CN109429396A - 回转支承型极大负荷可调电动磁热器 - Google Patents

Abstract

回转支承型极大负荷可调电动磁热器包括回转支承型极大负荷可调磁力耦合制热系统、电机，回转支承型极大负荷可调磁力耦合制热系统由回转支承型极大负荷调节系统和磁力耦合制热系统组成，回转支承型极大负荷调节系统由回转支承隔离转子高速旋转的影响，可手动或电动调节回转支承型极大负荷可调电动磁热器的热负荷，磁力耦合制热系统由转子和定子组成，转子和定子上一个装有磁块，另一个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，使电能最终转化为热能。根据磁力耦合制热系统的磁力耦合面的位置不同，回转支承型极大负荷可调电动磁热器分为盘式、筒式和混合式，可用于供热供暖、烧水烧饭和工业加热锅炉等。

Description

回转支承型极大负荷可调电动磁热器

技术领域

加热器、灶、取暖器、供热供暖、新能源、节能减排、磁能利用、生活用品、工业锅炉。

背景技术

磁力耦合技术的发展，使能量转化变得简单而高效，回转支承型极大负荷可调电动磁热器正是利用磁力耦合技术将电能最终转化为热能(电能——机械能——热能)。

本人先前曾提出永磁灶、永磁热水杯、风热器和电动磁热器等技术方案，可在中华人民共和国国家知识产权局检索，以供参考。永磁灶和永磁热水杯为人力驱动产品，风热器为风力驱动产品，电动磁热器为电机驱动产品，各有特色，用途不同。

现有加热技术常见的有明火加热、电阻制热和电磁制热，明火加热和电阻制热的制热效率很低，电磁制热的制热效率可达90％，回转支承型极大负荷可调电动磁热器采用磁屏蔽，其气隙漏磁很少，基本上可忽略不计，制热效率方面，回转支承型极大负荷可调电动磁热器的系统总效率取决于驱动电机的效率，其磁力耦合制热的效率近似等于1，使用高效电机驱动，则其系统总效率可高达95％，很有利用价值。

发明内容

本发明针对节能减排和清洁能源利用，提出了回转支承型极大负荷可调电动磁热器的解决方案，可用于供热供暖、烧水烧饭和工业加热锅炉等。

回转支承型极大负荷可调电动磁热器包括回转支承型极大负荷可调磁力耦合制热系统、驱动电机，回转支承型极大负荷可调磁力耦合制热系统由回转支承型极大负荷调节系统和磁力耦合制热系统组成，回转支承型极大负荷调节系统由回转支承隔离转子高速旋转的影响，可手动或电动调节回转支承型极大负荷可调电动磁热器的热负荷，磁力耦合制热系统由转子和定子组成，转子和定子上一个装有磁块，另一个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，使电能最终转化为热能。

根据磁力耦合制热系统的磁力耦合面的位置不同，回转支承型极大负荷可调电动磁热器可分为盘式回转支承型极大负荷可调电动磁热器、筒式回转支承型极大负荷可调电动磁热器和混合式回转支承型极大负荷可调电动磁热器。

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，回转支承型极大负荷可调电动磁热器的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

图1所示为回转支承型极大负荷可调电动磁热器的一种结构方案，其磁力耦合制热系统1采用盘式磁力耦合制热系统，通过电机7驱动，使磁力耦合制热系统1中的转子1-2转动，致使磁力耦合制热系统1中的定子1-1发热，回转支承2用于隔离转子1-2高速旋转的影响，可通过手动或电动调节给回转支承2的静止部分(内转子)施加作用力，使与回转支承2联结的转子1-2沿轴向滑动，从而改变回转支承型极大负荷可调电动磁热器的热负荷。图1中扰流风扇6、止转筒3、滑动筒4和辅助支承筒5可根据需要决定去留，合理设计。

图2所示为回转支承型极大负荷可调电动磁热器的另一种结构方案，是在图1所示方案的基础上的一种变形，手动或电动调节给回转支承2的静止部分施加作用力的位置在回转支承2的外转子上，由于轴向力较小，回转支承2采用的是普通的滚动轴承。

图3所示为回转支承型极大负荷可调电动磁热器采用筒式磁力耦合制热系统的一种结构方案，此种方案适合用作简易的取暖器。

图4所示为回转支承型极大负荷可调电动磁热器采用筒式磁力耦合制热系统的一种结构方案，并增加了水箱，可用于烧热水，筒式磁力耦合制热系统1的感应筒1-1与水箱的箱体同体。

图5所示为回转支承型极大负荷可调电动磁热器的一种结构方案，图中将磁力耦合制热系统1中的定子1-1做成平底锅的形状，直接用于烧菜做饭。

图6所示为回转支承型极大负荷可调电动磁热器的一种结构方案，图中将磁力耦合制热系统1中的定子1-1做成弧形锅的形状，直接用于烧菜做饭。

图7、图8、图9、图10、图11所示为给回转支承型极大负荷可调磁力耦合制热系统的回转支承2的静止部分施加作用力的几种方案，施加作用力的位置既可在回转支承的外转子上，又可在其内转子上。图7中采用齿轮31和齿条30的组合，图8中采用滚珠丝杠组件(螺母40和滑动筒4同体，丝杠41由齿轮21带动)，图9中采用沟槽凸轮组件(沟槽凸轮和滑动筒4同体，滚子固定轴51由齿轮21带动，标号50为滚子)，图10中采用滑动丝杠组件(螺母42和滑动筒4同体，丝杠43由齿轮21带动)。图11所示为采用空心轴电机的一种示例，电机直接驱动滚珠丝杠组件。图8、图9、图10中的齿轮21都可以改用空心轴电机，也可以改成手轮，以便手动驱动，图7中齿轮31也可以手动驱动。此外，手动或电动调节时给回转支承的静止部分施加作用力，还可利用行星滚柱丝杠组件(由螺母、滚柱和丝杠等关键零件组成)、曲柄滑块机构(回转支承的静止部分相当于滑块)和液压缸或气缸(通过活塞的伸缩给回转支承的静止部分施加作用力)等零部件。

图12所示为曲柄滑块机构的原理图，标号3-1为滑块，标号3-2为连杆，标号3-3为曲柄。

图13所示为磁块固定盘组件的示意图，N极和S极永磁体交替排列，磁极方向平行于轴向。磁块固定筒组件的结构类似于磁块固定盘组件，N极和S极交替排列的永磁体布置在磁块固定筒组件的圆周方向上，磁极方向垂直于轴向，也可同时在其圆周方向上和端面上同时布置N极和S极交替排列的永磁体，形成混合式磁力耦合制热系统使用的磁块固定筒组件。

回转支承型极大负荷可调电动磁热器的磁力耦合制热系统1使用感应盘组件或感应筒组件，感应盘组件或感应筒组件从原理上讲至少应包括感应板和屏蔽板两部分，当两部分采用相同的材料时，可直接融为一体，适当控制板的厚度即可。

回转支承型极大负荷可调电动磁热器的磁力耦合制热系统可以采用两组或两组以上的磁力耦合面，即两组或两组以上的感应盘组件和磁块固定盘组件的匹配组合串联或感应筒组件和磁块固定筒组件的匹配组合串联，此种串联方案可多层同时加热。使用两组或两组以上磁力耦合面的盘式磁力耦合制热系统的回转支承型极大负荷可调电动磁热器用来做馒头、包子最合适了，可同时均匀加热，每层可配以蒸笼。回转支承型极大负荷可调电动磁热器使用两组或两组以上磁力耦合面的筒式磁力耦合制热系统，筒式磁力耦合制热系统的磁力耦合面既可轴向串联又可径向串联。

回转支承型极大负荷可调电动磁热器的结构形式可根据需要灵活设计。当其用作取暖器时，可增加防护罩，以防烫伤，并可增加扰流风扇来加速热交换。当其用作热水器时，可增设水箱。当其用作蒸笼时，可采用串联结构，多层同时均匀加热。总的来说，回转支承型极大负荷可调电动磁热器的磁力耦合制热系统可选用盘式、筒式或混合式，其结构可任意组合。

具体实施方式

回转支承型极大负荷可调电动磁热器所包含的各组成零部件，现代工业制造技术均可加工制造。磁块、电机、轴承、滚珠丝杠组件、滑动丝杠组件和行星滚柱丝杠组件等均可由专业厂商配套生产，其它零部件机加工、模具成形、焊接即可。

回转支承型极大负荷可调电动磁热器要想成功应用，必须具备以下两个条件：(1)功率标定——建立完备的测试台架，以完成系列化产品的标定。(2)动平衡检测——旋转部件必须达到相关标准规定的动平衡要求，以达到必要的安全可靠性。

Claims (6)

1.盘式回转支承型极大负荷可调电动磁热器的技术方案——其特征是包含盘式磁力耦合制热系统、回转支承、电机，通过电机驱动盘式磁力耦合制热系统的转子转动，致使盘式磁力耦合制热系统中的感应盘发热，盘式磁力耦合制热系统由转子和定子组成，转子和定子中一个装有感应盘组件，另一个装有磁块固定盘组件，回转支承用于隔离转子高速旋转的影响，可通过手动或电动调节给回转支承的静止部分施加作用力，使与回转支承联结的转子沿轴向滑动，从而改变盘式回转支承型极大负荷可调电动磁热器的热负荷。

2.筒式回转支承型极大负荷可调电动磁热器的技术方案——其特征是包含筒式磁力耦合制热系统、回转支承、电机，通过电机驱动筒式磁力耦合制热系统的转子转动，致使筒式磁力耦合制热系统中的感应筒发热，筒式磁力耦合制热系统由转子和定子组成，转子和定子中一个装有感应筒组件，另一个装有磁块固定筒组件，回转支承用于隔离转子高速旋转的影响，可通过手动或电动调节给回转支承的静止部分施加作用力，使与回转支承联结的转子沿轴向滑动，从而改变筒式回转支承型极大负荷可调电动磁热器的热负荷。

3.混合式回转支承型极大负荷可调电动磁热器的技术方案——其特征是包含混合式磁力耦合制热系统、回转支承、电机，通过电机驱动混合式磁力耦合制热系统的转子转动，致使混合式磁力耦合制热系统中的感应筒发热，混合式磁力耦合制热系统由转子和定子组成，转子和定子中一个装有感应筒组件，另一个装有磁块固定筒组件，回转支承用于隔离转子高速旋转的影响，可通过手动或电动调节给回转支承的静止部分施加作用力，使与回转支承联结的转子沿轴向滑动，从而改变混合式回转支承型极大负荷可调电动磁热器的热负荷。

4.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3所述的任何一种子类型的回转支承型极大负荷可调电动磁热器，其特征是使用磁力耦合制热系统，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。

5.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3所述的任何一种子类型的回转支承型极大负荷可调电动磁热器，其特征是使用磁力耦合制热系统，磁力耦合制热系统由转子和定子组成，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，根据磁力耦合面的位置不同，磁力耦合制热系统分为盘式、筒式和混合式三种类型，盘式磁力耦合制热系统的磁力耦合面垂直于转子中心传动轴，筒式磁力耦合制热系统的磁力耦合面平行于转子中心传动轴，混合式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传动轴的方向上，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，即采用一组或多组磁块固定盘组件和感应盘组件的匹配组合或采用一组或多组磁块固定筒组件和感应筒组件的匹配组合。

6.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3所述的任何一种子类型的回转支承型极大负荷可调电动磁热器，其特征是可通过手动或电动调节给回转支承的静止部分施加作用力，手动或电动调节时可利用齿轮齿条、沟槽凸轮组件、滚珠丝杠组件、滑动丝杠组件、行星滚柱丝杠组件、曲柄滑块机构、液压缸或气缸等零部件。