[发明专利]一种直接驱动永磁风力致热系统

说明书

技术领域

本发明属于风力制热领域。

背景技术

风能作为一种洁净的可再生能源，资源丰富、没有污染、取之不尽、用之不竭，是最理想的替代能源，将成为未来世界能源的基石。当前风能的利用主要集中于风力发电及风力提水等机械驱动，然而随着风力机效率的提高，风能利用的另一主要形式——风力致热无疑具有良好的应用发展前景。中国地域幅员辽阔，风能资源丰富，特别是在广大的农村农业生产中，采暖、保温、干燥都需要大量的热能，充分利用风能致热能产生良好的经济社会效益。

所谓风力致热是指将风能转化为热能。风能转化为热能一般通过三种转换途径：一是风能转变为电能，再通过电加热器发热；二是将风能转换成空气压缩能进而获得热能；三是将风能直接转换成热能。风能直接转换为热能时，由于只需二级能量转换，与其它三级能量转换方式相比，其能量利用率较高。实现风-热直接转换的致热器从原理上讲有摩擦式、搅拌式、挤压式和涡电流式。

发明内容

本发明是为了解决现有风、热直接转换装置可靠性低、体积大、转换效率低和功率密度小的问题，本发明提供了一种直接驱动永磁风力致热系统。

一种直接驱动永磁风力致热系统，它包括风力机和致热器，风力机的输出轴与致热器的转子轴转动连接，

致热器包括定子和转子，定子与转子之间为气隙，

定子由n个定子单元构成，转子由n+1个转子单元构成，n为自然数；

转子单元与定子单元之间为气隙；

转子单元为盘形转子单元，定子单元为盘形定子单元，

n+1个盘形转子单元与n个盘形定子单元沿轴向依次相间排列，

n个定子单元均固定在定子支架上，n+1个转子单元均固定在转子轴上。

定子单元由一个反应板和两个输热媒质管道构成，

反应板为圆盘形结构，且该反应板中心设有通孔，

输热媒质管道为圆环形，

反应板上，沿径向方向开有多个输热媒质孔，多个输热媒质孔沿反应板的圆周方向均匀排列，

反应板的外圆周侧和内圆周侧分别设置有一个输热媒质管道，两个输热媒质管道通过输热媒质孔相连通。

每个转子单元由多个永磁体和一个导磁轭板构成，导磁轭板为圆盘形结构，导磁轭板套接在转子轴上，

永磁体为平板形结构，多个永磁体均固定在导磁轭板的气隙侧表面上，且沿导磁轭板的圆周方向均匀排列，永磁体的充磁方向为径向充磁，且每个导磁轭板上相邻的两个永磁体的充磁方向相反，

每个导磁轭板气隙侧表面上的永磁体的个数相同，

所有具有两个气隙侧的导磁轭板的两个侧面上的永磁体相对应设置，并形成串联磁路。

反应板由若干形状相同的扇形或梯形板拼接而成。

所述的反应板表面覆有由隔热材料构成的保温层，且反应板由高电导率材料板和高磁导率材料板复合而成。

一种直接驱动永磁风力致热系统，它包括风力机和致热器，风力机的输出轴与致热器的转子轴转动连接，

致热器包括定子和转子，定子与转子之间为气隙，

定子由n个定子单元构成，转子由n+1个转子单元构成，n为自然数；

转子单元与定子单元之间为气隙；

转子单元为圆筒形转子单元，定子单元为圆筒形定子单元，

n+1个圆筒形转子单元与n个圆筒形定子单元沿径向同轴依次相间排列，

n个定子单元均固定在定子支架上，n+1个转子单元均固定在转子轴上。

所述定子单元由一个反应筒和两个输热媒质管道构成，

输热媒质管道为圆环形结构，

反应筒为圆筒形结构，反应筒的侧壁上沿轴向开有多个输热媒质孔，多个输热媒质孔沿反应筒的圆周方向均匀排列，

在反应筒的轴向左端侧和右端侧分别设有一个输热媒质管道，通过反应筒上的多个输热媒质孔，使两个输热媒质管道连通。

每个转子单元由多个永磁体和一个导磁轭筒构成，

导磁轭筒为圆筒形结构，导磁轭筒套接在转子轴上，

永磁体为平板形或瓦片形，多个永磁体均固定在导磁轭筒的气隙侧表面上；每个导磁轭筒上沿圆周方向的相邻的两个永磁体充磁方向相反，

每个导磁轭筒的气隙侧表面上的永磁体的个数相同，

所有具有两个气隙侧的导磁轭筒的两个侧壁上的永磁体相对应设置，并形成串联磁路。

反应筒由若干形状相同的瓦片形板拼接而成。

所述的反应筒表面覆有由隔热材料构成的保温层，且反应筒由高电导率材料板和高磁导率材料板复合而成。