[发明专利]垂直轴翼型风机的风能致热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风能致热装置，特别涉及一种垂直轴翼型风机的风能致热装置。

背景技术

随着现代工业和经济的快速发展，全球能源消耗快速增长。能源短缺已成为未来经济发展的主要障碍之一。确保能源供给、避免能源危机已成为各国的国策。风能作为一种清洁的可再生能源必然会成为未来理想的替代能源之一。我国风能资源丰富，据估计，按离地面10m高度层上的风能资源估算，总储量为32.26×1011W，实际可开发量为2.53×1011W。

目前风力致热的主要方法有液体搅拌式、液压阻力式、压缩空气式、固体摩擦式等风能致热方法，风力机则主要采用水平轴风力机，其主要的缺点是：水平轴风力机需要配备风向调节装置，结构复杂，维护成本高；水平轴风力机的启动风速高，低风速下效果不好；水平轴风力机的叶片受到交变载荷应力，易产生疲劳破坏，运行噪声大，叶片脏污后，运行不稳而产生振动，且安装不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种垂直轴翼型风机的风能致热装置，用垂直轴翼型风力机替代水平轴风力机，便于安装维护，也能提高致热效率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种垂直轴翼型风机的风能致热装置，所述风能致热装置中设置有一个垂直轴翼型风力机，当风吹过该风力机的若干个叶片时，对位于叶片圆心的垂直轴产生能使该垂直轴旋转的力矩；

所述风力机的垂直轴还通过一个传动机构与一个离心泵的轴相连接，从而将所述垂直轴的旋转力矩传给离心泵，以带动该离心泵一起旋转；

所述离心泵位于一个液压油的循环管路中，通过所述离心泵的旋转，将液压油吸入该离心泵的泵腔内进行搅拌以产生热量，同时排出高压油液；

在所述循环管路中还设置有位于所述离心泵下游的若干级节流孔板；当液压油被输送到其中任意一级所述节流孔板时，经由节流孔板上分布的多个口径细小的管路高速喷出，并与滞留在节流孔板出口处的低速油发生冲击、碰撞、摩擦，从而产生热量。

在所述风力机的垂直轴与所述离心泵的轴之间传递旋转力矩的传动机构是皮带及皮带轮，并且所述皮带轮的半径大于所述离心泵的轴的半径。

所述风能致热装置中还设置有换热器，在所述循环管路中流过并利用所述风能致热装置产生的热量加热得到的高温油液，被输送到所述换热器中与该换热器中流过的水发生热交换作用，以产生热水。

优选的，使所述换热器与任意一级节流孔板之后的循环管路连通，或者直接将所述换热器设置在任意一级节流孔板之后的循环管路上；并且，经过换热器热交换以后得到的低温油液，再流回到所述循环管路中。

所述风能致热装置还包含容纳液压油的油箱，所述油箱的输出口连通至所述循环管路中离心泵的上游。

所有节流孔板中的任意一个或相串联的任意若干个节流孔板处并联设置有带溢流阀的旁通管路，所述溢流阀打开时控制油液从所述旁通管路通过，从而将相应的节流孔板关闭以减小系统负荷。

所述循环管路中还设置有流量计、截止阀，以及分别位于若干级所述节流孔板的上游和下游的两个压力表。

优选的，在所述循环管路中依次设置有两级节流孔板。

与现有技术相比，本发明所述垂直轴翼型风机的风能致热装置，其优点在于：本发明通过风力机的垂直轴带动离心泵旋转，启动风速低，能够有效提高风能利用效率；结构简单，材料强度要求低，设置成本低；运行稳定，安装方便，维护简单。

附图说明

图1是本发明所述垂直轴翼型风机的风能致热装置的总体结构示意图；

图2是图1中所示垂直轴翼型风力机的三维结构示意图；

图3是图1、图2中所示垂直轴翼型风力机的叶片的水平截面图；

图4是本发明所述垂直轴翼型风机的风能致热装置在另一个实施例中的总体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明所述垂直轴翼型风机的风能致热装置，设置有一个垂直轴翼型风力机，该风力机的垂直轴2通过一个具有皮带及皮带轮3的传动机构与离心泵5的轴实现连接；该离心泵5位于液压油的一个循环管路中：即所述循环管路中依次设置有油箱10、离心泵5、流量计6、截止阀7、第一个压力表8、第一个节流孔板9、第二个节流孔板9和第二个压力表8，从第二个压力表8再接回油箱10形成所述循环管路。标号4所示是该风力机的底座（图4）。