CN201635944U - 风洞式风能供风系统 - Google Patents

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Abstract

一种风洞式风能供风系统，其结构是一个简化的开路式风洞，在其前方设置具有喇叭形进风口的流线型渐缩管，流线型渐缩管的喷口与机舱相连接，机舱的后面设置渐扩形排气管，流线型渐缩管与机舱的连接、机舱与渐扩形排气管的连接均是密封的，风力换能机安装在机舱内，其传动装置、转动轴、引线从机舱内穿出，应加密封材料密封。

Description

风洞式风能供风系统
所属技术领域
本实用新型涉及新能源机械领域的供风系统，特别是各种风能机动车船的供风系统。
背景技术
利用风能发电，令汽车轻松奔驰，是人们美好的愿望。新的设计方案层出不穷，闪显灵光的概念车不断给人们大大的惊喜。但是，风能机械的效率至今仍然很低，远不能进入实用阶段。究其原因，最关键的是没有一套符合空气动力学的供风系统。如美国专利US2008/0202825A1SMART ELECTRICAL RETROFIT，是在车顶篷上安装风扇，属于在汽车车身上加装突出物，增大了风阻系数，风力作功与阻力作功基本抵消。如美国专利US2008/0041643A1WIND-POWER VEHICLE AKA WPV，虽然将风扇安装在进风窗内，但气流不具备做工的条件。流体的做功，要从高位能点向低位能点运动，所以在风窗内的风扇虽然发电，代价是消耗汽车机械能。这种设计上的缺点是普遍现象，在我国专利中比比皆是。如中国专利ZL2005200189772可发电充电的电动车辆装置，将两台涡轮风扇安装在车顶上，增大风阻。而2009200450563自行发电电动汽车，虽然将小风扇安装在车体内，但在车顶开设进风口，大大增加了汽车风阻系数，且进风口开在负压区，又没设置流体通道，只会增大能量消耗。
发明内容
为提高风能利用效率，实现机动车船新能源革命，本实用新型提供一种风洞式风能供风系统，该系统可充分利用机动车船的自身结构，结合流体力学原理，大大提高自然风能的利用率，实现利用自然风能驱动机动车船的梦想。
本实用新型为解决其技术问题所采取的技术方案是：风洞式风能供风系统的结构是一个简化的开路式风洞，在其前方设置具有喇叭形进风口的流线型渐缩管，流线型渐缩管的喷口与机舱相连接，机舱的后面设置渐扩形排气管，流线型渐缩管与机舱的连接、机舱与渐扩形排气管的连接均是密封的，风力换能机安装在机舱内，其传动装置、转动轴、引线从机舱内穿出，应加密封材料密封。所述流线型渐缩管的前端是一个喇叭形进风口，在喇叭形进风口内安装蜂窝器和阻尼网。所述机舱的数量不限，每个机舱根据风力换能机需要，可制成圆盘形、球形、椭球形、立方形任意形状。所述流线型渐缩管可以紧接在喇叭形进风口的后面，也可以在两者中间设置前缩管和中间气道。所述风力换能机包括风力发电机和风力发动机，可以将风力发电机或风力发动机及其风轮风扇全部安装在机舱内，也可以只将风轮风扇安装在机舱内，而将风力发电机或风力发动机安装在机舱外，使用传动装置将风力发电机或风力发动机与风轮风扇相连接。所述渐扩形排气管包括一段等截面排气管，两者为一整体。所述喇叭形进风口在风能机动车船的前端正压区，而渐扩形排气管开口在风能机动车船的尾端负压区。
本实用新型的结构是一个简化的开路式风洞，其前方是流线型渐缩管，相当于风洞的稳定段和收缩段，在进风口内安装了蜂窝器和阻尼网，以保证高质量气流。流线型渐缩管的喷口与机舱相连接，相当于风洞的试验段，其造型可以是圆盘形、球形、椭球形、立方形等任意形状，根据风力换能机的需要进行设计。而且机舱的数量不限，可以是一个，也可以是两个或更多，类似于单缸或多缸发动机，增大做功能方。后面的排气管是带有一段等截面管的渐扩形管，相当于风洞的扩散段，其作用一方面保持能量不致迅速流失，同时将动能转化为压能，使渐扩形排气管出口端的压强大于外面的背压。一般情况下流线型渐缩管在前方，但必要时也可加设前缩管和中间气道。风洞式风能供风系统安装在风能机动车船上，首先必须说明的是，风能机动车船必须处于泊停状态，自然风从前方迎面吹来，这样，喇叭形进气口在风能机动车船前端的正压区，而渐扩形排气管开口在尾端的负压区。例如，当安装在电动大客车上时，车辆处于泊停状态，自然风从前方吹来，流线型渐缩管紧靠在车头前风窗上，是正压区，渐扩形的排气管开口在大客车的尾端，是负压区。大客车属长方体，其风阻系数达到0.85，正负压区的压差较大，在风洞式风能供风系统的前后形成位能差，自然风从前方进入供风系统，在负压的抽吸下加速通过渐缩管，因此可安装大功率风力发电机组，获得较高的效率。本实用新型的技术进步是明显的。
附图说明
下面结合附图及实施例，对本实用新型进一步说明
图1是本实用新型提供的一种风洞式风能供汽系统总体外观结构示意图。
图2是风洞式风能供风系统内腔结构示意图。
图3是一种双机舱风洞式风能供风系统内腔结构示意图
图4是另一种双机舱风洞式风能供风系统总体外观结构示意图。
图5是设有中间气道的风洞式风能供风系统结构示意图。
图6是风洞式风能供风系统安装在大客车上的结构示意图。
图1至图4中，(1)是喇叭口，(2)是蜂窝器，(3)是阻尼网，(4)是流线型渐缩管，(5)是机舱，(6)是等截面排气管，(7)是渐扩形排气管，(4A)、(4B)流线型渐缩管，(5A)、(5B)是机舱，(6A)、(6B)排气管，(7A)、(7B)是渐扩形排气管。
图5中，(8)是前缩管，(9)是中间气道，(11)是扩散管。
图6中，(100)是大客车。
具体实施方式
如图1所示，风洞式风能供风系统的前面是具有喇叭形进风口(1)的流线型渐缩管(4)，在进风口内加装蜂窝器(2)和阻尼网(3)，以保证高质量气流，提高能量利用率。流线型渐缩管的喷口与机舱(5)相连接，在机舱的后面有一段等截面排气管(6)，其作用是保持能量不使迅速流失，后面紧接的是渐扩形排气管(7)。
如图2所示，风洞式风能供风系统是一个封闭的整体，流线型渐缩管与机舱的连接，机舱与渐扩形排气管的连接均是密封的。风力换能机安装在机舱内，其传动装置、转动轴、引线等设备从机舱内穿出，也均应使用密封材料密封。从喇叭形进风口进入的自然风，最后只能从渐扩形排气管流出。机舱的造型不限，可以是图1、图2所示的圆盘形，也可以是球形、椭球形、立方形等任意形状，根据风力换能机的需要设计。风力换能机包括风力发电机和风力发动机，风力发电机是通过风轮风扇带动发电机转动发电，然后再通过电机输出机械能，风力发动机是通过风轮风扇带动气缸活塞做功，直接将风能转换成机械能，但需连接发电机为蓄电池充电。因此，可以将风力发电机或风力发动机及其风轮风扇全部安装在机舱内，也可以只将风轮风扇安装在机舱内，而将风力发电机或风力发动机安装在机舱外，使用传动装置将风力发电机或风力发动机与风轮风扇相连接。
如图3、图4所示，机舱的数量不限，可以是一个，也可以是两个或更多，图3所示的两个机舱为卧式并接，图4所示为立式并接。在立式并接时，每个机舱均设有渐扩形排气管。
如图5所示，必要时在喇叭形进风口(1)后面加设前缩管(8)和中间气道(9)，气流通过中间气道在扩散管(11)中减速，可分别经过两个流线型渐缩管加速，进入两个对称的机舱(5A)、(5B)。
如图6所示，风洞式风能供风系统可用于各种卧车、客车、轨道车、列车、各种帆船、舰船。安装在各种风能机动车船上，其喇叭形进风口在风能机动车船的前端，而渐扩形排气管要开口在尾端。首先说明，风洞式风能供风系统是在车辆泊停时进行工作的，如装在大客车上，车辆处在泊停状态，流线型渐缩管在车头前方，喇叭形进风口与前风窗靠紧，渐扩形排气管开口在车尾部。这样，自然风从前方吹来，进风口在正压区，泄风口在负压区，自然风既可在流线型渐缩管内进行压能变动能的转换，又可通过机舱内的风力换能机做功发电，于是，我们可以利用泊停时的自然风力，给行进中能量不足的轿车源源不断输送补充能量，充电后轻松续航。特别值得提出的是，在一些风源充沛的多风地区，安装风洞式风能供风系统后，风能机动车船完全可以不用人工充电，依靠大自然的无尽能源充电后续航。

Claims (7)

1.一种风洞式风能供风系统，其特征在于：风洞式风能供风系统的结构是一个简化的开路式风洞，在其前方设置具有喇叭形进风口(1)的流线型渐缩管(4)，流线型渐缩管的喷口与机舱(5)相连接，机舱的后面设置渐扩形排气管(7)，流线型渐缩管与机舱的连接、机舱与渐扩形排气管的连接均是密封的，风力换能机安装在机舱内，其传动装置、转动轴、引线从机舱内穿出，应加密封材料密封。
2.如权利要求1所述的风洞式风能供风系统，其特征在于：所述流线型渐缩管的前端是一个喇叭形进风口(1)，在喇叭形进风口内安装蜂窝器(2)和阻尼网(3)。
3.如权利要求1所述的风洞式风能供风系统，其特征在于：所述机舱(5)的数量不限，每个机舱根据风力换能机的需要，可制成圆盘形、球形、椭球形、立方形任意形状。
4.如权利要求1所述的风洞式风能供风系统，其特征在于：所述流线型缩管可以紧接在喇叭形进风口的后面，也可以在两者中间设置前缩管(8)和中间气道(9)。
5.如权利要求1所述的风洞式风能供风系统，其特征在于：所述风力换能机包括风力发电机和风力发动机，可以将风力发电机或风力发动机及其风轮风扇全部安装在机舱内，也可以只将风轮风扇安装在机舱内，而将风力发电机或风力发动机安装在机舱外，使用传动装置将风力发电机或风力发动机与风轮风扇相连接。
6.如权利要求1所述的风洞式风能供风系统，其特征在于：所述渐扩形排气管(7)包括一段等截面排气管(6)，两者为一整体。
7.如权利要求1所述的风洞式风能供风系统，其特征在于：所述风洞式风能供风系统安装在风能机动车船上时，喇叭形进风口在风能机动车船的前端正压区，而渐扩形排气管开口在风能机动车船的尾端负压区。
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