[发明专利]家用风力致冷压缩机

说明书

本发明涉及一种可再生能源的产生和利用装置，确切地说，涉及一种利用风能驱动家用小型致冷压缩机装置。

当今社会，能源消耗日趋剧烈，能源资源日趋紧张。以煤炭、石油、天然气等一次能源作燃料的热动力设备大量应用于各个产业和生活领域，在其为人类生活发挥效能的同时，也把大量废热及有毒有害气体、物质向自然环境排泄，使人类生存环境日趋恶化;而且，这些矿物燃料总会有使尽用绝的日子，迫使人们早就开始寻找新的动力能源。太阳能、风能、地热、水能、潮汐能等可以在地球环境中周而复始地从自然现象中获取的可再生能源日益引起人们的重视和应用。过去，由于技术的局限，可再生能源输出功率小，未能被广泛应用，但是，由于这种能源“洁净”，不会污染环境，又是用之不尽，取之不竭，随着科技水平的发展，开发利用可再生能源，把它作为一种可靠的补充能源应用于人类生活的迫切性和成功率都有了飞跃提高。

本发明的目的是提供一种利用稀土全速同步电机做发电机和驱动电机的家用风力致冷压缩机，作为开发利用风能的新装备。

本发明的机械结构示意如图1所示。本发明的组成包括有风翼1、发电机3、电动机4和致冷压缩机5，其关键在于所用的发电机3和驱动电机4均为采用稀土永磁材料制作转子的稀土全速同步电机，其磁极可为6～12极;风翼1的转轴经传动机构2驱动稀土发电机3的转子3A旋转，使发电机3的定子线圈3B产生的电流馈送给稀土同步电机4，由它驱动致冷压缩机5运转工作。

本发明的压缩机工作原理与普通压缩机没有两样，只是其电源取自风力发电，而风力发电则采用了稀土全速同步电机（专利申请号CN91101413.6）作为发电机3。这种电机结构简单、性能优良：其定子结构与普通鼠笼式异步交流电机相同，由定子3C和定子线圈3B构成，转子3A是用具有良好导磁性能和刚性很高的钢材制成的实心圆柱体，在圆柱体内封闭装有多个填满稀土永磁体的槽孔-其磁极可为6～12极，便于在风力作用下从低速到高速转动时，都能正常平衡运转，其机械效率和电能转化率高，其工作启动平滑无冲击，转子中不消耗电能。选择该机型作为发电机可使整个装置的机电结构大为简化。为了获得在最简条件下的良好性能匹配，压缩机5的驱动电机4也选为全速稀土同步电机，这样组成的本发明可以在风力强度变化很大的范围内正常工作，风翼1在风力作用下旋转，经传动机构2使稀土发电机3的转子3A随之同速转动，因转子3A的外缘装有稀土永磁体制做的多个磁极，这些磁极的旋转就在定子3C里产生多个旋转磁场，这些旋转磁场与定子线圈3B发生切割磁力线作用，遂使定子线圈3B获得电动势，这些电动势被引出成为电流而驱动稀土同步电机4旋转，并带动压缩机5工作。本发明的致冷压缩机，可作为家用冰箱、冰柜或家用空调的动力源，由于受可提供的动力限制，这些允许压缩机间断工作的冰箱、冰柜或空调的功率不宜太高;若要获得较高的致冷量，也可将风力发电部分安装到建筑物的高处，并配备足够直径的风翼，这样可以适当提高本发明的致冷功率。

随着民用电器的普及，家庭生活耗电迅速增长，而家用电器耗电量的最大组成部分是用于致冷。在城镇居民中，电冰箱几乎已经普及，而在广大边远农村、山区等地，尽管他们购买冰箱的支付能力不成问题，但供电匮乏，能源紧张的问题使得人们不敢问津普通电冰箱;而对长期在水上作业生活的船民或渔民，冰箱、冰柜应成为他们生活保障的必备用具，本发明可以成为他们比较理想的船上装备。而对于冰箱生产厂商，只要把原来的压缩机更换成本发明的压缩机，可以将产品派生出不需电网供电而致冷的新产品。这种产品因受自然条件限制，远不如城市电网供电使用方便，不会在城镇获得应用;但对远离电网的边远山区、农村、牧场、海岛、渔船、野外勘探队等不能从城市电网获取动力源的用户，无异是提高其生活水平的福音。

本发明的售价要高于普通同类产品，但使用者可节省电费开销。如以一台185立升冰箱计算，一年平均用电约400千瓦小时（KWH），电费开支约为180元。如用本发明作压缩机的冰箱，五年内足可补偿价格上的差异。而且，对市场已经相对饱和的冰箱生产厂企业而言，本发明为其寻找、开拓新的市场，把冰箱、冰柜、空调器等耐用消费品推入更为广阔的山区、渔场、边远农村、牧区和野外作业队等领域提供了比较切实可行的风能利用装备。