CN202417664U

CN202417664U - 废气涡轮发电机

Info

Publication number: CN202417664U
Application number: CN2011205433909U
Authority: CN
Inventors: 向铁明; 周水庭; 李进宇; 周光星
Original assignee: Xiamen University of Technology
Current assignee: Xiamen University of Technology
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2021-12-22

Abstract

本实用新型公开了一种废气涡轮发电机，包括涡壳、废气涡轮、发电机定子、发电机转子、永磁体、转轴以及壳体；所述涡壳设有进气口与汽车发动机的排气歧管相连通；所述的废气涡轮安装在该涡壳内，该废气涡轮与所述的发电机转子共同设置在所述转轴上，该发电机转子外周设有转子绕组；所述的发电机定子则位于所述的发电机转子外侧，其上固定所述的永磁体；所述的壳体用以固定并罩设转轴及定子、转子。该发电机改变汽车发动机曲轴驱动发电的模式，采用废气涡轮驱动发电机的转子，发电机的转子切割定子上永磁体的磁力线而发电，利用了排气管涡轮的热效应，达到提高效率，节约燃油、保护环境的目的。

Description

废气涡轮发电机

技术领域

本实用新型涉及一种汽车发动机附属的发电机，尤指一种利用废气涡轮推动而进行发电的发电机。

背景技术

从目前汽车所用发动机的热平衡来看，用于动力输出的功率一般只占燃油燃烧总热量的30~45％（柴油机）或20~30％（汽油机）。以废热形式排出车外的能量占燃烧总能量的55％~70％（柴油机）或70~80%（汽油机），主要包括水箱中冷却水散热带走的热量和排气管排放尾气带走的热量。由此可见，汽车内燃机的燃油燃烧所产生的大部分能量均被排出汽车之外而浪费掉了。目前提出利用发动机排气能量的废气涡轮增压技术，当然是一项很好的利用排气余能的技术，且已经达到产业化程度，柴油机的废气涡轮增压技术相对成熟，汽油机的废气涡轮增压也在广泛推广当中。

目前汽车所需要的电源（用于照明、点火、音响、启动、电子电器用电等）均是由发电机发电提供，多余的电能会向随车蓄电池充电，补充蓄电池电能。众所周知，发电机靠通电导体在磁场中切割磁力线而工作，把机械能（动能）转换为电能。目前汽车发电机的驱动，是靠曲轴前端的皮带轮来驱动的，也就是燃料燃烧所转换的动能（这部分动能非常宝贵，主要推动汽车行驶），这种驱动方式，最大的缺点就是浪费了曲轴的动能资源。浪费燃油，浪费能源，并产生尾气排放，不利于环保。

如果能设计一种采用废气涡轮驱动的发电机，即没有取发动机曲轴上面的动能，又节约能源，有利于环保，还可以废气利用，提高燃料消耗的效率，将是一种有着许多优势和前景的汽车发电机，本案由此而产生。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种利用废气涡轮推动而进行发电的废气涡轮发电机。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种废气涡轮发电机，包括涡壳、废气涡轮、发电机定子、发电机转子、永磁体、转轴以及壳体；所述涡壳设有进气口与汽车发动机的排气歧管相连通；所述的废气涡轮安装在该涡壳内，该废气涡轮与所述的发电机转子共同设置在所述转轴上，该发电机转子外周设有转子绕组；所述的发电机定子则位于所述的发电机转子外侧，其上固定所述的永磁体；所述的壳体用以固定并罩设转轴及定子、转子。

所述的涡壳上设有与汽车排气管相连通的旁通路，该旁通路上设有受单片机控制启闭的旁通阀。

所述壳体上设计有连通发动机润滑系和转轴上轴承的润滑油道。

所述壳体上设计有连通发动机冷却***的冷却水道。

采用上述方案后，本实用新型具有下述优点：

1、改变了发动机曲轴驱动发电机发电的模式，发动机排气管的废气涡轮与发电机的转子同轴，采用废气涡轮驱动发电机的转子，发电机的转子切割定子上永磁体的磁力线而发电，利用了排气管涡轮的热效应，达到提高热效率利用，节约燃油、保护环境的目的。

2、在涡壳上设计有旁通阀，当发电机已经工作多时，已经给蓄电池充电良久，蓄电池电压高、充电足够的时候，由单片机控制，开启废气涡轮的旁通阀，此时废气不通过涡轮，而直接排入排气管，涡轮不驱动发电机运转，即不发电，不向蓄电池充电。

附图说明

图1是本实用新型的剖视图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型的左视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。

本实用新型所揭示的是一种废气涡轮发电机，如图1至图3所示，为本实用新型的较佳实施例。所述的废气涡轮发电机主要包括涡壳1、废气涡轮2、发电机定子3、发电机转子4、永磁体5、转轴6以及壳体7。其中：

所述涡壳1设有进气口11与汽车发动机的排气歧管（图中未示出）相连通。所述的废气涡轮2安装在所述涡壳1内，该废气涡轮2与所述的发电机转子4共同设置在所述的转轴6上，该发电机转子4外周设有转子绕组。所述的发电机定子3则位于所述的发电机转子4外侧，其上固定有所述的永磁体5。所述的壳体7用以固定并罩设转轴及定子、转子。

本实用新型的工作原理为：当汽车发动机运转时，排气歧管排出的高温高压高速的尾气由涡壳1的进气口11进入到涡壳1内，打到废气涡轮2的叶片上，从而驱动废气涡轮2转动，此时热能和动能转换为废气涡轮2旋转的动能；废气涡轮2旋转的同时，通过转轴6带动发电机转子4一起旋转，当发电机转子4在永磁体5所产生的磁场中切割磁力线的时候，转子绕组切割磁力线产生感应电动势，并持续的运转发电，将对外输出电能，再经过电压调节器（图中未示出）对电压值进行调节后，向用电设备供电或者向蓄电池充电。

进一步的，所述的涡壳1上设有直接与汽车排气管（图中未示出）相连通的旁通路12，该旁通路12上设有受单片机控制启闭的旁通阀13。当发电机已经工作多时，已经给蓄电池充电良久，蓄电池电压高、充电足够的时候，由单片机控制，开启所述的旁通阀13，由于废气涡轮处阻力较大，因此废气将不通过废气涡轮2，而直接由旁通路12排入排气管，废气涡轮2不驱动发电机运转，即不发电，不向蓄电池充电。

本实用新型在壳体7上设计有连通发动机润滑系（图中未示出）和转轴6上的轴承61的润滑油道71，靠发动机润滑系的机油对废气涡轮的轴承61进行润滑，建立润滑油膜，使得轴承被悬浮在润滑油膜中，变固体摩擦为液体摩擦，大大降低了涡轮轴承的磨损，提高了涡轮的使用寿命。

本实用新型还在壳体7上设计有连通发动机冷却***（图中未示出）冷却水道72，依靠发动机冷却***的冷却水对废气涡轮进行冷却，确保废气涡轮的轴承温度适当，不会因温度过高而烧坏轴承。

定子采用永磁体的好处是，当驾驶员关闭钥匙开关后，磁场继续存在，使得发电机转子继续转动时，阻力较大，从而使转轴6尽快的停止运转，起到保护轴承的作用（因为此时，发动机停止运转，发动机的润滑、冷却***都不工作，废气涡轮的润滑和冷却也是不工作的）。

Claims

1.一种废气涡轮发电机，其特征在于：包括涡壳、废气涡轮、发电机定子、发电机转子、永磁体、转轴以及壳体；所述涡壳设有进气口与汽车发动机的排气歧管相连通；所述的废气涡轮安装在该涡壳内，该废气涡轮与所述的发电机转子共同设置在所述转轴上，该发电机转子外周设有转子绕组；所述的发电机定子则位于所述的发电机转子外侧，其上固定所述的永磁体；所述的壳体用以固定并罩设转轴及定子、转子。

2.根据权利要求1所述的废气涡轮发电机，其特征在于：所述的涡壳上设有与汽车排气管相连通的旁通路，该旁通路上设有受单片机控制启闭的旁通阀。

3.根据权利要求1所述的废气涡轮发电机，其特征在于：所述壳体上设计有连通发动机润滑系和转轴上轴承的润滑油道。

4.根据权利要求1所述的废气涡轮发电机，其特征在于：所述壳体上设计有连通发动机冷却***的冷却水道。