专利名称：一种用于机动车的风轮发电装置及机动车的制作方法
技术领域：
一种用于机动车的风轮发电装置及机动车技术领域：
本实用新型涉及风力发电领域，尤其是涉及一种用于机动车的风轮发 电装置及使用该风轮发电装置的机动车。背景技术：
当前，各种机动车产业日益发达，例如汽车，已成为现代人们生活、 工作、旅游等重要的日常工具。同时，全球的能源紧张，电能短缺，环境 的污染越来越受到人们的关注，完全依靠燃油为动力的车辆所排放的尾气 造成的污染问题日益严重，不得不引起人们的思考。由此，各种新型环保 的节能车也纷纷出现，如一些混合动力机车开始崭露头角，地位日益提升。 如何使车辆更好地节约燃油、最大限度地利用各种能源产生动力，是一个 亟待解决的问题。另一方面，风力发电是一种环保、经济的能源，但是传 统的风力发电装置体积庞大，所占空间大，结构笨重，将风力发电装置运 用到交通工具上，安装十分不便，空气阻力大。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种用于机动车的风轮发电装置，它能方 便地安装在机动车的顶部，在机车的行驶过程中有效地将风力转化为电能。本实用新型的另一目的在于提供一种机动车，安装有风轮发电装置， 在机车的行驶过程中有效地将风力转化为电能。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种用于机动车的风轮发电装置，包括风轮和与所述风轮连接并由其 带动发电的发电机，所述风轮包括圆柱形轮体和由轮体的圆周面向外延伸 的一组叶片，所述叶片受风旋转所形成的旋转面与导致叶片旋转的气流方 向平行，所述轮体上沿所述轮体的轴线固定有耦合到发电机的转子、用于 带动所述发电机转子旋转的转轴。优选地，所述叶片为弧形面。所述叶片为25° 40°的弧形面，所述叶片与所述轮体相接的内边为 直线且与轮体的轴线平行。还包括笼罩所述风轮的聚风罩，所述聚风罩在气流方向上设有相对的进风口和出风口。所述聚风罩的出风口安装有空气导流装置。 所述空气导流装置包括一组水平排布的活动导流叶片。 一种机动车，包括机动车本体，还包括安装在所述机动车本体顶部的 风轮发电装置，所述风轮发电装置包括风轮和发电机，所述风轮包括圆柱 形轮体和由轮体的圆周面向外延伸的一组叶片，所述叶片为弧形面，所述 叶片受风旋转所形成的旋转面与气流方向平行，所述轮体上沿所述轮体的 轴线固定有耦合到发电机的转子、用于带动所述发电机转子旋转的转轴， 所述发电机的输出端耦合至所述机动车本体上的能耗部件或储电装置。所述发电机包括第一 电机和第二电机，所述风轮发电装置还包括齿轮 变速箱，所述齿轮变速箱包括主齿轮和与主齿轮相啮合的第一从动齿轮和 第二从动齿轮，所述转轴耦合到主齿轮，所述第一从动齿轮的转轴与所述 第一电机的转子相连，所述第二从动齿轮的转轴与所述第二电机的转子相 连。本实用新型与现有技术相比的有益效果是由于本实用新型风轮发电装置的风轮轮体为圆柱形，风轮叶片由轮体 的圆周面向外延伸，叶片受风旋转所形成的旋转面与气流方向平行，即使 用状态下为水平面，故相比于传统发电风轮其轮面迎风而立的"风车形" 立式架构，本实用新型风轮整体上为扁平的卧式架构，使其便于安装在车 辆顶部，占用的空间小，可以方便有效地使用于各式机动车辆，将风能转 换为电能后储存在蓄电池中供车辆使用。优选方案中叶片为弧形面，受风面向内凹，利于兜风，以在风力的推 动下带动风轮旋转，而叶片的另一面向外凸，以减少对风的阻力。进一步地，通过在风轮外部设置聚风罩，能够将迎面而来的空气气流 聚集在一起，形成对风轮的强大的推动力，从而提高发电效能。
图1为本实用新型实施例一的风轮发电装置结构示意图； 图2为本实用新型实施例一的风轮叶片立体图； 图3为本实用新型实施例一的发电机部分电路原理图； 图4为本实用新型实施例二的风轮发电装置结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。 实施例一请参考图1，本实施例的风轮发电装置包括风轮2和与风轮2连接并 由其带动发电的发电机6。风轮2包括轮体21和由轮体21的圆周面向外 延伸的一组叶片22，轮体21为圆柱形，叶片22受风旋转所形成的旋转面 为水平面，轮体21上沿其轴线方向固定有转轴1，转轴1的另一端耦合到 发电机6的转子，用于带动发电机6的转子旋转。叶片22在轮体21上以 转轴l为中心均匀分布。叶片22为弧形面，弧度为25° 40° ,所述叶 片与所述轮体相接的内边可以为直线，也可以为弧线。如图2所示，叶片 22与轮体21相接形成内边a为直线，其与轮体的轴线平行，且叶片22向 外延伸的自由边b也与该内边a平行，叶片在内边a与自由边b之间的形 成角度近似为30。的弧形面c。风轮2整体呈扁平状卧式架构，有利于减 少空气带给行驶中车辆的阻力。与普通风扇叶片不同，本实施例的叶片22 优选采用轻质材料，使得叶片的启动速度快，转速均匀，产生震动小，同 时噪音低。本实施例还进一步设置了聚风罩5，该聚风罩5呈扁长的方形，从外 部笼罩住风轮2。聚风罩5在气流方向上相对的两个端部开有进风口 3和 出风口4，进风口3处于迎风一端，出风口处于背风一端，迎面而来的空 气由进风口 3进入聚风罩5，聚集在一起形成一股强大的冲击力流，气流 直接作用在风轮叶片22上，从而推动风轮2高速旋转。作用之后的空气从 出风口4流出。为减少空气阻力，在出风口4位置安装空气导流装置10， 该空气导流装置10包括一组水平排布的活动导流叶片11，到达出风口 4 的气流经活动导流叶片11间的空隙疏导出去，降低气流对聚风罩5产生的 阻力。本实施例中，风轮轮体21上的转轴1直接与发电机6的转子连接，驱 动转子旋转。发电机6的转子上钳有永久磁铁9，永久磁铁9作为转子磁' 极产生旋转磁场，旋转磁场强度是恒定的。在永久磁铁9外套有一个定子 线圈7，定子线圈7固定不动，当转子运动时切割磁力线，在定子线圈7 上就产生了感应电动势。如图3所示，定子线圈绕组L1、 L2和L3产生的 感应电流经整流管D1 D6整流，通过滤波电容C1、 C2去除纹波，对电瓶 BT1充电，储存电量。还可以在定子线圈绕组Ll、 L2和L3基础上增加绕 组匝数并引出接线头，由此构成另一组线圈绕组L1-1、 L2-2、 L3-3，同时 增加一套桥式整流管D7 D12，由原绕组L1、 L2、 L3与增加的绕组Ll-l、 L2-2、 L3-3串联输出。这样可以进一步提高发电机的输出电压，保证在风轮低速转动时充电的进行，使发电机发电性能大大提高。本实用新型可独立为电力机车主电瓶、备用电瓶充电，尤其是新型汽 车电瓶车与燃油车的混合体机车，当燃油耗尽或燃油车系统损坏时，所存 储的电能取决定性的作用。本实用新型可做到一边行驶一边利用风轮来进 行充电，除了提供动力，还可为机车上的非动力设备负载供电，如车载通 信呼叫系统，车载网络系统等等。另外，机车不行驶时风轮还可继续发电， 即相当于一个能移动的风轮发电系统。本实用新型的风轮发电装置能用于 汽车、电车、高速列车等机动车。 实施例二本实施例与实施例一相比的区别在于增加了第二发电机16，同时还增设了齿轮变速箱。如图4所示，第二发电机16的转子上钳有永久磁铁19， 在永久磁铁19外套有定子线圈17，齿轮变速箱包括主齿轮13、第一从动 齿轮14以及第二从动齿轮15。风轮轮体21上的转轴1与齿轮变速箱中主 齿轮13的转轴固定连接,而主齿轮13分别与第一从动齿轮14和第二从动 齿轮15啮合，第一从动齿轮14的转轴与发电机6的转子8固定连接，第 二从动齿轮15的转轴与第二发电机16的转子18固定连接。风轮2驱动主 齿轮13，第一、二从动齿轮则在主齿轮13的传动作用下旋转，并进一步 带动各发电机的转子旋转，第一发电机定子线圈切割磁力线，产生电能并 输出。本实施例由于增加了发电机，通过齿轮变速箱实现齿轮传动，可使两 组发电机同时利用一个风轮发电，从而取得更高的风力发电效能。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详 细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用 新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提 下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护 范围。
权利要求1. 一种用于机动车的风轮发电装置，包括风轮和与所述风轮连接并由其带动发电的发电机，其特征在于所述风轮包括圆柱形轮体和由轮体的圆周面向外延伸的一组叶片，所述叶片受风旋转所形成的旋转面与导致叶片旋转的气流方向平行，所述轮体上沿所述轮体的轴线固定有耦合到发电机的转子、用于带动所述发电机转子旋转的转轴。
2. 如权利要求1所述的风轮发电装置，其特征在于所述叶片为弧 形面。
3. 如权利要求2所述的风轮发电装置，其特征在于所述叶片为25° 40°的弧形面，所述叶片与所述轮体相接的内边为直线且与轮体的轴线平行。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的风轮发电装置，其特征在于 还包括笼罩所述风轮的聚风罩，所述聚风罩在气流方向上设有相对的进风 口和出风口。
5. 如权利要求3所述的风轮发电装置，其特征在于所述聚风罩的 出风口安装有空气导流装置。
6. 如权利要求4所述的风轮发电装置，其特征在于所述空气导流 装置包括一组水平排布的活动导流叶片。
7. —种机动车，包括机动车本体，其特征在于还包括安装在所述 机动车本体顶部的风轮发电装置，所述风轮发电装置包括风轮和发电机， 所述风轮包括圆柱形轮体和由轮体的圆周面向外延伸的一组叶片，所述叶 片为弧形面，所述叶片受风旋转所形成的旋转面与导致叶片旋转的气流方 向平行，所述轮体上沿所述轮体的轴线固定有耦合到发电机的转子、用于 带动所述发电机转子旋转的转轴，所述发电机的输出端耦合至所述机动车 本体上的能耗部件或储电装置。
8. 如权利要求7所述的机动车，其特征在于所述风轮发电装置还 包括笼罩所述风轮的聚风罩，所述聚风罩在气流方向上设有相对的进风口 和出风口。
9. 如权利要求8所述的机动车，其特征在于所述聚风罩的出风口 安装有空气导流装置，所述空气导流装置包括一组水平排布的活动导流叶 片。10.如权利要求9所述的风轮发电装置，其特征在于所述发电机包 括第一电机和第二电机，所述风轮发电装置还包括齿轮变速箱，所述齿轮 变速箱包括主齿轮和与主齿轮相啮合的第一从动齿轮和第二从动齿轮，所 述转轴耦合到主齿轮，所述第一从动齿轮的转轴与所述第一电机的转子相 连，所述第二从动齿轮的转轴与所述第二电机的转子相连。
专利摘要本实用新型公开了一种用于机动车的风轮发电装置，包括风轮和与所述风轮连接并由其带动发电的发电机，所述风轮包括圆柱形轮体和由轮体的圆周面向外延伸的一组叶片，所述叶片受风旋转所形成的旋转面与导致叶片旋转的气流方向平行，所述轮体上沿所述轮体的轴线固定有耦合到发电机的转子、用于带动所述发电机转子旋转的转轴。本实用新型还公开了一种安装有风轮发电装置的机动车。由于呈扁平的卧式架构，使得本实用新型的风轮发电装置在机动车上安装十分方便，在有效利用风力发电时所产生的阻力也较小。
文档编号B60K16/00GK201092933SQ20072017256
公开日2008年7月30日 申请日期2007年10月17日 优先权日2007年10月17日
发明者刘少兵 申请人:康佳集团股份有限公司