CN103175253B - 家用电涡流风力采暖器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家用电涡流风力采暖器，包含风力机、传动装置、制热桶及底座；传动装置一端连接风力机，其另一端连接制热桶；制热桶设置在底座上方。制热桶包含中心轴、多组永磁体阵列的制热单元、制热桶内胆、制热桶外桶、固定架及风扇；制热桶从内到外依次设置中心轴、多组永磁体阵列的制热单元、制热桶内胆、制热桶外桶及固定架；中心轴一端与从动轮连接，其另一端与底座固定连接；固定架一端连接制热桶外桶，其另一端连接底座；风扇与中心轴固定连接，并且设置在制热桶内胆内。本发明启动风速低，启动转矩小，结构简单，稳定性高，便于安装调试，维修方便，并且有较高的制热效率。

Description

家用电涡流风力采暖器

技术领域

本发明涉及一种采暖器，具体涉及家用电涡流风力采暖器。

背景技术

风能是一种清洁的可再生能源，取自不尽，用之不竭。风能的利用形式多样，可转化成机械能、电能、热能等。我国风能资源丰富，据估计，按离地面10m高度层上的风能资源估算，总储量为32.26×1011W，实际可开发量为2.53×1011W。目前国内的研究主要集中在风力发电上，其次是风力提水，而风力制热的应用不多。风力制热的能量利用率高，对风质要求低，风况变化的适应性强，蓄能问题也便于解决。因此开发风力制热技术用于生活供暖、农业生产等，对缓解我国能源压力，减轻环境污染具有重要的意义。

目前风力制热的主要方法有液体搅拌、压缩空气、固体摩擦，电涡流等制热方法。现有技术的风力制热装置，结构复杂，利用率不高。现有技术中的电涡流水平轴风力机需要配备风向调节装置，结构复杂，维护成本高，低风速下效果不好，且易产生疲劳破坏，运行噪声大，叶片脏污后，运行不稳而产生振动，且安装不方便。

发明内容

本发明提供一种家用电涡流风力采暖器，采用垂直轴风机，启动风速低，启动转矩小，而且转动时产生的力矩较大，便于功率匹配，而且装置结构简单，便于安装调试，维修方便，并且有较高的制热效率。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：家用电涡流风力采暖器，其特点是，包含：风力机、传动装置、制热桶及底座；

上述的传动装置一端连接风力机，其另一端连接制热桶；

上述的制热桶设置在底座上方；

上述的制热桶包含中心轴、多组永磁体阵列的制热单元、制热桶内胆、制热桶外桶、固定架及风扇；

上述的制热桶从内到外依次设置中心轴、多组永磁体阵列的制热单元、制热桶内胆、制热桶外桶及固定架；

上述的中心轴一端与从动轮连接，其另一端与底座活动连接；

上述的固定架一端连接制热桶外桶，其另一端连接底座；

上述的风扇与中心轴固定连接，并且设置在制热桶内胆内。

上述的风力机包含垂直轴、风斗及支架；

上述的垂直轴与风斗固定连接；

上述的垂直轴与支架的一端活动连接；

上述的支架的另一端与底座固定连接。

上述的传动装置包含主动轮、皮带及从动轮；

上述的主动轮与垂直轴连接；

上述的皮带一端连接主动轮，其另一端连接从动轮。

上述的每一组永磁体阵列的制热单元包含铁芯定子及永磁体转子；

上述的铁芯定子呈圆环形，其外环与制热桶内胆侧壁固定连接，其内环与中心轴留有间隙，且设置在风扇的正下方；

上述的永磁体转子呈圆环形，其内环与中心轴固定连接，其外环与制热桶内胆留有间隙，且设置在铁芯定子的正下方。

上述的制热桶还包含进气口和排气口；

上述的进气口设置在制热桶顶部，进气口与制热桶内胆的上端盖和制热桶外桶的上端盖贯穿；

上述的排气口设置在制热桶一侧底部，排气口与制热桶内胆的侧壁和制热桶外桶的侧壁贯穿。

上述的铁芯定子的外环周向均布设有多个固定脚；

上述的固定脚一端与制热桶内胆内侧壁固定连接；

上述的铁芯定子的圆环中间开设有多条周向贯穿槽；

上述的相邻固定脚之间开设有贯穿槽。

上述的永磁体转子包含转子盘、多个叶片及多个永磁体；

上述的转子盘呈圆环形，内环与中心轴固定连接；

上述的叶片设有偶数个，周向均布设置在转子盘上方；

上述的多个永磁体对应设置在叶片上；

上述的多个永磁体的N极和S极间隔设置。

上述的制热桶内胆与制热桶外桶之间设有保温材料。

本发明家用电涡流风力采暖器与现有技术相比具有以下优点：由于设有垂直轴，启动风速低，转动力距大，并且能够很好的与制热桶实现功率匹配；由于采用电涡流制热，装置的部件比较少，结构简单，稳定性高，便于安装调试，维修方便；由于采用皮带传动，如遇过载，皮带将会在带轮上打滑，可防止薄弱零部件损坏，起到安全保护的作用。

附图说明

图1为本发明家用电涡流风力采暖器整体结构示意图。

图2为本发明家用电涡流风力采暖器风力机的主视图。

图3为本发明家用电涡流风力采暖器风力机的俯视图。

图4为本发明家用电涡流风力采暖器制热桶的整体结构示意图。

图5为本发明家用电涡流风力采暖器铁芯定子的俯视图。

图6为本发明家用电涡流风力采暖器铁芯定子的刨视图。

图7为本发明家用电涡流风力采暖器永磁体转子的俯视图。

图8为本发明家用电涡流风力采暖器永磁体转子的刨视图。

图9为本发明家用电涡流风力采暖器永磁体转子叶片的刨视图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，家用电涡流风力采暖器，包含风力机10、传动装置20、制热桶30及底座40；传动装置20一端连接风力机10，其另一端连接制热桶30；制热桶30设置在底座40上方。传动装置20包含主动轮21、皮带22及从动轮23；主动轮21与垂直轴11连接；皮带22一端连接主动轮21，其另一端连接从动轮23。

如图2、图3所示，风力机10，包含垂直轴11、风斗12及支架13；垂直轴11与风斗12固定连接；垂直轴11与支架13的一端活动连接；支架13的另一端与底座40固定连接，保证风力机10在工作时的稳定性。

如图1、图4所示，制热桶30包含中心轴31、多组永磁体阵列的制热单元32、制热桶内胆33、制热桶外桶34、固定架35及风扇36；制热桶30从内到外依次设置中心轴31、多组永磁体阵列的制热单元32、制热桶内胆33、制热桶外桶34及固定架35；中心轴31一端与从动轮23连接，其另一端与底座40活动连接；固定架35一端连接制热桶外桶34，其另一端连接底座40；风扇36与中心轴31固定连接，并且设置在制热桶内胆33内，风扇36随中心轴31转动，把空气吸进制热桶30内。制热桶30还包含进气口37和排气口38；进气口37设置在制热桶30顶部，进气口37与制热桶内胆33的上端盖和制热桶外桶34的上端盖贯穿；排气口38设置在制热桶30一侧底部，排气口38与制热桶内胆33的侧壁和制热桶外桶34的侧壁贯穿。制热桶内胆33与制热桶外桶34之间设有保温材料39（如泡沫塑料、矿物棉制品等），以减少热量的散失。更佳的，还可以根据需要，增加永磁体阵列的制热单元32的组数，以达到所需要的制热温度。每一组永磁体阵列的制热单元32包含铁芯定子321及永磁体转子322，铁芯定子321和永磁体转子322之间的间隙为3到6毫米，以减小气隙的磁阻。

如图5、图6所示，铁芯定子321呈圆环形，设置在风扇36的正下方，铁芯定子321是纯铁的，其磁导率高，而且电阻小，产生的电涡流很大，电流的热效应好，其外环3211与制热桶内胆33侧壁固定连接，其内环3212与中心轴31留有间隙；铁芯定子321的外环3211周向均布设有多个固定脚3213；固定脚3213一端与制热桶内胆33内侧壁固定连接；铁芯定子321的圆环中间开设有多条周向贯穿槽3214；相邻固定脚3213之间开设有贯穿槽3215，以便空气流动，同时增加换热面积，提高传热效率。

如图7、图8所示，永磁体转子322设置在铁芯定子321的正下方，包含转子盘3223、12个叶片3224及12个永磁体3225；转子盘3223呈圆环形，内环3221与中心轴31固定连接；12个叶片3224周向均布设置在转子盘3223上方；永磁体3225对应设置在叶片3224上；12个永磁体3225的N极和S极间隔设置。永磁体转子322外环3222与制热桶内胆33留有间隙，以便空气流动，同时增加换热面积，提高传热效率。

更佳的，如图9所示，叶片3224的下表面设有一定倾角，将空气往制热桶30桶底下压，提高空气速度。

家用电涡流风力采暖器的工作原理及使用方法：风作用在风力机10的风斗12，在凸侧和凹侧产生差异，同时受风侧风斗12气流的一部分从风斗12重叠部分的空隙流入背风侧风斗12背面，从而带动垂直轴11旋转。皮带大轮21与垂直轴11连接；皮带22一端连接主动轮21，其另一端连接从动轮23，从动轮23连接制热桶30的中心轴31，从而将力矩传递给中心轴31。中心轴31旋转，中心轴31带动风扇36和永磁体转子322转动，使空气从进气口37进入制热桶30内部，流经铁芯定子321的周向贯穿槽3214和贯穿槽3215，同时永磁体转子322的旋转产生变化的磁场。安装在制热桶内胆33内侧壁的铁芯定子321处在变化磁场中，产生电涡流，并在其中产生电阻热。空气和铁芯定子321进行热交换，从而使空气的温度升高，空气从排气口38排到室内，达到采暖的目的。更佳的，可以通过调节主动轮21和从动轮23的半径比来调节制热桶30中永磁体转子322的转速，还可以根据需要增加永磁体阵列的制热单元32的组数。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.家用电涡流风力采暖器，其特征在于，包含：

风力机（10）、传动装置（20）、制热桶（30）及底座（40）；

所述的传动装置（20）一端连接风力机（10），其另一端连接制热桶（30）；

所述的制热桶（30）设置在底座（40）上方；

所述的制热桶（30）包含中心轴（31）、多组永磁体阵列的制热单元（32）、制热桶内胆（33）、制热桶外桶（34）、固定架（35）、风扇（36）、进气口（37）及排气口（38）；

所述的制热桶（30）从内到外依次设置中心轴（31）、多组永磁体阵列的制热单元（32）、制热桶内胆（33）、制热桶外桶（34）及固定架（35）；

所述的中心轴（31）一端与从动轮（23）连接，其另一端与底座（40）活动连接；

所述的固定架（35）一端连接制热桶外桶（34），其另一端连接底座（40）；

所述的风扇（36）与中心轴（31）固定连接，并且设置在制热桶内胆（33）内；

所述的进气口（37）设置在制热桶（30）顶部，进气口（37）与制热桶内胆（33）的上端盖和制热桶外桶（34）的上端盖贯穿；

所述的排气口（38）设置在制热桶（30）一侧底部，排气口（38）与制热桶内胆（33）的侧壁和制热桶外桶（34）的侧壁贯穿。

2.如权利要求1所述的家用电涡流风力采暖器，其特征在于，所述的风力机（10）包含垂直轴（11）、风斗（12）及支架（13）；

所述的垂直轴（11）与风斗（12）固定连接；

所述的垂直轴（11）与支架（13）的一端活动连接；

所述的支架（13）的另一端与底座（40）固定连接。

3.如权利要求1所述的家用电涡流风力采暖器，其特征在于，所述的传动装置（20）包含主动轮（21）、皮带（22）及从动轮（23）；

所述的主动轮（21）与垂直轴（11）连接；

所述的皮带（22）一端连接主动轮（21），其另一端连接从动轮（23）。

4.如权利要求1所述的家用电涡流风力采暖器，其特征在于，所述的每一组永磁体阵列的制热单元（32）包含铁芯定子（321）及永磁体转子（322）；

所述的铁芯定子（321）呈圆环形，其外环（3211）与制热桶内胆（33）侧壁固定连接，其内环（3212）与中心轴（31）留有间隙，且设置在风扇（36）的正下方；

所述的永磁体转子（322）呈圆环形，其内环（3221）与中心轴（31）固定连接，其外环（3222）与制热桶内胆（33）留有间隙，且设置在铁芯定子（321）的正下方。

5.如权利要求4所述的家用电涡流风力采暖器，其特征在于，所述的铁芯定子（321）的外环（3211）周向均布设有多个固定脚（3213）；

所述的固定脚（3213）一端与制热桶内胆（33）内侧壁固定连接；

所述的铁芯定子（321）的圆环中间开设有多条周向贯穿槽（3214）；

所述的相邻固定脚（3213）之间开设有贯穿槽（3215）。

6.如权利要求4所述的家用电涡流风力采暖器，其特征在于，所述的永磁体转子（322）包含转子盘（3223）、多个叶片（3224）及多个永磁体（3225）；

所述的转子盘（3223）呈圆环形，内环（3221）与中心轴（31）固定连接；

所述的叶片（3224）设有偶数个，周向均布设置在转子盘（3223）上方；

所述的多个永磁体（3225）对应设置在叶片（3224）上；

所述的多个永磁体（3225）的N极和S极间隔设置。

7.如权利要求1所述的家用电涡流风力采暖器，其特征在于，所述的制热桶内胆（33）与制热桶外桶（34）之间设有保温材料（39）。