[發明專利]一種用于高速車輛風能回收的聚風涵道式風力機

在審

• 申請號: 202011274956.2
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112814835A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 鄧濤;植麗霞
• 申請（專利權）人: 鄧濤;植麗霞
• 主分類號: F03D1/04
• 分類號: F03D1/04;F03D9/32;B60K16/00;G06F17/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及機動車節能領域，是一種高效的高速機動車風能回收裝置和技術。本發明提供一種聚風涵道式風力機的設計。其特征在于：該聚風涵道式風力機安裝于車輛的正面機艙部分，不增加車輛迎風面積、不改變車輛實質氣動特性；風力機由聚風涵道和安裝在涵道內的風力機組成，聚風涵道由前部收縮段，中部涵道段和尾部擴散段組成；利用涵道將迎風氣流的靜壓能部分轉換為動能，大幅提高可回收的動能；風機通過傳動裝置和發電機相連，帶動發電機將回收的機械能轉化為電能并再次用于輔助驅動車輛或車輛其他能耗用途而再次降低車輛的能耗。因此采用該裝置可大幅降低高速行駛車輛的實際能耗和燃油車的污染物排放，對電動汽車則可大大延長實際行駛里程。

技術領域

本發明涉及機動車節能領域，是一種高效的高速機動車風能回收裝置和技術。

背景技術

現在是車的世界，全國和全球的車輛數應該是個天文數字，每年消耗的能源和排放的污染物也是天文數字。車輛降耗具有重大的經濟意義和環保意義，但降耗確實比較難。申請號為CN2020102671148 的發明專利申請提供了一種利用風力發電機回收車輛高速行駛時作用于車輛發動機艙正面氣流動能的一種設計，但該發明專利申請提出的風能回收裝置，其能量回收效率較低。本發明提出聚風涵道式風力機的設計，通過該風力機，可大大提高車輛行駛過程中回收的氣流動能，提高能量回收效率，可和專利申請 CN2020102671148的方案配合使用，具有相當的經濟性和實用性。

發明內容

本發明提供一種聚風涵道式風力機的設計，該聚風涵道式風力機安裝于車輛的正面機艙部分，如圖1所示，這樣可以實現CN2020102671148專利申請的方案中不增加車輛迎風面積及改變車輛總體氣動特性的設計原則，用于高效的回收車輛高速行駛時作用于車輛正面機艙的部分空氣動能，從而降低車輛能耗，實現高速機動車節能降耗的目的。

進一步的，該風力機由聚風涵道(圖3)和安裝在涵道內的風力機(圖2中(3)所示)組成，如圖2所示。聚風涵道如圖3所示，由前部收縮段(1)，中部涵道段(2)和尾部擴散段(3)組成，總長度在250-350mm左右，涵道內布置高速高效風力機(圖2中(3)所示)用于把氣流動能部分轉換為機械能，發電機可布置在涵道外部側面或其他地方，風機的機械能由軸端帶輪通過皮帶傳輸到發電機的輸入軸 (也可采用其他的傳動方式，具體由布置確定)，帶動發電機發電，所發電能存儲于電池組中，可用于驅動車輛行駛或其他用途。風機及其傳動部分用支架安裝在涵道壁上，由涵道承受風機的軸向力和帶傳動的側向力。

進一步的，根據伯努利方程，流體流動中速度增大，壓強就減小；速度減小，壓強就增大；速度降為零，壓強就達到最大(理論上應等于總壓)。因此流體可由靜壓的變化而產生速度的變化；另一方面，根據動能計算公式可知，流體速度的變化將產生動能的較大變化。在本發明中，由于通過聚風涵道不同斷面的氣流連續，因此作用于車輛機艙迎風面氣流通過涵道時其流速顯著增大，其比值為兩斷面的面積比，此時流體的靜壓降低，動能顯著增大。以本項目實施例中描述的規格為例，在忽略風力機中心部分尺寸的前提下，流過涵道時的氣流速度是迎風面氣流速度的2.55倍，回收的氣流動能理論上可比專利申請CN2020102671148中描述的風力機回收的動能提高6.5倍，大幅提高風力發電機可回收的流體動能，提高能量回收效率。擴散斷面主要作用是將從涵道流出的流體擴散分布到后方用于燃油發動機的冷卻，對能量回收的影響基本可以忽略不計。

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹和說明。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的實施例。

附圖說明

圖1聚風涵道式風力機安裝位置示意圖

圖2聚風涵道式風力機結構示意圖

圖3聚風涵道結構示意圖

圖4不同車速下S1面和涵道動能曲線圖