新型车用风力发电机及车用风动力空调.pdf

本发明涉及新型车用风力发电机及汽车空调系统。解决了现有汽车空调系统以发动机运转来驱动发电机发电作为电源的问题。该风力发电机的发电机通过支架固定设于防护机壳内，发电机转子的输出轴外伸端上设有风轮，风轮前部的防护机壳上设有气流调节器，气流调节器上设有进风口。风力发电机设于汽车前舱内，且其风轮朝向前舱进内口；风力发电机与蓄电瓶连接组成的充电回路作为汽车空调系统的电源。本发明提高发动机的整体工作效率，降低汽车油耗，减少了尾气排放；本新型车用风力发电机结构简单，体积小，方便安装布置。

权利要求书
1、  新型车用风力发电机，包括发电机，所述发电机包括机壳、定子和转子，定子固定设于机壳内侧壁，转子同轴设于定子内，其特征在于：还包括防护机壳，发电机通过支架固定设于防护机壳内，发电机转子的输出轴外伸端上设有风轮，风轮前部的防护机壳上设有气流调节器，气流调节器上设有进风口。

2、  如权利要求1所述的新型车用风力发电机，其特征在于：所述发电机厚度140毫米，所述风轮直径230毫米。

3、  如权利要求1所述的新型车用风力发电机，其特征在于：所述防护机壳内一侧壁上设有气流感应器。

4、  如权利要求1所述新型车用风力发电机的车用风动力空调，包括由直流变频压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、液体分离器和蓄电瓶，其特征在于：所述风力发电机设于汽车前舱内，且其风轮朝向前舱进内口；风力发电机与蓄电瓶连接组成的充电回路作为汽车空调系统的电源。

说明书新型车用风力发电机及车用风动力空调
技术领域
本发明涉及汽车发电机及汽车空调系统。
背景技术
近年来，汽车工业得到迅速发展，伴随而来的两大问题不容忽视。第一是日益紧缺的能源问题；第二是日益严峻的环境污染问题。因此，汽车工业必须从每一个细节入手，在提高汽车的各项使用性能的同时，着力于减少能源消耗、降低污染物的排放。
汽车电源系统肩负着启动机马达、灯光照明、音响、空调、汽车电器等全车用电。这种发电系统构成所存在的问题是：汽车上使用的发电机是完全依靠发动机驱动发电的，需要发动机功率2千瓦以上，不仅增加了油耗和废气排放而且不利于环保。
汽车电源系统肩负着启动机马达、灯光照明、音响、空调、汽车电器等全车用电。这种发电系统构成所存在的问题是：汽车上使用的发电机是完全依靠发动机驱动发电的，需要发动机功率2千瓦以上，不仅增加了油耗和废气排放而且不利于环保。
车用空调广泛配备在各种车型中，车用空调的制热系统是：通过水的循环将发动机工作时产生的热量以热风的形式从送风口吹出。水的循环路线是：水箱发动机-暖风水箱-水泵-水箱。显然，车用空调的制热系统不会给能源消耗和环境污染带来任何额外的负担。但是，车用空调的制冷系统则不然。汽车空调与家用空调的制冷原理是相同的，都是采用压缩机使制冷剂循环相变，在蒸发器侧完成制冷，并在冷凝器侧散热。所不同的是家用空调压缩机是采用电动泵，而车用空调压缩机为机械泵，在离合器的离合作用下，由发动机转动输出通过皮带轮及皮带驱动机械泵工作，这种形式是以燃油为动力，需要消耗发动机10％-15％的动力，直接影响汽车的加速性能和爬坡能力，对于油耗为6升的小车，使用空调制冷时，油耗要达到7.5升，同时其制冷量受汽车行驶速度影响。如果汽车停止运行，其空调系统也停止运行。，这种以燃油为动力的系统结构在使用主要中存在如下问题：
第一、以发动机为动力源的制冷系统需要消耗燃油。
第二、消耗燃油的制冷系统更增加了汽车的污染排放，不利于环境护。
第三、在以发动机为动力源的空调制冷系统投入工作时，一方面由于制冷系统投入工作明显降低了发动机动力性能，另一方面由于发动机本身作为汽车行驶的驱动力，使制冷系统的制冷效果也不能达到理想的效果。
第四、在发动机停止转动时，空调制冷系统不工作，为此，在停车的情况下，必须启动发动机使其运转才能使空调制冷系统投入工作。
第五、在上述汽车排放污染物中，，主要是燃油蒸发及不完全燃烧的产物，由200多种不同的成份构成，含有致癌物质。在燃烧室高温高压条件下，由氮和氧化合而成，排放到大气后变成二氧化碳，其毒性很强，对人及植物生长均有不良影响，是形成酸雨及光化学烟雾的主要物质之一。PM主要成份是碳烟，上面附有大量化学物质，包含致癌物质，吸入人体后会在肺部长期停留。对人的健康危害较大.特别是在汽车非行驶的状态下以发动机做动力带动空调的情况下、燃油蒸发及不完全燃烧的产物混入到车厢内、不能够即时的挥发，聚集在车厢内的二氧化碳越来越多、被过多的吸入人体后就会二氧化碳中毒，严重的会出现昏迷、窒息死亡。
据中国公安部统计数字显示，截止2007年6月，机动车保有量为152,807,598辆，其中，汽车53,558,098辆；汽车上使用的发电机是完全靠发动机驱动发电，需要发动机功率1千瓦以上。
随着汽车舒适性的提高，汽车上广泛配备使用空调器，但是，动力性方面存在的问题是，汽车从静止、起步、加速到某一速度时，使用空调的汽车总有一种反应迟滞的感觉，完全失去了不用空调时的那种起动快捷。不过在高速行驶时倒感觉不出来。经济性方面存在的问题是，使用空调较不用空调时的油耗明显增大；一般汽车空调需要发动机功率8-10千瓦，就轿车而言：比如发动机是100千瓦左右，本来是6升油耗，开空调的话完全可能达到7.5升油耗，所以坐轿车开空调时可以明显感到车子动力不够，空调也不够冷。
发明内容
本发明提供一种结构简单、工作可靠的新型车用风力发电机。
新型车用风力发电机包括发电机，所述发电机包括机壳、定子和转子，定子固定设于机壳内侧壁，转子同轴设于定子内；
还包括防护机壳，发电机通过支架固定设于防护机壳内，发电机转子的输出轴外伸端上设有风轮，风轮前部的防护机壳上设有进风口。
所述发电机厚度140毫米，所述风轮直径230毫米。
所述防护机壳内一侧壁上设有气流感应器。
本发明的另一目的是：提供一种采用上述新型车用风力发电机的车用风动力空调。
该车用风动力空调包括由直流变频压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、液体分离器和蓄电瓶；所述风力发电机设于汽车前舱内，且其风轮朝向前舱进内口；风力发电机与蓄电瓶连接组成的充电回路作为汽车空调系统的电源。
本发明的有益技术效果是，当汽车在行驶时的气流带动发电机的风轮旋转发电，并给蓄电瓶充电，蓄电瓶的电能驱动汽车空调系统进行制冷工作，无需再靠发动机运转来驱动压缩机及发电系统发电。即使把汽车停下来，蓄电瓶里的蓄电能量也可使压缩机运转20小时左右(包括整车用电)。从而提高发动机的整体工作效率，就能将汽车油耗降低，又减少了尾气排放，用同样方法已被用来提高许多混合动力车的工作效率。
另一方面可以使汽车在非行驶状态下，利用蓄电瓶提供长达几十小时的工作能量。
在非行驶状态下的空调制冷无需启动发动机，因此彻底消除了发动机工作中产生有害气体在非行驶状态下对车内人带来健康伤害的问题。
为了能够达到最佳节能效果，本发明汽车空调系统采用的是直流变频压缩机，因为交流压缩机的电动机成本低，制造工艺简单，但其节能效果较差，而且还要为该产品配备电源逆变器。所以直流变频压缩机，直流无刷电机拖动由无刷电机本身，转子位置传感器和电子换向开关组成。转子磁极为永磁体，电枢绕组采用自控式换流，定子旋转磁场与转子磁极同步旋转，通常采用按转子磁场定向的定子电流矢量变换控制，既有普通直流电机良好的调速性能和启动性能，又从根本上消除了换向火花、无线电干扰的弊端，直流变频压缩机启动电流小，压缩机转速的变化实现制冷量与热负荷自动匹配的控制方式，，大大减少了转换过程中的能量耗损，使压缩机运行更平稳、更安静、效率更高，比普通空调省电48％。压缩机的节能效果，就如同一只灯泡，在没有采用数字化处理之前，假使电能30％用来发光，70％用来发热，如果能实现数字化，那么采用数字化之后，70％的电能转化成了光，30％的电能转化成了热能，其节能效果显而易见，具有寿命长、可靠性高和噪声低，控制方便等优点。
使用本发明后无需再由发动机来驱动发电，每辆汽车每月就可以节约燃油5.1升，全国53,558,098辆汽车每月就可以节约燃油2.73亿升，按每升4.8元计算，每月就可节约人民币13.1亿元。
进入夏季按每辆汽车使用空调平均每天行驶100公里×30天＝3000公里，使用该产品后每月可以节约燃油45升。53,558,098辆汽车×45升，每月可以节约燃油24.1亿升。按每升燃油4.8元计算，每月就可以节约人民币11.5亿元。
本新型车用风力发电机结构简单，发电机厚度仅为140mm，风轮直径仅为230mm，体积小，占用汽车前舱内空间小，方便安装布置，本发明是一种节能环保产品，不增加发动机的负载，不影响发动机的动力性能，无污染排放。
附图说明
图1为本发明结构示意图，
图2为图1的侧视图，
图3为本发明车用风动力空调图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例：
参见图1和图2，新型车用风力发电机包括发电机，所述发电机包括机壳、定子2和转子9，定子2固定安装于机壳内侧壁，转子9同轴设于定子2内；还包括防护机壳7，发电机通过支架8固定安装于防护机壳7内，发电机转子9的输出轴外伸端上安装有风轮5，风轮5前部的防护机壳7上通过螺栓11安装有气流调节器4，气流调节器4上设有进风口3。防护机壳7内一侧壁上安装有气流感应器10。
发电机厚度140毫米，所述风轮直径230毫米。
参见图3，采用新型车用风力发电机的车用风动力空调包括由直流变频压缩机12、冷凝器13、蒸发器14、热力膨胀阀15、液体分离器16和蓄电瓶6；风力发电机1安装于汽车前舱内，且其风轮朝向前舱进风口；风力发电机与蓄电瓶6连接组成的充电回路作为汽车空调系统的电源。
当汽车行驶时，由汽车前舱进风口进入的气流带动风力发电机的风轮5旋转，连接风轮的转子与定子相互作用发电，并给蓄电瓶6充电，由电瓶的电能驱动汽车空调系统中的直流变频压缩机12工作，实现制冷，无需再靠发动机运转来驱动压缩机及发电机发电作为汽车空调系统的电源。