[实用新型]汽车用涡街发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，具体是一种利用卡门涡街产生交流电流的装置，该装置将流体流动过程中产生的动能转化成电能，适合汽车在各种工况下使用。 

背景技术

雷诺数（Reynolds number）是用来描述流体（如空气、水等）的运动的一个无量纲数，它描述了流体的惯性力和粘性力之比。可压缩流体的雷诺数Re可以用下式来表示， 

Re=ρV∞Lμ---(1)]]>

其中,ρ,V_∞,μ分别代表流体的密度,速度和动力粘性系数;L代表物体的特征长度尺度。当流体绕过非流线形物体时，由于物体表面的粘性边界层中存在逆压梯度，表面边界层开始分离，经过一定时间的发展，物体后方的尾迹中，根据不同的雷诺数，形成不同流动模式。大量的理论和实验证明，雷诺数从50到500范围内，尾迹区域内会形成稳定的、成对的、交替排列的、旋转方向相反的、固定间距的，以层流为核心的旋涡。这样的流动模式被称为卡门涡街。因为德国的流体力学家冯·卡门（Von Karman）率先对这种现象进行了研究而得名。图1是卡门涡街在管道中的形成示意图。图中标明了卡门涡街形成的基本条件。首先必须有来流（1），即流体的流动；其次，流体必须经过非流线形物体（钝体），或称旋涡发生体（2），图中以二维圆柱形表示。如果流体雷诺数在上述范围内，在旋涡发生体（2）后方，形成卡门涡街（3）。 

在旋涡发生体（2）后方的卡门涡街（3）中，旋涡会沿来流方向向后运动。同时由于单个旋涡的环量的存在，这个涡会受到一个与来流垂直方向上的作用力，即升力。因而在卡门涡街（3）中，流体会在与来流方向垂直的方向上受到周期性交替变化的作用力。根据作用力和反作用力原理，流体也会对这个旋涡发生体（2）产生一个周期性交变的、与来流方向垂直的作用力，因而旋涡发生体（2）会在来流方向垂直的方向上产生振荡。如何利用卡门涡街产生的这种振荡的能量转化成可利用的能量，如电能，是本发明解决的一个技术问题。 

为此本发明中设计了一个装置。将其安置在汽车中，因为空气与车辆的相对运动，便有来流的产生。同时，本发明特别设计了在汽车的怠速工况时使用的涡街发电机结构，即为汽车用涡街发电机。 

发明内容

本发明的目的是利用上述背景技术，设计了一种可将流体流动时产生的动能转化成电能的装置，可以在汽车的各种工况（包括怠速）工况条件下使用。 

本发明是一种汽车用涡街发电机。如图2和图3所示，图2给出了本发明的汽车用涡街发电机沿气流流动方向剖视示意图（即图3的B-B向剖视图），图3为图2的A-A向剖视图，图中标明，该装置包括： 

壳体（4），所述壳体的两端贯通的薄壁柱体、其中一端为带有连接法兰的入口端（5）、一端带有连接法兰的出口端（6）； 

两块永磁铁（7、8），沿壳体（4）底部或顶端设置在其对应面上，并且一面永磁铁N极与另一面永磁铁S极对应； 

旋涡发生体（2），位于壳体（4）内； 

金属线圈（9）缠绕在旋涡发生体（2）的外表面上或者镶嵌在所述旋涡发生体（2）的内壁上。 

所述壳体（4）呈柱体的内腔形成流体的通道。柱体的横截面优选为圆形、矩形或其他多边形。 

所述的两块永磁铁(7、8)的高度h等于壳体（4）内腔高度H的二分之一，即满足公式：