CN1152606C

CN1152606C - 电磁致热器

Info

Publication number: CN1152606C
Application number: CNB011222808A
Authority: CN
Inventors: 程树康; 崔淑梅; 张千帆; 郑萍; 侯云鹏
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2004-06-02
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: CN1395447A

Abstract

本发明提出一种电磁致热器。该装置由风能、电能或其它能源动力系统拖动杯形永磁体转子旋转，内外定子与杯型永磁转子构成内外气隙，该永磁体磁通分别交链内外定子构成两个磁回路，利用在内、外两个定子上合理配置的导电体感应的二次电流的热效应及导磁导电材料中的涡流磁滞效应，将上述能源能量转换成热能，并通过流体传热介质传递热能。本发明既可作为大型供暖设备使用，亦可作为单体建筑物或家庭供暖设备使用。

Description

电磁致热器

技术领域：

本发明提出一种电磁致热器，具体地说是可以作为大型供暖设备使用，也可以作为单体建筑物或家庭供暖设备使用的电磁致热器。

背景技术：

传统的致热器是利用风能、电能或其它能源，由原动机拖动转子旋转，建立磁场，利用导磁材料中产生的磁滞涡流效应而致热。其结构多采用单定子、单气隙结构，只有单定子中的磁滞涡流效应产生的热能被利用，转子铁心所占空间中的热能不能被充分利用，其材料和空间有效利用率低，致热效率不高。

本发明针对现在技术存在的不足，提出一种电磁致热器，该致热器将电能、风能等动力能源高效转换成所需要的热能。

发明内容：

本发明的目的是这样实现的：本发明将杯形永磁转子、外定子致热部件、内定子致热部件、流体通路和流体热交换介质有机地结合起来，内、外定子与杯形永磁转子构成内、外气隙，多极旋转永磁体磁势在内、外定子部件构成两个磁回路，主要利用在内、外定子致热部件设置的闭合导电体的二次感应电流热效应，同时利用导磁体中的磁滞涡流效而致热。通过水、磁性流体或隋性气体液化流体等流体传热介质形成新型致热供热装置。

下面结合附图详细阐述本发明结构和原理，本发明主要由轴1、机壳2、外定子3、内定子4、轴承5、右端盖6、永磁转子7、导电体10、12，短路环11、13，密封罩14、15、18、19，左支撑22、右支撑23及导磁轭24、永磁体25、磁桥26、左端盖28组成，其中在空心圆柱机壳2的左端装有左端盖28，右端装有圆形右端盖6，轴1穿过左端盖28，内定子4固定于右端盖6，在内定子4外围装有杯形永磁转子7，内定子4与永磁转子7之间为内气隙9，永磁转子7外围装有外定子3，外定子3与永磁转子7之间为外气隙8，永磁转子7左端装有左支撑22，右端装有右支撑23，右支撑23经轴承5固定于右端盖6，外定子3置于机壳2的内环，并分别与密封罩14和15焊接成型，杯型永磁转子7置于外定子3和内定子4之间，永磁转子7两端分别经轴承5支撑在端盖6和端盖28，并通过轴1与外部动力装置连接，在外定子3径向内表层沿圆周平均分布设置等于或大于2p个闭口槽，P为永磁转子7上永磁体25的对数，即极对数，永磁转子7的块数是任意的，永磁体25的位置是贴装在永磁转子7表面或嵌入永磁转子7内，槽内设置中空导电体10，内定子4用螺栓固定在右端盖6上。导电体10在外定子3轴向两端分别为导电短路环11所短接，构成闭合回路，在内定子4的径向外表层沿圆周平均分布设置等于或大于2p个闭口槽，槽内设置中空导电体12，导电体12在内定子4轴向两端分别为导电短路环13所短接，构成闭合电回路；在外定子3轴向两端和机壳2间，配置密封罩14和15，并开有流体进口16和出口17，在内定子4轴向两端，配置密封罩18和19，并开有流体进口20和出口21。本发明工作原理是：当外部动力通过轴1带动永磁转子7旋转后，永磁体磁通分别交链外定子3，气隙8和内定子4、气隙9分别形成两个闭合磁回路，利用在导电体10、短路环11和导电体12、短路环13内感应电流的热效应及导磁导电体中的磁滞涡流效应，将电能、风能等能源高效转换成所需要的热能。外定子3、机壳2、密封罩14、密封罩15、流体进口16和出口17，与中空导电体10构成外定子流体传热介质通路，内定子4、密封罩18、密封罩19、流体进口20和出口21与中空导电体11构成内定子流体传热介质通路，在内定子和外定子流体传热介质通路中填充水，磁性流体或隋性气体液化流体等作为流体传热介质，向外界提供热能，内定子和外定子流体传热介质通路可并行联接或串行联接使用。

本发明结构简单，设计科学合理，能源转换效率高，具有很好地社会效益和经济效益，可广泛应用在大型建筑物及单体建筑物和家庭中。

附图说明：

图1为本发明原理结构剖视图。

图2为本发明永磁转子原理结构图。

图3为本发明永磁转子原理结构图。

图4为本发明永磁转子原理结构图。

图5为本发明永磁转子原理结构图。

图6为本发明永磁转子原理结构图。

具体实施方式：

实施例1：

下面结合附图详细阐述本实施例。本发明中永磁转子主要由永磁体和导磁轭组成。图2为表面永磁体切向充磁型永磁转子，永磁体25为2p块，切向充磁，导磁轭24为2p块，永磁体和导磁轭相间配置，相邻两块永磁体为切向相向同极性配置，即两相邻永磁体间导磁轭呈一种极性(S或N)，两相邻导磁轭呈异极性，构成p对极，永磁体25和导磁轭24构成的杯形体通过螺栓27由左支撑22和右支撑23紧固，并用丝带缠绕环氧浇固，图3为内嵌永磁体切向充磁型永磁转子，永磁体25为2p块，切向充磁。导磁轭24通过磁桥26连接为一个整体，磁桥26的几何尺寸从磁路角度考虑高饱和设计，以减小每块永磁体的漏磁，永磁体和导磁轭相间配置。导磁轭由叠片硅钢片或块状导磁材料构成，相邻两块永磁体为切向相向同极性配置，即两相邻永磁体间导磁轭呈一种极性(S或N)，两相邻导磁轭呈异极性，构成p对极，永磁体25和导磁轭24构成的杯形体通过螺栓由左支撑22和右支撑23紧固，永磁转子部件置于内、外定子部件间的环形空间，右端由轴承5支撑在右端盖6上，左端由轴承5支撑在左端盖28，右端盖28用螺栓紧固在机壳2上，永磁转子和内、外定子间形成气隙9和气隙8。在外定子3轴向两端和机壳2间，配置密封罩14和15，并开有流体进口16和出口17。在内定子4轴向两端，配置密封罩18和19，并开有流体进口20和出口21。外定子3、机壳2、密封罩14、密封罩15、流体进口16和出口17，与中空导电体10构成外定子流体传热介质通路。内定子4、密封罩18、密封罩19、流体进口20和出口21，与中空导电体11构成内定子流体传热介质通路。当外部动力通过轴1带动永磁转子7旋转后，永磁体磁通交链外定子3和内定子4，分别形成两个闭合磁回路，利用在导电体10、短路环11和导电体12、短路环13内感应电流的热效应及导磁导电体中的磁滞涡流效应，将电能、风能等能源高效转换成所需要的的热能。在内定子和外定子流体传热介质通路中填充水、磁性流体或隋性气体液化流体等作为流体传热介质，向外界提供热能。内定子和外定子流体传热介质通路可并行联接或串行联接使用。本发明内定子和外定子可选用10#钢等块状导磁材料，永磁体为钕铁硼材料或铁氧体材料和钐钴材料等永磁材料。

实施例2：本实施例与实施例1结构相同，其区别在于：永磁转子7为径向充磁或平行充磁。图4为表面永磁体径向充磁或平行充磁型永磁转子。永磁体25为2p块，径向充磁或平行充磁。相邻两块永磁体在外圆周(或内圆周)为异极性配置，即两相邻永磁体在内、外圆周均呈S、N、S、N……极性分布，2p块永磁体形成p对极。永磁体25构成的杯形体通过螺栓27由左支撑22和右支撑23紧固，并用丝带缠绕环氧浇固。图5为内嵌平板状永磁体径向充磁型，图6为内嵌圆弧状永磁体径向充磁型永磁转子。永磁体25为2p块，径向充磁或平行充磁。导磁轭24通过磁桥26连接为一个整体，磁桥26的几何尺寸从磁路角度考虑高饱和设计，以减小每块永磁体的漏磁。导磁轭由叠片硅钢片或块状导磁材料构成。相邻两块永磁体在外圆周(或内圆周)为异极性配置，即两相邻永磁体在内、外圆周均呈S、N、S、N……极性分布，2p块永磁体形成p对极。永磁体25和导磁轭24构成的杯形体通过螺栓27由左支撑22和右支撑23紧固。其它部件的结构和工作原理与实施例1相同。

Claims

1、一种电磁致热器，主要包括轴[1]、机壳[2]、轴承[5]、右端盖[6]、永磁转子[7]、密封罩[14]、[15]、[18]、[19]，其特征在于：还包括外定子[3]、内定子[4]、导电体[10]、[12]、短路环[11]、[13]、左支撑[22]、右支撑[23]及导磁轭[24]、永磁体[25]、磁桥[26]、左端盖[28]，其中在空心圆柱机壳[2]的左端装有左端盖[28]，右端装有圆形右端盖[6]，轴[1]穿过左端盖[28]，内定子[4]固定于右端盖[6]，在内定子[4]外围装有杯形永磁转子[7]，永磁转子[7]外围装有外定子[3]，永磁转子[7]左端装有左支撑[22]，右端装有右支撑[23]，外定子[3]置于机壳[2]的内环，并分别与密封罩[14]和[15]焊接成型，杯型永磁转子[7]置于外定子[3]和内定子[4]之间，永磁转子[7]两端分别经轴承[5]支撑在端盖[6]和端盖[28]，并通过轴[1]与外部动力装置连接，在外定子[3]径向内表层沿圆周平均分布设置等于或大于2p个闭口槽，P为永磁转子[7]上永磁体[25]的对数，即极对数，永磁转子[7]的块数是任意的，槽内设置中空导电体[10]，内定子[4]用螺栓固定在右端盖[6]上，导电体[10]在外定子[3]轴向两端分别为导电短路环[11]所短接，构成闭合回路，在内定子[4]的径向外表层沿圆周平均分布设置等于或大于2p个闭口槽，槽内设置中空导电体[12]，导电体[12]在内定子[4]轴向两端分别为导电短路环[13]所短接，构成闭合电回路，在外定子[3]轴向两端和机壳[2]间，配置密封罩[14]和[15]，并开有流体进口[16]和出口[17]，在内定子[4]轴向两端，配置密封罩[18]和[19]，并开有流体进口[20]和出口[21]。

2.根据权利要求1所述的致热器，其特征在于：永磁转子[7]由2p块永磁体[25]组成，构成p对极，永磁体[25]是切向充磁，或是径向充磁或平行充磁，永磁体[25]的位置是贴装在永磁转子[7]表面或嵌入永磁转子[7]内。

3.根据权利要求1所述的致热器，其特征在于：外定子[3]和内定子[4]的铁心由块状导磁材料构成。