設有風力渦輪機和光伏板的電動交通工具的製作方法

2023-07-05 19:42:46 2

專利名稱：設有風力渦輪機和光伏板的電動交通工具的製作方法
技術領域：
本發明描述的是通過由電池供給的電動發動機驅動的無汙染四輪汽車，該電池主要從光伏板和風扇獲得能量。
背景技術：
自60年代以來，有提供應用到汽車的風カ發電機的許多專利:風カ發電機在散熱器的位置處被插入到汽車的主體中或在汽車的主體上，或者風カ發電機被定位在橫過主體內部的文丘裡管中或被放置在「空氣引入口」中等。風カ發電機被設計成從由汽車的運動而引起的相對風吸收能量。然而，事實上，如果應用到交通工具的風カ發電機可以產生比其自身消耗以在大氣中向前運動的能量更多的能量，獲得自己的空氣動力學拖曳，則這將獲得第一類的永恆運動的狀態，這是不可能的，因為適合於使交通工具移動的任何風カ發電機風扇都吸收比自身產生的能量多的能量，且因此其存在是對增加交通工具的效率不利的。代替地，義大利(在我名下)專利第0001389629號(標題為「電動汽車」，申請號為RM2008A000185，遞交日期(dep.)為09/04/08)提供了 一種系統，該系統允許在汽車靜止時、在停車狀態期間，此外如果還有另ー輛汽車停在其前面，通過相對於汽車的靜止狀態將充足量的快於大氣中的空氣提供到風扇，來從慢的大氣風吸收能量。(風カ發電機特別地提供在本專利中，其可以在汽車運動期間縮回(或斷開)，好像其被相對風反向，為了交通エ具的前進，將消耗比其產生的能量更多的能量。當汽車靜止在停車狀態下時，為了向風カ發電機提供與風扇一起運轉的足夠量的空氣以及對慢的大氣風速的足夠加速，汽車的大於整個交通工具的輪廓的全部上表面被使得引起大氣風的慢速度的該加速，以增加定位在空氣動力學加速器的端部的高度處的風扇的效率。同時，空氣動力學加速器的上表面呈現在半垂直於太陽光線的表面中延伸且大於交通工具的輪廓的光電池，這提高了由元件吸收的能量。在所述風カ發電機上，具有存在其自己的縱向向上彎曲的末端的機翼(在附加到本專利的附圖中的圖2中以數字16標示)。相比於在風力發電機前面水平地吹或朝著風カ發電機吹的風，這樣的彎曲部分的必要影響明顯地在於捕捉更多的風，特別是風的吹在風力發電機的上末端的上部分上以及在這樣的小翼的向上彎曲部分的上末端下面的部分。(義大利專利第0001389629號中的)元件16的向上彎曲末端為了捕捉更多的風而顯著的提高，容易遭受在狂風的情況下相同結構(風扇的小翼(winglet)和框架)斷裂的風險或其涉及製造非常強硬且沉重結構的必要性，並因此減小了交通工具的範圍。作為本專利申請的目的的創新解決了該問題並進ー步提高了所描述系統的效率。此外，本發明實現了在停車期間的不動汽車的情況下吸收在背部(使用較大直徑的發電機而不給過路人帶來危險)和側面吹到交通工具的慢大氣風的可能性，該交通工具符合於以上闡述的本發明。存在提出相應於輪子定位的風カ發電機的ー些專利申請和ー些原型。它們提出在交通工具的運動期間從相對風吸收能量並且通過輪子的運動產生能量。然而，第一類永恆運動的狀態是不可能的，應用於移動交通工具的任何風力發電機風扇吸收多於其自身產生的能量，因為必須戰勝自己的空氣動力阻力，從而不利的是，其存在將增加交通工具的效率。本發明反而通過兩個通道實現了在交通工具的停車期間吸收風能量的可能性，該兩個通道並排地穿過汽車，其中風力發電機定位在通道中，風力發電機利用在根據本發明構建的靜止汽車附近經過的交通工具的尾流而工作。發明公開內容已經在上面描述的缺點通過本發明來解決，本發明允許元件16的向上彎曲末端隨意延伸而不會遇到所描述的缺點。根據本發明，通過在

圖1的孔2B和3B中插入的一個或多個空氣動力學元件(在圖1、2、5中描繪了其中的兩個)2和3，可實現上述目的，其中孔2B和3B被形成在所述一個或多個空氣動力學元件延續其表面的元件16的前上升表面中。實質上，這樣的新元件構成元件16的鉸接(在上部分中)在其中的部分，該部分從其分離且從而能夠圍繞樞軸2C和3C轉動。在靜止的位置中，如圖2所示，具有閥的功能的這樣的小翼沿著偏轉器16的傾斜上升表面定位，偏轉器16被其自己的重量或由於優選地與樞軸2C和3C同軸的彈簧保持在殼體中，且相比於樞軸2C和3C的位置處的，在相對末端上呈現鎖定件，通過在小翼2和3的表面上延伸其自身並靠在由相同的元件16構成的座部上，該鎖定件阻止小翼2和3在垂直的位置中「跌落」到地面。(本發明不限於所描述的實例:元件2和3可以被保持在其殼體中，不但利用鉸鏈和齒狀物，還利用彈性件或引導件而被保持在其殼體中，以在彈簧或者其它已知的保持和運動的元件的協助下沿著元件16的表面滑動)。具有「u」形縱向截面的元件16呈現凹進的前上末端16B (圖1、2、5和6)，前上末端16B攔截慢的大氣風並通過其下部分將大氣風向(元件16的下前表面的)下方推動，用大於大氣壓力的壓力和較快的風速供給風扇4。(這樣的現象相應於元件24的凹進(背部)部分而發生，與其相應，風的流從前部到達汽車，由於空氣的粘性和元件24的背板凹度，允許獲得被從元件16向下推動的空氣的質量並將其朝著風力發電機4指引。)元件16B的上部分具有(在元件16的上表面中)向下收回的凸的形狀，由於空氣的粘性，風的流動，使邊界層的層流體的流動的破壞延遲，且將風的流動傳送在元件16的背部上升部分上，這將使風的流動向上移動，減小風扇4的背部部分中的壓力並在效果上增加其效率。偏轉器18被放置在所描述的複合體(元件16、風扇4的電池、其支撐結構)的側部上，偏轉器18具有使來自於前面的風轉向所述複合體的外部以減小風力發電機4後面的壓力並增加其效率的功能。由於本發明，元件16可以是非常輕且寬的，並且因此在非常弱的風的狀態下也能夠使風扇4工作。在強風或狂風的情況下，被相同風推動的元件2和3將提升其自身，如圖1所示，作用成通過相同風實時地操作的閥並允許風從左到右穿過元件16的前上升表面，元件16將因此不被狂風的壓力過多地加壓，且其可以是輕且寬的，而不對通過空氣引導元件16、風力發電機4和相對支撐元件構成的結構的耐力構成威脅。(所呈現的元件2和3為2個，但是可以被布置有隻有其中的I個元件，其如被支撐的元件16的整個表面即周邊框架(perimetrical frame) 一樣寬，或者可以被布置有比被支撐的元件16的整個表面即周邊框架小的多於兩個元件。其還可以裝備元件16的後上升部分，以便以與空氣引導件16的前部分使用前部風的方式相同的方式適於背部風。)空氣引導元件16的前上升部分(以及対稱的後部部分或只有対稱的後部部分，如果實現為較大尺寸，例如，比前部大的尺寸)，被鉸接在16i (圖1)中且從而能夠向下旋轉，由現有技術已知的彈簧或橡膠元件保持在圖1或2表示的工作位置中。在來自於背部方向的狂風的情況下，這樣的前部元件(戰勝彈簧的阻力)將圍繞鉸鏈16i向下轉動，實時地減少其自己的前截面並避免對相同元件16的前部分的結構破壞。這樣的方案還允許當複合體16-4處於縮回位置(圖3)中時汽車主體的較大緊密度。長方形鏡或鍍鉻元件5在元件16的上升後部部分的末端中設置在元件16的上表面上。該鏡將太陽光線引導在元件16的寬的前上部上升表面上，照亮元件16並允許在其上具有光伏元件，該光伏元件還將在交通工具的暴露期間使用在與太陽相比的正交位置中的光伏表面Ip來工作。這樣的光伏表面16p將自身加入到元件lp。(是自然可能的，以放棄在透明塑料中生成元件16以便不遮擋表面Ip的這樣的特徵)。元件16的傾角和輪廓可以使用現有技術已知的致動器來修改，以使其空氣動力學性能達到最佳。(元件16和4在汽車的後擋泥板上的可伸縮性的系統不限於所示出的實例:縮回可以由這樣的元件在汽車的主體的其它部分中的設置而引起，例如其可以在引導件或鉸鏈上垂直地向下走，使元件16結合在頂部上等，且在工作位置中，其不一定必須定位在空氣動力學加速器的端部中，如通過以上提出的本專利所設置的，還可以定位在汽車的頂部的其它部件中。)本發明為符合以上提出的本專利的要求而建造的交通工具提供了從在停車期間側面地包圍汽車的(大氣的或通過交通工具的循環而引起的)風獲得能量的能力。根據本發明，這通過並排地橫向穿過汽車的實質上空的兩個大尺寸通道來實現。該通道通過由大直徑且空的輪圈15構成的複合體生成，輪圈15呈現圓形或橢圓形截面的輪輻17、(具有非常薄的輪廓的)低外形輪胎(low profile tire)31、在內部部分中不具有輪的覆蓋物的擋泥板19以及優選地在管中的底盤30，在穿過通道的部分中，該管呈現圓形或橢圓形截面或被具有橢圓形截面的元件裝飾，其中橢圓的最大直徑被設置在所描述的通道的長度方向上。圓形且小尺寸的電動機裝有設置在通道的長度方向上的空氣動力學尖頂式整流罩。這種所述的複合體在關於汽車的橫向位置中實質上生成了兩個空的通道，其穿過兩個前輪的內部和其中輪圈表示末端的那些後輪內部。這樣的通道使在交通工具的ー側中存在的空氣與在相對側中存在的空氣流通。在交通工具的一側上的空氣以及在相對側上的空氣通常不具有相同的壓力。這發生在風側向地擊中交通工具時或者在交通工具在路上靠近於符合本發明的要求而產生的停泊汽車而經過的情況下。其在運輸中的交通工具的接近期間產生空氣壓カ的適度增加以及然後當交通工具離開時產生大氣壓カ的更重要的減小，這是由於尾流(wake)(即，在大氣中跟隨運動中的交通工具的低壓カ區域)。這兩個通道允許空氣從大壓力的點傳遞到較小壓力的點，其實現了空氣到通道內部的運動。所述通道在其內部部分中裝備有風力發電機，對於風カ發電機來說，風向是無關緊要的，(現有技術已知)，風カ發電機通過空氣穿過所述兩個通道的經過而操作，風カ發電機與轂結合或結合到汽車的框架。風カ發電機推進器形狀8、7和6、9也可以被放置在通道的內部部分中。這樣的風カ發電機8、7和6、9被定位成使得其不會超出輪圈的外末端，以避免其在交通工具的運動期間被相對風帶到運動中，產生空氣動力學阻力(因為如果將是這樣，由於在本案的第一頁中揭露的原因，風カ發電機將從汽車的馬達吸收比自身將能夠產生的能量更多的能量，因此在該狀況下其的存在對於增加交通工具的效率來說將是不便的)。風力發電機推進器形狀可以優選地固定到在輪的中心的靜止轂(即，當轉動輪時其中心部分不轉動且在交通工具的運動期間保持靜止)。其也可以不被固定在靜止轂上，而是固定在汽車的底盤或懸架的元件上，此外在使用軸承環的情況下，其允許使用完全地空的輪圈。優選地定位在同一輪軸上的優選為至少兩個(8和7)的所述風力發電機推進器形狀二者都能夠只在自己的方向上轉動，這是由於現有技術已知的機械系統且具有帶有對於分別地引起兩個發電機的運動來說最佳的輪廓和傾角的葉片:一個發電機只利用從一方向進入通道的空氣，而另一個發電機只利用以相反的方向穿過通道的空氣。因此，由於以上解釋的原因，一個發電機將只在交通工具在街道上以合適的速度朝著作為目標的汽車接近期間工作，而另一個發電機只在交通工具離開期間工作。以這種方式，將不可能發生的是，在通道中只放置一個風扇推進器形狀-不耗費能量來停止這樣的風扇，且然後在每次在適形於本發明的汽車附近以合適的速度通過汽車時，在相反的方向上轉動。本發明還生成了由從背部擊中適形汽車的風獲得能量的系統。具有光滑表面的空氣動力學元件21 (以塑料-金屬或合成材料的方式實現)定位在交通工具的後部中，其具有自己的與頂部的背部末端一致的上末端。所述光滑表面朝著汽車的背部部分定向，且存在相應於汽車的後窗的透明部分，所述光滑表面沿著傾斜且彎曲的路徑向下並向前延伸，將其自身在後座後面插入在汽車的主體內部。具有光滑表面的第二空氣動力學元件22定位成低於第一空氣動力學元件21，其中其自己的背部下末端與汽車的主體的下背部末端一致。下元件22朝著主體內部運動，圍繞或包括汽車的後擋泥板，且然後朝著下部分向下行進並與從上向下傾斜地延伸的上元件21會聚。這些元件一起形成向前和向下移動的管道，將其自身在後座後面插入在汽車的主體的下部分中，減少了在自己的垂直延展中的其自己的截面，增加了停車期間在背部擊中汽車的風的速度，並驅動風，使得在被包含到面對所述管道的前末端的元件22中的水平輪軸式大風力發電機上加速。所述風力發電機與適形於以上描述的汽車相兼容且被添加到其它的所述產生風能量的系統，所述風力發電機位於交通工具的後輪之間，並且所述風力發電機其自己的葉片面向存在於相同元件22的高前部分中的開口中。這樣的風力發電機可以是大尺寸的風力發電機，且因此具有相對大的功率，還測得超過一米直徑，且對於路人或顧客來說，所述風力發電機將不牽涉任何危險，路人或顧客將不會遭遇在強風的情況下被快速旋轉的大葉片擊中的風險。所述風扇(23)受益於如劃分後輪的內部末端的空間一樣寬的小翼29，小翼29被鉸接在底盤中並被放置在後面，且能夠朝著下部分旋轉，直到接觸地面。小翼29被拉杆控制或被機電地控制。這樣的小翼生成了相對低壓的狀態(c.d.「尾流」)，中斷從後面擊中汽車的風的流動，相應於供給該大的風力發電機(23)的背部空氣動力學加速器的卸載區域。這樣的小翼朝著葉片推動風的從後部擊中交通工具的部分-與其自己的旋轉方向一致-與被風擊中的那些方向相反，由所述風力發電機23的背部空氣動力學加速器(21和22)做到更快，增加了所述風力發電機23的效率並朝著如上所述的輪圈的中空部分局部地推動。如下所述，本發明還提高了與以上在所描述的側風的情況下提出的專利一致地生產的交通工具的效率。
交通工具的包含在兩個側輪之間的側表面14因此包括駕駛室的門和側車窗，其具有傾斜的路徑且特別地，考慮到交通工具在該區域中的橫向截面，側表面在上端較寬而在下端較窄(圖4)。該區域將側向地擊中汽車的所描述的全部表面14的風向下推動，因為這樣的側表面14在所描述的方向上是傾斜的。具有水平輪軸的風カ發電機12位於所述表面的下末端中，平行於同一表面14的下末端。所述風カ發電機由被側向地打擊汽車的風所推動的空氣來操作，且被所描述的表面朝著這樣的風カ發電機12轉向。結合到汽車的框架的小翼13相應於這樣的風扇發電機的上側部分來定位，如在圖1、2、3和4中示出的，因此小翼13覆蓋風扇的葉片的(外)半部，使得風的推動只利於風扇的葉片的半部。使發電機12的葉片降低將被從風受益，該風從相對於所描述的側表面的相反方向移動並向下且橫向地穿過交通工具。當適形於本發明的汽車停泊在道路的側部上時，這樣的現象也可以由通過逼近的交通工具所產生的風的壓カ來產生。逼近的交通工具移動已經在其前面的空氣，且其首先將空氣吹到所描述的傾斜表面14上(這使發電機12的葉片運轉)，且在交通工具通過後，其將吸入空氣且具有其尾流，其將吹在風扇12的下半部中的葉片上，保持風扇12的旋轉。本發明還解決了關於以上指出的本專利的交通工具目的的下列問題。在這樣的義大利專利第0001389629號中，提出了可以被旋轉的元件1-1p或明顯地其一部分，改變其傾角以增加其在汽車的停泊期間的效率並減小其在交通工具的運動期間的空氣動力學阻力。這牽涉交通工具的美學的實質變化。本發明的另外的任務是允許與以上確認的本專利申請一致地建造的交通工具在運動期間的空氣動力學阻カ的減小，同時保留汽車的美學輪廓。這根據本發明通過以下方式來實現，即，將元件Ip和24的後末端分成在IOC和Iic中與元件I鉸接的兩部分10和11，並將元件21分成鉸接在19C和20C的兩部分19和20 (圖1)，其能夠圍繞所述鉸鏈旋轉，由駕駛艙通過拉杆來控制或機電地控制。元件Ip的部分10和11以及後面描述的空氣動力學元件(21)的部分19和20，在交通工具的運動期間其旋轉，如圖3所示，直到呈現在圖3中示出的位置，這允許交通工具在運動期間遇到的相同相對風的流出，減小汽車的空氣動力學阻カ並保留相同汽車的美學輪廓。當交通工具靜止同時以上描述的背部複合體(小翼16、風カ發電機4、相關支撐元件)取出時，元件10、
11、19和20在鉸鏈上旋轉，返回以佔據在圖1和圖2中示出的位置，以服務於在駕駛艙後面定位在後輪之間的風カ發電機4和風扇23。義大利專利第0001389629號提供了，光電池被保護性晶體24覆蓋。在本發明中，光電池Ip未在其全部表面上結合有保護性玻璃24，以改進相對於太陽的「正交性」。實現本發明的最佳方式將本發明付諸於實踐的最經濟的方法被圖形地表示在具有鋼管的框架的設計中。建立頂部的元件lp，將優選地使用已經在市場上存在的光伏板、元件，且因此使用已經定位並連接到板的光電池，該板已經設有防雹保護並由鋁結構支撐，具有減少生產費用的目的。
權利要求
1.電動交通工具中的改進，其特徵在於以下事實:空氣引導件(16)的上元件具有足夠的向上彎曲的縱向末端，且另外在其自己的前(或/和後)上升表面上存在一個或多個孔(2B和3B)，與所述孔的尺寸相同的一個或多個元件(2和3)插入在所述孔中，這些元件覆蓋所述孔，並且由於具有與所述上空氣動力學元件(16)相同的輪廓，因此這些元件延續所述上空氣動力學元件(16)的表面,所述元件(2和3)已經(優選地)鉸接在所述元件16上且在下面呈現倚靠在所述元件(16)自身上的齒狀物，在靜止的位置中，所述齒狀物使該元件與所述空氣引導件(16)的元件的前輪廓對準，在其中嵌入所述風扇(4)的複合體的側部上放置有兩個偏轉器(18)，所述上元件(16)的前部分(或/和對稱的後部分，如果實現為例如比前部大的尺寸)被鉸接(16i)在所述風力發電機(4)的框架上，由彈性元件保持在工作位置中，且如果通過背部按壓，則能夠向下旋轉。
2.根據前述權利要求所述的在電動交通工具中的改進，其特徵在於以下事實:彎曲的上偏轉器(16)在其自己的前(或和後)末端中呈現下凸出輪廓以及在上凹進側(16B)，且在其自己的背部上升末端上呈現長方形鏡(5)，所述鏡(5)被轉向元件偏轉器(16)的上前表面(16p),所述兀件偏轉器(16)被光伏兀件覆蓋。
3.根據前述權利要求所述的在電動交通工具中的改進，其特徵在於以下事實:包括兩個實質上空的大尺寸通道，所述通道並排地橫向穿過所述汽車，所述通道由複合體生成，所述複合體由下列部件構成:大直徑的中空輪圈，其呈現圓形截面的輪輻；非常薄的輪廓的輪胎；擋泥板，其在內部部分中不具有輪子的覆蓋物；以及底盤，其優選地以管的形式，所述管在穿過所述通道的部分中呈現圓形或橢圓形的截面，或者被空氣動力學橢圓截面的整流罩裝飾，其中橢圓的最大直徑設置在所描述的通道的長度方向上，所述通道在其內部部分中裝有風力發電機，對於所述風力發電機來說，風向是無關緊要的，或者兩個風力發電機、推進器形狀優選地 定位在同一輪軸上，優選連接到所述輪子的輪轂的靜態中心或連接到框架或連接到所述汽車的懸架的臂，由於對於現有技術來說已知的機械系統，所述風力發電機推進器形狀二者都能夠只在一個自己的方向上轉動，且具有帶有對於分別地引起兩個發電機的運動來說最佳的輪廓和傾角的葉片:一個發電機只利用從一個方向進入所述通道的空氣；另一個發電機只利用以相反的方向穿過所述通道的空氣。
4.根據前述權利要求所述的在電動交通工具中的改進，其特徵在於以下事實:包括位於所述交通工具的後部中的具有光滑表面的空氣動力學元件(21)(以塑料-金屬或合成材料實現)，所述光滑表面具有其與頂部的背部末端一致的上末端，所述光滑表面朝著所述汽車的背部部分定向，且存在對應於所述汽車的後窗的透明部分，並且沿著傾斜且彎曲的路徑向下且向前行進，將自身在後座後面插入到所述汽車的主體內，第二空氣動力學光滑表面元件(22)位於所述第一空氣動力學光滑表面元件(21)下面，其中其自己的後下末端與所述汽車的所述主體的下後末端一致，所述下元件(22)朝著所述汽車的所述主體內部移動，圍繞或包括所述汽車的後擋泥板，且然後向前並朝著下部分行進，與從上向下傾斜的上元件(21)會聚,這些元件(21和22) —起形成管道,所述管道向前並向下移動,將自身在所述後座後面插入在所述汽車的所述主體的所述下部分中，在自己的垂直延展中減小其自己的截面，大尺寸的水平輪軸式風力發電機(23)位於所述交通工具的所述後輪之間，並被所述下元件(22)覆蓋，該風扇(23)使其葉片面向開口，所述開口存在於相同下元件(22)的高前部分中，與分開所述後輪的內部末端的空間一樣寬的四邊形小翼(20)呈現相應於所述風扇(23)在其後部中的旋轉盤而橫向地鉸接在所述汽車的框架上的末端，且呈現能夠(機電地控制地)向下旋轉直到地面的另ー末端。
5.根據前述權利要求所述的在電動交通工具中的改進，其特徵在於以下事實:所述交通工具的包含在所述汽車的側部的兩個輪子之間從而包括門以及駕駛艙的側部車窗的側表面(14)具有傾斜的路徑，並且特別地，考慮到所述交通工具在該區域中的橫向截面，所述側表面在上端較寬且在下端較窄，水平輪軸式風カ發電機(12)位於所述表面的下末端中，與相同表面(14)的下末端平行，結合到所述汽車的框架的小翼(13)覆蓋所述風扇的所述葉片的上(外)半部。
6.根據前述權利要求所述的在電動交通工具中的改進，其特徵在於以下事實:所述汽車的凹-凸(24和Ip)傾斜上表面的後末端被分為兩部分(10和11)，且當所述兩部分(10和11)(在IOC和IlC中)鉸接到框架(I)時，能夠由駕駛艙通過拉杆控制或機電地控制以圍繞所述鉸鏈旋轉，所述後高空氣動力學元件(21)的高末端被分為鉸接在(19C)和(20C)中的兩部分(19)和(20)，能夠由所述駕駛艙通過拉杆控制或機電地控制以圍繞所述鉸鏈旋轉。
7.根據前述權利要求所述的在電動交通工具中的改進，其特徵在於以下事實:所述保護性晶體(24)和所述光電池Ip未在其整個 表面上結合。
全文摘要
本發明關於對作為第0001389629號工業發明專利(義大利，標題為「electric car」，名字Cunico Michele，申請號為RM2010A000115，遞交時間為09/04/08)的目標的電動汽車的改進，特別地，本發明提高了由空氣引導件16、風力發電機4和相關支撐結構構成的複合體的效率和可靠性，使得將一些閥引入在空氣引導件16的元件中。通過提供橫向地穿過汽車的裝備有風力發電機的空通道，本發明還允許汽車從背風和側風獲得能量。
文檔編號F03D3/04GK103097724SQ201180042864
公開日2013年5月8日 申請日期2011年9月7日 優先權日2010年9月7日
發明者米凱萊·庫尼蔻 申請人:米凱萊·庫尼蔻