CN101830168A - 一种利用机动车等物体的移动来进行风力发电的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种利用机动车等物体达到和超过一定速度的移动来进行风力发电的风力发电机组。其包括一种细长的、轴向和风向垂直的、水平轴、多定子、外转子、双出轴永磁电机，设置于机动车的顶部，通过电机叶轮吸收风能转动，产生电能；一种“C”形条状叶轮，设置在电机的外壳上，用于吸收风能，推动电机外壳转动；空气导流***，设置于机动车顶部，用于对机动车移动过程中产生的相对流动的空气进行导流；支撑***，设置于机动车顶部，用于支撑电机。本发明的目的是为了提供一种利用机动车等物体达到和超过一定速度的移动来进行风力发电的装置。本发明可广泛应用于出租车、火车、货车等机动车辆并为其提供电力。

Description

一种利用机动车等物体的移动来进行风力发电的装置
技术领域
本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种利用机动车等物体达到和超过一定速度的移动来进行风力发电的装置。
背景技术
风，大自然的恩赐，风能没有污染，是清洁能源，自古到今，作为可再生能源，取之不尽，用之不竭，风车旋转不止，人类享用不尽。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，来促使发电机发电。风能发电还可以减排二氧化碳等有害物。可以避免由于由污染性的燃油对环境的破坏和对人类健康状况的影响。因此，风力发电产生的每度电都有它的经济意义和社会意义。
本发明是典型的高效节能的环保产品，根据相对论的原理，当机动车等物体达到和超过一定速度移动时，我们可以认为机动车没有移动，而是空气在移动，这样本发明可主动利用机动车等物体达到和超过一定速度的移动所产生的相对的风能来发电，而不用象现有的传统的风力发电机是被动的等着风来吹动才能发电。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种新颖的、符合空气动力学原理的、利用机动车等物体达到和超过一定速度的移动来进行风力发电的装置，从而为电动机动车提供电力，大幅度延长电动机动车的续航里程，大幅度延长电动机动车所用电池的寿命，大幅度降低电动机动车的运营成本，进而使电动机动车，特别是纯电动小汽车得以普及，而降低社会和人们的生活、生产成本，降低物价，降低世界对石油的依赖。
为了实现上述目的，本发明提供了一种利用机动车等物体达到和超过一定速度的移动来进行风力发电的装置。本发明从整体上，在***结构等方面全面进行创新设计，使之更加符合空气动力学原理，从而提高发电装置的整体性能，该装置包括：
一种细长的、轴向和风向垂直的、水平轴、多定子、外转子、双出轴永磁电机，设置于机动车的顶部，通过电机叶轮吸收风能转动，产生电能；
一种“C”形条状叶轮，设置在电机的外壳上，用于吸收风能，推动电机外壳转动；
空气导流***，设置于机动车顶部，用于对机动车移动过程中产生的相对流动的空气进行导流；
支撑***，设置于机动车顶部，用于支撑电机。
所述电机为细长的、轴向和风向垂直的、水平轴、多定子、外转子、双出轴永磁电机。电机定子由电机轴、矽钢、线圈构成，电机转子由永磁铁和电机外壳构成，电机轴为空心轴，电机轴从电机外壳两端同时伸出。电机直径要小，电机的直径根据功率要求而尽可能的小。电机长度要长，电机长度根据机动车顶部的宽度进行调整。电机重量要尽可能的轻。电机数量根据风力发电装置所需达到的功率要求进行设置。
所述“C”形条状叶轮，设置在电机的外壳上，叶轮通过支架固定在电机外壳上，叶轮的凹面朝着机动车的前向移动方向，叶轮及叶轮支架由碳素或铝镁合金等重量非常轻、强度非常强、耐腐蚀、抗老化的材料制成。
所述空气导流***，设置于机动车顶部，由数个曲面空气导流板组成，导流板分散固定于支撑板和电机之间，用于对机动车移动过程中产生的相对流动的空气进行导流，导流板由碳素或铝镁合金等重量非常轻、强度非常强、耐腐蚀、抗老化的材料制成。
所述空气导流板***，对风力发电装置的电机之间的空气进行部分区域隔断，使每个电机叶轮运行所产生的风能不对其它电机产生风阻等负面影响，使电机运转更加顺畅。
所述空气导流***，每个导流板的顶部均不高于紧邻的后一个电机外壳顶部的水平面，使每个电机只有顶部的叶轮吸收机动车移动产生的风能，电机本身及电机外壳顶部水平面以下的叶轮不受机动车移动产生的风能的影响，即，使电机只有顶部单侧的叶轮吸收机动车移动产生的风能。
所述支撑***，设置于机动车顶部，由两个支撑板、四个支撑腿组成。两个支撑板用于支撑电机和空气导流***，支撑板是不通风的，支撑板上端是不规则的曲线、且不高于风力发电装置所使用的电机外壳的高度。四个支撑腿用于把风力发电装置连接、固定在机动车车顶。支撑***由碳素或铝镁合金等重量非常轻、强度非常强、耐腐蚀、抗老化的材料制成。
所述风力发电装置设置于机动车顶部。
所述风力发电装置设置于机动车的顶部，风力发电装置安装方向：由低到高，低的一端和“C”形条状叶轮的凹面朝向机动车的前向移动方向。
所述风力发电装置的重量要尽可能的轻，裸露的部件均要求由抗温差变化，耐腐蚀，耐磨擦，抗老化的材料制成。
所述的风力发电装置线圈的导线从空心轴内引出，导连接充电控制器，所产生的电能经充电控制器输入蓄电池。
所述的风力发电装置可广泛应用于出租车等小汽车，火车，货车等机动车辆。
本发明的工作原理是：机动车等物体达到和超过一定速度移动时，根据相对论原理，会产生相对风能，就是会在机动车车顶产生和存在一个客观的风速风能，根据空气动力学原理，风能在空气导流***的引导作用下，在发电装置的顶部，吹向电机顶部单侧叶轮的凹面，叶轮吸收风能推动电机转子转动，而产生电能，风能在空气导流***的引导作用下，使叶轮运转更加顺畅。这样发电装置发电所需要的扭力，远小于机动车达到和超过一定速度移动时，已经在车顶产生和存在并被发电机叶片吸收的风力，从而使机动车不需要消耗更多的能量来克服发电装置所产生的阻力，就是说：克服发电装置产生的阻力所需要消耗的能量远远小于发电装置所产生的能量(电能)。
根据蓄电池固有的特性，电动机动车一边从蓄电池取电，发电装置一边向蓄电池充电，这种蓄电池一边放电一边充电的工作模式，可以大幅度延长蓄电池的使用寿命，同时大幅度延长电动机动车的续航里程。
附图说明
图1为本发明的实施例前视示意图
图2为本发明的实施例A-A剖面平面示意图
具体实施方式
下面列举一部分具体实施例对本发明进行说明，有必要在此指出的是：以下具体实施例只用于对本发明做进一步说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他任何人根据本发明做出的一些非本质的修改和调整，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其仍属于本发明的保护范围。
本发明设计匹配N组(N大于等于1)电机，实施例匹配选择N＝2。本发明每组电机设计匹配M个(M大于等于1)叶轮，实施例匹配选择M＝4。本发明每个电机设计匹配P个(P大于等于1)定子，实施例匹配选择P＝2。如图1为本发明实施例的结构示意图，该利用机动车等物体的移动来进行风力发电的装置，包括：电机1；叶片2；空气导流板3；支撑板4；支撑腿5；叶轮支架6；电机轴7；安装电机轴的孔8。
本发明从整体上，在***结构等方面全面进行创新设计，从以下几个关键之处设计，可以使之更加符合空气动力学原理，从而提高发电装置的整体性能。下面描述本发明实施例的详细结构：
电机1设置在两个支撑板4之间，由电机轴7安装在孔8里来连接、固定；
导流板3分别设置在电机1之前、之间、之后，所有导流板均设置在两个支撑板4之间；
支撑腿5设置在支撑板4的下端，用来连接机动车的顶部和固定本发明的整个发电装置；
叶片2设置在电机1的外壳上，用叶轮支架6连接、固定；
叶轮的凹面朝向机动车的前向移动方向；
由于可以将机动车等物体达到和超过一定速度的移动而产生的相对风能用来转换为电能，因此，在该实施例中，当机动车等物体达到和超过一定速度移动时，为了满足获得足够的风量且保证机动车能够顺利行驶，本发明的发电装置一定要从低到高，把低的一端以及叶轮的凹面朝向机动车的前向移动方向，并且，发电装置***的安装必须满足以上详细结构所述。
该实施例中，发电装置发电的原理是，机动车等物体达到和超过一定速度移动时，会产生相对风能，风能在空气导流***3的引导作用下，吹向电机1顶部单侧叶轮2的凹面，叶轮2吸收风能推动电机1转子转动，而产生电能，这样就使发电装置在机动车达到和超过一定速度移动时不断产生电能。
最后所要再次说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，任何有关人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改和调整，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其仍属于本发明的保护范围，涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种利用机动车等物体达到和超过一定速度的移动来进行风力发电的装置，其特征在于包括：
一种细长的、轴向和风向垂直的、水平轴、多定子、外转子、双出轴永磁电机，设置于机动车的顶部，通过电机叶轮吸收风能转动，产生电能；
一种“C”形条状叶轮，设置在电机的外壳上，用于吸收风能，推动电机外壳转动；
空气导流***，设置于机动车顶部，用于对机动车移动过程中产生的相对流动的空气进行导流；
支撑***，设置于机动车顶部，用于支撑电机。
2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：所述电机为细长的、轴向和风向垂直的、水平轴、多定子、外转子、双出轴永磁电机。电机定子由电机轴、矽钢、线圈构成，电机转子由永磁铁和电机外壳构成，电机轴为空心轴，电机轴从电机外壳两端同时伸出，电机直径要小，电机长度要长，电机重量要尽可能的轻。
3.根据权利要求1、2所述的电机，其特征在于：所述电机的直径根据功率要求而尽可能的小，电机长度根据机动车顶部的宽度进行调整，电机数量根据权利要求1所述的风力发电装置所需达到的功率要求进行设置。
4.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：所述“C”形条状叶轮，设置在电机的外壳上，叶轮通过支架固定在电机外壳上，叶轮的凹面朝着机动车的前向移动方向，叶轮及叶轮支架由碳素或铝镁合金等重量非常轻、强度非常强、耐腐蚀、抗老化的材料制成。
5.①根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：所述空气导流***，设置于机动车顶部，由数个曲面空气导流板组成，导流板分散固定于支撑板和电机之间，用于对机动车移动过程中产生的相对流动的空气进行导流，导流板由碳素或铝镁合金等重量非常轻、强度非常强、耐腐蚀、抗老化的材料制成。
②根据权利要求1所述的空气导流***，其特征在于：所述空气导流板***，对权利要求1所述的风力发电装置的电机之间的空气进行部分区域隔断，使每个电机叶轮运行所产生的风能不对其它电机产生风阻等负面影响，使电机运转更加顺畅。
③根据权利要求1所述的空气导流***，其特征在于：所述空气导流***，每个导流板的顶部均不高于紧邻的后一个电机外壳顶部的水平面，使每个电机只有顶部的叶轮吸收机动车移动产生的风能，电机本身及电机外壳顶部水平面以下的叶轮不受机动车移动产生的风能的影响，即，使电机只有顶部单侧的叶轮吸收机动车移动产生的风能。
6.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：所述支撑***，设置于机动车顶部，由两个支撑板、四个支撑腿组成。两个支撑板用于支撑电机和空气导流***，支撑板是不通风的，支撑板上端是不规则的曲线、且不高于权利要求1所述的风力发电装置所使用的电机外壳的高度。四个支撑腿用于把权利要求1所述的风力发电装置连接、固定在机动车车顶。支撑***由碳素或铝镁合金等重量非常轻、强度非常强、耐腐蚀、抗老化的材料制成。
7.①根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：风力发电装置设置于机动车的顶部，风力发电装置的重量要尽可能的轻。
②根据权利要求1、4所述的风力发电装置，其特征在于：风力发电装置设置于机动车的顶部，风力发电装置安装方向：由低到高，低的一端和“C”形条状叶轮的凹面朝向机动车的前向移动方向。
8.根据权利要求1、2、3、4、7所述的风力发电装置，其特征在于：风力发电装置从低到高，前一个电机顶部叶轮的最高外沿的水平面，一定要低于紧邻的后一个电机外壳顶部的水平面，从而使每个电机只有顶部单侧的叶轮吸收机动车移动产生的风能。
9.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：所述的风力发电装置可广泛应用于出租车，火车，货车等机动车辆。
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