CN102407779B - 动力机车发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种动力机车发电装置，包括车头和发电装置，所述发电装置包括发电机、蓄电池和风扇，所述风扇设有中心轴，所述风扇的扇叶与中心轴固定连接；所述扇叶的一条边a为直边，所述扇叶的另一条边b为曲线边，所述扇叶a边的厚度从叶尖部的0.1厘米均匀增加至叶根部2厘米，所述扇叶b边的厚度为0.1—0.2厘米，所述扇叶b边扭转为螺旋旋转边，所述扇叶尖处面与垂直于中心轴的平面平行设置，所述扇叶最宽处面与垂直于中心轴的平面呈15度夹角，所述扇叶根与垂直于中心轴的平面呈90度夹角，所述扇叶包括至少2个长扇叶和至少3个短扇叶，所述扇叶与车头的距离为5—10厘米；所述发电装置与车头连接。本发明结构简单，用途广泛。

Description

动力机车发电装置
技术领域
本发明属于发电装置领域，尤其涉及一种动力机车发电装置，该装置仅在车头前安装一个风扇即可有效将风的阻力转化为电能。
背景技术
众所周知，21世纪以及未来的人类社会是个能源匮乏的社会，节能和环保是人类社会最首要的两大难题。而与人类息息相关的交通工具，例如：火车、汽车等动力机车，其在运动的过程中，由于空气阻力的存在，会消耗更多的能源。为了减小空气阻力、减少机车在运动过程中因克服空气阻力而带来的能源消耗，人们设计出了曲线形、波浪式、子弹头等形状的机车，例如现在中国时速可达350km/h的“和谐号”高速火车采用的就是子弹头式的火车头。可是，无论把车头设计成什么样的更易于空气流通的形状，都不能完全消除空气阻力带来的影响，为此，是否可以将这些阻力有效利用起来，并产生新的能源成为近期人们关心的焦点。
发明内容
本发明的目的是提出了一种动力机车发电装置，该装置结构简单，仅在车头前安装一个带有风扇的发电装置，即可有效利用风的阻力，并将阻力转化为电能；该装置用途广泛，可用于齐头式的火车、汽车、舰艇等机车。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种动力机车发电装置，包括车头和发电装置，所述发电装置包括发电机、蓄电池和风扇，所述车头前有一个垂直的平面，所述风扇安装在车头前垂直平面的前方，所述风扇设有中心轴，所述中心轴与发电机主轴为同轴啮合连接，所述风扇的扇叶与中心轴固定连接；所述扇叶包括至少2个长扇叶和至少3个短扇叶，所述相邻两个长扇叶中间至少设有一个短扇叶，所述扇叶与车头前垂直平面的距离为5—10厘米；所述发电装置与蓄电池安装在车头中。
所述扇叶的一条边a为直边，所述扇叶的另一条边b为曲线边，所述扇叶a边的厚度从叶尖部的0.1厘米均匀增加至叶根部2厘米，所述扇叶b边的厚度为0.1—0.2厘米，所述扇叶b边扭转为螺旋旋转边，所述扇叶尖处面与垂直于中心轴的平面平行设置，所述扇叶最宽处面与垂直于中心轴的平面呈15度夹角，所述扇叶根与垂直于中心轴的平面呈90度夹角。
所述扇叶与中心轴焊接。
所述扇叶与中心轴插接。
所述扇叶与车头前垂直平面的距离为7厘米。
所述长扇叶的长度比靠近扇叶的车头竖直面的内接圆半径少3-5厘米。
所述长扇叶为2个，所述短扇叶为4个，所述2个长扇叶以中心轴为原点呈中心对称分布，所述2个长扇叶的两个间隙中各设有2个短扇叶，所述6个扇叶等距设置。
所述车头为齐头式火车头。
所述扇叶b边的厚度为0.15厘米。
本发明与已有技术相比具有如下优点：
l、本发明结构简单，仅在车头前安装一个带有风扇的发电装置，即可有效利用风的阻力，并将阻力转化为电能。
2、本发明用途广泛，可用于齐头式的火车、汽车、船只、舰艇等等。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的描述。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例一的风扇的示意图。
具体实施方式
实施例1: 
一种动力机车发电装置的实施例，参见图1和图2，该装置包括车头1和发电装置2，所述发电装置包括发电机201、蓄电池202和风扇203。所述发电机和蓄电池可以直接放在车头里面，也可以制作成封闭透明的箱体安装在车头前面，在本实施例中，发电机和蓄电池放在车头里面。所述车头为齐头式的，可以是齐头式的火车头、汽车头，也可以是船只、舰艇，等等。在本实施例中，车头为齐头式的火车头。所述车头前有一个垂直的平面，所述风扇安装在车头前垂直平面的前方。
所述风扇设有中心轴2031，所述中心轴与发电机主轴为同轴啮合连接，所述风扇的扇叶与中心轴固定连接，扇叶与中心轴的连接可以是焊接、也可以是插接，在本实施例中，所述风扇的扇叶与中心轴采用焊接的方式连接，扇叶直接固定在中心轴上，当扇叶被风吹动的时候，可以带中心轴转动，从而带动发电机发电。发电机发出的电量储存在于发电机连接的蓄电池里，蓄电池可以持续以不稳定的电流充电，当电流从蓄电池里输出时，则可以输出很稳定的电流。这些电量可以用来照明、取暖、制冷、播放电视、播放音箱、烧水、做饭等。如果是电动车的话，可以将这些能量用作辅助动力，协助动力马达。
所述动力机车发电装置与车头外部无缝连接，如果有空隙，会产生2次空气阻力，这样会消耗更多的能源。
所述扇叶包括至少2个长扇叶2032和至少3个短扇叶2033，所述相邻两个长扇叶中间至少设有一个短扇叶。在本实施例中，包括2个长扇叶，当长扇叶超过4片时，会影响司机的视线。所述一对长扇叶以中心轴为原点呈中心对称分布，该对扇叶分布在同一直线上；所述短扇叶为4片，等距分布在相邻两个长扇叶之间，即在两个长扇叶的两个间隔中分别设有2个短扇叶，所述6个扇叶等距设置。在本实施例中，风扇上6个扇叶，6个扇叶平分圆周，即相邻扇叶的夹角为60度。
所述扇叶与车头的距离为5—10厘米，在本实施例中，所述扇叶与车头的距离2034为7厘米。当扇叶与车头的距离小于5厘米的时候，在车头带着发电装置运行的过程中，风没有足够的逃逸空间，这会增大风的阻力；当扇叶与车头的距离大于10厘米的时候，会增加负荷量，再加上自身由于能量传递和转换过程中自耗了部分能量，因此风能转化成电能的转换率不高，随着距离的增加，能量转换率降低。
所述扇叶的一条边a为直边，所述扇叶的另一条边b为曲线边，所述扇叶a边的厚度从叶尖部的0.1厘米均匀增加至叶根部2厘米，所述扇叶b边的厚度为0.1—0.2厘米，在本实施例中，扇叶b边的厚度为0.15厘米。所述扇叶b边扭转为螺旋旋转边，所述扇叶尖处面与垂直于中心轴的平面平行设置，所述扇叶最宽处面与垂直于中心轴的平面呈15度夹角，所述扇叶根与垂直于中心轴的平面呈90度夹角。扇叶的最宽处的宽窄，对运动物体的总体阻力影响不大，不会增加阻力。当车头运动时，越靠近扇叶根的地方，转速越低，产生的动能几乎可以忽略不计。
所述长扇叶的长度比靠近扇叶的车头竖直面的内接圆半径少3-5厘米，所述短扇叶长度视车头具体情况而定。当扇叶旋转时，长的扇叶的旋转不会阻碍司机的视线甚至给司机带来不适感，而短扇叶的旋转不会影响司机的视线。

Claims (9)

1.一种动力机车发电装置，包括车头和发电装置，其特征在于，所述发电装置包括发电机、蓄电池和风扇，所述车头前有一个垂直的平面，所述风扇安装在车头前垂直平面的前方，所述风扇设有中心轴，所述中心轴与发电机主轴为同轴啮合连接，所述风扇的扇叶与中心轴固定连接；所述扇叶包括2至4个长扇叶和至少3个短扇叶，所述相邻两个长扇叶中间至少设有一个短扇叶，所述扇叶与车头前垂直平面的距离为5—10厘米；所述发电装置与蓄电池安装在车头中。
2.根据权利要求1所述的动力机车发电装置，其特征在于，所述扇叶的一条边a为直边，所述扇叶的另一条边b为曲线边，所述扇叶a边的厚度从叶尖部的0.1厘米均匀增加至叶根部2厘米，所述扇叶b边的厚度为0.1—0.2厘米，所述扇叶b边扭转为螺旋旋转边，所述扇叶尖处面与垂直于中心轴的平面平行设置，所述扇叶最宽处面与垂直于中心轴的平面呈15度夹角，所述扇叶根与垂直于中心轴的平面呈90度夹角。
3.根据权利要求1所述的动力机车发电装置，其特征在于，所述扇叶与中心轴焊接。
4.根据权利要求1所述的动力机车发电装置，其特征在于，所述扇叶与中心轴插接。
5.根据权利要求1所述的动力机车发电装置，其特征在于，所述扇叶与车头前垂直平面的距离为7厘米。
6.根据权利要求1所述的动力机车发电装置，其特征在于，所述长扇叶的长度比靠近扇叶的车头竖直面的内接圆半径少3-5厘米。
7.根据权利要求1所述的动力机车发电装置，其特征在于，所述长扇叶为2个，所述短扇叶为4个，所述2个长扇叶以中心轴为原点呈中心对称分布，所述2个长扇叶的两个间隙中各设有2个短扇叶，所述6个扇叶等距设置。
8.根据权利要求1所述的动力机车发电装置，其特征在于，所述车头为齐头式车头。
9.根据权利要求1所述的动力机车发电装置，其特征在于，所述扇叶b边的厚度为0.15厘米。
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