CN107675752A - 一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于可再生能源应用的技术领域，尤其是涉及一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置。包括保温水箱，太阳能蓄热装置，搅拌机构风力动力系统，保温水箱由水箱内壳体，水箱外壳体，水箱保温夹层，水箱上水口，水箱出水口，水箱排污口和水箱支架所组成，太阳能蓄热装置由有机玻璃聚焦层，蓄热沙子层和稀薄空气层及装卸吊环所组成，蓄热沙子层与所述水箱内壳体的顶部相贴合。本发明利用当地的丰富的冰雪资源，就地取材合理利用风能、太阳能进行加热融化冰雪，绿色无污染，直叶片风轮可以接受任意风向的风能，延长了风力致热时间，提高了风力致热的效率，拌装置与动力装置为分体式，并采用磁盘传动，方便了装拆，方便了水箱的密封。

Description

一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置
技术领域
本发明属于可再生能源应用的技术领域，尤其是涉及一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置。
背景技术
中国的西藏、内蒙、新疆等地为冬季寒冷地区，每到冬季冰雪覆盖大部分区域，可以说是一个冰雪量充足的地方，这些地方的哨所、寺庙等较多，冬天用水却很困难，尤其牧民、牲畜等对水的需求都很大，但该地区又是风能、太阳能的丰富区，如果能充分、合理的利用风能、太阳能使冰雪融化变为可利用的水，那么将彻底解决这些地区冬季的缺水问题，用水需求一旦满足，居住在该地区人们的生活质量就得到进一步提升，利国利民。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置，充分收集利用冰雪资源，合理采用风能、太阳能，使冰雪变为水甚至是温水，解决中国西藏、内蒙、新疆等地冬季缺水问题。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
本发明的一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置，包括带有封闭内腔的保温水箱，嵌入在此保温水箱顶部上的太阳能蓄热装置，设在此保温水箱的封闭内腔里的搅拌机构和与此搅拌机构相联动的风力动力系统，所述的保温水箱由水箱内壳体，水箱外壳体，水箱保温夹层，水箱上水口，水箱出水口，水箱排污口和水箱支架所组成，所述的水箱保温夹层设在所述的水箱内壳体和水箱外壳体之间，所述的水箱上水口设在所述水箱外壳体的最顶部，所述的水箱出水口设在所述水箱外壳体的下部，所述的水箱排污口设在所述水箱外壳体的底部，所述水箱上水口、水箱出水口、水箱排污口均穿过所述水箱保温夹层和水箱内壳体与所述保温水箱的封闭内腔相连通，所述的太阳能蓄热装置由位于上层的有机玻璃聚焦层，位于下部的蓄热沙子层和位于中部的稀薄空气层及装卸吊环所组成，所述蓄热沙子层的底部周边与所述水箱内壳体的顶部相贴合。
所述的风力动力系统由支撑固定架，依次通过轴承组件Ⅰ、轴承组件Ⅱ与此支撑固定架转动连接的风力驱动轴，与此风力驱动轴的上端固定连接的直叶片风轮，与此风力驱动轴的中部固定连接的驱动伞齿轮，与此驱动伞齿轮啮合连接的从动伞齿轮，一端与此从动伞齿轮固定连接的风力从动轴，与此风力从动轴的另一端固定连接的驱动磁盘和与此风力从动轴的中部转动连接的轴承组件Ⅲ所组成，所述的驱动磁盘靠近所述水箱外壳体的一个外端面。
所述的搅拌机构由搅拌中心轴，与此搅拌中心轴固定连接的搅拌螺旋板，支撑在此搅拌中心轴两端部且滑动连接的滑动轴承座组件和与此搅拌中心轴的端头固定连接的从动磁盘所组成，所述的从动磁盘靠近所述水箱内壳体的一个内端面且与所述的驱动磁盘相对应。
所述的驱动磁盘由磁盘回转轮，沿圆周方向均匀镶嵌在此磁盘回转轮上的一组永磁铁和固定此一组永磁铁的透孔端盖组件所组成，所述从动磁盘的结构与所述的驱动磁盘结构相同，且此驱动磁盘与从动磁盘上的永磁铁N极、S极一一对应，所述的磁盘回转轮为不导磁的不锈钢材料制成。
所述的搅拌螺旋板的旋角为2°-3°。
所述的水箱外壳体及水箱内壳体采用不导磁的不锈钢或塑料材料制成。
所述的直叶片风轮由风轮套管和与此风轮套管外表面固定连接的若干个垂直叶片平板所组成，所述的风轮套管通过平键与所述的风力驱动轴相连接。
本发明的有益效果：
1）本发明充分利用风能、太阳能进行加热，融化冰雪，特别适合于风能、太阳能丰富的西藏、内蒙、新疆等地区，绿色无污染，充分利用当地的丰富的冰雪资源，就地取材，减少了运水量；
2）本发明直叶片风轮可以接受任意风向的风能，延长了风力致热时间，提高了风力致热的效率；
3）本发明搅拌装置与动力装置为分体式，并采用磁盘传动，方便了装拆与维修及水箱的密封。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图。
图2 为本发明图1的A-A剖视图。
图3 为本发明的直叶片风轮的立体图。
图中序号： 1、水箱支架； 2、水箱排污口； 3、水箱出水口；4、水箱内壳体； 5、水箱保温夹层； 6、水箱外壳体； 7、水箱上水口；8有机玻璃聚焦层、；9、稀薄空气层；10、蓄热沙子层；11、搅拌螺旋板；12、搅拌中心轴；13、装卸吊环；14、滑动轴承座组件；15、从动磁盘；16、驱动磁盘； 16-1、永磁铁；16-2、磁盘回转轮；16-3、透孔端盖；17、风力从动轴；18、从动伞齿轮；19、风力驱动轴；20、直叶片风轮；20-1、垂直叶片平板；20-2、风轮套管；20-3、平键；21、轴承组件Ⅰ；22、驱动伞齿轮；23、支撑固定架；24、轴承组件Ⅱ；25、轴承组件Ⅲ。
具体实施方式
如图1、2、3所示，本发明的一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置，包括带有封闭内腔的保温水箱，嵌入在此保温水箱顶部上的太阳能蓄热装置，设在此保温水箱的封闭内腔里的搅拌机构和与此搅拌机构相联动的风力动力系统，所述的保温水箱由水箱内壳体4，水箱外壳体6，水箱保温夹层5，水箱上水口7，水箱出水口3，水箱排污口2和水箱支架1所组成，所述的水箱保温夹层设在所述的水箱内壳体和水箱外壳体之间，所述的水箱上水口设在所述水箱外壳体的最顶部，所述的水箱出水口设在所述水箱外壳体的下部，所述的水箱排污口设在所述水箱外壳体的底部，所述水箱上水口、水箱出水口、水箱排污口均穿过所述水箱保温夹层和水箱内壳体与所述保温水箱的封闭内腔相连通，所述的太阳能蓄热装置由位于上层的有机玻璃聚焦层8，位于下部的蓄热沙子层10和位于中部的稀薄空气层9及装卸吊环13所组成，所述蓄热沙子层的底部周边与所述水箱内壳体的顶部相贴合。
依靠风力动力系统把大自然中的风力转化为搅拌机构转动的动力，通过不断搅拌摩擦实现保温水箱内的水温升高；而设置在保温水箱顶部的太阳能蓄热装置依靠对流、辐射、热传导又对保温水箱内的水继续加热，使保温水箱内水温快速上升。使用中，可通过水箱上水口加入水或冰雪原料，可通过水箱出水口与生活用水管路相连接，可通过水箱排污口定期清除水底污淤，水箱保温夹层能有效防止热量散失，让热量得到最大化的利用。上述保温水箱的水箱上水口上可设有过滤网，滤除冰雪杂质，也可与加水装置或添加冰雪装置相连接，保温水箱内也可设置水位控制浮漂，并将水位控制浮漂与加水装置或添加冰雪装置设置成联动。
太阳能蓄热装置整体长方形结构，保温水箱横截面可为U形结构，便于太阳能蓄热装置安装其上，
所述的风力动力系统由支撑固定架23，依次通过轴承组件Ⅰ21、轴承组件Ⅱ24与此支撑固定架转动连接的风力驱动轴19，与此风力驱动轴的上端固定连接的直叶片风轮20，与此风力驱动轴的中部固定连接的驱动伞齿轮22，与此驱动伞齿轮啮合连接的从动伞齿轮18，一端与此从动伞齿轮固定连接的风力从动轴17，与此风力从动轴的另一端固定连接的驱动磁盘16和与此风力从动轴的中部转动连接的轴承组件Ⅲ25所组成，所述的驱动磁盘靠近所述水箱外壳体的一个外端面。上述中的直叶片风轮靠大自然的风力驱动而转动→带动风力驱动轴转动→驱动伞齿轮随风力驱动轴同心转动→从动伞齿轮啮合传动同时改变转动中心方向→风力从动轴与从动伞齿轮同心转动→驱动磁盘与风力从动轴同心转动。
所述的搅拌机构由搅拌中心轴12，与此搅拌中心轴12固定连接的搅拌螺旋板11，支撑在此搅拌中心轴两端部且滑动连接的滑动轴承座组件14和与此搅拌中心轴的端头固定连接的从动磁盘15所组成，所述的从动磁盘靠近所述水箱内壳体的一个内端面且与所述的驱动磁盘相对应。
所述的驱动磁盘由磁盘回转轮16-2，沿圆周方向均匀镶嵌在此磁盘回转轮上的一组永磁铁16-1和固定此一组永磁铁的透孔端盖组件16-3所组成，所述从动磁盘的结构与所述的驱动磁盘结构相同，且此驱动磁盘与从动磁盘上的永磁铁N极、S极一一对应，所述的磁盘回转轮为不导磁的不锈钢材料制成。从动磁盘、驱动磁盘均设在保温水箱的同一侧的内、外端面处，内、外两处每一对永磁铁保证N极、S极一一对应，依靠这强大的相互吸引力使驱动磁盘、从动磁盘同步运转。
所述的搅拌螺旋板的旋角为2°-3°。
所述的水箱外壳体及水箱内壳体采用不导磁的不锈钢或塑料材料制成。
所述的直叶片风轮由风轮套管20-2和与此风轮套管外表面固定连接的若干个垂直叶片平板20-1所组成，所述的风轮套管通过平键20-3与所述的风力驱动轴相连接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置，其特征在于：包括带有封闭内腔的保温水箱，嵌入在此保温水箱顶部上的太阳能蓄热装置，设在此保温水箱的封闭内腔里的搅拌机构和与此搅拌机构相联动的风力动力系统，所述的保温水箱由水箱内壳体，水箱外壳体，水箱保温夹层，水箱上水口，水箱出水口，水箱排污口和水箱支架所组成，所述的水箱保温夹层设在所述的水箱内壳体和水箱外壳体之间，所述的水箱上水口设在所述水箱外壳体的最顶部，所述的水箱出水口设在所述水箱外壳体的下部，所述的水箱排污口设在所述水箱外壳体的底部，所述水箱上水口、水箱出水口、水箱排污口均穿过所述水箱保温夹层和水箱内壳体与所述保温水箱的封闭内腔相连通，所述的太阳能蓄热装置由位于上层的有机玻璃聚焦层，位于下部的蓄热沙子层和位于中部的稀薄空气层及装卸吊环所组成，所述蓄热沙子层的底部周边与所述水箱内壳体的顶部相贴合。
2.根据权利要求1所述的一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置，其特征在于：所述的风力动力系统由支撑固定架，依次通过轴承组件Ⅰ、轴承组件Ⅱ与此支撑固定架转动连接的风力驱动轴，与此风力驱动轴的上端固定连接的直叶片风轮，与此风力驱动轴的中部固定连接的驱动伞齿轮，与此驱动伞齿轮啮合连接的从动伞齿轮，一端与此从动伞齿轮固定连接的风力从动轴，与此风力从动轴的另一端固定连接的驱动磁盘和与此风力从动轴的中部转动连接的轴承组件Ⅲ所组成，所述的驱动磁盘靠近所述水箱外壳体的一个外端面。
3.根据权利要求1所述的一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置，其特征在于：所述的搅拌机构由搅拌中心轴，与此搅拌中心轴固定连接的搅拌螺旋板，支撑在此搅拌中心轴两端部且滑动连接的滑动轴承座组件和与此搅拌中心轴的端头固定连接的从动磁盘所组成，所述的从动磁盘靠近所述水箱内壳体的一个内端面且与所述的驱动磁盘相对应。
4.根据权利要求2所述的一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置，其特征在于：所述的驱动磁盘由磁盘回转轮，沿圆周方向均匀镶嵌在此磁盘回转轮上的一组永磁铁和固定此一组永磁铁的透孔端盖组件所组成，所述从动磁盘的结构与所述的驱动磁盘结构相同，且此驱动磁盘与从动磁盘上的永磁铁N极、S极一一对应，所述的磁盘回转轮为不导磁的不锈钢材料制成。
5.根据权利要求3所述的一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置，其特征在于：所述的搅拌螺旋板的旋角为2°-3°。
6.根据权利要求1所述的一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置，其特征在于：所述的水箱外壳体及水箱内壳体采用不导磁的不锈钢或塑料材料制成。
7.根据权利要求2所述的一种风能和太阳能联合致热融化冰雪装置，其特征在于：所述的直叶片风轮由风轮套管和与此风轮套管外表面固定连接的若干个垂直叶片平板所组成，所述的风轮套管通过平键与所述的风力驱动轴相连接。
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