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CN101099041A - 空气动力风扇发电系统 - Google Patents

空气动力风扇发电系统 Download PDF

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CN101099041A CNA2005800461149A CN200580046114A CN101099041A CN 101099041 A CN101099041 A CN 101099041A CN A2005800461149 A CNA2005800461149 A CN A2005800461149A CN 200580046114 A CN200580046114 A CN 200580046114A CN 101099041 A CN101099041 A CN 101099041A
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Abstract

该发明包括一个与风扇联合作用的次级风扇和与次级风扇联合作用的发电机，其中次级风扇与风扇的轴线保持一致，且次级风扇的叶片在风扇的叶片附近。穿过风扇的气流导致次级风扇的转动从而产生电力。次级风扇可按照所需输出采用与风扇相同或较少的叶片数目以及相同或较小的螺旋角。

Description

空气动力风扇发电系统
技术领域
本发明涉及一种电力系统，特别地是一种由已经执行其他操作的风扇输入或输出而产生电力的系统。
发明背景
在一些建筑物中经常出现大大小小多种多样的电容式风扇。这些风扇一般安装在排气系统和气体分配系统中并一般与空调、冷却塔、热交换器或其他同类设备有关。例如，这些风扇可安装在进气口来驱动气体通过管道组进入建筑物内部，可与空调系统或冷却加热系统关联，也可不与这些设备关联。风扇还可安装在建筑物的排气口或可进入主排气管道的特殊区域的排气口。
发明内容
在本说明中，简单起见，我们用“风扇”一词来表示发明中的排气风扇，本发明也将以排气风扇为例来进行描述，但本发明的应用不局限于此。
该发明的目的是提供一种可与已存在的风扇配合，从通过风扇的流体中获取能量，而不增加风扇运行成本的方式。
广义上，该发明包括一个与风扇联合作用的次级风扇和与次级风扇联合作用的发电机，其中次级风扇与风扇的轴线保持一致，且次级风扇的叶片在风扇的叶片附近。穿过风扇的气流导致次级风扇的转动从而产生电力。
该发明的一个特殊形式是次级风扇的叶片的安装方向与风扇的叶片相反，这样气体冲击次级风扇时会驱动该风扇的叶片转动，转动方向与风扇一致。
该发明的实施例中次级风扇的叶片数目少于风扇的叶片数目。
另一方面，该发明中，次级风扇为空载但可以空转。
附图说明
为了使发明更容易理解，以下附图可作参考说明，在这些图纸中：
图1为该发明中排气扇和次级风扇安置其中的管道的透视图；
图2为包含发明中排气扇和次级风扇的管道的纵向截面图；
图3为管道中排气风扇和次级风扇的扩大的截面透视图；
图4为整个系统排列的截面图。
具体实施方式
该发明可使用大多数规格的风扇，根据风扇规格的不同，发明的输出和应用也因之而异。
如图1～4中表示的第一个实施例中，发明中使用了风扇10。风扇10中有一个安装在500mm直径管道中4马力的电机11，还可以使用带有十二个叶片的风扇13的套筒12，风扇13的叶片14邻近套筒12的内表面。风扇13安装在管道中作为中小型商业建筑物的排气扇使用。
风扇和发电机可通过其底部安装在与管道系统其余部分连接的整体管道中，或者，可由风扇体和管道12内壁间的杆16和17或其他类似元件来支持。
围绕轮轴15外围的叶片14的螺旋角为30°。
与正常240V电网连接时，经过测试显示，风扇10运行时所使用的电流为5.3安培。
虽然风扇10可以邻近外墙的排气口安装，风扇10也在管道内部安装时与外墙相对保持一定的距离，这样，管道仍可伸出外墙向大气释放气体。
如果风扇向内安装，发明中次级风扇20和发电机21可安装在管道系统中，轮轴22的外表面邻近排气扇轮轴15的外表面。
轮轴15和22的表面相对平坦且朝外时更好。两者的距离最小可达4～6mm，最大为120mm或更多，这由所需输出来决定。
如果轮轴的直径相同则更好，然而，如果轮轴的直径不同，发明仍然会有很好的效果。
当然，如果一个风扇的叶片向轮轴外延伸，安装时必须在风扇叶片向外延伸的边缘之间保持相等的空隙。
虽然次级风扇20的叶片数目没有限制，但在四或多至排气扇的叶片数目之间时为佳，并且他们的螺旋角应该与风扇的螺旋角相反。这些叶片最好由金属制成但也可由工程级塑料制成。叶片的尺寸最好与风扇的叶片尺寸相近，也可小于风扇的叶片尺寸。
排气扇10运行时，穿过排气扇叶片的空气拍打次级风扇的叶片，次级风扇会因此转动并驱动附于其上的发电机21也开始转动。
次级风扇或发电机20的叶片25会加速旋转以便由排气扇输入气体产生的能量可以最优传输。风扇叶片的螺旋角和风扇叶片与发电机叶片间的间隙不同，发电机转动的速度就不同。这样，发电机可以所需的转动速度按需求输出不同的电压和频率，一般输出为240V，50Hz或110V，60Hz。
在该实施例中，排气扇的电机的最大额定电流为5.7安培。当在有载和空载状态下驱动发电机时，电机运行的实际电流为5.3安培。
发电机为双极发电机，额定功率为1500W，经国外工程师对其测试显示，该发电机可产生540W的功率来带动载荷。排气扇工作的电流检测也显示，无论发电机是否加载载荷，这在工作电流为5.3安培时是保持一致的。
因此，明显地，该发明的设备运行时是没有成本的。
该发明的第二个实施例中，一个10马力的电机安装在800mm套筒中。无论由于次级风扇的存在而产生的载荷如何改变，建筑物中使用的排气扇的当前测试条件下进行的测量表明电流不会偏离9.9安培。
通过独立的测试，我们得到发电机的如下结果：
1135W@244.6V，50Hz
1160W@240V，50Hz
1180W@236.4V，50Hz
在这种情形下，风扇有十二个叶片，发电机有六个叶片。我们再次发现，一旦这个排气扇达到一定的速度，同时带动次级风扇也达到一定速度，如上所述，发电机就会工作输出电力。
第二个实施例中，各部件尺寸比第一个实施例大。风扇可含有十个或十二个叶片，发电机可以含有相同数量或较少的叶片。实际上，我们发现发电机的叶片数目约为风扇叶片一半时效果很好。
两个实施例中都显示，当两个风扇都在有效地运行时，输出气流没有出现更多紊乱现象，并且，如上所述，风扇消耗的能量似乎没有变化，同时，次级风扇也保持一定功率输出。
另一方面，当次级风扇没有加载发电机时，排气扇的实际载荷似乎有所降低并且排气扇的实际功率载荷也看起来有所减少。这样，有空载的次级风扇存在时，排气扇的运行实际上是更为有效的。
同时，前面叙述到该发明与适度尺寸的风扇电机配合使用，实际上该发明还可与低动力的风扇电机配合使用。
对一个排气系统而言，系统中含有几个所提到类型的主要排气扇，它们可以通过管道系统吸入空气并排放到建筑物外面。排气系统也可包含几个小型风扇，这些风扇可将空气从特定区域吸入然后排放到排气扇吸入空气的管道中。
例如，在大型建筑物中，每个卫生间和厨房都配备了排气扇。这样空气可由排气扇吸入到达管道中。前面叙述的大型排气扇就是在这些管道中将空气排到户外的。
该发明也可应用在其他地方，如屋顶通风系统。系统中风扇安装在穿过屋顶的孔中或邻近这个孔的地方。这样，屋顶空隙中的空气可通过屋顶周围的空隙或间隔进行疏散或更换。这个风扇可与该发明中的次级风扇配合使用。同样，一些建筑物中装有一些小型风扇间断或全时运行，这种情况也适合本发明使用。
例如，有些情况需要提供恒定低电力电流来维持应急灯和出口灯的电池。
这些电池通常使用直流DC蓄电池。正常情况下，蓄电池需要向出口灯提供电流并且不向应急灯提供电流。电源中断时，蓄电池需向应急灯提供电流。
该发明尤其适合对这种灯的电池进行连续补充充电，无论风扇什么时候运行。
这项特殊的发明与排气扇配合使用，还可应用在其他地方。这包括空气入口、不断推动空气通过散热器的热交换器、将热量从内部流体排出并传递到废弃物的设备或目的为加热和/或冷却空气的系统。
我们建议风扇和发电机安装在散热器的对边。通过风扇的空气可经过散热器后再到达发电机以使空气的传递更加适当。然而，即使通过散热器的空气没有特殊的限制，该发明也有相当的价值。

Claims (7)

1.一种空气动力风扇发电系统，包括一个与风扇联合作用的次级风扇和与次级风扇联合作用的发电机，其中次级风扇与风扇的轴线保持一致，且次级风扇的叶片在风扇的叶片附近，穿过风扇的气流导致次级风扇的转动从而产生电力。
2.根据权利要求1所述的空气动力风扇发电系统，其特征在于，所述次级风扇的叶片安装方向与风扇的叶片安装方向相反，这样气体冲击次级风扇时会驱动该风扇的叶片转动，转动方向与风扇一致。
3.根据权利要求1或2所述的空气动力风扇发电系统，其特征在于，所述风扇的叶片和次级风扇的叶片之间应选择适当的间隙以使发电机按需输出。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的空气动力风扇发电系统，其特征在于，所述次级风扇的叶片应选择适当的螺旋角以使发电机按需输出电力。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的空气动力风扇发电系统，其特征在于，所述次级风扇的叶片数目少于风扇的叶片数目。
6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的空气动力风扇发电系统，其特征在于，所述次级风扇的叶片数目等于风扇的叶片数目。
7.根据以上所述权利要求中任一权利要求所述的空气动力风扇发电系统，其特征在于，所述次级风扇没有加载载荷但可进行空转。
CNA2005800461149A 2004-11-09 2005-11-09 空气动力风扇发电系统 Pending CN101099041A (zh)

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