【技术实现步骤摘要】
摆式极大负荷可调波热器
[0001]磁致热、波浪能利用、供热供暖、新能源、节能减排、海洋经济。
技术介绍
[0002]波浪能在海洋中蕴藏丰富，而海岸线附近城市人口密集，这也就为开发利用波浪能找到了一个庞大的市场。目前，波浪能的开发利用研究普遍着眼于发电，与本专利技术申请关系比较密切的波浪能发电装置有摆式波浪能发电装置，形式多样，但多为利用液压驱动液压泵发电。
[0003]磁力耦合技术的发展，使能量转化变得简单高效，摆式极大负荷可调波热器正是利用磁力耦合技术和摆式波浪能转化装置相结合将波浪能转化为热能。
[0004]本人先前曾提出磁力缓速器和极大负荷可调磁力缓速器的专利技术申请，可从中华人民共和国国家知识产权局检索以供参考。
技术实现思路
[0005]本专利技术针对波浪能的开发利用，提出了摆式极大负荷可调波热器的解决方案。
[0006]摆式极大负荷可调波热器包括极大负荷可调磁力耦合制热系统和摆式波浪能驱动系统，为了使极大负荷可调磁力耦合制热系统在最佳转速范围内工作，摆式波浪能驱动系统还可以加装动力传动变速系统。极大负荷可调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，机械能由波浪运动推动波摆产生，波摆作为原动件，驱动活塞泵或叶片泵压缩空气，而后由压缩空气冲击涡轮带动极大负荷可调磁力耦合制热系统工作。摆式极大负荷可调波热器可用于加热水、空气或其它储热介质，从而用来供热供暖。>[0007]根据极大负荷可调磁力耦合制热系统的磁力耦合面的位置不同，摆式极大负荷可调波热器可分为盘式摆式极大负荷可调波热器、筒式摆式极大负荷可调波热器和混合式摆式极大负荷可调波热器。
[0008]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，摆式极大负荷可调波热器的极大负荷可调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
[0009]图1、图2所示为盘式摆式极大负荷可调波热器的两种基本的结构类型，其极大负
荷可调磁力耦合制热系统1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，其摆式波浪能驱动系统2加装了变速箱。图2所示的盘式摆式极大负荷可调波热器的极大负荷可调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1所示的盘式摆式极大负荷可调波热器的极大负荷可调磁力耦合制热系统采用两组磁力耦合面，其将感应盘组件1-1置于极大负荷可调磁力耦合制热系统1的定子中，其热负荷调节机构采用一个电机驱动一对滑动丝杠组件，也可以采用两个电机各驱动一个滑动丝杠组件，而将磁块固定盘组件合二为一。图1、图2所示盘式摆式极大负荷可调波热器的极大负荷可调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。图中标号1-6为高速回转导电接头，标号1-4为滑动丝杠组件，标号1-5为电机，标号2-1为变速箱高速轴，标号2-2为涡轮，标号2-3为收缩管。图1、图2中波摆在波浪的作用下摆动，从而驱动活塞在活塞泵中作往复运动，不断从大气中吸入空气，压缩后冲击涡轮使其旋转做有用功，从而驱动极大负荷可调磁力耦合制热系统1工作。图1、图2中利用单向阀组合设计控制空气流向，通过合理设计流道，控制进出涡轮的气体压力可以使涡轮持续稳定高效运转。图1、图2中的单向阀也可以改用远程控制阀，通过压力传感器实时监测的压力数据进行闭环自动控制，常见的远程控制阀类型有电动、液动、气动和电液动等，如电动球阀、电磁阀等。收缩管的形状、活塞泵的流量和气路控制系统应根据具体应用位置的海况统计数据进行流场分析后合理设计，以取得最佳效果。图1、图2所示盘式摆式极大负荷可调波热器的摆式波浪能驱动系统2使用了变速箱，其目的主要是为了使极大负荷可调磁力耦合制热系统1处于最佳转速范围内。各种结构形式的摆式极大负荷可调波热器的摆式波浪能驱动系统2也可以不使用变速箱，或使用增速器，或使用带传动或链传动，但实际海况多变，使用变速箱是最可靠有效的。
[0010]图3所示为盘式摆式极大负荷可调波热器用于供热的一种形式，加热介质为水。图4所示为盘式摆式极大负荷可调波热器用于供暖的一种形式，加热介质为空气，图中增设了扰流风扇1-3以加速散热。各种结构类型的摆式极大负荷可调波热器都可用来供热供暖，形成波能热水器(增加了保温水箱)或波能取暖器(增加了防护罩)等装置，用于独立或集中供热供暖。
[0011]图5所示方案为极大负荷可调磁力耦合制热系统1的一种结构类型，其是图1所示的盘式摆式极大负荷可调波热器的极大负荷可调磁力耦合制热系统1的一种变形，图5所示方案中将感应盘组件1-1置于极大负荷可调磁力耦合制热系统1的转子中。
[0012]图6所示方案为极大负荷可调磁力耦合制热系统1的又一种结构类型，其是图2所示的盘式摆式极大负荷可调波热器的极大负荷可调磁力耦合制热系统1的一种变形，图6采用定子调节，1-8为止转滑动支承筒，热负荷调节机构以电机驱动滑动丝杠组件带动定子沿轴向滑动，从而调节磁场耦合间隙以改变极大负荷可调磁力耦合制热系统的热负荷。
[0013]图7所示方案为极大负荷可调磁力耦合制热系统1的又一种结构类型，其是图6所示方案的的一种变形，热负荷调节机构以手动驱动，1-9为手轮。对于图7所示的极大负荷可调磁力耦合制热系统可以去除零件1-4，然后利用齿轮齿条来驱动磁块固定盘组件1-2，或者利用摇杆滑块机构来调节磁场耦合间隙，磁块固定盘组件1-2即为摇杆滑块机构中的滑块。
[0014]图8所示方案为极大负荷可调磁力耦合制热系统1的又一种结构类型，其与图2所
示方案中的极大负荷可调磁力耦合制热系统1的区别是采用了筒式极大负荷可调磁力耦合制热系统，筒式极大负荷可调磁力耦合制热系统的磁力耦合面平行于中心传动轴的轴向。筒式摆式极大负荷可调波热器的各种结构形式类似于盘式摆式极大负荷可调波热器的各种结构形式，仅仅是其极大负荷可调磁力耦合制热系统的磁力耦合面的位置不同而已。盘式摆式极大负荷可调波热器和筒式摆式极大负荷可调波热器也可融合形成混合式摆式极大负荷可调波热器，混合式摆式极大负荷可调波热器的极大负荷可调磁力耦合制热系统的磁力耦合面同时置于平行和垂直于极大负荷可调磁力耦合制热系统的中心传动轴的轴向。极大负荷可调磁力耦合制热系统的感应盘或感应筒既可置于转子中，也可置于定子中。
[0015]图9所示方案为极大负荷可调磁力耦合制热系统1的又一种结构类型，其是图2所示的盘式摆式极大负荷可调波热器的极大负荷可调磁力耦合制热系统1的一种变形，图9所示方案中将感应盘组件1-1置于极大负荷可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.摆式极大负荷可调波热器的技术方案——其特征是包含极大负荷可调磁力耦合制热系统和摆式波浪能驱动系统，极大负荷可调磁力耦合制热系统由转子、定子和热负荷调节机构组成，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，机械能由波浪运动推动波摆产生，波摆作为原动件，驱动活塞泵或叶片泵压缩空气，而后由压缩空气冲击涡轮带动极大负荷可调磁力耦合制热系统工作，热负荷调节机构用来调节磁场耦合间隙或磁场耦合面积以改变极大负荷可调磁力耦合制热系统的热负荷，摆式极大负荷可调波热器可用于加热水、空气或其它储热介质，从而用来供热供暖，根据极大负荷可调磁力耦合制热系统的磁力耦合面的位置不同，摆式极大负荷可调波热器可分为盘式摆式极大负荷可调波热器、筒式摆式极大负荷可调波热器和混合式摆式极大负荷可调波热器，摆式波浪能驱动系统由波摆、活塞泵(或叶片泵)、收缩管和涡轮等组成，波摆与活塞泵(或叶片泵)的组合设计可根据具体应用工况而灵活设计，叶片泵是旋转往复压缩空气，而活塞泵是线性往复压缩空气，收缩管的形状应根据具体应用进行流场分析后合理设计，以取得最佳效果，为了使摆式极大负荷可调波热器能稳定、高效地进行功率输出，其摆式波浪能驱动系统可采用气路控制系统将活塞泵(或叶片泵)和收缩管相连，如采用单向阀使其通过感受空气压力的变化自适应开启或关闭阀门，使空气连续流经涡轮驱动涡轮旋转，单向阀也可以改用远程控制阀，通过压力传感器实时监测的压力数据进行闭环自动控制，常见的远程控制阀类型有电动、液动、气动和电液动等，如电动球阀、电磁阀等，摆式波浪能驱动系统可以采用多个气轮机和收缩管的并联或串联的方案，也可以采用多效串联或多效并联的方案，为了使摆式极大负荷可调波热器能稳定、高效地进行高功率输出，摆式极大负荷可调波热器可以采用人造大气环境，人造大气环境为低压空气储罐或压缩空气储罐，内部储存一定压力的压缩空气，用人造大气环境取代开放的大气环境，使工质(作为驱动涡轮的流动空气)形成一个独立系统，从而便于整个系统的压力控制，为了缓解海况多变引起的活塞泵(或叶片泵)制造的高压压缩空气的气量大幅波动，使摆式波浪能驱动系统能更加稳定运行，可增设高压空气储罐，高压空气储罐和低压空气储罐均可以设置多个，高压空气储罐中的压缩空气在冲击涡轮做有用功后进入低压空气储罐而后由活塞泵(或叶片泵)泵入高压空气储罐，循环使用。2.根据权利要求1所述的摆式极大负荷可调波热器，其特征是使用极大负荷可调磁力耦合制热系统，极大负荷可调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所述的摆式极大负荷可调波热器，其特征是使用极大负荷可调磁力耦合制热系统，极大负荷可调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互耦合的理论假设中性面，磁力耦合面位于磁块和感应盘之间或磁块和感应筒之间，盘式摆式极大负荷可调波热器的极大负荷可调磁力耦合制热系统的磁力耦合面垂直于转子中心轴，筒式摆式极大负荷可调波热器的极大负荷可调磁力耦合制热系统的磁力耦合面平行于转子中心轴，混合式摆式极大负荷可调波热器的极大负荷可调磁力耦合制热系统的磁力耦合面同时布置于平行和垂直于转子中心轴的方向上，极大负荷可调磁力耦合制热系统可以采用一组磁力耦合面或多组磁
力耦合面串联，在热负荷调节机构驱动电机扭矩允许的情况下可以用一组热负荷调节机构同时调节多组磁力耦合面。4.根据权利要求1所述的摆式极大负荷可调波热器，其特征是使用极...
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