專利名稱：風(fēng)力致熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風(fēng)力利用技術(shù)，具體指一種風(fēng)力致熱裝置，即將風(fēng)力轉(zhuǎn)變 為熱能的裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)能利用已經(jīng)有幾個世紀的歷史，風(fēng)力發(fā)電也進入了成熟階段被廣泛的 應(yīng)用，然而風(fēng)能致熱技術(shù)還處在萌芽階段。目前風(fēng)能轉(zhuǎn)化為熱能的方式有三 種 一是風(fēng)力機發(fā)電，再將電能通過電阻絲發(fā)熱，變成熱能。雖然電能轉(zhuǎn)換
成熱能的效率是100%，但風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的效率卻很低，因此從能量利用的 角度看，這種方法是不可取的；二是由風(fēng)力機將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成空氣壓縮能，再 轉(zhuǎn)換成熱能，即由風(fēng)力機帶動離心壓縮機，對空氣進行絕熱壓縮而放出熱能； 三是將風(fēng)力機直接轉(zhuǎn)換成熱能。風(fēng)力機直接轉(zhuǎn)換成熱能也有多種方法，最簡 單的是攪拌液體致熱，即風(fēng)力機帶動攪拌器轉(zhuǎn)動，從而使液體(水或油)變 熱。"液體擠壓致熱"是用風(fēng)力機帶動液壓泵，使液體加壓后再從狹小的阻 尼小孔中高速噴出而使工作液體加熱。
目前我國風(fēng)力致熱只是停留在基礎(chǔ)理論階段，并未進行深層研究，市場 中對于風(fēng)能利用的相關(guān)設(shè)備也只是風(fēng)力發(fā)電機等成熟技術(shù)設(shè)備，而與風(fēng)力致 熱相關(guān)的設(shè)備并未在中國市場上出現(xiàn)。中國專利(申請?zhí)?00420055411.2) "風(fēng)力熱水鍋爐"和中國專利(申請?zhí)?0219878. 9)"風(fēng)力熱水器"都是有關(guān) 風(fēng)力致熱的專利，但是兩個專利所采用的原理都未涉及到液體擠壓的問題。

實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型的目的是提供一種熱轉(zhuǎn)化速
率快、致熱效率高、部件磨損小、可靠性好的風(fēng)力致熱裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的風(fēng)力致熱裝置，包括風(fēng)力機和致熱機 構(gòu)，風(fēng)力機包括風(fēng)渦輪和與風(fēng)渦輪相連接的齒輪傳動機構(gòu)，致熱機構(gòu)包括齒 輪泵和介質(zhì)蓄池，齒輪泵安裝在蓄池內(nèi)，齒輪傳動機構(gòu)的輸出軸帶動齒輪泵 內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動；在齒輪泵殼體上設(shè)有相對的介質(zhì)出口和介質(zhì)入口，其特征在于 所述蓄池內(nèi)位于齒輪泵旁設(shè)有泄放管道，泄放管道上的介質(zhì)進口與齒輪泵殼 體上的介質(zhì)出口相連，泄放管道上設(shè)有阻尼出孔。
進一步地，在泄放管道內(nèi)底部設(shè)有壓縮彈簧，壓縮彈簧上設(shè)有可在泄放 管道內(nèi)滑動的泄壓活塞，在泄放管道管壁上設(shè)有泄壓口，活塞在彈簧的作用 下將泄壓口遮擋?；钊蛷椈晒餐瑯?gòu)成泄壓閥，當(dāng)泄放管道內(nèi)壓力過大時， 介質(zhì)會通過泄壓口排出。
它還包括流量控制闊，所述流量控制閥包括甩桿、轉(zhuǎn)盤和套蓋，甩桿一 端與輸出軸連接，在輸出軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力作用下甩桿另一端可以上升； 轉(zhuǎn)盤位于甩桿下方并套于輸出軸上可沿軸上下移動，甩桿和轉(zhuǎn)盤通過拉絲連 接；套蓋罩于泄放管道上端，在套蓋上設(shè)有節(jié)流槽，泄放管道上設(shè)有對應(yīng)的 節(jié)流孔，節(jié)流槽和節(jié)流孔重合部分形成所述阻尼孔；在套蓋內(nèi)設(shè)有滾珠，轉(zhuǎn) 盤邊緣伸入套蓋內(nèi)通過與滾珠的接觸帶動套蓋升降。流量控制閥的設(shè)計可以 使風(fēng)力機轉(zhuǎn)速與阻尼出孔大小相匹配，以獲得最大的輸出功率。
所述甩桿為兩根，對稱地安裝在輸出軸上。所述齒輪泵為雙聯(lián)齒輪泵， 齒輪泵殼體上的介質(zhì)出口和介質(zhì)入口為位于不同高度的兩組，泄放管道為兩 根位于齒輪泵殼體兩側(cè)分別與一組介質(zhì)出口和介質(zhì)入口對應(yīng)，套蓋為兩個分 別罩于泄放管道上端。
本實用新型的有益效果是本致熱裝置致熱效率高，并且沒有部件磨損， 比較可靠；填補了風(fēng)力致熱市場的空白；裝置是利用綠色能源，除了風(fēng)能外， 不需要任何其他能源，零排放，對人類生存環(huán)境不會造成污染；本實用新型 裝置中擁有流量控制閥，可以改變涉及風(fēng)渦輪旋轉(zhuǎn)速度和加速度的節(jié)流孔， 以至于可以讓風(fēng)渦輪在變化的風(fēng)速下以最佳的圓周速比運轉(zhuǎn)；本裝置由自己
管理，從風(fēng)中提取出能源處于最佳狀態(tài)，渦輪會從風(fēng)中提取大部分的能量轉(zhuǎn) 換成熱，在系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換成有用的熱量；本實用新型的另一個優(yōu)勢是利用完全 的機械方法從風(fēng)能中產(chǎn)生熱，適用于地理偏遠的地區(qū)，該裝置為獨立設(shè)備， 因而節(jié)省費用，設(shè)備維修簡單。


圖l是風(fēng)力致熱原理圖2是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖3是本實用新型致熱機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖4是圖3俯視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明。 參見圖1、圖2，本實用新型的風(fēng)力致熱裝置，包括風(fēng)力機、致熱機構(gòu) 和流量控制閥25，風(fēng)力機包括風(fēng)渦輪12和與風(fēng)渦輪相連接的齒輪傳動機構(gòu) 13;風(fēng)力機固定連接在支架ll上。
參見圖2、圖3和圖4，致熱機構(gòu)包括齒輪泵2和介質(zhì)蓄池1，齒輪傳動 機構(gòu)13的輸出軸6帶動齒輪泵2內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動。所述齒輪泵2為雙聯(lián)齒輪泵， 齒輪泵殼體上設(shè)有兩組位于不同高度的介質(zhì)出口和介質(zhì)入口，每一組介質(zhì)出 口和介質(zhì)入口在齒輪泵殼體上相對設(shè)置。齒輪泵2通過螺栓18固定安裝在蓄 池1內(nèi)，蓄池頂部加裝蓋罩，以防止灰塵雜質(zhì)進入蓄池中。所述蓄池1內(nèi)位 于齒輪泵2兩側(cè)設(shè)有兩根泄放管道5,每根泄放管道5與一組介質(zhì)出口和介質(zhì) 入口對應(yīng)，泄放管道5上的介質(zhì)進口通過法蘭21與齒輪泵殼體上的介質(zhì)出口 相連，泄放管道5上設(shè)有阻尼出孔。在泄放管道5內(nèi)底部設(shè)有壓縮彈簧3，壓 縮彈簧3上設(shè)有可在泄放管道5內(nèi)滑動的泄壓活塞4，在泄放管道管壁上設(shè)有 泄壓口，活塞在彈簧的作用下將泄壓口遮擋?；钊蛷椈晒餐瑯?gòu)成泄壓閥， 當(dāng)泄放管道內(nèi)壓力過大時，介質(zhì)會克服彈簧作用力將泄壓活塞往下壓，從而
露出泄壓口，介質(zhì)通過泄壓口而排出。
參見圖2、圖3和圖4，所述流量控制閥25包括甩桿24、圓形轉(zhuǎn)盤8和 套蓋7，甩桿24為兩根，甩桿24 —端通過緊固螺栓14和固定半圓片15對稱 地安裝在輸出軸6上。在輸出軸6轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力作用下甩桿24另一端可 以上升；轉(zhuǎn)盤8位于甩桿24下方并套于輸出軸6上可沿固定在輸出軸6上的 導(dǎo)向平鍵17上下移動，導(dǎo)向平鍵17通過螺釘10固定在輸出軸6上。轉(zhuǎn)盤8 上設(shè)有吊環(huán)螺釘9，拉絲16—端系在吊環(huán)螺釘9上，另一端系在甩桿24大約 中部位置，從而將鬼桿24和轉(zhuǎn)盤8連接。套蓋7為兩個分別罩于泄放管道5 上端，在套蓋7上設(shè)有節(jié)流槽23，泄放管道5上設(shè)有對應(yīng)的節(jié)流孔19，節(jié)流 槽23和節(jié)流孔19重合部分形成所述阻尼孔；在套蓋7內(nèi)通過銷軸20安裝有 滾珠22，轉(zhuǎn)盤8邊緣伸入套蓋7內(nèi)通過與滾珠22的接觸帶動套蓋7升降。
本實用新型的工作原理是利用風(fēng)力機通過齒輪帶動齒輪泵，液體介質(zhì)選取 致熱效果好的油。在風(fēng)力機的帶動下，齒輪泵旋轉(zhuǎn)對工作介質(zhì)油進行加壓， 高壓介質(zhì)高速流出，與介質(zhì)環(huán)境下的油液沖擊碰撞，動能轉(zhuǎn)化為熱能，從而 產(chǎn)生熱。
本實用新型風(fēng)力致熱裝置的工作過程是風(fēng)渦輪12在風(fēng)力作用下工作時， 通過一對錐齒輪改變方向后帶動豎向輸出軸6旋轉(zhuǎn)，輸出軸6驅(qū)動齒輪泵2 內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪泵2旋轉(zhuǎn)過程中，帶動蓄池1中的流體從介質(zhì)入口進入齒 輪泵2，再從齒輪泵2的介質(zhì)出口排出，從而由低壓介質(zhì)變?yōu)楦邏航橘|(zhì)；高壓 介質(zhì)被強迫通過連接在齒輪泵2介質(zhì)出口的泄放管道5，流體周旋在泄放管道 5中，向上逐漸增加反沖到管狀泄放管道5的上端壁，流體經(jīng)過泄放管道5上 的阻尼孔高速排出，與蓄池1中的流體碰撞，熱量由此產(chǎn)生，熱量可以利用 蓄池外纏繞的傳輸管道中的水進行熱交換后而輸出利用。
為了使風(fēng)渦輪圓周速度在不同風(fēng)速下以最大功率運轉(zhuǎn)，阻尼孔大小應(yīng)該與 風(fēng)渦輪圓周速度成比例的被調(diào)節(jié)。本實用新型中流量控制閥的目的即在于此， 它通過機械方式進行流量控制，流量控制閥的設(shè)計可以使風(fēng)力機轉(zhuǎn)速與阻尼 出孔大小相匹配，以獲得最大的輸出功率，其工作過程和原理為
當(dāng)風(fēng)渦輪12在風(fēng)力作用下加速時，促使輸出軸6產(chǎn)生一個加速度，加速 度同樣也在甩桿24中產(chǎn)生，因速度增大在離心力作用下鬼桿24懸空端相對 輸出軸6向上運動，這個內(nèi)在的運動使得拉絲16拉動轉(zhuǎn)盤8沿著導(dǎo)向平鍵17 相對輸出軸6向上運動，套蓋7也被帶動向上運動。套蓋7的向上運動，使 套蓋7上的節(jié)流槽23和泄放管道5上的節(jié)流孔19重合面積變大，即阻尼孔 變大。同時，輸出軸6轉(zhuǎn)速增大也會使齒輪泵2轉(zhuǎn)速增大，齒輪泵2加速了 流體的抽入和排出，因為阻尼孔的大小和流體通過齒輪泵的抽入和排出量是 匹配的，故更多的流體能通過泄放管道5上的阻尼孔而流出，這是速度增加 時候的情況。相反，當(dāng)風(fēng)渦輪減速時，甩桿24有一個減速度，從而使得甩桿 24相對軸6向下運動，向下釋放轉(zhuǎn)盤8，從而減少流體通過泄放管道5上阻 尼孔的流出量。
本實用新型中使用的介質(zhì)是一種粘性油。介質(zhì)的粘性根據(jù)齒輪泵在運行速 度下的平均功率，國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和工作環(huán)境條件選擇一種最佳粘性油， 如磷酸酯液壓液。
本實用新型采用壓力機構(gòu)簡單的攪動流體，但不同的是，它不需在差動壓 力下給出固定流體流動速度。壓力機構(gòu)置于工作流體蓄池中，以便摩擦力損 失被轉(zhuǎn)換在液體中加熱，是主要關(guān)系到摩擦。唯一的需求是阻尼孔大小與渦輪 轉(zhuǎn)速相配。但對于適當(dāng)?shù)南嗯?，設(shè)計應(yīng)該測量傳遞到孔口的滑流數(shù)量和實際 的，而不是理想的轉(zhuǎn)力矩。
本實用新型圖示中，有兩個介質(zhì)出入口的齒輪泵被描述。如果需要，齒輪
泵可以改進為有著多個介質(zhì)出入口配合多個小齒輪，利用轉(zhuǎn)盤連接起各個套蓋
本實用新型的能量來自可再生能源，裝置可由自己管理，從風(fēng)中提取出 能源處于最佳狀態(tài)，渦輪會從風(fēng)中提取大部分的能量轉(zhuǎn)換成熱，在系統(tǒng)中轉(zhuǎn) 換成有用的熱量。
本實用新型利用完全的機械方法從風(fēng)能中產(chǎn)生熱，采用獨立的設(shè)備，節(jié) 約費用，并且本設(shè)備簡易，只要使用者有很少的專業(yè)技術(shù)就可以修理。
權(quán)利要求1、風(fēng)力致熱裝置，包括風(fēng)力機和致熱機構(gòu)，風(fēng)力機包括風(fēng)渦輪(12)和與風(fēng)渦輪(12)相連接的齒輪傳動機構(gòu)(13)，致熱機構(gòu)包括齒輪泵(2)和介質(zhì)蓄池(1)，齒輪泵(2)安裝在蓄池(1)內(nèi)，齒輪傳動機構(gòu)(13)的輸出軸(6)帶動齒輪泵(2)內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動；在齒輪泵(2)殼體上設(shè)有相對的介質(zhì)出口和介質(zhì)入口，其特征在于所述蓄池(1)內(nèi)位于齒輪泵(2)旁設(shè)有泄放管道(5)，泄放管道(5)上的介質(zhì)進口與齒輪泵(2)殼體上的介質(zhì)出口相連，泄放管道(5)上設(shè)有阻尼出孔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力致熱裝置，其特征在于在泄放管道(5) 內(nèi)底部設(shè)有壓縮彈簧(3)，壓縮彈簧(3)上設(shè)有可在泄放管道(5)內(nèi)滑動 的泄壓活塞(4)，在泄放管道(5)管壁上設(shè)有泄壓口，活塞在彈簧的作用下 將泄壓口遮擋。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力致熱裝置，其特征在于它還包括流 量控制閥(25)，所述流量控制閥(25)包括甩桿(24)、轉(zhuǎn)盤(8)和套蓋(7)， 甩桿(24) —端與輸出軸(6)連接，在輸出軸(6)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力作用 下甩桿(24)另一端可以上升；轉(zhuǎn)盤(8)位于甩桿(24)下方并套于輸出軸(6)上可沿軸上下移動，甩桿(24)和轉(zhuǎn)盤(8)通過拉絲(16)連接；套 蓋(7)罩于泄放管道(5)上端，在套蓋(7)上設(shè)有節(jié)流槽(23)，泄放管 道(5)上設(shè)有對應(yīng)的節(jié)流孔(19)，節(jié)流槽(23)和節(jié)流孔(19)重合部分 形成所述阻尼孔；在套蓋(7)內(nèi)設(shè)有滾珠(22)，轉(zhuǎn)盤(8)邊緣伸入套蓋內(nèi) 通過與滾珠(22)的接觸帶動套蓋(7)升降。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力致熱裝置，其特征在于所述甩桿(24) 為兩根，對稱地安裝在輸出軸(6)上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力致熱裝置，其特征在于所述齒輪泵(2) 為雙聯(lián)齒輪泵，齒輪泵(2)殼體上的介質(zhì)出口和介質(zhì)入口為位于不同高度的 兩組，泄放管道(5)為兩根位于齒輪泵(2)殼體兩側(cè)分別與一組介質(zhì)出口 和介質(zhì)入口對應(yīng)，套蓋(7)為兩個分別罩于泄放管道(5)上端。
專利摘要本實用新型公開了一種風(fēng)力致熱裝置，致熱機構(gòu)的齒輪泵安裝在蓄池內(nèi)，蓄池內(nèi)位于齒輪泵旁設(shè)有泄放管道，泄放管道上的介質(zhì)進口與齒輪泵介質(zhì)出口相連，泄放管道上設(shè)有阻尼出孔。流量控制閥包括甩桿、轉(zhuǎn)盤和套蓋，甩桿與輸出軸連接，轉(zhuǎn)盤套于輸出軸上可沿軸上下移動，甩桿和轉(zhuǎn)盤通過拉絲連接；套蓋罩于泄放管道上端，在套蓋上設(shè)有節(jié)流槽，泄放管道上設(shè)有對應(yīng)的節(jié)流孔，節(jié)流槽和節(jié)流孔重合部分形成阻尼孔；轉(zhuǎn)盤可帶動套蓋升降。本裝置致熱效率高，沒有部件磨損，工作可靠；除風(fēng)能外，不需要其他能源，零排放；流量控制閥可以讓風(fēng)渦輪在變化的風(fēng)速下以最佳的圓周速比運轉(zhuǎn)；本裝置為獨立設(shè)備，適用于偏遠地區(qū)，因而節(jié)省費用。
文檔編號F03D9/00GK201209521SQ200820098679
公開日2009年3月18日 申請日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者鵬 敖, 方義敏, 蓉 王, 王黎明, 趙永強 申請人:重慶工學(xué)院