TW201312066A - 離心式永久磁石加熱裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明一種離心式永久磁石加熱裝置，係包括有：一動力接收機組、以及一熱產生裝置。該動力接收機組係包括：一葉片組以及一傳動端。該熱產生裝置係與該傳動端連結，其包括：一離合機構與該傳動端動力連結、複數個基座分別設置於該離心機構之上、複數個永久磁石分別設置於該基座上、以及至少一導電元件其位置係相對應於該複數個永久磁石。藉由自然界的流體動能來進行驅動該葉片組進而透過該傳動端帶動該基座上所設之該些永久磁石並經由該離心機構進行相對於該至少一導電元件之旋動，使該至少一導電元件產生熱能。

Description

離心式永久磁石加熱裝置
本發明是關於一種離心式永久磁石加熱裝置，尤指一種利用自然界的流體動能(例如風力)帶動一動力接收機組，進而透過一熱產生裝置內之複數個永久磁石並經由一離心機構對於一導電元件旋動，進一步達到產生熱能之目的。
目前所熟知之風力發電可說是近代最為環保之發電裝置之一，僅需藉由葉片收集風能使其轉動，進而帶動一發電機進行發電，藉此產生電力達到風力發電之最大功效。但是，傳統風力發電需透過昂貴的電子設備而產生電力，不僅價格高居不下且最大輸出功率電力亦受到限制，對於一般大眾而言較不適用，推廣性以及普遍性較低，因此風力發電常用於大型供電系統之上。
另一習知技術是一種太陽能發電的方式，先產生電能再以電熱的方式產生熱能，其缺點就是不管是用回生電能併連至電力系統或直接對電熱元件加熱的方式，基本上也是複雜且造價不低的產品。此外，還有一種太陽能產生熱能的方式，也就是利用太陽聚熱的方式產生熱能。不過它也有缺點，就是在冬天往往天氣冷，太陽產生的能力不足或是沒有；還有在夜間沒有太陽時必須使用補助的加熱系統予以加熱，況且太陽能方式體積龐大且造價不低是其缺點。
針對上述問題，本發明係直接由風力產生的動能直接轉換成熱能，而不經由任何其它方式的轉換。結構簡單且價格低廉，少去了風力發電機還需要繞線的成本、電力的損耗及發電機內部功率的損耗。簡單、節能又環保的訴求更勝於其它熱水加熱的型式及方法，而且有風時便可操作，甚至二十四小時皆可運轉產生熱能。尤其是冬天風力強大且寒冷的地方非常的適合這種裝置在運作。
本發明之主要目的是在於提供一種離心式永久磁石加熱裝置，係藉由風力帶動一動力接收機組，並驅動一熱產生裝置以磁力產生渦電流並轉換成熱能，不需如習用技術般先產生電能再藉由電熱器轉換成熱能的方式，免去發電機複雜線圈結構與電力控制電路的方法，達到降低製造成本之目的。此外，本發明更藉由一離心機構之設置，可在轉速提高時利用離心力使永久磁石與導電元件之間的間隔距離縮小，而能提高產熱效能的功效；相對地，當轉速降低時永久磁石與導電元件之間的間隔距離將會增大而降低磁感應，使本發明之離心式永久磁石加熱裝置在低轉速情況下能可繼續有產出熱能。
為達上述之目的，本發明揭露了一種離心式永久磁石加熱裝置，係包括有：一動力接收機組、以及一熱產生裝置。該動力接收機組係包括：一葉片組以及一傳動端。該熱產生裝置係與該傳動端連結，其包括：一離心機構與該動力接收機組之該傳動端動力連結、複數個基座則分別設置於該離心機構之上、複數個永久磁石分別設置於該基座上、以及至少一導電元件其位置係相對應於該複數個永久磁石。藉由風力帶動該葉片組進而透過該傳動端帶動該基座上所設之該些永久磁石並經由該離心機構進行相對於該至少一導電元件之旋動，利用離心力使該永久磁石與該至少一導電元件所間隔之一預設距離隨著轉速的改變而產生變化進而達到磁場效能之改變，當磁場通過該導電元件時會產生渦電流，使該渦電流於該導電元件之內流動進一步產生熱能。
為了能更清楚地描述本發明所提出之離心式永久磁石加熱裝置，以下將配合圖式詳細說明之。
請參閱圖一、圖二、圖三、圖四所示，圖一為本發明離心式永久磁石加熱裝置之結構示意圖。圖二為本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置前視圖。圖三為本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置側視圖。圖四為本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置與水套元件及導熱元件之結合示意圖。
本發明離心式永久磁石加熱裝置1其主要透過一風力動能9或是流動之溪水或潮汐等其他自然界的流體動能來進行驅動。該離心式永久磁石加熱裝置1係定義有一中心軸向8，其包括有：一動力接收機組11、以及一熱產生裝置12。該動力接收機組11係藉由一殼體或是骨架(圖中未示)來定位於地面上一預定高度，且係包括：一葉片組111、以及一傳動端112。
該熱產生裝置12係包括：一離心機構121、複數個基座122、複數個永久磁石123、一磁石框架124、至少一導電元件125、以及一水套元件126。該熱產生裝置12之複數個永久磁石123係為弧形條狀，且於各別兩永久磁石123中央處係分別具有該磁石框架124並環形固定於圓柱形的該些基座122表面上以形成類似於一轉子型態，此種轉子型態又可稱之為鼠籠式造型結構，即類似鼠籠式馬達的轉子型態。該離心機構121係與該傳動端112動力連結，而該些基座122分別設置於該離心機構121之上，令該複數個永久磁石123進一步與該水套元件126中央之一容置空間4週緣上所設置之該導電元件125間產生渦電流，使該導電元件125產生熱能並傳遞至該水套元件126內之一熱傳導流體(例如液體或氣體等，以水之類的液體為較佳)中。
該些永久磁石123係可以是強磁材料所構成，該些永久磁石123係設置並固定於該磁石框架124之中，並且以環形陣列的方式排列固定於該基座122之上。該基座122亦可以是具有磁性之一導磁材料，例如包含鐵或更佳的導磁材料，且該基座122適度的厚度可增加導磁效能及降低製造成本。
該磁石框架124係可以保護該些永久磁石123不會因為該基座122被該動力接收機組11之該傳導端112所驅動而產生之離心力將該些永久磁石123鬆脫甩出造成危險，且進一步可以防止該些永久磁石123產生生鏽的問題。
該磁石框架124可使用不導磁的材料，其可以是：鋁、不鏽鋼、電木板、樹酯或其它不導磁材料其中之一。於該磁石框架124之中固定該些永久磁石123時，可於其間隙中填入耐溫的樹脂或其它材料，一方面用以固定該些永久磁石123，而另一方面可使該些永久磁石123達到防潮防鏽之目的。而該些永久磁石123設置於該磁石框架124上之方式可以是以露出或埋入式安裝方式其中之一。
如圖二所示，於該基座122表面上所固定之該磁石框架124內之該些永久磁石123，其各別相鄰之兩永久磁石123之磁場極性(N或S)係為相反方向設置，且該些永久磁石123係以水平平行環繞該中心軸向8之配置排列設置於該基座122表面上。該些永久磁石123可以是弧形條狀、圓柱形、梯形柱狀、三角形、多邊形、或不規則的柱狀形體其中之一。
換句話說，該些永久磁石123安裝排列可以有非常多種方式，其各別之該永久磁石123均有不同的磁極方向(N極及S極)；亦即，相鄰的兩永久磁石123其極性安裝為不同極性N極及S極。此種組合具有其優點，該些永久磁石123所產生之磁力線會交互成迴路，透過相鄰的不同極性之磁極產生相吸導引的現象，使該磁力線通過相鄰的磁場而不相排斥，如此所造成之磁阻相對比較小，至少比該永久磁石123磁力線單獨產生成一磁力線迴路時，必須通過高磁阻的空氣而有較小的磁場產生。當然該永久磁石123的形狀也會影響磁力線產生，相鄰的兩極N及S距離越近越好，當然這也要配合運轉條件而適當的調整。
以圖一之本發明離心式永久磁石加熱裝置1中之該些永久磁石123來說，由於該些永久磁石123係為弧形條狀，故此該永久磁石123於該容置空間4內朝向該導電元件125之磁極面的表面積越大則效果越好，也就是說以弧形條狀的永久磁石123安裝方式比較其它的形狀更好，相較產生的磁場較大，亦即會有較佳的加熱效果。
於本發明實施例中，該離心機構121更包括：一承載座1211、一傳動軸1212、複數個限位模組1213、一承載盤1214、以及複數個復位元件1215。於該承載座1211中央處設有該傳動軸1212，而該傳動軸1212之一端部12121則固定於該承載盤1214中央之一軸孔12141內，並與該動力接收機組11之該傳動端112進行動力連結。
於本發明實施例中，該基座122係為兩相對應弧狀之塊體，且環繞於該傳動軸1212之周圍並設置於該限位模組1213之上，並位於該承載盤1214與該承載座1211之間。於本發明實施例中，該些復位元件1215係為一復位彈簧，其各別之一第一端12151以及一第二端12152係分別固定於不同之兩基座122上，進一步將該兩基座122分別往該傳動軸1212方向也就是往該中心軸向8進行彈性靠合。
承上述，該離心機構121之該限位模組1213係更包括：複數個定位柱12131、以及分別與該定位柱12131對應之複數個導引槽12132；其中，各別之該導引槽12132係分別提供該定位柱12131置入並進行限制該定位柱12131移動方向與位移量。於本發明實施例中，該限位模組1213之該複數個導引槽12132係分別貫穿設置於該些基座122之兩端面1221、1222上，而該複數個定位柱12131之一端部121311則設置於該承載座1211之上，而另一端部121312則分別貫穿於該些基座122上之該導引槽12132進而結合於該承載盤1214上所對應之複數個固定孔12142內，由於該些基座122受到該限位模組1213之限制，使該些基座122得以透過該些導引槽12132於該些定位柱12131上移動一預設之距離，進一步令該些基座122透過該復位元件1215(復位彈簧)得以受到該限位模組1213之侷限於該導引槽12132中進行有限度的位移。
該水套元件126必須以保溫材料所包覆，而且至少包括：一出水口1261以及一入水口1262；該水套元件126內之該熱傳導流體(例如液體或氣體等)可透過該出水口1261以及該入水口1262對外輸出進行熱交換或直接加熱該熱傳導流體。該水套元件126係可以是內部呈螺旋狀導流之圓形水套元件，使得自水套元件126一端的入水口1262進入熱傳導流體可以螺旋狀地環繞很多圈以提高熱交換時間後，最後再從水套元件126另一端的出水口1261流出。
該動力接收機組11係透過該傳動端112與該熱產生裝置12之該動力連結，並使該離心機構121所樞設之該些基座122上之該磁石框架124中所設置之該些永久磁石123與該水套元件126上所結合之該導電元件125間隔一預設距離H，而透過該風力動能9大小經由該葉片組111帶動該傳動端112，使得該離心機構121得以經由該風力動能9之大小變化透過該離心機構121自動調節該些永久磁石123與該導電元件125間之預設距離H大小，進一步達到加速產生熱能之目的。
藉由適當設計葉片組111之各葉片的形狀、結構或配置方式，可使該風力動能9(或其他自然界的流體動能)帶動該動力接收機組11之該葉片組111轉動時會帶動該離心機構121旋轉產生一離心力91，進一步將該些基座122利用該離心力91將該復位元件1215改變(例如將復位彈簧拉伸)該些永久磁石123與該導電元件125之該預設距離H大小，達到加速該導電元件125升溫之目的。也就是說，該風力動能9越大則該離心機構121轉速越高，故所產生之該離心力91也就越大，使得該些永久磁石123與該導電元件125間之該預設距離H也就越小，所產生之熱能效率也就越好。相反地，當風力動能9降低時，離心機構121將因復位彈簧所具有的回復彈力，而可把該些永久磁石123拉離導電元件125使其兩者間距H增大，因而可降低磁感應，使得離心機構121在風力小時仍可持續旋轉並產生熱能。
換句話說，藉由該風力9所帶動之該葉片組111進而透過該傳動端112帶動位於該離心機構121之該些基座122上所設之該些永久磁石123旋動，使該些永久磁石123與該導電元件125所間隔之該預設距離H中產生複數個磁力線導致一磁場變化，當磁場通過該導電元件125時會產生與該些永久磁石123相對應之一渦電流，而該渦電流則可於該導電元件125內流動進而產生熱能，並且將該水套元件126內之一流體進一步加熱。
在習知電學基礎理論中可得知功率的產生與電流的平方成正比的關係，因此該導電元件125電阻係數越小越好，亦即表示越容易導電，相對的產生熱能量也就越多，同樣的對於旋轉的該動力接收機組11來說旋轉阻力則越大。換句話說，該熱產生裝置12之該導電元件125，係必須為良好的導電材料，其可以是：金、銀、銅、鐵、鋁或合金等高導電材料組成。於本發明實施例中，該導電元件125係以純鋁材質為較好之實施態樣，因為純鋁材質它不導磁、導電效果很好、導熱很好、相對於金銀之價格便宜，可以很快的將熱傳達到至該水套元件126內吸熱的流體上。也就是說，該些永久磁石123本身所具有的磁力也會直接影響到渦電流的產生。該永久磁石123產生之磁場越大表示該磁力線產生的越多越密集，相對的於該導電元件125上所產生渦電流的量也就越大，這也就間接應證了冷次定率所產生的結果。
請參閱圖五、圖六、圖七、圖八所示，係分別為本發明離心式永久磁石加熱裝置之復位元件第一、第二、第三、第四較佳實施例示意圖。其中，如圖五所示，該些復位元件1215a係為一復位彈簧，而各別該些復位元件1215a(復位彈簧)之一第一端12151a係固定於該些基座122之上，而另一第二端12152a則固定於該傳動軸1212之上，係將各別之該基座122透過該復位元件1215a之拉力分別往該傳動軸1212方向(中心軸向8)進行彈性靠合。
如圖六所示，該些復位元件1215b係為一復位彈簧，各別之該些復位元件1215b之該第一端12151b與第二端12152b係分別固定於不同之該基座122上，也就是將各別之該基座122透過該復位元件1215b所產生聚合之拉力分別往中央該傳動軸1212方向(中心軸向8)進行彈性靠合。
如圖七所示，該些復位元件1215c係可以是一彈性鋼片，且該些復位元件1215c係呈V形或Ω形之彈性鋼片，其中一尖端12151c係固定於該傳動軸1212之上或可不予固定(圖面上無註明)，而另兩開叉端12152c則分別固定於兩相鄰之該基座122之上，係將各別之該基座122透過該復位元件1215c(V形或Ω形彈性鋼片)本身所具有之剛性將各別之該些基座122分別往該傳動軸1212方向(中心軸向8)進行彈性靠合。
如圖八所示，該些復位元件1215d係為一磁性導向結構所構成，透過磁極間相互吸附之原理將該些基座122分別往該傳動軸1212方向(中心軸向8)進行靠合。磁性導向結構所構成之該些復位元件1215d係可以是下列實施例其中之一：
1.於相鄰之兩基座122上分別相對設置至少一磁極(N極或S極)不同或相反之兩永久磁石12151d、12152d；
2.於相鄰之兩基座122上相對應之一端設置磁極(N極或S極)不同或相反之永久磁石，而於另一端則設置一導磁塊(圖中未示)以確保磁性吸附的運動方向；以及
3.該些基座122係可以是磁性材質所構成，使該些基座122之間成為不同或相反的N極或S極(圖中未示)。
由於上列之復位元件實施例中皆利用N極或S極之磁極或磁性不同或相反使該些基座122之間相互產生吸引力，並同時往該傳動軸1212方向進行靠合，其運用之手段與方式皆為習用之磁性吸附之原理，故在此便不再詳加贅述。
請參閱圖九、圖十、圖十一所示，係分別為本發明離心式永久磁石加熱裝置之永久磁石第一、二、三較佳配置示意圖。其中，於本發明離心式永久磁石加熱裝置1上之該些永久磁石123，其設置於該基座122上之配置排列方式更包括有：以複數組對稱水平平行環繞該中心軸向8之配置排列、斜向環繞該中心軸向8之配置排列、以及複數組不對稱斜向環繞該中心軸向8之配置排列其中之一。
如圖九所示，本發明離心式永久磁石加熱裝置之永久磁石第一較佳配置中，該些永久磁石123a係以二組對稱且水平平行環繞該中心軸向8設置於該基座122表面。如圖十所示，本發明離心式永久磁石加熱裝置之永久磁石第二較佳配置中，該些永久磁石123b係以斜向環繞該中心軸向8且進一步設置於該基座122表面。如圖十一所示，於本發明離心式永久磁石加熱裝置之永久磁石第三較佳配置中，該些永久磁石123c係以二組對稱或不對稱斜向環繞該中心軸向8且進一步設置於該基座122表面。
請參閱圖十二所示，圖十二係為本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置第一較佳實施例之結構示意圖。由於圖十二之本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置第一較佳實施例其大體上與圖一所示實施例之熱產生裝置類似，故相同之元件與結構以下將不再贅述。本發明之第一較佳實施例的離心式永久磁石加熱裝置與前述實施例之不同點在於，於該熱產生裝置第一較佳實施例12a中，該離心機構121a之該限位模組1213a的該些定位柱12131a係分別設置於該基座122a之兩端面1221a、1222a上，且該些導引槽12132a則分別設置於該承載座1211a以及該承載盤1214a之上，並分別與該些定位柱12131a相對應，使該基座122a之兩端面1221a、1222a上所分別設置之該些定位柱12131a分別限制於該承載座1211a以及該承載盤1214a之上之該些導引槽12132a中。
請參閱圖十三、圖十四、圖十五所示，係分別為本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置的導電元件第一、第二、第三較佳實施例剖面示意圖。其中，該第一、第二、第三較佳實施例之熱產生裝置12b、12c、12d各別的該導電元件125b、125c、125d係可以是下列結構其中之一：該導電元件125b內部係為平面板狀或內部呈螺旋狀鰭片狀、該導電元件125c係呈四方管螺旋狀體環狀併排、以及該導電元件125d係呈圓形螺旋狀體環狀併排。進一步說，於該第一、第二、第三較佳實施例之導電元件125b、125c、125d內部係具有等同於該水套元件126內所設之該流體以取代原本如圖一、圖十二內之該水套元件126所達到儲熱之功能，也就是透過該導電元件125b、125c、125d直接針對其內部之該流體進行加熱之動作。
分別於該第一、第二、第三較佳實施例之熱產生裝置12b、12c、12d的導電元件125b、125c、125d之兩端面係分別與一上蓋21以及一下蓋22相結合，使各別該導電元件125b、125c、125d之兩端面固定於該上蓋21以及下蓋22之上，且令該傳動軸1212兩端分別貫穿並設置於該上蓋21以及該下蓋22上所分別設置之一軸承3內，使該基座122與該磁石框架124內所固定之該些永久磁石123封閉於該上蓋21與該下蓋22以及該導電元件125b、125c、125d所分別構成之一容置空間4b、4c、4d內進行旋動，使該些永久磁石123與該第一、第二、第三較佳實施例之導電元件125b、125c、125d分別於該容置空間4b、4c、4d內相互間產生該渦電流，令該第一、第二、第三較佳實施例熱產生裝置12b、12c、12d的導電元件125b、125c、125d所產生之熱能進一步儲存於其內部流動之該流體中。該第一、第二、第三較佳實施例之熱產生裝置12b、12c、12d的導電元件125b、125c、125d的材質係可以是銅、鋁、鐵或合金材料其中之一。
如圖十三所示，該導電元件125b內部為平面板狀或內部呈螺旋狀鰭片狀，而該螺旋狀鰭片狀係用以導流內部所循環之該流體，且該導電元件125b係環繞於該些永久磁石123之外圍並間隔一預設距離H，並於其上設有一出水口1251b以及一入水口1252b，使該導電元件125b內之該流體進一步循環加熱，並透過該出水口1251b以及該入水口1252b對外輸出進行熱交換。
如圖十四所示，該導電元件125c為四方管螺旋狀體環狀併排(截面為四方形中空管狀)，且環繞於該些永久磁石123之外圍並間隔一預設距離H，更於該導電元件125c兩端具有一出水口1251c以及一入水口1252c，以提供導電元件125c內之該流體進一步循環加熱。
如圖十五所示，該導電元件125d為圓形螺旋狀體環狀併排(截面為圓形中空管狀)，且環繞於該些永久磁石123之外圍並間隔一預設距離H，更於該導電元件125d兩端具有一出水口1251d以及一入水口1252d，以提供導電元件125d內之該流體進一步循環加熱。
請參閱圖十六、圖十七所示，係分別為本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置第一、第二較佳實施例剖面示意圖。其中，本發明離心式永久磁石加熱裝置1之該熱產生裝置12係可以是如圖十六所示固定設置於一平台5之上；而該熱產生裝置12係可以是如同圖十三、圖十四、圖十五之第一、第二、第三較佳實施例之熱產生裝置12b、12c、12d其中之一。於圖十六中，該熱產生裝置12係可以為圖十三中之該熱產生裝置12b。
此外，如圖十七所示，該熱產生裝置12亦可以是如同圖十七所示設置於殼體框架6之內，並令該離心機構121之該傳動軸1212兩端分別設置於該殼體框架6兩對應面上所分別設置之一軸承3內。其中，該熱產生裝置12內之該導電元件125係可以是如同圖十三、圖十四、圖十五之第一、第二、第三較佳實施例之熱產生裝置12b、12c、12d其中之一；也就是將該導電元件125設置固定於該殼體框架6內部，並藉由該殼體框架6進一步保護該熱產生裝置12。
以下所述之本發明其他較佳實施例中，因大部份的元件係相同或類似於前述實施例，故相同之元件與結構以下將不再贅述，且相同之元件將直接給予相同之名稱及編號，並對於類似之元件則給予相同名稱但在原編號後另增加一英文字母以資區別且不予贅述，合先敘明。
請參考圖十八所示，係為本發明離心式永久磁石加熱裝置第一較佳實施例之配置示意圖。其中，該離心式永久磁石加熱裝置第一較佳實施例1a係為垂直軸式之動力接收機組11a，並進一步與固定於該平台5上之該熱產生裝置12進行動力連結。該離心式永久磁石加熱裝置1係更包括一儲熱裝置13、一導熱元件14、以及一輔助加熱裝置15。
於儲熱裝置13內具有一導熱之流體，且於該儲熱裝置13上設有一排壓通道133，以提供該儲熱裝置13排放壓力使用。該導熱元件14係設置於該儲熱裝置13內，透過該導熱元件14將該熱產生裝置12所產生之熱能傳遞至該儲熱裝置13內。該導熱元件14係為外部具有複數個散熱鰭片之一散熱岐管141所構成，而該導熱元件14之該散熱岐管141兩端係分別與該熱產生裝置12進行連通，使該導熱元件14之散熱岐管與該熱產生裝置12進行內部熱循環。
該輔助加熱裝置15更包括：一溫度偵測器151、一控制器152、以及一加熱器153；該溫度偵測器151以及該加熱器153係分別與該控制器152電性連接，且各別設置於該儲熱裝置13之上；透過該溫度偵測器151偵測該儲熱裝置13內之溫度是否過低，以判斷是否藉由該控制器152透過該加熱器153針對該儲熱裝置13內進行加溫。
於本發明離心式永久磁石加熱裝置第一較佳實施例中，該離心式永久磁石加熱裝置第一較佳實施例1a之該熱產生裝置12亦可以是設置如同圖一、圖十二、所示之熱產生裝置12、12a其中之一，或是如同圖十三、圖十四、圖十五所示之該第一、第二、第三較佳實施例之該熱產生裝置12b、12c、12d其中之一。
請參考圖十九所示，為本發明離心式永久磁石加熱裝置第二較佳實施例之配置示意圖。其中，由於圖十九之本發明離心式永久磁石加熱裝置第二較佳實施例其大體上與圖十八所示之第一較佳實施例類似，故相同之元件與結構以下將不再贅述。本發明之第二較佳實施例與前述圖十八所示之第一較佳實施之不同點在於，本發明離心式永久磁石加熱裝置第二較佳實施例1b係為水平軸式之動力接收機組11b。
請參考圖二十所示，為本發明離心式永久磁石加熱裝置第三較佳實施例之配置示意圖。其中，由於圖二十之本發明離心式永久磁石加熱裝置第三較佳實施例其大體上與圖十八所示之第一較佳實施例類似，故相同之元件與結構以下將不再贅述。本發明之第三較佳實施例與前述圖十八所示之第一較佳實施之不同點在於，該儲熱裝置13係與該熱產生裝置12進行連接，使該儲熱裝置13與該熱產生裝置12進行內部熱循環。也就是說，該儲熱裝置13係透過一進水管路131以及一出水管路132分別與該水套元件126之該出水口1261以及該入水口1262進行連接，使該水套元件126與該儲熱裝置13內所存放之該流體進行內部熱循環。
此外，本發明離心式永久磁石加熱裝置第三較佳實施例1c更包括：一輔助循環裝置16、以及一太陽能加熱裝置17。該輔助循環裝置16係可以是一風力幫浦或一電力幫浦其中之一，且設置於該儲熱裝置13之該出水管路132預設位置處，以輔助該儲熱裝置13內之流體與該水套元件126內進行循環。該太陽能加熱裝置17係可透過內部之兩管線171分別與該儲熱裝置13相連通以形成內部流體循環狀態。於本實施例中，當該輔助循環裝置16是一風力幫浦時，該風力幫浦可以是由熱產生裝置12直接連結帶動；然而在另一實施例中，該風力幫浦也可以有其本身的動力來源，例如以額外獨立的葉片組來驅動等。
於本發明離心式永久磁石加熱裝置第三較佳實施例1c之該熱產生裝置12係可以是設置如同圖一、圖十二、所示之熱產生裝置12、12a其中之一，使該水套元件126之該出水口1261以及該入水口1262分別與該儲熱裝置13之該進水管路131以及該出水管路132進行連接，可以利用本身所產生之熱對流方式進行該水套元件126與該儲熱裝置13內流體之熱循環，使該水套元件126與該儲熱裝置13內所存放之流體進行內部熱循環。
本發明離心式永久磁石加熱裝置第三較佳實施例1c之該熱產生裝置12亦可以是設置如同圖十三、圖十四、圖十五所示之該第一、第二、第三較佳實施例之該熱產生裝置12b、12c、12d其中之一，使該導電元件125b、125c、125d之該出水口1251b、1251c、1251d以及該入水口1252b、1252c、1252d分別與該儲熱裝置13之該進水管路131以及該出水管路132進行連接，使該導電元件125b、125c、125d與該儲熱裝置13內所存放之流體進行內部熱循環。
請參考圖二十一所示，為本發明離心式永久磁石加熱裝置第四較佳實施例之配置示意圖。其中，由於圖二十一之本發明離心式永久磁石加熱裝置第四較佳實施例其大體上與圖十八所示之第一較佳實施例類似，故相同之元件與結構以下將不再贅述。本發明之第四較佳實施例與前述圖十八所示之第一較佳實施之不同點在於，於本發明離心式永久磁石加熱裝置第三較佳實施例1d中，該導熱元件14係直接提供複數個待加熱區7進行升溫的動作。該待加熱區7係可以是一建築物71、以及一蓄水池72其中之一。於本發明之第四較佳實施例中，該些待加熱區7係分別為該建築物71以及該蓄水池72，且分別透過兩組之導熱元件14藉由各別不同的散熱岐管141將該熱產生裝置12所產生之熱能各別延伸傳遞至該建築物71內以及該蓄水池72中，如此一來，該熱產生裝置12即可藉由該動力接收機組11的帶動而同時提供不同用途之加溫所需，一方面可提供該建築物71室內所需之暖氣，於另一方面則可維持該蓄水池72中之水溫，以提供養殖水中生物或魚類有更穩定溫度之生長環境；當然，本發明之第四較佳實施例之該些導熱元件14不侷限其數量，可針對更多不同功能之該待加熱區7進行增溫之動作，例如：儲熱槽、游泳池...等，在此遂不再詳加贅述。
綜上所述，本發明揭一種離心式永久磁石加熱裝置1係包括有：一動力接收機組11、以及一熱產生裝置12。該動力接收機組11係包括：一葉片組111以及一傳動端112。該熱產生裝置12係與該傳動端112連結，其包括：一離心機構121、複數個基座122、複數個永久磁石123、一磁石框架124、至少一導電元件125、以及一水套元件126。藉由一風力動能9帶動該葉片組111進而透過該傳動端112帶動該熱產生裝置12，令該些基座122上之該磁石框架124上所設之該些永久磁石123進行旋動，並透過該離心機構121使該些永久磁石123與該水套元件126上所固定之該導電元件125所間隔之一預設距離H中產生距離變化以造成磁場之效能不同，當磁場通過該導電元件125時會產生一渦電流，而該渦電流於該導電元件125內流動產生熱能，並經由該水套元件126內之一流體加以吸收熱能，並且儲存於所連接之該儲熱裝置13之內或是利用複數個導熱元件14將熱能傳遞至所連接之複數個待加熱區7內。
本發明離心式永久磁石加熱裝置所使用之該動力接收機組11以及該熱產生裝置12組合型式，在實際的案例來說，以垂直軸式的動力接收機組較易安裝，當然也並不侷限此垂直軸的該動力接收機組型式，所有型態的動力接收機組皆通用，包含水平軸式動力接收機組等，只要銜接該熱產生裝置12並驅使其轉動即可產生熱能，當然，能產生越大動能及越高轉速的動力接收機組為最佳。
該熱產生裝置12係利用該風力動能9帶動該動力接收機組11進而產生一離心力91使該些永久磁石123及該導電元件125間產生磁熱轉換達到熱儲存之效果，其結構簡單、低成本製造而且十分耐用，且具有很長的使用壽命。此外，由於本發明不需使用額外的電力，所以也沒有線路感電的危險，正因為沒有另外附加發電機的構造，所以省去了相關線圈之發電設備，因此不會有線圈因過載而導致燒毀的情形產生。
相同的，往往因為季節的因素，於秋冬較冷的季節裡風力也較為強勁，可產生較大的風力進而產生熱能，且可二十四小時運轉並儲存熱能，只要全天候有風力就可產生熱水供應。依據本發明離心式永久磁石加熱裝置之原則可組成數種不同型態樣式，以搭配其它設備及輔助裝置，以適合家用、農用、商業或工業上離心式永久磁石加熱裝置的應用。
唯以上所述之實施例不應用於限制本發明之可應用範圍，本發明之保護範圍應以本發明之申請專利範圍內容所界定技術精神及其均等變化所含括之範圍為主者。即大凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故都應視為本發明的進一步實施狀況。
1、1a、1b、1c、1d．．．離心式永久磁石加熱裝置
11、11a、11b．．．動力接收機組
111．．．葉片組
112．．．傳動端
12、12a、12b、12c、12d．．．熱產生裝置
121、121a．．．離心機構
1211、1211a．．．承載座
1212．．．傳動軸
12121．．．端部
1213．．．限位模組
12131、12131a．．．定位柱
121311．．．端部
121312．．．端部
12132、12132a．．．導引槽
1214、1214a．．．承載盤
12141．．．軸孔
12142．．．固定孔
1215、1215a、1215b、1215c、1215d．．．復位元件
12151、12151a、12151b．．．第一端
12152、12152a、12152b．．．第二端
12151c．．．尖端
12152c．．．開叉端
12151d．．．永久磁石
12152d．．．永久磁石
122、122a．．．基座
1221、1221a．．．端面
1222、1222a．．．端面
123．．．永久磁石
124．．．磁石框架
125、125b、125c、125d．．．導電元件
1251b、1251c、1251d．．．出水口
1252b、1251c、1251d．．．入水口
126．．．水套元件
1261．．．出水口
1262．．．入水口
13．．．儲熱裝置
131．．．進水管路
132．．．出水管路
133．．．排壓通道
14．．．導熱元件
141．．．散熱岐管
15．．．輔助加熱裝置
151．．．溫度偵測器
152．．．控制器
153．．．加熱器
16．．．輔助循環裝置
17．．．太陽能加熱裝置
171．．．管線
21．．．上蓋
22．．．下蓋
3．．．軸承
4、4b、4c、4d．．．容置空間
5．．．底座
6．．．殼體框架
7．．．待加熱區
71．．．建築物
72．．．蓄水池
8．．．中心軸向
9．．．風力動能
91．．．離心力
圖一係本發明離心式永久磁石加熱裝置之結構示意圖。
圖二係本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置前視圖。
圖三係本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置側視圖。
圖四係本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置與水套元件及導熱元件之結合示意圖。
圖五係本發明離心式永久磁石加熱裝置之復位元件第一較佳示意圖。
圖六係本發明離心式永久磁石加熱裝置之復位元件第二較佳示意圖。
圖七係本發明離心式永久磁石加熱裝置之復位元件第三較佳示意圖。
圖八係本發明離心式永久磁石加熱裝置之復位元件第四較佳示意圖。
圖九係本發明離心式永久磁石加熱裝置之永久磁石第一較佳配置示意圖。
圖十係本發明離心式永久磁石加熱裝置之永久磁石第二較佳配置示意圖。
圖十一係本發明離心式永久磁石加熱裝置之永久磁石第三較佳配置示意圖。
圖十二係本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置第一較佳實施例之結構示意圖。
圖十三係本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置的導電元件第一較佳實施例剖面示意圖。
圖十四係本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置的導電元件第二較佳實施例剖面示意圖。
圖十五係本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置的導電元件第三較佳實施例剖面示意圖。
圖十六係本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置第一較佳實施例剖面示意圖。
圖十七係本發明離心式永久磁石加熱裝置之熱產生裝置第二較佳實施例剖面示意圖。
圖十八係本發明離心式永久磁石加熱裝置第一較佳實施例之配置示意圖。
圖十九係本發明離心式永久磁石加熱裝置第二較佳實施例之結構示意圖。
圖二十係本發明離心式永久磁石加熱裝置第三較佳實施例之結構示意圖。
圖二十一係本發明離心式永久磁石加熱裝置第四較佳實施例之結構示意圖。
1．．．離心式永久磁石加熱裝置
11．．．動力接收機組
111．．．葉片組
112．．．傳動端
12．．．熱產生裝置
121．．．離心機構
1211．．．承載座
1212．．．傳動軸
12121．．．端部
1213．．．限位模組
12131．．．定位柱
121311．．．端部
121312．．．端部
12132．．．導引槽
1214．．．承載盤
12141．．．軸孔
12142．．．固定孔
1215．．．復位元件
12151．．．第一端
12152．．．第二端
122．．．基座
1221．．．端面
1222．．．端面
123．．．永久磁石
124．．．磁石框架
125．．．導電元件
126．．．水套元件
1261．．．出水口
1262．．．入水口
4．．．容置空間
8．．．中心軸向
9．．．風力動能

Claims (18)

  1. 一種離心式永久磁石加熱裝置，係定義有一中心軸向，其包括有：一動力接收機組，其包括：一葉片組以及一傳動端；該葉片組可受自然界之流體動能所驅動並進而帶動該傳動端旋轉；以及一熱產生裝置，係與該傳動端連結，其包括：一離心機構與該傳動端動力連結、複數個基座分別設置於該離心機構之上、複數個永久磁石分別設置於該基座上、以及至少一導電元件其位置係相對應於該複數個永久磁石；其中，該葉片組旋轉時可透過該傳動端帶動該離心機構上所設之該些永久磁石藉由該離心機構相對於該至少一導電元件旋動，使該至少一導電元件產生熱能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之離心式永久磁石加熱裝置，係更包括一水套元件結合於該導電元件之上，且該水套元件具有一出水口以及一入水口，使該導電元件所產生之熱能將該水套元件內之一流體進一步加熱，並透過該出水口以及該入水口對外輸出進行熱交換；其中，該水套元件係可以是內部呈螺旋狀導流之圓形水套元件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之離心式永久磁石加熱裝置，其中，該離心機構更包括：一承載座、一傳動軸、複數個限位模組、一承載盤、以及複數個復位元件；於該承載座中央處設有該傳動軸，而該傳動軸之一端則固定於該承載盤中央之一軸孔內，並與該動力接收機組之該傳動端進行動力連結；該基座係環繞於該傳動軸之周圍並設置於該限位模組之上，且位於該承載盤與該承載座之間；該復位元件則將各別之該基座分別往該傳動軸方向進行彈性靠合。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之離心式永久磁石加熱裝置，其中，該限位模組係更包括：複數個定位柱、以及分別與該定位柱對應之複數個導引槽；其中，各別之該導引槽係分別提供該定位柱置入並進行限制該定位柱移動方向與位移量。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之離心式永久磁石加熱裝置，其中，該複數個導引槽係分別貫穿於該基座之兩端面，該複數個定位柱之一端則設置於該承載座之上，而另一端則分別貫穿於該基座上之該導引槽進而結合於該承載盤上所對應之複數個固定孔內。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之離心式永久磁石加熱裝置，其中，該複數個定位柱係分別設置於該基座之兩端面上，且該複數個導引槽則分別設置於該承載座以及該承載盤之上，並分別與該複數個定位柱相對應，使該基座之兩端面上所分別設置之該複數個定位柱分別限制於該承載座以及該承載盤之上之該複數個導引槽中。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之離心式永久磁石加熱裝置，其中，該各別之復位元件係為一復位彈簧，且該復位元件之一第一端以及一第二端係分別固定於不同之該基座上，並將各別之該基座透過該復位元件所產生聚合之拉力分別往中央該傳動軸方向進行彈性靠合。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之離心式永久磁石加熱裝置，其中，各別該復位元件係為一復位彈簧，且該復位元件之一第一端係固定於該基座之上，而另一第二端則固定於該傳動軸之上。
  9. 如申請專利範圍第3項所述之離心式永久磁石加熱裝置，其中，各別之該些復位元件係為一彈性鋼片，且該些復位元件呈係V形或Ω形其中之一之彈性鋼片，其中之一尖端係可以或不需固定於該傳動軸之上，而另兩開叉端則分別固定於兩相鄰之該基座之上，係將各別之該基座透過該復位元件本身所具有之剛性將各別之該基座分別往該傳動軸方向進行彈性靠合。
  10. 如申請專利範圍第3項所述之離心式永久磁石加熱裝置，其中，該復位元件係為一磁性導向結構所構成，透過磁極間相互吸附之原理將該些基座分別往該傳動軸方向進行彈性靠合。磁性導向結構所構成之該些復位元件係可以是下列實施例其中之一：於相鄰之兩基座上分別相對設置至少一磁極不同(N極或S極)之兩永久磁石、於相鄰之兩基座上相對應之一端設置磁極不同(N極或S極)之該永久磁石，而於另一端則設置一導磁塊、以及該些基座係為磁性材質所構成，且該些基座間為相互吸引的磁極(N極或S極)。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之離心式永久磁石加熱裝置，其中，該導電元件係具有一出水口以及一入水口，使該導電元件內之一流體進一步加熱，並透過該導電元件之該出水口以及該入水口對外輸出進行熱交換；該導電元件係可以是下列其中之一：該導電元件係為平面板狀或內部呈螺旋狀鰭片狀、該導電元件為四方管螺旋狀體環狀併排、以及該導電元件為圓形螺旋狀體環狀併排；此外，該導電元件之材質係可以是銅、鋁、鐵或合金材料其中之一。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之離心式永久磁石加熱裝置，其中：該離心式永久磁石加熱裝置更包括至少一磁石框架，該磁石框架係設置於該基座之上，並進一步將該些永久磁石加以固定；該些永久磁石可以是弧形條狀、圓柱形、梯形柱狀、三角形、多邊形、或不規則的柱狀形體其中之一；其中，於該基座上所固定之該磁石框架內之該些永久磁石，其各別相鄰之兩永久磁石之磁場極性係為相反方向設置，且配置上可為水平平行環繞該中心軸向且設置於該基座表面、斜向環繞該中心軸向且設置於該基座表面、以及對稱或不對稱斜向環繞該中心軸向且進一步設置於該基座表面排列的配置其中之一。
  13. 如申請專利範圍第2項所述之離心式永久磁石加熱裝置，係更包括一儲熱裝置，係透過一進水管路以及一出水管路分別與該水套元件之該出水口以及該入水口進行連接，使該水套元件與該儲熱裝置內所存放之該流體進行內部熱循環。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之離心式永久磁石加熱裝置，更包括有至少一導熱元件；其中，該導熱元件係設置於該儲熱裝置內，透過該導熱元件將該熱產生裝置所產生之熱能傳遞至該儲熱裝置內，且該導熱元件係為外部具有複數個散熱鰭片之一散熱岐管所構成，而該導熱元件之該散熱岐管兩端係分別與該熱產生裝置進行連接，使該導熱元件之該散熱岐管與該熱產生裝置進行內部熱循環。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之離心式永久磁石加熱裝置，其中，該導熱元件亦可直接針對複數個待加熱區內進行加熱；其中，該待加熱區可以是：一建築物、以及一蓄水池中其中之一。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之風力離心式永久磁石加熱裝置，更包括有：一輔助循環裝置，該輔助循環裝置係可以是一風力幫浦或一電力幫浦其中之一，且設置於該儲熱裝置之該出水管路預設位置處，以輔助該儲熱裝置內之流體與該水套元件內進行循環。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之離心式永久磁石加熱裝置，更包括有：一太陽能加熱裝置，該太陽能加熱裝置係可透過內部之一管線兩端與該儲熱裝置相連通以形成內部流體循環狀態。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之離心式永久磁石加熱裝置，更包括有：一輔助加熱裝置；該輔助加熱裝置更包括：一溫度偵測器、一控制器、以及一加熱器；該溫度偵測器以及該加熱器係分別與該控制器電性連接，且各別設置於該儲熱裝置之上；透過該溫度偵測器偵測該儲熱裝置內之溫度是否過低，以判斷是否藉由該控制器透過該加熱器針對該儲熱裝置內進行加溫。
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