CN102352819B - 风洞电力发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风洞电力发电系统，包括风洞吸风机构与风洞吸风机构连接的分流机构，以及发电机转速控制机构，与发电机转速控制机构连接的增速机构，与增速机构连接的测速机构，与测速机构连接的发电机构。本发明新能源(风洞磁悬浮单永磁发电机系统)，进行一次性充电作为基础动力源，使动力电机带动汽车行驶，当汽车行驶风速为5.8米每秒时，分流体经过风洞吸风促使风轮(6)旋转，经风洞增速齿轮箱(7)增速后通过联轴器(13)带动磁悬浮单永磁发电机(15)进行发电。磁悬浮单永磁发电机(15)发电所产生的电能量可作为动力源，同时可充电储备电能(相当于一个发电站)，形成发电-用电充电-发电的良性循环机构。

Description

风洞电力发电系统
技术领域
本发明涉及新能源领域，具体为一种适用于风洞电力汽车、风洞电力船舶、风洞电力飞行器、风洞电力摩托、风洞电力民用供电车等的风洞电力发电系统。
背景技术
国内外新能源行业开发是人类历史上永恒的课题。新能源(风洞磁悬浮单永磁发电机系统)是汽车领域的新动力。传统的汽车动力一般为燃油动力，燃油为不可再生资源，而且燃油污染大。太阳能汽车需要阳光，天有阴晴不能随时都有阳光，而新研发的纯电力汽车车载大量的蓄电池，并且需要大量的外设充电站，车载大量的蓄电池同样消耗蓄电池能量，外设充电站的建设目前还不确定，即便是有外设充电站，充电耗时不方便，充电一次储蓄的能量行驶里程受限。
因此，提供一种无需燃油、不需外设充电站、车载蓄电池少的新能源发电系统，已经是一个亟需解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的的不足，本发明提供了一种提供设计新颖、构思巧妙、结构紧凑且不需燃油、不需外设充电站、车载蓄电池少，设计采用风洞吸风原理进行微风发电的新能源的风洞电力发电系统。
本发明的目的是这样实现的：
风洞电力发电系统，包括风洞圈(1)、挡风调节挡风板(2)、挡风调节半齿圈(3)、挡风调节伺服电机(4)、导流罩(5)、风轮(6)、风洞增速齿轮箱(7)、风轮轴(8)、输出轴(9)、磁电式转速传感器(10)、转速传感脉冲齿轮(11)、检修盖(12)、联轴器(13)、风洞发电机支架(14)、磁悬浮单永磁发电机(15)、风流壳体(16)、吸风道(17)、线束(18)、显示终端(19)、可编程控制器(20)、聚风吸风口(21)、出风口(22)、排沙尘口(23)、吸风口(24)、隔板(25)、分吸风道(26)、侧吸风道(27)；
风洞吸风机构与风洞吸风机构连接的分流机构，以及发电机转速控制机构，与发电机转速控制机构连接的增速机构，与增速机构连接的测速机构，与测速机构连接的发电机构。
风洞电力发电系统安装在汽车底盘宽度中央位置。
所述风洞吸风机构含有风洞圈(1)，风洞圈(1)与风洞增速齿轮箱(7)连接，风洞增速齿轮箱(7)与风洞发电机支架(14)连接，风洞发电机支架(14)上方设有带有检修盖(12)的检修窗口，风洞发电机支架(14)与分流壳体(16)连接；分流壳体(16)与吸风道(17)连接，吸风道(17)前端设有吸风口(24)、后端中间部分设有三个隔板(25)形成的四个分吸风道(26)、后端两侧设有两个侧吸风道(27)、形成一个风洞吸风机构。
所述增速机构含有风轮轴(8)，风轮轴(8)右端设有三个行星齿轮并安装在风洞增速齿轮箱(7)内部，风轮轴(8)左端设有1∶10圆锥轴伸，风轮(6)左端设有止口，中心设有1∶10圆锥孔，所述风轮(6)安装在风轮轴(8)左端设有1∶10圆锥轴伸处并用左旋螺纹压紧连接，所述导流罩(5)安装在风轮(6)左端止口处，所述输出轴(9)左端设有太阳轮齿轮，输出轴(9)太阳轮齿轮端安装在风洞增速齿轮箱(7)内并与风轮轴(8)右端三个行星齿轮啮合，增速传动比为1∶6，形成一个增速机构。
所述发电机转速控制机构含有风洞圈(1)、风洞<增速齿轮箱>(7)，所述风洞圈(1)、风洞<增速齿轮箱>(7)连接处设有安装挡风调节机构的凹槽，风洞圈(1)设有的凹槽处圆周均布24个沉孔，挡风调节挡风板(2)设为弧形，左端一侧设有销轴，右侧另一端同样设有销轴，挡风调节挡风板(2)左端一侧销轴间隙配合安装在风洞圈(1)设有的凹槽处圆周均匀分布得30个沉孔内，挡风调节半齿圈(3)设有圆周均布30个滑动槽，周边设有半齿齿轮，挡风调节挡风板(2)右侧另一端销轴滑动配合安装在挡风调节半齿圈(3)设有的圆周均布的30个滑动槽内，挡风调节伺服电机(4)安装在风洞增速齿轮箱(7)外凸缘右侧左上45度位置处，挡风调节伺服电机(4)配有齿轮并与挡风调节半齿圈(3)啮合，挡风调节伺服电机(4)带动挡风调节半齿圈(3)做正反旋转，挡风调节半齿圈(3)通过30个滑动槽带动挡风调节挡风板(2)作回转运动，挡风调节伺服电机(4)由全自动可编程控制器(20)通过线束(18)连接，可编程控制器(20)同时连接显示终端(19)形成一个发电机转速控制机构。
所述测速机构含有转速传感脉冲齿轮(11)，转速传感脉冲齿轮(11)安装在输出轴(9)右端即风洞增速齿轮箱(7)右端外部齿轮箱盖外侧处，磁电式转速传感器(10)安装在风洞增速齿轮箱(7)右端的齿轮箱盖外侧并使磁电式转速传感器(10)的非接触性触点与转速传感脉冲齿轮(11)的外圆保持0.4-0.5mm的间隙，形成一个测速机构。
所述分流机构含有分流壳体(16)，所述分流壳体(16)中部设有聚风吸风口(21)，上部设有出风口(22)，下部设有排沙尘口(23)，形成一个分流机构。
所述的发电机构含有磁悬浮单永磁发电机(15)，磁悬浮单永磁发电机(15)安装在风洞发电机支架(14)上，联轴器(13)左端与输出轴(9)右端的轴伸连接，联轴器(13)采用TGL鼓行齿式联轴器，所述TGL鼓行齿式联轴器的结构特点是联轴节材料为45#钢制成的鼓行齿，而非直齿，具有较高的缓冲减震能力，内齿圈材料为MC尼龙6，由于工程塑料与金属件的配合，具有良好的自润滑性能；所述联轴器(13)右端与磁悬浮单永磁发电机(15)左端轴伸连接，形成一个发电机构。
风轮(6)的导风角度采用取置35°角的进风角度；风轮叶片均为6片，分布角度都为60°的均分布置和风轮轴(8)，其中6叶片当中任何三片和风轮轴(8)的行星齿轮均分布120°三角形的中心线位置处。
积极有益效果：本发明新能源(风洞磁悬浮单永磁发电机系统)，进行一次性充电作为基础动力源，使动力电机带动汽车行驶，当汽车行驶风速为5.8米每秒时，风流体经过风洞吸风促使风轮<风叶>(6)旋转，经风洞<增速齿轮箱>(7)增速后通过联轴器(13)带动磁悬浮单永磁发电机(15)进行发电。磁悬浮单永磁发电机(15)发电所产生的电能量可作为动力源，同时可充电储备电能(相当于一个发电站)，形成发电-用电充电-发电的良性循环机构。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的左视图；
图4为风洞分流机构的结构示意图；
图5为风洞吸风机构的结构示意图；
图6为可编程自动控制方框示意图；
图7为挡风调节伺服电机线路原理示意图；
图8为图1中A处放大图；
图9为图1中B处放大图；
图中为：风洞圈(1)、挡风调节挡风板(2)、挡风调节半齿圈(3)、挡风调节伺服电机(4)、导流罩(5)、风轮(6)、风洞增速齿轮箱(7)、风轮轴(8)、输出轴(9)、磁电式转速传感器(10)、转速传感脉冲齿轮(11)、检修盖(12)、联轴器(13)、风洞发电机支架(14)、磁悬浮单永磁发电机(15)、分流壳体(16)、吸风道(17)、线束(18)、显示终端(19)、可编程控制器(20)、聚风吸风口(21)、出风口(22)、排沙尘口(23)、吸风口(24)、隔板(25)、分吸风道(26)、侧吸风道(27)；
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步的说明：
如图1、图4、图5、图8、图9所示，风洞电力发电系统，包括风洞圈(1)、挡风调节挡风板(2)、挡风调节半齿圈(3)、挡风调节伺服电机(4)、导流罩(5)、风轮(6)、风洞增速齿轮箱(7)、风轮轴(8)、输出轴(9)、磁电式转速传感器(10)、转速传感脉冲齿轮(11)、检修盖(12)、联轴器(13)、风洞发电机支架(14)、磁悬浮单永磁发电机(15)、分流壳体(16)、吸风道(17)、线束(18)、显示终端(19)、可编程控制器(20)、聚风吸风口(21)、出风口(22)、排沙尘口(23)、吸风口(24)、隔板(25)、分吸风道(26)、侧吸风道(27)；风洞吸风机构与风洞吸风机构连接的分流机构，以及发电机转速控制机构，与发电机转速控制机构连接的增速机构，与增速机构连接的测速机构，与测速机构连接的发电机构。
风洞电力发电系统安装在汽车底盘宽度中央位置。
所述风洞吸风机构含有风洞圈(1)，风洞圈(1)与风洞增速齿轮箱(7)连接，风洞增速齿轮箱(7)与风洞发电机支架(14)连接，如图2所示，风洞发电机支架(14)上方设有带有检修盖(12)的检修窗口，风洞发电机支架(14)与分流壳体(16)连接；分流壳体(16)与吸风道(17)连接，吸风道(17)前端设有吸风口(24)、后端中间部分设有三个隔板(25)形成的四个分吸风道(26)、后端两侧设有两个侧吸风道(27)、形成一个风洞吸风机构。
所述增速机构含有风轮轴(8)，风轮轴(8)右端设有三个行星齿轮并安装在风洞增速齿轮箱(7)内部，风轮轴(8)左端设有1∶10圆锥轴伸，风轮(6)左端设有止口，中心设有1∶10圆锥孔，所述风轮(6)安装在风轮轴(8)左端设有1∶10圆锥轴伸处并用左旋螺纹压紧连接，所述导流罩(5)安装在风轮(6)左端止口处，输出轴(9)太阳轮齿轮端安装在风洞增速齿轮箱(7)内并与风轮轴(8)右端三个行星齿轮啮合，增速传动比为1∶6，形成一个增速机构。
所述发电机转速控制机构含有风洞圈(1)、风洞<增速齿轮箱>(7)，所述风洞圈(1)、风洞<增速齿轮箱>(7)连接处设有安装挡风调节机构的凹槽，风洞圈(1)设有的凹槽处圆周均布30个沉孔，挡风调节挡风板(2)设为弧形，左端一侧设有销轴，右侧另一端同样设有销轴，挡风调节挡风板(2)左端一侧销轴间隙配合安装在风洞圈(1)设有的凹槽处周围均布得30个沉孔内，挡风调节半齿圈(3)设有圆周均布30个滑动槽，周边设有半齿齿轮，挡风调节挡风板(2)右侧另一端销轴滑动配合安装在挡风调节半齿圈(3)设有的圆周均布的30个滑动槽内，挡风调节伺服电机(4)安装在风洞增速齿轮箱(7)外凸缘右侧左上45度位置处，挡风调节伺服电机(4)配有齿轮并与挡风调节半齿圈(3)啮合，挡风调节伺服电机(4)带动挡风调节半齿圈(3)做正反旋转，挡风调节半齿圈(3)通过30个滑动槽带动挡风调节挡风板(2)作回转运动，挡风调节伺服电机(4)由全自动可编程控制器(20)通过线束(18)连接，可编程控制器(20)同时连接显示终端(19)形成一个发电机转速控制机构。
所述测速机构含有转速传感脉冲齿轮(11)，转速传感脉冲齿轮(11)安装在输出轴(9)右端即风洞增速齿轮箱(7)右端外部齿轮箱盖外侧处，磁电式转速传感器(10)安装在风洞增速齿轮箱(7)右端的齿轮箱盖外侧并使磁电式转速传感器(10)的非接触性触点与转速传感脉冲齿轮(11)的外圆保持0.4-0.5mm的间隙，形成一个测速机构。
所述分流机构含有分流壳体(16)，所述分流壳体(16)中部设有聚风吸风口(21)，上部设有出风口(22)，下部设有排沙尘口(23)，形成一个分流机构。
所述的发电机构含有磁悬浮单永磁发电机(15)，磁悬浮单永磁发电机(15)安装在风洞发电机支架(14)上，联轴器(13)左端与输出轴(9)右端的轴伸连接，联轴器(13)采用TGL鼓行齿式联轴器，所述TGL鼓行齿式联轴器的结构特点是联轴节材料为45#钢制成的鼓行齿，而非直齿，具有较高的缓冲减震能力，内齿圈材料为MC尼龙6，由于工程塑料与金属件的配合，具有良好的自润滑性能；所述联轴器(13)右端与磁悬浮单永磁发电机(15)左端轴伸连接，形成一个发电机构。
如图3所示，风轮(6)的导风角度采用取置35°角的进风角度；风轮叶片均为6片，分布角度都为60°的均分布置和风轮轴(8)，其中6叶片当中任何三片和风轮轴(8)的行星齿轮均分布120°三角形的中心线位置处。
风轮6)的技术结构与用途：风轮(6)的基础功能与燃气机、汽轮机和换气机(坑道常使用)的叶片功能相同，是将风速的动能转换为机械能并带动发电机发电，风轮(6)的风力机也是一种流体涡轮机械，与别的流体涡轮机械：如燃气机、汽轮机换气机(坑道常使用)一般应用的是6叶片，与轮毂组成，风叶的导风角度一般都采用取置35°角的进风角度。
三星齿轮和太阳轮的技术结构与用途：风轮叶片均为6片，分布角度都为60°的均分布置和风轮轴(8)，其中6叶片当中任何三片和风轮轴(8)的行星齿轮均分布120°三角形的中心线位置处，汽车风洞磁悬浮单永磁发电机设计的风轮(6)和分轮轴<三星轴>图号8的设计理念，主要运用自然规律“三角錂锤”的工作原理：当风速为5.8m/s的风速时，所述技术要求风轮(6)转速每分钟240转时，经过风洞圈(1)、风洞增速齿轮箱(7)与风洞发电机支架(14)，分流壳体(16)以及吸风道(17)起到风流吸风、聚风、通风等作用的时候，使得风轮(6)置装于风轮轴(8)，再经输出轴(9)连接于发电机转动至每分钟1500转，利用行星齿轮“三角錂锤”的惯性失重自然规律原理，促使得风轮(6)和三星轮<行星齿轮>同步惯性的短时间不停的工作转动。使其短时间停车当中，经过气流、风流、风洞吸风道的吸风、通风风速使得三星轮<行星齿轮>，“三角锤”惯性规律促使发电机连续不停的发电工作。
风洞磁悬浮单永磁发电机(15)的技术结构与用途：磁悬浮单永磁发电机(15)，它的性能主要是无刷爪及自励发电机，除了机械摩擦力之外，基本上没有别的启动阻力距。另外一个优点是具有很好的调节性能，通过调节励磁可以很方便地控制他的输出特性，并有可能使得风轮(6)实现最佳叶片速比运行，得到最好的运行效率，这种发电机非常实用于千瓦级的风力发电机装置，所以更适用于汽车风洞磁悬浮<单永磁>发电机应用范围。
本发明新能源(风洞磁悬浮单永磁发电机系统)，进行一次性充电作为基础动力源，使动力电机带动汽车行驶，当汽车行驶风速为5.8米每秒时，风流体经过风洞吸风促使风轮(6)旋转，经风洞<增速齿轮箱>(7)增速后通过联轴器(13)带动磁悬浮单永磁发电机(15)进行发电。磁悬浮单永磁发电机(15)发电所产生的电能量可作为动力源，同时可充电储备电能(相当于一个发电站)，形成发电-用电充电-发电的良性循环机构
以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。

Claims (1)

1.一种风洞电力发电系统，包括风洞圈（1）、挡风调节挡风板（2）、挡风调节半齿圈（3）、挡风调节伺服电机（4）、导流罩（5）、风轮（6）、风洞增速齿轮箱（7）、风轮轴（8）、输出轴（9）、磁电式转速传感器（10）、转速传感脉冲齿轮（11）、检修盖（12）、联轴器（13）、风洞发电机支架（14）、磁悬浮单永磁发电机（15）、风流壳体（16）、吸风道（17）、线束(18)、显示终端（19）、可编程控制器（20）、聚风吸风口（21）、出风口（22）、排沙尘口（23）、吸风口（24）、隔板（25）、分吸风道（26）、侧吸风道（27）；风洞吸风机构与风洞吸风机构连接的分流机构，以及发电机转速控制机构，与发电机转速控制机构连接的增速机构，与增速机构连接的测速机构，与测速机构连接的发电机构；其特征在于：
所述风洞电力发电系统安装在汽车底盘宽度中央位置；所述风洞吸风机构含有风洞圈（1），风洞圈（1）与风洞增速齿轮箱（7）连接，风洞增速齿轮箱（7）与风洞发电机支架（14）连接，风洞发电机支架（14）上方设有带有检修盖（12）的检修窗口，风洞发电机支架（14）与分流壳体（16）连接；分流壳体（16）与吸风道（17）连接，吸风道（17）前端设有吸风口（24），后端中间部分设有三个隔板（25）形成的四个分吸风道（26），后端两侧设有两个侧吸风道（27）形成一个风洞吸风机构；所述增速机构含有风轮轴（8），风轮轴（8）右端设有三个行星齿轮并安装在风洞增速齿轮箱（7）内部；
风轮轴（8）左端为锥度为1:10圆锥轴，风轮（6）左端设有止口，风轮（6）的中心设有1:10圆锥孔，所述风轮（6）安装在风轮轴（8）左端锥度为1:10圆锥轴处并用左旋螺纹压紧连接，所述导流罩（5）安装在风轮（6）左端止口处，所述输出轴（9）左端设有太阳轮齿轮，输出轴（9）太阳轮齿轮端安装在风洞增速齿轮箱（7）内并与风轮轴（8）右端三个行星齿轮啮合，增速传动比为1:6，形成一个增速机构；
所述发电机转速控制机构含有风洞圈（1）、增速齿轮箱（7），所述风洞圈（1）、增速齿轮箱（7）连接处设有安装挡风调节机构的凹槽，风洞圈（1）设有的凹槽处圆周均布24个沉孔，挡风调节挡风板 （2）设为弧形，左端一侧设有销轴，右侧另一端同样设有销轴，挡风调节挡风板（2）左端一侧销轴间隙配合安装在风洞圈（1）设有的凹槽处圆周均匀分布得30个沉孔内，挡风调节半齿圈(3)设有圆周均布30个滑动槽，周边设有半齿齿轮，挡风调节挡风板（2）右侧另一端销轴滑动配合安装在挡风调节半齿圈（3）设有的圆周均布的30个滑动槽内，挡风调节伺服电机（4）安装在风洞增速齿轮箱（7）外凸缘右侧左上45度位置处，挡风调节伺服电机（4）配有齿轮并与挡风调节半齿圈（3）啮合，挡风调节伺服电机（4）带动挡风调节半齿圈（3）做正反旋转，挡风调节半齿圈（3）通过30个滑动槽带动挡风调节挡风板（2）作回转运动，挡风调节伺服电机（4）由全自动可编程控制器（20）通过线束（18）连接，可编程控制器（20）同时连接显示终端（19）形成一个发电机转速控制机构；
所述测速机构含有转速传感脉冲齿轮（11），转速传感脉冲齿轮（11）安装在输出轴（9）右端即风洞增速齿轮箱（7）右端外部齿轮箱盖外侧处，磁电式转速传感器（10）安装在风洞增速齿轮箱（7）右端的齿轮箱盖外侧并使磁电式转速传感器（10）的非接触性触点与转速传感脉冲齿轮（11）的外圆保持0.4-0.5mm的间隙，形成一个测速机构。
2、根据权利要求1所述的风洞电力发电系统，其特征在于：所述分流机构含有分流壳体（16），所述分流壳体（16）中部设有聚风吸风口（21），上部设有出风口（22），下部设有排沙尘口（23），形成一个分流机构。
3、根据权利要求1所述的风洞电力发电系统，其特征在于：所述的发电机构含有磁悬浮单永磁发电机（15），磁悬浮单永磁发电机（15）安装在风洞发电机支架（14）上，联轴器（13）左端与输出轴（9）右端的轴伸连接，联轴器（13）采用TGL鼓行齿式联轴器，所述TGL鼓行齿式联轴器的结构特点是联轴节材料为45#钢制成的鼓行齿，而非直齿，具有较高的缓冲减震能力，内齿圈材料为MC尼龙6，由于工程塑料与金属件的配合，具有良好的自润滑性能；所述联轴器（13）右端与磁悬浮单永磁发电机（15）左端轴伸连接，形成一个发电机构。
4、根据权利要求1所述的风洞电力发电系统，其特征在于：风轮（6）的导风角度采用取置35°角的进风角度；风轮叶片均为6片，分布角度都为60°的均分布置和风轮轴（8），其中6叶片当中任何三片和风轮轴（8）的行星齿轮均分布120°三角形的中心线位置处。
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