[實用新型]一種安裝在汽車上的雙向整流風力發電裝置

有效

• 申請號: 201420176520.3
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN203770028U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 王興豪;汪鄭宗;董學勇;曾得霏;李霖森;蔣志剛;詹豪
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F01N5/04;B60K16/00
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 曹德斌

技術領域

本實用新型涉及交通技術領域，尤其涉及驅動汽車和卡車的風力發電裝置，該裝置可以安裝在使用燃油或燃氣的機動車輛上。

技術背景

根據世界衛生組織（WHO）的數據，汽車是對環境污染的主要來源之一。汽車所消耗的石油產品占其生產總量的90%以上，并且其能耗的40%～60%用于克服汽車的氣動阻力。目前，人們已嘗試利用不同的方法來減少燃油的消耗量，其中一種方法是在汽車上安裝風力發電裝置，它通過空氣的流動動能來產生電能。通過這種方式獲得電能，可以用于儲存在附加的充電器內（蓄電池，蓄電池組等）和/或用于汽車的運行。安裝在汽車上的風力發電裝置的核心問題是其工作效率，對于安裝在汽車上的風力發電裝置，進行葉輪葉片形狀優化選擇和/或葉輪環流繞流角度優化選擇均可提高其發電效率。

所知道的汽車發電裝置有美國專利7147069B2（2006年12月12日申請）和中國專利200880128963.2（2008年4月25日申請），它們均利用汽車在行駛時所產生的空氣氣流能量來驅動葉輪發電，然后將電能用于驅動車輛的車輪和/或儲存在附加的充電器內。美國專利7147069B2所給出的發電裝置的空氣動力學部分，被安裝在汽車前端和沿其兩側，迎面而來的空氣進入葉輪機通風管時具有一定量的動能，該發電裝置將空氣氣流動能轉化為電能。它是通過里面放置有葉輪的，相對于汽車縱軸方向即垂直于它的運動的橫向和縱向兩個方向的軸旋轉的發電機的形式來實現。每個葉輪是葉片轉子的形式存在，這些葉片不是平坦的，它們是凸面和凹面的。當汽車運動時，迎面來的空氣驅動葉片并使它們旋轉，即生成所說的電能。葉片的形狀是通過這樣一種方式選擇的，通過有利于迎面而來的空氣流動驅動葉片運行的空氣阻力所產生的電能盡可能最大化（凹面），以及反向驅動葉片運行的空氣阻力盡可能最小化，也就是說，它比平面的空氣阻力更小（凸面）。中國專利200880128963.2所給出的車輛發電機組，包括一個與車輛推進裝置相連的發動機和一個空氣動力學結構，其特征在于發電裝置的葉輪附近安裝了若干個利用進氣氣流為葉輪形成一個最佳角度環流繞流的引導片和若干個在葉槳后面的導直葉片，于是一個葉輪的導直葉片使其它葉輪的引導片緊隨其后。

安裝在汽車上的風力發電裝置具有良好的應用前景，但現有技術存在以下問題：第一，汽車短暫駐停（發動機不熄火）將使葉輪機喪失迎面而來的空氣氣流動力直至葉輪機停止轉動，風力發電裝置葉輪機經常性的停轉-起動將直接影響其發電效率和工作穩定性；第二，當迎面而來的空氣氣流作用于風力發電裝置葉輪機時，葉輪機在一定時段內將受到反向驅動力的作用，現有技術主要是依靠葉輪機慣性和減小反向驅動力來保證葉輪機連續工作的，其工作穩定性有待進一步提高。換言之，現有技術的發電效率和工作穩定性還有待進一步提高。

另一方面，汽車尾氣所攜帶的能量十分可觀，汽車尾氣能量回收裝置的研究備受人們的關注和重視。目前，汽車尾氣能量主要是以余熱能和/或氣壓能的方式加以利用，如汽車尾氣氣壓能蓄能裝置、汽車尾氣余熱能回收裝置、利用汽車尾氣空氣溫差的發電裝置、掛車尾氣驅動的空調和汽車尾氣渦輪增壓等。據報道，掛車尾氣驅動的空調有望讓掛車司機的年耗油量減少9%，碳排放至少減少20噸。目前只有汽車尾氣渦輪增壓實現了產業化，其他方法由于技術和其他方面原因，仍處于研制或試驗階段。因此，汽車尾氣的利用具有很大的空間，但汽車尾氣能量回收裝置還有待進一步研發。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種可充分利用汽車周圍空氣氣流能量和汽車尾氣能量來發電的裝置，并具有較高的發電效率和工作平穩性。

本實用新型提供了一種安裝在汽車上的雙向整流風力發電裝置，包括汽車本體1，發動機5，葉輪機11，發電機2，進氣罩3，空氣管道12，尾氣管道13，所述葉輪機11由葉輪機殼14，包含若干葉片16的葉輪和葉輪機軸17組成，所述葉輪機11與發電機2通過葉輪機軸17相連接，所述葉輪機11上設置有空氣入口20、尾氣入口19和混合氣排氣口15，所述空氣管道12一端與所述葉輪機11在空氣入口20處連接，所述尾氣管道13一端與所述葉輪機11在尾氣入口19處連接。

進一步地，所述葉輪機11上空氣入口20與尾氣入口19之間錯開角度取值范圍為40度～60度。

進一步地，所述葉輪的葉片16數量是8個。

進一步地，所述葉輪機安裝在汽車車頭引擎蓋下方位置。