CN102267390A - 一种升力型桨叶车载风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车载风力发电机，尤其是采用升力型叶轮桨叶的车载风力发电机，包括有内转子，外转子或定子，叶轮，驱动桨叶，单向轴承等，利用机动车运行时，与空气的相对速度，桨叶捕获风能驱动内转子或外转子旋转从而产生电能，为机动车用电系统供电，其特征是：本发明所述车载风力发电机安装于机动车头部发动机散热器前方或机动车顶部、尾部、底部等部位，叶轮连接内转子，外转子上装有驱动叶片，叶轮桨叶为升力型，外转子驱动桨叶为阻力型或升力型，叶轮轮罩为两头大中间小、可浓缩风的“双曲线”状，叶轮位于“双曲线”状叶轮轮罩的窄小处，发电机轮罩可设置为“双曲线”状或“漏斗状”。

Description

一种升力型桨叶车载风力发电机
所属技术领域
本发明涉及一种风力发电机，尤其是安装在汽车、火车、轮船等机动车的头部、顶部、底部或尾部等部位，安装有升力型叶轮桨叶，在机动车行驶过程中，利用空气的相对流动发电，并将其储存于车载蓄电池，为机动车点火系统、照明系统、空调系统、动力系统等提供电能的车载风力发电机。
背景技术
机动车电源系统肩负着启动发动机、灯光照明、车载音响、车用空调甚至车辆动力等全车用电。机动车所用电能是靠机载发电机发出的。目前，传统的机动车上使用的发电机是完全依靠发动机驱动发电的，这一方面增加了油耗和废气排放，不利于环保；另一方面，分流了机动车发动机动力，使得机动车行驶速度、操控舒适感等大幅下降。近年来，出现了太阳能汽车、充电汽车以及车用内燃机和其他动力设备相结合的混合动力机组，虽然在减少油料消耗，减轻机动车对油料过分依赖上取得了显著进步，但由于其开发生产和维护成本过高，机组性能不稳定，续航性差，维修困难等原因，而且没有在不增加额外气动阻力，且不影响美观的前提下，有效利用汽车在行驶过程中形成的风能，对能源的利用率不高，因而严重制约了其市场推广应用。
发明内容
为了克服传统车载发电机需要消耗大量油料，不利于环保，不利于机动车速度和动力性能，不利于机动车操控，以及新型非油料机动车性能不稳定，开发生产成本高等缺陷，本发明提供了一种可将行车时产生的风能转化为电能的车载风力发电机。
本发明解决技术问题所采用的方案是：本发明所述车载风力发电机，包括有：内转子，外转子或定子，叶轮，驱动桨叶，单向轴承，利用机动车运行时，与空气的相对速度，桨叶捕获风能驱动内转子或外转子旋转从而产生电能，为机动车用电系统供电，其特征是：本发明所述车载风力发电机安装于机动车头部发动机散热器前方或机动车顶部、尾部，叶轮连接内转子，外转子上装有驱动叶片，叶轮轮罩或发电机轮罩呈可浓缩风型的“双曲线状”或“漏斗状”。
作为上述方案的补充说明，所述车载风力发电机的发电机有两种构成方式，一种是由内转子和定子构成，另一种是由内转子和外转子构成。
所述车载风力发电机的发电机内转子连接叶轮，外转子上设有驱动桨叶，叶轮、外转子上桨叶数量大于或等于2枚。
所述车载风力发电机的叶轮桨叶为升力型桨叶，外转子驱动桨叶为阻力型或升力型桨叶。
所述车载风力发电机的轴承为单向轴承，内转子、外转子在单向轴承的限制下作同轴、反向旋转，从而产生更大的相对转速。
所述车载风力发电机的叶轮轮罩为两头大中间小、可浓缩风的“双曲线”状，叶轮位于“双曲线”状叶轮轮罩的窄小处。
所述车载风力发电机当外转子驱动桨叶为升力型时，发电机轮罩为两头大中间小、可浓缩风的“双曲线”状，发电机位于“双曲线”状发电机轮罩的窄小处。
所述车载风力发电机当外转子驱动桨叶为阻力型时，发电机轮罩进风口为可浓缩风的外大内小的“漏斗状”，发电机轮罩进风口的集风口正对于外转子驱动桨叶受风面。
本发明的有益效果是：
1、本发明有效利用了机动车在行驶过程中与空气相对运动产生的风能，并将其转化为电能，用以驱动车载空调、发动机启动、照明灯、甚至车载电动力系统等用电设备，具有节能、环保、价格低廉、节省成本等优点。
2、本发明安装位置设于机动车头部、顶部、底部或尾部等部位，利用机动车在行驶过程中与空气剧烈撞击，形成局部高压，从而驱动叶轮带动发电机转子高速旋转产生大量的电能。
3、当本发明所述的车载风力发电机安装于机动车头部发动机散热器前或尾部下方等部位时，不会影响机动车外部美观，而且不会增加额外的气动阻力。
4、本发明发电机内转子和外转子可在单向轴承的作用下反方向相对旋转，较之单纯的转子旋转，定子固定，可以获得更大的相对旋转动能，从而产生更多的电能。
5、本发明叶轮轮罩或发电机轮罩可设置为可浓缩风能的“双曲线状”或“漏斗状”，可提高自然风的能流密度，增强驱动桨叶承受的气流动力，更好地驱动发电机内转子或外转子旋转。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明单向、单发电机、升力型叶轮桨叶情况时的结构图
图2是本发明双向、单发电机、升力型叶轮桨叶、阻力型发电机外转子桨叶情况时的结构图
图3是本发明双向、单发电机、升力型叶轮桨叶、升力型发电机外转子桨叶情况时的结构图
图4是本发明单向、双发电机、升力型叶轮桨叶情况时的结构图
图5是本发明双向、双发电机、升力型叶轮桨叶、阻力型发电机外转子桨叶情况时的结构图
图6是本发明双向、双发电机、升力型叶轮桨叶、升力型发电机外转子桨叶情况时的结构图
图7为本发明A-A处剖面结构图
图8为本发明B-B处剖面结构图
图9为本发明C-C处剖面结构图
图1-图6中，1.永磁发电机，1a.发电机外转子，1b.发电机内转子，1c.发电机定子，2.升力型叶轮桨叶，3a.发电机外转子阻力型桨叶，3b.发电机外转子升力型桨叶，4.叶轮，5.机壁，6.单向轴承，A-A.纵向剖线，B-B.纵向剖线，C-C.纵向剖线。
图7-图9中，1a.发电机外转子，1b.发电机内转子，2.升力型叶轮桨叶，3a.发电机外转子阻力型桨叶，3b.发电机外转子升力型桨叶，4.叶轮，5.机壁，7a.叶轮轮罩进风口，7b.阻力型发电机外转子桨叶时的发电机轮罩进风口，7c.升力型发电机外转子桨叶时的发电机轮罩进风口，8a.叶轮轮罩出风口，8b.阻力型发电机外转子桨叶时的发电机轮罩出风口，8c.升力型发电机外转子桨叶时的发电机轮罩出风口，9.阻力型发电机外转子桨叶时的发电机轮罩集风口，10.集风板。
具体实施方式
在图1、图4所示实施例中，机动车在行驶的过程中，与空气产生相对速度，气流驱动叶轮桨叶(2)带动叶轮(4)在单向轴承(6)的作用下做定向旋转，叶轮(4)与发电机内转子(1b)连接，并带动单发电机(1)或双发电机(1)内转子(1b)旋转，从而相对发电机定子(1c)旋转，切割磁力线，产生电能。
在图2、图3、图5、图6所示实施例中，机动车在行驶的过程中，与空气产生相对速度，气流驱动叶轮桨叶(2)带动叶轮转轴(4)做定向旋转，叶轮(4)与发电机内转子(1b)连接，并带动单发电机(1)或双发电机(1)内转子(1b)在单向轴承(6)的限制下作定向旋转。同时，气流驱动单发电机(1)或双发电机(1)外转子(1a)上的驱动桨叶(3a或3b)，带动发电机(1)外转子(1a)与内转子(1b)在单向轴承(6)的限制下做同轴、反向的定向旋转，使发电机内转子(1b)、外转子(1a)产生更大的相对转速，从而产生更多的电能。
在图7、图9所示实施例中，当发电机(1)叶轮(4)桨叶(2)和外转子(1a)驱动桨叶(3b)为升力型桨叶时，叶轮轮罩和发电机轮罩可设置为两端大中间小的“双曲线”状，叶轮(4)和发电机(1)分别位于“双曲线”状的叶轮轮罩和发电机轮罩的中间窄小处，以提高自然风的能流密度，增强叶轮桨叶(2)和外转子驱动桨叶(3b)承受的气流动力，更好地驱动发电机(1)内转子(1b)和外转子(1a)旋转。
在图8所示实施例中，当发电机(1)外转子(1a)驱动桨叶(3a)为阻力型桨叶时，发电机轮罩进风口(7b)内可设置集风板(10)，集风板(10)与机壁(5)将发电机轮罩进风口(7b)围成由宽而窄的“漏斗状”，发电机轮罩进风口(7b)狭窄的集风口(7b)处正对着阻力型外转子(1a)驱动桨叶(3a)的受风面，以提高自然风的能流密度，增强外转子(1a)驱动桨叶(3a)承受的气流动力，同时减少阻力，更好地驱动发电机外转子(1a)的旋转。
需要补充说明的是，上述只是用图形解释说明了本发明的一些结构特征和应用原理。由于对于专业人士而言，很容易以此为基础进行相应修改和调整。因此，本说明书并非是要将本发明局限于所示和所述的具体结构和应用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改和等同物，均属于本发明所申请保护的范围。

Claims (8)

1.一种车载风力发电机，包括内转子(1b)，外转子(1a)或定子(1c)，叶轮(4)，桨叶(2、3a或3b)，单向轴承(6)，利用机动车运行时，空气的相对速度，桨叶(2、3a或3b)捕获风能驱动内转子(1b)或外转子(1a)旋转从而产生电能，为机动车用电系统供电，其特征是：本发明所述车载风力发电机安装于机动车头部发动机散热器前方或机动车顶部、尾部，叶轮(4)连接内转子(1b)，外转子(1a)上装有驱动桨叶(3a或3b)，叶轮轮罩或发电机轮罩呈可浓缩风型的“双曲线状”或“漏斗状”。
2.根据权利要求1所述的车载风力发电机，其特征是：发电机(1)有两种构成方式，一种由内转子(1b)和定子(1c)构成，另一种由内转子(1b)和外转子(1a)构成。
3.根据权利要求2所述的车载风力发电机，其特征是：发电机(1)内转子(1b)连接叶轮(4)，外转子(1a)上设有驱动桨叶(3a或3b)。
4.根据权利要求3所述的车载风力发电机，其特征是：叶轮(4)桨叶(2)为升力型桨叶，外转子(1a)桨叶(3a或3b)为阻力型或升力型桨叶。
5.根据权利要求1所述的车载风力发电机，其特征是：风力发电机所运用的轴承为单向轴承(6)，内转子(1b)、外转子(1a)在单向轴承(6)的限制下作同轴、反向旋转，从而产生更大的相对转速。
6.根据权利要求1所述的车载风力发电机，其特征是：叶轮轮罩为两头大中间小、可浓缩风的“双曲线”状，叶轮(4)位于“双曲线”状叶轮轮罩的窄小处。
7.根据权利要求1所述的车载风力发电机，其特征是：当外转子(1a)桨叶(3a)为阻力型时，发电机轮罩进风口(7b)为可浓缩风的外大内小的“漏斗状”，发电机轮罩进风口(7b)的集风口(9)正对于阻力型外转子(1a)驱动桨叶(3a)受风面。
8.根据权利要求1所述的车载风力发电机，其特征是：当外转子(1a)驱动桨叶(3b)为升力型时，发电机轮罩为两头大中间小、可浓缩风的“双曲线”状，发电机(1)位于“双曲线”状发电机轮罩的窄小处。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104061129A (zh) * 2014-05-29 2014-09-24 刘德春 双机头滚动风力发电机组
CN105109352A (zh) * 2015-09-19 2015-12-02 潘连庆 一种螺旋桨式风洞电动车

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PB01 Publication
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