本發明涉及移動載體綠色能源發電設備領域,特別是涉及一種移動用旋風渦流發電機。
背景技術:
市面上只有固定式風力風電機組,例如發電機固定不動,利用大自然產生風力推動風扇,但是都以立式圓扇為發電設備,存在體積大與需依靠自然風力大小限制發電能量的缺點。無法安裝于小型移動設備使用例如機動車上(國家有車體高度限制),又有農民自己研發將立式風扇裝設于車體正前方迎風發電,雖然能節省高度但是沒有導風設計讓風力無法統一方向轉動風扇,且為傳統立式風扇面積大占空間增加車體的前進阻力,所有現有設備都無法滿足機動車輛要求的大發電能量與低高度、低風阻的要求。例如中國發明專利《一種渦流導風式風力發電機》,申請號為201310455209.2,其包括定子架及轉子架,其特征在于,其還包括導風板、葉片、主軸、增速機以及發電機,導風板設置在所述定子架上,葉片設置在所述轉子架上,定子架固定設置于所述主軸上,轉子架相對于所述主軸可旋轉設置,增速機設置于所述主軸下部,發電機與所述增速機及所述主軸固定連接。此發明結構簡單,安裝方便且維護方便,提高了風機的發電效率及風能利用率。與本發明相比,此發明沒有方向導風設計不能控制風向,會造成相反力抵消的現象,更不能壓縮風體積、增大風的動能,且對風速要求高,不能用于移動設備。
技術實現要素:
本發明主要解決的技術問題是提供一種移動用旋風渦流發電機,其設計合理,結構簡單,解決傳統風力發電依靠大自然不穩定風量造成發電量不足的問題,而且還解決了傳統立式風力發電體積大、風扇直徑大高度高造成載體風阻變大的問題,同時還解決了渦流風扇氣流單一方向限制的問題。
為解決上述技術問題,本發明采用的一個技術方案是提供一種移動用旋風渦流發電機,其包括:腔室、葉扇和發電轉子裝置;所述葉扇位于腔室中心;所述發電轉子裝置與葉扇的轉軸相連;所述腔室至少有兩個可形成對流的導風通道,外面氣流經過導風通道導向后與葉扇的轉軸垂直;所述葉扇的葉片與腔室的底板垂直;所述導風通道口徑由腔室外至腔室內逐漸減小。
優選的是,所述每個導風通道至少需要兩塊導風板;所述導風板垂直于腔室的底板;
優選的是,所述葉扇的葉片尾部設有折彎段,且彎折角度為105度;
優選的是,所述導風板的個數有七個;
優選的是,所述葉扇為渦流葉扇;
優選的是,所述發電轉子裝置包括發電轉子;所述發電轉子外側設有容納箱;所述容納箱為五邊形的箱體。
本發明的有益效果是:提供一種移動用旋風渦流發電機,體積小、重量輕、高度低,適合移動交通工具使用。在其結構中利用渦扇輕薄與側邊吹風原理,讓風扇可以平躺旋轉,不會造成體積過大形成風阻,另外導風通道可以增壓風的出力和推力并且導引風向不會造成反向推力互相抵消的現象。而且整體風阻面積縮小并輔以容納箱設計,讓風阻效益減小而增加行進移動能量,進而能轉換更多動能回收程電能。
附圖說明
圖1是導風機構內部示意圖;
圖2是一種移動用旋風渦流發電機側面結構示意圖;
圖3是一種移動用旋風渦流發電機導引風向結構示意圖;
圖4是一種移動用旋風渦流發電機導引風向結構立體圖;
圖5是一種移動用旋風渦流發電機旋風方向示意圖;
圖6是下層發電轉子裝置結構示意圖;
附圖中各部件的標記如下:1、腔室;2、葉扇;3、發電轉子裝置;4、發電轉子;5、腔室底板;6、導風板;7、容納箱。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述,以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解,從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
請參閱附圖1至附圖6,本發明實施例包括:腔室1、葉扇2和發電轉子裝置3。葉扇2位于腔室1中心,發電轉子裝置3與葉扇2的轉軸相連,發電轉子裝置3包括發電轉子4,發電轉子4外側設有容納箱7,容納箱7為五邊形設計,迎風面為切風角,縮小了迎風阻力。其中腔室1至少有兩個可形成對流的導風通道,外面氣流經過導風通道導向后與葉扇2的轉軸垂直,葉扇2的葉片與腔室的底板5垂直,葉扇2尾部設有折彎段,且彎折角度為105度,進一步增加風力接觸面與推力角。同時,導風通道口徑由腔室1外至腔室1內逐漸減小,每個導風通道至少需要兩塊導風板6,且導風板6垂直于腔室的底板5,導風通道設計控制風力推動方向,由大變小的風道設計壓縮風體積,進而增大風速與推動力集中風力增加推力,風力進入腔室1后推動渦流葉扇2轉動,葉扇2中心轉軸轉動下方發電轉子4,發電轉子4轉動線圈與磁鐵產生磁電轉換效應產生電能量,經由電線輸出電量儲存于電池中。例如,本發明可以應用于大型廣告車上,為廣告車上的LED廣告牌供電;同時,本發明也可以根據尺寸以及材料特質的變化運用在其他的移動設備上,可以方便快速供電。在以往的廣告車上的LED廣告牌的用電都是通過燃燒汽油提供電能,這樣每天不僅要花費大量的油費,而且還會給空氣帶來污染,降低空氣質量,影響人體健康。在各種啟示下,工作人員設計出了一種移動用旋風渦流發電機,可以安裝在不同車上移動使用。當車移動時,前進的風可以吹動葉扇2快速轉動給發電機提供動力,使發電機發電;當車靜止時,無論從哪個方向吹過來的風都可以吹進導風通道,通過導風通道對空氣壓縮,增加能動力,即可快速推動葉扇2轉動,提高了風的發電效率及風能利用率,并且在任何風向下部可工作。
經測試以機動車為載體車速達到20公里時風速為2.12m/s葉片達到旋轉正常發電每分鐘200rpm/m(200W輸出),移動時速達50公里時葉片達到旋轉每分鐘600rpm/m(600W輸出),超過600rpm/m發電控制器會煞車停止發電保護發電機組(實驗以24V/600W輸出馬達為基準,還有2000W與其他大尺寸機組,可以針對不同載體量身訂做不同功率)。
發電機設定電壓為24與48V兩種電壓規格適用于市面上所有電瓶電池充電使用,發電效率可依不同載體設計風扇大小來決定發電功率與發電量,只要是會移動的載體都可以安裝本發電機構,因移動即產生風量,速度越快風量越大,葉扇2可以越小,相反速度越慢風量較小,葉扇2必須越大,因此沒有一定的尺寸與發電功率規定,可以依照移動載體的速度與大小、供電量需求等來訂做不同的發電功率與風扇大小。
本方案與傳統功能對比:
從上表可以看出,本方案中以移動工具為載體,自體移動產生風量發電穩定性高,透過新水平渦流風扇實現低風阻機構,不存在場地與車體高度限制,一邊移動產生耗能,一邊發電產生新能源,將動能回收成為電能,是最為可靠又環保的新能源產品。
上述的結構可以有效的實現控制風向,吹向指定的方向,并且透過導風通道的設計來增加空氣流體推力,達到渦流葉扇側風推動的最大效能,且順利將風向互相抵消的作用力消除。利用多個導風通道的設計能捕捉全方位來風的空氣動能,經由導風板導引作用,層層加速推動渦流風扇,達到載體左右轉彎時也能獲得相同的風力發電動能。
上述的移動用旋風渦流發電機裝置輕巧、方便,可以大量的運用在移動交通工具載體中,不限制尺寸與發電量的規定,可以更好的滿足功能的多元化和裝置的應用靈活性,裝置中還包括發電控制可以自動適應多種輸出電壓。例如控制輸出電壓為5V可以提供車上10支以上手機同時充電,也可以控制為12V與24V為車載電瓶供電,讓電動車可以實現一邊耗能前進、一邊進行充電,移動速度越大耗能越大,同時也獲得更大的充電效率,當耗能與發電效能達到正負平衡點時,即實現電動車永不需充電的經濟環保功能。如此才能讓電車真正成為可以商業運轉的產品,不會再受限于電量不足的窘境,也不需要搭載價值昂貴的大型蓄電池。
以上所述僅為本發明的實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發明的專利保護范圍內。