей передачей, поэтому его подробное описание и иллюстрации опущены и будет описана только его работа, касающаяся настоящего изобретения.
В средстве 60 увеличения скорости с указанной выше конструкцией, когда вал 42, 44 турбины вращается, вращающаяся часть 61 большого диаметра вращается с той же угловой скоростью, что и вал 42, 44 турбины. Когда момент вращения вращающейся части 61 большого диаметра передается вращающейся части 62 малого диаметра через элемент 63 механической передачи, увеличивается скорость вращения вращающейся части 62 малого диаметра. Следовательно, момент вращения вала 42, 44 турбины передается вращающейся части 62 малого диаметра с первичным увеличением скорости.
Кроме того, когда момент вращения вращающейся части 62 малого диаметра передается шестеренчатому устройству 64 увеличения скорости, шестеренчатое устройство 64 увеличения скорости увеличивает выходную скорость вращения, тем самым осуществляют вторичное увеличение скорости.
Следовательно, момент вращения шестеренчатого устройства 64 увеличения скорости, скорость которого была увеличена вторично, передается генераторам 48. Тем самым, может быть увеличено количество электричества, вырабатываемого генераторами 48.
Более того, хотя ветер не сильно дует в воздушном пространстве и, следовательно, узлы в сборе из лопастей турбин вращаются медленно, момент вращения узлов в сборе из лопастей турбин передается генератору 48 при скорости, увеличенной средством 60 увеличения скорости. Таким образом, может быть успешно осуществлена выработка электричества. Если ветер дует с большой скоростью, способность вырабатывать электричество может быть увеличена дополнительно.
Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны со ссылками на прилагаемые чертежи с иллюстративными целями, специалисту в рассматриваемой области ясно, что возможны различные модификации, дополнения и замены, не выходящие за границы объема и новизны изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения. Соответственно, любая такая модификация, добавление и замена, которая может быть предложена специалистом в рассматриваемой области, должна рассматриваться как содержащаяся в границах объема изобретения.
Промышленная применимость
Как описано выше, в надземной ветрогенераторной системе, использующей летающее тело и соответствующей настоящему изобретению, в летающем теле выполнен канал для прохождения ветра, в котором установлено ветрогенераторное устройство. Следовательно, надземная ветрогенераторная система может надежно осуществлять свою работу по выработке электричества с использованием энергии ветра как при легком ветре, так и при сильном ветре.
Далее в настоящем изобретении предложена надземная ветрогенераторная система, способная вырабатывать электричество и имеющая сравнительно малую мощность. В этом случае, надземную ветрогенераторную систему легко установить или демонтировать, так что настоящее изобретение может быть эффективно применено в качестве временной и переносной надземной ветрогенераторной системы.