[实用新型]一种安装在汽车上的双向整流风力发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及交通技术领域，尤其涉及驱动汽车和卡车的风力发电装置，该装置可以安装在使用燃油或燃气的机动车辆上。

技术背景

根据世界卫生组织（WHO）的数据，汽车是对环境污染的主要来源之一。汽车所消耗的石油产品占其生产总量的90%以上，并且其能耗的40%～60%用于克服汽车的气动阻力。目前，人们已尝试利用不同的方法来减少燃油的消耗量，其中一种方法是在汽车上安装风力发电装置，它通过空气的流动动能来产生电能。通过这种方式获得电能，可以用于储存在附加的充电器内（蓄电池，蓄电池组等）和/或用于汽车的运行。安装在汽车上的风力发电装置的核心问题是其工作效率，对于安装在汽车上的风力发电装置，进行叶轮叶片形状优化选择和/或叶轮环流绕流角度优化选择均可提高其发电效率。

所知道的汽车发电装置有美国专利7147069B2（2006年12月12日申请）和中国专利200880128963.2（2008年4月25日申请），它们均利用汽车在行驶时所产生的空气气流能量来驱动叶轮发电，然后将电能用于驱动车辆的车轮和/或储存在附加的充电器内。美国专利7147069B2所给出的发电装置的空气动力学部分，被安装在汽车前端和沿其两侧，迎面而来的空气进入叶轮机通风管时具有一定量的动能，该发电装置将空气气流动能转化为电能。它是通过里面放置有叶轮的，相对于汽车纵轴方向即垂直于它的运动的横向和纵向两个方向的轴旋转的发电机的形式来实现。每个叶轮是叶片转子的形式存在，这些叶片不是平坦的，它们是凸面和凹面的。当汽车运动时，迎面来的空气驱动叶片并使它们旋转，即生成所说的电能。叶片的形状是通过这样一种方式选择的，通过有利于迎面而来的空气流动驱动叶片运行的空气阻力所产生的电能尽可能最大化（凹面），以及反向驱动叶片运行的空气阻力尽可能最小化，也就是说，它比平面的空气阻力更小（凸面）。中国专利200880128963.2所给出的车辆发电机组，包括一个与车辆推进装置相连的发动机和一个空气动力学结构，其特征在于发电装置的叶轮附近安装了若干个利用进气气流为叶轮形成一个最佳角度环流绕流的引导片和若干个在叶桨后面的导直叶片，于是一个叶轮的导直叶片使其它叶轮的引导片紧随其后。

安装在汽车上的风力发电装置具有良好的应用前景，但现有技术存在以下问题：第一，汽车短暂驻停（发动机不熄火）将使叶轮机丧失迎面而来的空气气流动力直至叶轮机停止转动，风力发电装置叶轮机经常性的停转-起动将直接影响其发电效率和工作稳定性；第二，当迎面而来的空气气流作用于风力发电装置叶轮机时，叶轮机在一定时段内将受到反向驱动力的作用，现有技术主要是依靠叶轮机惯性和减小反向驱动力来保证叶轮机连续工作的，其工作稳定性有待进一步提高。换言之，现有技术的发电效率和工作稳定性还有待进一步提高。

另一方面，汽车尾气所携带的能量十分可观，汽车尾气能量回收装置的研究备受人们的关注和重视。目前，汽车尾气能量主要是以余热能和/或气压能的方式加以利用，如汽车尾气气压能蓄能装置、汽车尾气余热能回收装置、利用汽车尾气空气温差的发电装置、挂车尾气驱动的空调和汽车尾气涡轮增压等。据报道，挂车尾气驱动的空调有望让挂车司机的年耗油量减少9%，碳排放至少减少20吨。目前只有汽车尾气涡轮增压实现了产业化，其他方法由于技术和其他方面原因，仍处于研制或试验阶段。因此，汽车尾气的利用具有很大的空间，但汽车尾气能量回收装置还有待进一步研发。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可充分利用汽车周围空气气流能量和汽车尾气能量来发电的装置，并具有较高的发电效率和工作平稳性。

本实用新型提供了一种安装在汽车上的双向整流风力发电装置，包括汽车本体1，发动机5，叶轮机11，发电机2，进气罩3，空气管道12，尾气管道13，所述叶轮机11由叶轮机壳14，包含若干叶片16的叶轮和叶轮机轴17组成，所述叶轮机11与发电机2通过叶轮机轴17相连接，所述叶轮机11上设置有空气入口20、尾气入口19和混合气排气口15，所述空气管道12一端与所述叶轮机11在空气入口20处连接，所述尾气管道13一端与所述叶轮机11在尾气入口19处连接。

进一步地，所述叶轮机11上空气入口20与尾气入口19之间错开角度取值范围为40度～60度。

进一步地，所述叶轮的叶片16数量是8个。

进一步地，所述叶轮机安装在汽车车头引擎盖下方位置。