CN205654489U - 一种分布式风力驱动永磁涡流制热机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式风力驱动永磁涡流制热机，包括沿轴向依次连接的风能驱动构件、驱动连接构件及涡流发热构件；风能驱动构件将风能转化为转动的机械能，驱动连接构件将来自风能驱动构件的机械能传递给涡流发热构件，涡流发热构件将机械能转化为热能进行制热。采用了风能收集和驱动技术，进而在实现温室和分布式小型建筑增温效果的同时，可以实现最大限度地的生态和增产增收；针对我国广大的西北地区的气候特点和风能的特点，结合温室建筑和分布式小型建筑的采暖需求，对风能进行了有效高效利用，进而实现了将风能直接高效地转化为热能。满足了生产中分布式小型建筑的采暖问题。

Description

一种分布式风力驱动永磁涡流制热机

技术领域

本实用新型涉及利用风力驱动和永磁涡流原理进而获得清洁热量的制热机，具体的为一种分布式风力驱动永磁涡流制热机。

背景技术

温室又名暖房、温棚，是一种以玻璃或塑料薄膜等材料作为屋面，用土、砖做成围墙，或者全部以透光覆盖材料作围护结构，具有充分采光、防寒保温、环境调控能力，能够为内部栽培植物提供可控生长环境的建筑。我国的温室面积为世界之最，但相比其他农业发达国家，我国的温室多为不加温温室，温室的产量和产值受到了极大的制约。部分温室采用了加温设备，但这些设备多为燃烧石化材料进行加温，加温成本和环境污染问题突出。因此，温室的低成本清洁加温是我国温室加温的一个亟待解决的问题。

风资源是地球上一种特殊的能量，是由太阳福射在地球上引起的空气流动而形成，太阳能到达地球后约有1/5转变成风能。而且在实际的应用中，风能利用避免了二氧化碳、二氧化硫等污染有害气体的排放，是一种公认的清洁能源。另外，风能资源存储量非常大，可以说是无穷无尽。风力资源为可再生能源，非常环保，对环境没有任何污染。

现有的风力利用设备最广泛的为风力发电，这种风能的利用方式能够产出清洁的电力，具有非常大的优势。但是对于建造分散的温室和其他小型无加温设备建筑来说，电能的使用量相对加温的需求要容易满足的多。因此，在我国广大的温室生产实践中，亟待开发一种既能够直接利用风能提供采暖结构相对简单的一体化设备。

在电磁原理中，存在一种将机械能在金属体内部转化为瞬时电流，进而转化为热能的原理。这个在块状金属体内部由机械运动产生的瞬时电流称为涡流，这个瞬时电流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律。在电磁原理中叫涡电流，简称涡流：块状金属在变化的磁场中或在磁场中运动时产生的在金属块内自成闭合回路的感应电流，由于整块金属的电阻通常很小，故涡流通常都具有很大的电流，进而能产生大量的无损热量。永磁涡流致热器的转子在风力作用下转动时,转子上的磁极发出的磁力线径向切割定子,使定子内的磁通量发生交替变化,并产生闭合涡电流,在涡流的热效应作用下使定子的热量不断增加、温度升高。

目前，我国的风能利用已经具有了长足的发展，而且温室中的一些常规的加热设备也初具规模。但是对于风能的分散利用和高效转化为热能方面尚处于初探阶段。在生产实践中，开发一种既能采暖又能实现清洁的利用风能资源的加热机已经成为了迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明目的在于提供一种分布式风力驱动永磁涡流制热机，除了给温室提供加温的基本作用外，同时也能够实现对分散住宅和其他小型建筑的加温功能，进而大大增加温室的作物产量和经济效益。在实现上述功能的同时，也可以实现调节温室内空气湿度，以降低温室内作物的病害发生率的功能，从而实现多功能集成的应用效果。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种分布式风力驱动永磁涡流制热机，包括沿轴向依次连接的风能驱动构件、驱动连接构件及涡流发热构件；风能驱动构件将风能转化为转动的机械能，驱动连接构件将来自风能驱动构件的机械能传递给涡流发热构件，涡流发热构件将机械能转化为热能进行制热。

具体的，所述的涡流发热构件包括设置在涡流制热箱内的从动轴及涡流制热单元，从动轴与驱动连接构件同轴连接，涡流制热单元沿从动轴的轴向围绕从动轴设置；涡流制热单元包括由上到下依次同轴交替设置的涡流制热转盘及永磁铁盘，从动轴带动涡流制热转盘相对于永磁铁盘转动实现将机械能转化为热能。

更具体的，所述的永磁铁盘包括永磁铁固定盘和永磁铁块，永磁铁块包括扇形的“S”永磁铁和扇形的“N”永磁铁，扇形的“S”永磁铁和扇形的“N”永磁铁沿永磁铁固定盘的圆周方向交替嵌设在永磁铁固定盘上。

优选的，所述的永磁铁盘包括第一种永磁铁盘和第二种永磁铁盘，第一种永磁铁盘与第二种永磁铁盘沿轴向相邻设置，且第一种永磁铁盘上的“S”永磁铁与第二中永磁铁盘上的“N”永磁铁轴向对应。

进一步的，所述的涡流制热转盘为金属盘，涡流制热转盘上沿转盘中心发散式设置多个透气孔，且在从动轴的端部设置热循环风扇。

还有，在所述的涡流制热箱的顶部设置散热孔。

另外，所述的风能驱动构件包括叶片、第一连杆、第一联轴盘、驱动轴、第二联轴盘及第二连杆，在驱动轴上同轴设置第一联轴盘和第二联轴盘，第一联轴盘通过第一连杆与叶片固定连接，第二联轴盘通过第二连杆与叶片固定连接，驱动轴与驱动连接构件同轴连接。

优选的，所述的叶片为风能收集垂直式叶片，且叶片有三个，三个叶片组成螺旋对。

具体的，所述的驱动连接构件包括连轴器、支柱及支座，连轴器与驱动轴同轴连接，驱动轴穿过支柱与涡流发热构件连接。

本发明的优点为：

(1)本实用新型的分布式风力驱动永磁涡流制热机采用了风能收集和驱动技术，并结合块状金属在变化的磁场中或在磁场中运动时产生的在金属块内自成闭合回路的感应电流，由于整块金属的电阻通常很小，故涡流通常都具有很大的电流，进而能产生大量的无损热量的原理，实现温室和分布式小型建筑增温效果的同时，可以实现最大限度地的生态和增产增收；

(2)另外，本实用新型的制热机中采用开孔涡流制热转盘(转子)在永磁铁盘(定子)之间的转动，能够使涡流制热转盘最大限度地在高密度磁场中实现了高速的运动，保证了本发明的制热机能高效地将风能产生的机械能转化为热能，而且采用了纯金属作为涡流制热转盘，保证了设备运行的稳定性和安全性；

(3)还有，本实用新型设计了永磁铁盘上的永磁铁块呈现分布式平面间隔的结构，且相邻的永磁铁盘上下层次间交错对应的永磁磁场布局，同时结合开孔涡流制热转盘，能够使涡流制热转盘最大限度地在高密度磁场中实现高速的运动，保证了制热机能高效地将风能产生的机械能转化为热能，而且采用了纯金属作为转子，保证了设备运行的稳定性和安全性；

(4)本实用新型的制热机针对我国广大的西北地区的气候特点和风能的特点，结合温室建筑和分布式小型建筑的采暖需求，对风能进行了有效高效利用，进而实现了将风能直接高效地转化为热能。满足了生产中分布式小型建筑的采暖问题。有机地将温室增温和温室内的降湿结合起来，而且该设备适用于各种分布式小型建筑采暖，实现了单一设施的功能多元化。造价低，设备结构部件维护成本低，运行的费用几乎为零，效率高，在实践生长中容易推广和保持长时间稳定运行。该装备可以应用于多风地区的温室或其他缺乏加温设备的小型建筑加温。

附图说明

图1是本实用新型的分布式风力驱动永磁涡流制热机结构示意图；

图2是图1中加热箱内部结构放大图；

图3是第一种永磁铁铁盘结构俯视图；

图4是第二种永磁铁铁盘结构俯视图；

图5是涡流制热转盘结构俯视图；

图6是热循环风扇结构俯视图；

图中的标号分别为：1-风能驱动构件、11-叶片、12-第一连杆、13-第一联轴盘、14-驱动轴、15-第二联轴盘、16-第二连杆、2-驱动连接构件、21-连轴器、22-支柱、23-支座、3-涡流发热构件、31-从动轴、32-涡流制热箱、33-涡流制热单元、331-永磁铁盘、3310-永磁铁块、3311-永磁铁固定盘、3312-永磁铁铁盘安装孔、332-涡流制热转盘、3320-透气孔、3321-转盘安装孔、34-热循环风扇；

下面结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

本实用新型的基于风力驱动和涡流原理发热的风力驱动永磁涡流制热机，由于采用了风力驱动和永磁涡流技术，因此，可以在采暖的同时达到对外界零排放的效果，而且也为温室内的加温提供了一个可靠的设备。同时由于对室内环境的低成本控制，也可以实现调节温室内空气湿度和降低温室内病害发生率的功能。结构合理，与现有温室加温设备相比不增加成本，而可以大大提高作为生产的生态效益和增加作物的产量。

本实用新型的分布式风力驱动永磁涡流制热机，包括沿轴向依次连接的风能驱动构件1、驱动连接构件2及涡流发热构件3；风能驱动构件1将风能转化为转动的机械能，驱动连接构件2将来自风能驱动构件1的机械能传递给涡流发热构件3，涡流发热构件3将机械能转化为热能进行制热。

涡流发热构件3包括设置在涡流制热箱32内的从动轴31及涡流制热单元33，在涡流制热箱体32内由金属转子和磁性定子组成涡流制热单元，金属转子为涡流制热转盘332，磁性定子为永磁铁盘331，再由位于涡流制热箱32体下部的热循环风扇34将箱体内部的热量不断地送到室内。

具体运行时，风能驱动构件1会在风的驱动下将风能转化为转动的机械能并通过驱动连接构件2传递给从动轴31，涡流制热转盘332(转子)与从动轴31固定在一起，因此，涡流制热转盘332(转子)便可以在从动轴31的带动下高速转动，与此同时热循环风扇34也与从动轴31固定在一起，也会随从动轴31发生同步的转动。进而形成了大块金属盘在永磁磁场中的不断运动，进而在涡流制热转盘332(转子)内部产生高强涡流，这些涡流进一步形成高效的热量。热量加热周边的空气，空气在热循环风扇34的驱动下穿过涡流制热转盘332(转子)和永磁铁盘331(定子)的空隙，最后流出涡流制热箱体32。随着风力的不断驱动，热循环风扇34就会不断地把涡流制热转盘332(转子)产生的热量吹出涡流制热箱体32，进而实现了风能到热能的最大效率的转化。当然也可以进一步实现对温室和分布小型建筑的加温。

实施例一：

参照附图1-5，本实施例的分布式风力驱动永磁涡流制热机包括沿轴向依次连接的风能驱动构件1、驱动连接构件2及涡流发热构件3；风能驱动构件1将风能转化为转动的机械能，驱动连接构件2将来自风能驱动构件1的机械能传递给涡流发热构件，涡流发热构件3将机械能转化为热能进行制热。

风能驱动构件1包括叶片11、第一连杆12、第一联轴盘13、驱动轴14、第二联轴盘15及第二连杆16，在驱动轴14上同轴设置第一联轴盘13和第二联轴盘15，第一联轴盘13通过第一连杆12与叶片11固定连接，第二联轴盘15通过第二连杆16与叶片11固定连接，驱动轴14与驱动连接构件2同轴连接。叶片11为风能收集垂直式叶片，且叶片11有三个，三个叶片11组成螺旋对。

驱动连接构件2包括连轴器21、支柱22及支座23，连轴器21与驱动轴14同轴连接，驱动轴14穿过支柱22与涡流发热构件3连接。

涡流发热构件3包括设置在涡流制热箱32内的从动轴31及涡流制热单元33，从动轴31与驱动连接构件2同轴连接，涡流制热单元33沿从动轴31的轴向围绕从动轴31设置；涡流制热单元33包括由上到下依次同轴交替设置的涡流制热转盘332及永磁铁盘331，从动轴31带动涡流制热转盘332相对于永磁铁盘331转动实现将机械能转化为热能，即涡流制热转盘332与从动轴31固定连接作为转子，永磁铁盘331与从动轴31活动连接作为定子。永磁铁盘331包括永磁铁固定盘3311和永磁铁块3310，永磁铁块3310包括扇形的“S”永磁铁和扇形的“N”永磁铁，扇形的“S”永磁铁和扇形的“N”永磁铁沿永磁铁固定盘3311的圆周方向交替嵌设在永磁铁固定盘3311上。为了使涡流制热转盘332最大限度地在高密度磁场中实现高速的运动，保证本实用新型的制热机能高效地将风能产生的机械能转化为热能，本实用新型的永磁铁盘331设置成两种结构的盘体，如图3和图4所示，第一种永磁铁盘331上的永磁铁块3310的磁极与第二种永磁铁盘331上的永磁铁块3310的磁极在轴向对应，即在第一种永磁铁盘331上的永磁铁块为“S”极，那么在第二种永磁铁盘331上轴向对应位置的永磁铁块为“N”极，这样涡流制热转盘332在磁场中高速旋转切割磁力线的同时，磁场本身也在发生改变，即提高了涡流制热转盘332在磁场中切割磁力线的速度，增加了制热效率。

涡流制热转盘332为金属盘，涡流制热转盘332上沿转盘中心发散式设置多个透气孔3320，且在从动轴31的端部设置热循环风扇34。在涡流制热箱32的顶部设置散热孔。在涡流制热转盘332上设置的多个透气孔3320，不仅能保证金属盘进行磁力线切割时切割的效率增大，产热增多，同时还有利于热循环风扇34将热空气由透气孔3320定向的由涡流制热箱32顶部排出，且尽快的降低金属盘的盘体温度，使金属盘持续不断的产生热量供给，提高供热效率。

Claims (9)

1.一种分布式风力驱动永磁涡流制热机，其特征在于，包括沿轴向依次连接的风能驱动构件(1)、驱动连接构件(2)及涡流发热构件(3)；

风能驱动构件(1)将风能转化为转动的机械能，驱动连接构件(2)将来自风能驱动构件(1)的机械能传递给涡流发热构件(3)，涡流发热构件(3)将机械能转化为热能进行制热。

2.如权利要求1所述的分布式风力驱动永磁涡流制热机，其特征在于，所述的涡流发热构件(3)包括设置在涡流制热箱(32)内的从动轴(31)及涡流制热单元(33)，从动轴(31)与驱动连接构件(2)同轴连接，涡流制热单元(33)沿从动轴(31)的轴向围绕从动轴(31)设置；

涡流制热单元(33)包括由上到下依次同轴交替设置的涡流制热转盘(332)及永磁铁盘(331)，从动轴(31)带动涡流制热转盘(332)相对于永磁铁盘(331)转动实现将机械能转化为热能。

3.如权利要求2所述的分布式风力驱动永磁涡流制热机，其特征在于，所述的永磁铁盘(331)包括永磁铁固定盘(3311)和永磁铁块(3310)，永磁铁块(3310)包括扇形的和扇形的“N”永磁铁，扇形的“S”永磁铁和扇形的“N”永磁铁沿永磁铁固定盘(3311)的圆周方向交替嵌设在永磁铁固定盘(3311)上。

4.如权利要求3所述的分布式风力驱动永磁涡流制热机，其特征在于，所述的永磁铁盘(331)包括第一种永磁铁盘和第二种永磁铁盘，第一种永磁铁盘与第二种永磁铁盘沿轴向相邻设置，且第一种永磁铁盘上的“S”永磁铁与第二中永磁铁盘上的“N”永磁铁轴向对应。

5.如权利要求2、3或4所述的分布式风力驱动永磁涡流制热机，其特征在于，所述的涡流制热转盘(332)为金属盘，涡流制热转盘(332)上沿转盘中心发散式设置多个透气孔(3320)，且在从动轴(31)的端部设置热循环风扇(34)。

6.如权利要求5所述的分布式风力驱动永磁涡流制热机，其特征在于，在所述的涡流制热箱(32)的顶部设置散热孔。

7.如权利要求1、2、3或4所述的分布式风力驱动永磁涡流制热机，其特征在于，所述的风能驱动构件(1)包括叶片(11)、第一连杆(12)、第一联轴盘(13)、驱动轴(14)、第二联轴盘(15)及第二连杆(16)，沿驱动轴(14)轴向在驱动轴(14)上同轴设置第一联轴盘(13)和第二联轴盘(15)，第一联轴盘(13)通过第一连杆(12)与叶片(11)固定连接，第二联轴盘(15)通过第二连杆(16)与叶片(11)固定连接，驱动轴(14)与驱动连接构件(2)同轴连接。

8.如权利要求7所述的分布式风力驱动永磁涡流制热机，其特征在于，所述的叶片(11)为风能收集垂直式叶片，且叶片(11)有三个，三个叶片(11)组成螺旋对。

9.如权利要求7所述的分布式风力驱动永磁涡流制热机，其特征在于，所述的驱动连接构件(2)包括连轴器(21)、支柱(22)及支座(23)，连轴器(21)与驱动轴(14)同轴连接，驱动轴(14)穿过支柱(22)与涡流发热构件(3)连接。