CN107191334B - 风力机以及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种风力机以及空调器，所述风力机包括风力轴，以及可绕风力轴转动的多个叶片，其特征在于：多个所述叶片环设于所述风力轴，每个所述叶片具有背离所述风力轴的外侧部，以及与所述外侧部相对的内侧部，所述外侧部为背离所述风力轴凸出的曲面，所述内侧部为向所述外侧部凹陷的凹槽型；所述空调器包括室外机主机，所述室外机主机包括风机，所述风机的风机轴与上述风力机相连。该发明可通过收集各个方向的自然风风能，并运用其辅助空调器发电从而降低空调器功耗，实现了能量的充分利用。

Description

风力机以及空调器

技术领域

本发明属于空调器领域，尤其涉及一种可充分利用风能的空调器系统。

背景技术

现有顶出风模块机的风扇电机一般为永磁同步电机，其通常的使用方式是将电能转换为机械能并加以利用，但永磁同步电机还可以将机械能转换为电能，但是对于该部分能量在原有的设计制造方面往往被忽略，造成了此部分能量的浪费。

中国发明专利CN103925165A中公开了一种利用空调室外机排风口发电的风力发电装置，该风力发电装置，通过在空调室外机排风口连接一风道，在风道内安装有风力发电机，可以保证在空调运转的同时为风力发电机提供稳定的风能来源，通过风力发电机连接控制器，所述控制器连接电量存储模块，所述电量存储模块连接直流负载，从而实现了利用风力发电为直流负载供电的目的；所述电量存储模块通过连接逆变模块以及稳压模块可以将所述电量存储模块存储的直流电进行逆变处理成交流电并经稳压后供交流负载使用。

上述现有专利虽然能够起到一定的节能降耗作用，但是其能量相对较小，可利用空间较小，不能满足大部分功能模块等的能量消耗。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种风力机以及空调器，该发明可通过收集各个方向的自然风风能，并运用其辅助空调器发电从而降低空调器功耗，实现了能量的充分利用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种风力机，包括风力轴，以及可绕风力轴转动的多个叶片，多个所述叶片环设于所述风力轴，每个所述叶片具有背离所述风力轴的外侧部，以及与所述外侧部相对的内侧部，所述外侧部为背离所述风力轴凸出的曲面，所述内侧部为向所述外侧部凹陷的凹槽型。

作为本发明的进一步优化，所述外侧部的曲面为流线型。

作为本发明的进一步优化，所述叶片与所述风力轴之间连接有转动轴。

作为本发明的进一步优化，所述室外机主机包括风机，所述风机的风机轴与上述中任一实施例所述的风力机相连。

作为本发明的进一步优化，所述风机连接有电机，所述电机连接有可将风机传递的机械能转化为电能的控制模块，所述控制模块连接于所述室外机主机的供电模块，以为室外机主机供应能量。

作为本发明的进一步优化，所述控制模块包括并联设置的6个晶体管，每个所述晶体管反向并联有续流二极管，所述电机、所述晶体管与所述续流二极管组合形成升压电路；供电模块包括多个并联设置的二极管，以形成整流电路，所述供电模块与所述控制模块之间设置滤波电容。

作为本发明的进一步优化，所述空调器进一步包括压缩机，所述滤波电容连接于所述压缩机上的加热带。

作为本发明的进一步优化，所述室外机主机连接有一个或多个子机，所述滤波电容连接于每个所述子机。

作为本发明的进一步优化，所述空调器进一步包括蓄热罐，以及盘设于所述蓄热罐内的冷媒配管，所述滤波电容连接于所述蓄热罐，以加热蓄能罐。

作为本发明的进一步优化，所述风机的风机轴与所述风力机的风力轴之间设置有轴承，以连接所述风机轴与所述风力轴。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明的风力机，通过环设的叶片，且该叶片的外侧部为流线型，可接收各个方向的自然风，以实现能量的收集，并对能量进行充分利用；

2、本发明的空调器，其通过设置上述风力机，充分的利用了自然风风能，并将该自然风风能转化为电能发电，且当自然风转化的电能与空调器所需电能相当时，基本无需消耗外部供电系统的电能，实现了空调器的0W待机；

3、本发明的空调器，若风力机转化的电能富余时，可为模块组合的子机供电，或通过蓄热机构为除霜过程服务，提高了用户舒适性。

附图说明

图1为本发明风力机的主视图；

图2为本发明风力机的结构示意图；

图3为本发明风力机与风机配合的示意图；

图4为本发明空调器的控制模块电路拓扑图；

图5为本发明中风力机产生多余电能时应用于压缩机的供电原理图；

图6为本发明空调器的电能供应示意图。

以上各图中：10、室外机主机；20、室外机第一子机；30、室外机第二子机；1、风力轴；2、转动轴；3、叶片；4、风机；41、风机轴；5、轴承；6、电机。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明的风力机，包括风力轴1，以及可绕所述风力轴1转动的多个叶片3，该多个叶片3环设于所述风力轴1，且该多个叶片3优选为4-8个，如图2所示，以叶片设置有5个为例示意。环设的多个叶片能够接收任意风向的自然风，以更全面的接收风能。另外，所述叶片3与所述风力轴1之间连接有转动轴2，通过转动轴2的连接实现了叶片在风力的作用下可环绕风力轴转动，以将自然风风能转化为风力轴转动的机械能。

继续如图1和图2所示，所述叶片3具有背离所述风力轴1的外侧部31，以及与所述外侧部31相对的内侧部32，所述外侧部31为背离所述风力轴1凸出的曲面，所述内侧部32为向所述外侧部凹陷的凹槽型。这样，曲面的外侧部其阻力小，从而降低了叶片接收风能的损失，而内侧部为凹槽型，则具有了较大的阻力，使得叶片内部不易受到风向的影响。通过上述叶片的整体设置，有效的实现了自然风风能的最大利用。

优选地，上述所述外侧部31的曲面为流线型，以使叶片3受自然风风力作用时，所受到的阻力最小。

如图3所示，另外，本发明中还提供了一种空调器，包括室外机主机10，所述室外机主机10包括风机4，所述风机4为现有空调器中常规的风机，在本发明中，对其结构并没有进行改进，该风机4包括风机轴41以及环绕于风机轴41外部设置的扇叶，所述风机4的风机轴41与上述任一实施例中所述的风力机1相连。进一步的，所述风机4的风机轴41与所述风力机1的风力轴2之间设置有轴承5，以连接所述风机轴41与所述风力轴51。通过风力机与风机的连接，风力机充分转化的机械能进一步传递至风机，风机进一步将该能量供应至空调器运行。

另外，因风机4只有在正向运转时才会对空调器内的换热器进行送风工作，所以风力机1也需要正向转动才能使风机正向运转。因此，上述中，优选的，所述轴承5为单向轴承。

结合图4所示，所述风机4连接有电机6，所述电机6连接有可将风机传递的机械能转化为电能的控制模块，所述控制模块连接于所述室外机主机的供电模块，以为室外机主机供应能量。

需要说明的是，控制模块和供电模块在本发明中对其电路连接没有改变，而是沿用现有空调器中风机的控制模块，结合图4中电路图具体说明如下：控制模块包括并联设置的6个晶体管，且每个晶体管反向并联有一个续流二极管，所述电机、所述晶体管与所述续流二极管组合形成升压电路；这样，由电机在风力的驱动下产生的三相交流电经过续流二极管后转化为直流电；供电模块包括多个并联二级管组合形成整流电路，供电模块与控制模块之间设置有滤波电容，如图所示，以设置有两个为例说明，该两个滤波电容并联设置，分别为电容CB1和电容CB2。在本发明中，首先将控制模块设定为升压电路，使升压电路利用电机绕组达到储能的作用，从而使空调器的母线升压至空调器电压峰值，根据现有中国空调器的电压标准，空调器的电压有效值为380V，则升压电路升压后的母线电压为537V，当风力发电电压大于537V时，此时由风机向电容充电，当风机发电低于537V时，继续由空调器本身的供电电路向电容充电。

通过上述可知，本发明中虽然增加了风力机，但是对于空调器本身的电路并没有进行硬件改变，充分的利用了现行空调器的风机，且风机的工作模式可以自由切换，无需额外的开关或继电器件：有风且风力机转速大于要求转速R时，空调器由风力机供电，并且整流硅桥反向关断，实现0W待机；有风且风力机转速不足小于R时或者无风时：整流硅桥导通，空调器由供电模块供电，即图5中左侧RST供电。同时，当风速过大的情况下，为防止电容过充，还设置有阈值保护电路，防止在极端恶劣的天气情况下对机组造成损坏。

另外，通过本发明的上述技术方案，当风力机提供的能量与空调器所需电能相当时，基本无需消耗外部供电系统的电能，使得空调系统输入功率为0W。当风力机提供的能量大于空调系统所需电能时，多余的电能可通过下述三种实施例进行处理，分别如下：

第一种实施例，如图5所示，所述空调器进一步包括压缩机，所述滤波电容的两端连接于所述压缩机内的加热带。即压缩机上的加热带CH1和CH2同时与空调器内的供电模块、控制模块的输出端相连接，当风力机提供的能量较大时，可直接为压缩机的加热带供电。

第二种实施例，如图6所示，所述室外机主机10连接有一个或多个子机，所述滤波电容的两端连接于每个所述子机。如图6所示，图中示出了有两个子机的示例，分别为第一子机20和第二子机30，室外机主机与子机采用共用母线的连接方式，则室外机主机10所配风力机自然风发电产生的能量便可以为子机供电，省去了供电系统为子机基板供电的功耗，可实现整个模块组合的0W功耗待机，节省了电能。

第三种实施例，所述空调器进一步包括蓄热罐，以及盘设于所述蓄热罐内的冷媒配管，所述滤波电容连接于所述蓄热罐，以加热蓄能罐。因传统的不降温除霜方式是室外制热除霜、室内制冷，并在室内用电加热的方式来平衡室内制冷，而本实施例将冷媒配管盘于蓄热罐内，利用所蓄能量来实现不降温除霜，省去了传统方案的电加热实现节能；另外，传统空调制热开机时，需要等待较长时间建立吸排气压差后，才能出热风，采用本实施例的技术方案，将冷媒配管盘于蓄热罐内，初始开机时立刻有热风送出，提高了用户体验。

通过本发明的上述技术方案，节省了空调器的室外机用电量，为空调控制系统的供电和不降温除霜提供了新的能量来源。

另外，在本发明中，需要特别说明的是，本发明的空调器除具有上述结构外，也包括现有空调器的其他公知结构，如空调室内机、冷凝器、节流装置等，因本发明对上述结构均没有进行改进，在此不赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种空调器，包括室外机主机，其特征在于：所述室外机主机包括风机，所述风机的风机轴连接有风力机，所述风力机包括风力轴，以及可绕风力轴转动的多个叶片，多个所述叶片环设于所述风力轴，每个所述叶片具有背离所述风力轴的外侧部，以及与所述外侧部相对的内侧部，所述外侧部为背离所述风力轴凸出的曲面，所述内侧部为向所述外侧部凹陷的凹槽型；所述风机连接有电机，所述电机连接有可将风机传递的机械能转化为电能的控制模块，所述控制模块连接于所述室外机主机的供电模块，以为室外机主机供应能量。

2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于：所述控制模块包括并联设置的6个晶体管，每个所述晶体管反向并联有续流二极管，所述电机、所述晶体管与所述续流二极管组合形成升压电路；供电模块包括多个并联设置的二极管，以形成整流电路，所述供电模块与所述控制模块之间设置滤波电容。

3.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于：所述空调器进一步包括压缩机，所述滤波电容连接于所述压缩机上的加热带。

4.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于：所述室外机主机连接有一个或多个子机，所述滤波电容连接于每个所述子机。

5.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于：所述空调器进一步包括蓄热罐，以及盘设于所述蓄热罐内的冷媒配管，所述滤波电容连接于所述蓄热罐，以加热蓄能罐。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的空调器，其特征在于：所述风机的风机轴与所述风力机的风力轴之间设置有轴承，以连接所述风机轴与所述风力轴。