垂直轴风热器制造技术

垂直轴风热器包括磁力耦合制热系统、垂直轴风力驱动系统，为了使磁力耦合制热系统在最佳转速范围内工作，垂直轴风力驱动系统中可以加装动力传动变速系统。磁力耦合制热系统由转子和定子组成，转子和定子一个上装有磁块，另一个上装有感应盘或感应筒，依靠转子和定子产生磁力耦合实现能量转化，将机械能转化为热能，机械能由风力驱动产生。垂直轴风热器可用于加热水或空气，从而用来供热供暖。例如：垂直轴风热器配以保温水箱可以形成风能热水器，而将垂直轴风热器的加热介质换为空气，可直接对室内进行供暖，形成风能取暖器。

Vertical axis wind heater

The vertical axis wind heater includes the magnetic coupling heat system and the vertical axis wind drive system. In order to make the magnetic coupling heat system work in the optimum speed range, the power transmission transmission system can be installed in the vertical axis wind drive system. The magnetic coupling heat system consists of the rotor and the stator, the rotor and the stator have a magnetic block, the other has an induction disc or an induction tube, and the magnetic coupling can be generated by the rotor and stator, and the mechanical energy is converted to heat, and the mechanical energy is driven by the wind. Vertical axis air heater can be used to heat water or air for heating. For example, the vertical axis wind heater can form a wind energy water heater with a thermal insulation water tank, and the heating medium of the vertical axis wind heater is replaced by air, which can directly heat the room and form a wind energy heater.

【技术实现步骤摘要】
垂直轴风热器
风能利用、供热供暖、新能源、节能减排。
技术介绍
北方供热供暖，耗费大量煤炭、油气等资源，排放污染严重。南方阴雨连绵，太阳能热水器无阳光不起作用。北极圈、南极圈及其周边，寒冷异常，夜长昼短，有时几个月不见阳光。而在地球上，风无处不在，风能清洁无污染。磁力耦合技术的发展，使能量转化变得简单而高效，垂直轴风热器正是利用磁力耦合技术和风力驱动技术相结合将风能最终转化为热能。本人先前曾提出磁力缓速器的专利技术申请，可供参考。
技术实现思路
本专利技术针对供热供暖和清洁能源利用，提出了垂直轴风热器的解决方案。垂直轴风热器包括磁力耦合制热系统和垂直轴风力驱动系统，为了使磁力耦合制热系统在最佳转速范围内工作，垂直轴风力驱动系统还可以加装动力传动变速系统。磁力耦合制热系统由转子和定子组成，转子和定子一个上装有磁块，另一个上装有感应盘或感应筒，依靠转子和定子产生磁力耦合实现能量转化，将机械能转化为热能，机械能由风力驱动产生。垂直轴风热器可用于加热水或空气，从而用来供热供暖。根据磁力耦合制热系统的磁力耦合面的位置不同，垂直轴风热器可分为盘式垂直轴风热器、筒式垂直轴风热器和混合式垂直轴风热器。磁力耦合面为相对旋转磁场和感应磁场相互耦合的理论假设中性面，磁力耦合面位于磁块固定盘组件和感应盘组件之间或磁块固定筒组件和感应筒组件之间，磁块固定盘组件或磁块固定筒组件用于产生相对旋转磁场，感应盘组件或感应筒组件用于产生感应磁场，相对旋转磁场和感应磁场相互耦合进行能量转化，垂直轴风热器的磁力耦合制热系统的转子和定子中一个装有磁块固定盘组件或磁块固定筒组件，另一个装有感应盘组件或感应筒组件，转子和定子的相互作用可看作是相对旋转磁场和感应磁场的相互作用。附图说明图1、图2、图3、图4、图5、图6所示为盘式垂直轴风热器的几种基本的结构类型，其磁力耦合制热系统1的转子采用感应盘组件1-1，而定子采用磁块固定盘组件1-2，其垂直轴风力驱动系统2的低速轴2-2和高速轴2-3之间增加了变速箱。图1、图2、图3所示方案的低速轴2-2和高速轴2-3为平行轴，图4、图5、图6所示方案的低速轴2-2和高速轴2-3为交错轴。图1、图4所示的盘式垂直轴风热器的磁力耦合制热系统采用一组磁力耦合面，即一个感应盘组件和磁块固定盘组件的匹配组合。图2、图5所示的盘式垂直轴风热器的磁力耦合制热系统采用两组磁力耦合面，但用两个感应盘组件和两个磁块固定盘组件的匹配组合。图3、图6所示的盘式垂直轴风热器的磁力耦合制热系统采用两组磁力耦合面，但用两个感应盘组件和一个磁块固定盘组件的匹配组合。图1、图2、图3、图4、图5、图6所示盘式垂直轴风热器的几种基本形式的磁力耦合制热系统可以串联使用，即使用两组以上的磁力耦合面。图4、图5、图6所示的盘式垂直轴风热器的垂直轴风力驱动系统的传动齿轮2-5、2-6和制动轮2-4等可以集成到变速箱内。图7所示的盘式垂直轴风热器是图6所示的盘式垂直轴风热器的一种变形，其垂直轴风力驱动系统增加了带传动或链传动，2-7、2-9为带轮或链轮，2-8为传动带或传动链。图8所示的盘式垂直轴风热器的垂直轴风力驱动系统去除了变速箱，仅保留了制动轮2-4，其它结构形式的盘式垂直轴风热器的垂直轴风力驱动系统也可以不使用变速箱，使用变速箱的目的主要是为了使盘式垂直轴风热器的磁力耦合制热系统处于最佳转速范围内。盘式垂直轴风热器的垂直轴风力驱动系统的制动装置既可置于低速轴2-2上，也可置于高速轴2-3上，或置于其它中间轴上。制动装置可采用钳式制动器、带式制动器或其它类型的制动器。图9所示的盘式垂直轴风热器的垂直轴风力驱动系统的风轮叶片采用达里厄(Darrieus)型弯叶片，图10所示的盘式垂直轴风热器的垂直轴风力驱动系统的风轮叶片采用萨沃尼斯(Savonius)型叶片，图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的垂直轴风力驱动系统的风轮叶片采用达里厄型直叶片，达里厄型弯叶片的形式多变，有多种形式，可灵活选用。达里厄型叶片为升力型叶片，而萨沃尼斯型叶片为阻力型叶片，升力型叶片(常用的翼型叶片有NACA翼型系列、SERI翼型系列、NREL翼型系列、RISΦ翼型系列和FFA-W翼型系列等)和阻力型叶片(萨沃尼斯型、风杯型、涡轮型、平板型和马达拉斯型等)的形式多样，不能一一列举，各种形式的叶片也可混合使用。图11所示的盘式垂直轴风热器的垂直轴风力驱动系统为升力型叶片和阻力型叶片混合使用的一种形式。图12所示的盘式垂直轴风热器为图3所示的盘式垂直轴风热器的一种变形，其磁力耦合制热系统的转子采用磁块固定盘组件1-2，而定子采用感应盘组件1-1，并增加了风扇1-3，以增强通风散热扰流效果。图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的几种基本结构类型的盘式垂直轴风热器的磁力耦合制热系统也可以采用类似图12的方案，将磁块固定盘组件1-2置于转子上，而将感应盘组件1-1置于定子上。增强通风散热扰流效果的风扇1-3可以去除不用。图13所示为筒式垂直轴风热器的一种结构形式，其磁力耦合制热系统的磁力耦合面平行于高速轴2-3的轴向。筒式垂直轴风热器的各种结构形式类似于盘式垂直轴风热器的各种结构形式，仅仅是其磁力耦合制热系统的磁力耦合面的位置不同而已。盘式垂直轴风热器和筒式垂直轴风热器也可融合形成混合式垂直轴风热器，混合式垂直轴风热器的磁力耦合制热系统的磁力耦合面同时置于平行和垂直于高速轴2-3的轴向。图14所示为盘式垂直轴风热器用于供热的一种形式，加热介质为水。图15所示为盘式垂直轴风热器用于供暖的一种形式，加热介质为空气。各种结构类型的垂直轴风热器都可用来供热供暖，形成风能热水器(增加了保温水箱)或风能取暖器(增加了防护罩)等装置，用于独立或集中供热供暖。图16所示为盘式垂直轴风热器的磁力耦合制热系统的磁块固定盘组件的示意图，N极和S极永磁体交替排列，磁极方向平行于轴向。筒式垂直轴风热器的磁力耦合制热系统的磁块固定筒组件中的N极和S极永磁体同样交替排列，但其磁极方向垂直于轴向。垂直轴风热器的磁力耦合制热系统的感应盘组件从原理上讲至少应包括感应盘和屏蔽板两部分，当两部分采用相同的材料时，可直接融为一体，适当控制板的厚度即可。具体实施方式垂直轴风热器所包含的各组成零部件，现代工业制造技术均可加工制造。磁块、轴承均可由专业厂商配套生产，其它零部件机加工、模具成形、焊接即可。垂直轴风热器要想成功应用，必须具备以下几个条件：(1)功率标定——建立完备的测试台架，以完成系列化产品的标定。(2)动平衡检测——旋转部件必须达到相关标准规定的动平衡要求，以达到必要的安全可靠性。(3)防雷——垂直轴风热器的垂直轴风力驱动系统必须安装防雷装置，以防止雷电危害。(4)控制——垂直轴风热器为便于使用，其控制系统可设计为闭环控制或开环控制，闭环控制系统便于远程自动控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.垂直轴风热器的技术方案——其特征是包含磁力耦合制热系统和垂直轴风力驱动系统，磁力耦合制热系统由转子和定子组成，转子和定子一个上装有磁块，另一个上装有感应盘或感应筒，依靠转子和定子产生磁力耦合实现能量转化，将机械能转化为热能，机械能由风力驱动产生，垂直轴风热器可用于加热水或空气，从而用来供热供暖，根据磁力耦合制热系统的磁力耦合面的位置不同，垂直轴风热器可分为盘式垂直轴风热器、筒式垂直轴风热器和混合式垂直轴风热器。

【技术特征摘要】
1.垂直轴风热器的技术方案——其特征是包含磁力耦合制热系统和垂直轴风力驱动系统，磁力耦合制热系统由转子和定子组成，转子和定子一个上装有磁块，另一个上装有感应盘或感应筒，依靠转子和定子产生磁力耦合实现能量转化，将机械能转化为热能，机械能由风力驱动产生，垂直轴风热器可用于加热水或空气，从而用来供热供暖，根据磁力耦合制热系统的磁力耦合面的位置不同，垂直轴风热器可分为盘式垂直轴风热器、筒式垂直轴风热器和混合式垂直轴风热器。2.根据权利要求1所述的垂直轴风热器，其特征是使用磁力耦合制热系统，磁力耦合制热系统在工作时存在相对旋转磁场和感应磁场，相对旋转磁场由转子或定子上交替排列的N极磁块和S极磁块产生，感应磁场由定子或转子上的感应盘或感应筒中产生的感应电流产生，感应盘或感应筒采用具有优良导电性能的导体板或导体筒。3.根据权利要求1所述的垂直轴风热器，其特征是使用磁力耦合制热系统，磁力耦合制热系统在工作时存在相对旋转磁场和感应磁场的相互耦合作用，磁力耦合面为相对旋转磁场和感应磁场相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李启飞，
申请(专利权)人：李启飞，
类型：发明
国别省市：江苏,32