CN113346647A - 一种新型磁涡流制热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了新型磁涡流制热器，包括：筒体组件和转轴组件，筒体组件包括筒体和定子发热体，筒体的侧壁开设有与其内部相连通的进液口和出液口，定子发热体呈筒状并内置于筒体，定子发热体的两侧沿轴向分别开设有第一水槽和第二水槽，第一水槽包括同轴且间隔设置的两个第三水槽，一第三水槽与进液口相连通，另一第三水槽与出液口相连通，定子发热体还开设有两个第四水槽，两个第四水槽对称设置于第三水槽的两侧，第四水槽包括多个同轴设置的呈螺旋状的流道，流道的一端与第三水槽相连通、另一端与第二水槽相连通，转轴组件包括转轴和永磁体，转轴可转动穿过定子发热体，永磁体连接于转轴。本发明能解决由于烧煤、烧炭供热导致的高消耗高排放问题。

Description

一种新型磁涡流制热器

技术领域

本发明涉及制热器技术领域，尤其涉及一种新型磁涡流制热器。

背景技术

随着国内经济不断发展，人们的生活水平不断提高，冬季人们对供热供暖的需求也越来越大。

目前，我国能源行业的产能环节基本仍处于烧煤烧炭供热的高消耗阶段，存在能源转化效率低下，不够低碳环保等问题，同时化石能源应用与供热中，也造成了严重的环境问题，尤其在“碳达峰、碳中和”的国家重大需求背景下，探索建筑物的高效能源供暖意义重大，在此背景下，减少目前供热的能源消耗，提高产能效率成为能源行业进一步发展的当务之急。

因此，亟需一种新型磁涡流制热器，能够解决现有技术中通过烧煤、烧炭供热从而导致的高消耗高排放的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种新型磁涡流制热器，解决现有技术中通过烧煤、烧炭供热从而导致的高消耗高排放的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种新型磁涡流制热器，包括：

筒体组件，包括筒体和定子发热体，所述筒体的侧壁开设有与其内部相连通的进液口和出液口，所述定子发热体呈筒状并内置于所述筒体，所述定子发热体的两侧沿轴向分别开设有第一水槽和第二水槽，所述第一水槽包括同轴且间隔设置的两个第三水槽，一所述第三水槽与所述进液口相连通，另一所述第三水槽与所述出液口相连通，所述定子发热体还开设有两个第四水槽，两个所述第四水槽对称设置于所述第三水槽的两侧，所述第四水槽包括多个同轴设置的呈螺旋状的流道，所述流道的一端与所述第三水槽相连通、另一端与所述第二水槽相连通；

转轴组件，包括转轴和永磁体，所述转轴可转动穿过所述定子发热体，所述永磁体连接于所述转轴。

进一步的，所述筒体组件还包括多个分流块，所述分流块与所述流道一一对应设置，所述分流块连接于所述流道的内壁并设置于所述流道两相对的内壁之间。

进一步的，所述分流块呈长条形并沿流道的流向设置。

进一步的，所述流道的出液端相对进液端靠近所述出液口设置。

进一步的，所述定子发热体还开设有四个环形槽，四个所述环形槽同轴设置，每两个环形槽对应一个第三水槽，与所述第三水槽相对应的两个所述环形槽分别设置于所述第三水槽的两端，所述环形槽与第三水槽、第二水槽及每一流道均相连通。

进一步的，所述筒体组件还包括两个端盖和两个轴承，所述端盖开设有转轴孔，所述转轴孔呈阶梯状并具有小径段和大径段，所述转轴孔的大径段相对所述转轴孔的小径段靠近所述定子发热体设置，所述轴承与所述转轴孔一一对应设置并内置于所述转轴孔的大径段，所述转轴的两端分别插设于所述轴承的轴承孔。

进一步的，所述定子发热体两端沿轴线均开设有至少一个螺纹孔，所述端盖相对所述螺纹孔开设有至少一个连接孔，所述筒体组件还包括至少一个螺钉，所述螺钉的螺纹端穿过所述连接孔螺纹连接于所述螺纹孔。

进一步的，所述转轴的一端穿过一所述转轴孔外置于所述筒体，所述筒体组件还包括油封和波形弹簧垫圈，所述油封套设于所述转轴的一端并内置于一所述转轴孔的小径段，所述波形弹簧垫圈套设于所述转轴的一端并设置于所述油封与所述轴承，所述波形弹簧垫圈与所述油封与所述轴承均相抵接。

进一步的，所述筒体组件还包括封板，所述封板可拆卸内置于所述另一所述转轴孔的小径段并与所述转轴的另一端相抵接。

进一步的，所述永磁体包括多个磁块，多个所述磁块呈海尔贝克阵列式排布并连接于所述转轴的外表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：定子发热体内置于筒体，定子发热体呈筒状且永磁体和转轴可转动内置于定子发热体，用于使得永磁体在外力驱动下随转轴转动并产生感应电势使得定子发热体发热，定子发热体的外表面开设有第二水槽、第三水槽及流道，并与筒体的内壁之间形成类似于昆虫翅膀结构的仿生流道，用于增加液体在定子发热体表面的流经，从而使得换热面积增加、提高换热效率，筒体的外壁分别开设有与其内部相连通的进液口和出液口，用于将流经昆虫翅膀结构的仿生流道的液体与外界进行交换，这样的设置，利用感应电势形成涡流发热的特点，并利用昆虫翅膀结构的仿生流道，通过较短的微通道来覆盖金属定子发热体的大部分区域，增加换热面积从而提高换热效率，解决现有技术中通过烧煤、烧炭供热从而导致的高消耗高排放的技术问题。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的一种新型磁涡流制热器的三维结构示意图；

图2是本发明实施例所提供的一种新型磁涡流制热器的三维爆炸示意图；

图3是本发明实施例所提供的定子发热体的三维结构示意图；

图4是本发明实施例所提供的定子发热体另一视角的三维结构示意图；

图5是本发明实施例所提供的转轴和永磁体连接处的剖视图；

图6是本发明实施例所提供的磁块的充磁方向的示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

请参阅图1至图4，本发明提供了一种新型磁涡流制热器，包括：筒体组件1和转轴21组件2，筒体组件1包括筒体11和定子发热体12，筒体11的侧壁开设有与其内部相连通的进液口111和出液口112，定子发热体12呈筒状并内置于筒体11，定子发热体12的两侧沿轴向分别开设有第一水槽121和第二水槽122，第一水槽121包括同轴且间隔设置的两个第三水槽123，一第三水槽123与进液口111相连通，另一第三水槽123与出液口112相连通，定子发热体12还开设有两个第四水槽124，两个第四水槽124对称设置于第三水槽123的两侧，第四水槽124包括多个同轴设置的呈螺旋状的流道125，流道125的一端与第三水槽123相连通、另一端与第二水槽122相连通，转轴21组件2包括转轴21和永磁体22，转轴21可转动穿过定子发热体12，永磁体22连接于转轴21。

进一步地，可以理解的，定子发热体12内置于筒体11，定子发热体12呈筒状且永磁体22和转轴21可转动内置于定子发热体12，用于使得永磁体22在外力驱动下随转轴21转动并产生感应电势使得定子发热体12发热，定子发热体12的外表面开设有第二水槽122、第三水槽123及流道125，并与筒体11的内壁之间形成类似于昆虫翅膀结构的仿生流道，用于增加液体在定子发热体12表面的流经，从而使得换热面积增加、提高换热效率，筒体11的外壁分别开设有与其内部相连通的进液口111和出液口112，用于将流经昆虫翅膀结构的仿生流道的液体与外界进行交换。

进一步地，具体的，本发明中第一水槽121和第二水槽122沿定子发热体12的轴线镜像设置于定子发热体12的两侧，第一水槽121包括两个第三水槽123，两个水槽分别设置在定子发热体12的两端，多个呈螺旋状的流道125与第三水槽123和第二水槽122相连通，使得液体依次流经定子发热体12的周向外壁，从而增加换热面积。

进一步地，具体的，本发明中位于定子发热体12两端的第三水槽123、第四水槽124及流道125沿定子发热体12轴线的中心镜像分布，进液口111和出液口112设置在同一侧并相互间隔设置于定子发热体12的两端，进液口111与设置于定子发热体12的一端的第三水槽123相连通，出液口112与设置于定子发热体12的另一端的第三水槽123相连通，用于增加液体沿定子发热体12表面流动的流经。

进一步地，液体首先流经与进液口111相连通的第三水槽123，流经多个呈螺旋状的流道125进行分流，接着汇流至另一侧的第二水槽122，然后再同样流经另一端第四水槽124进行分流，最后汇流至另一端第三水槽123，并从出液口112流出。

如图1、图3所示，筒体组件1还包括多个分流块13，分流块13与流道125一一对应设置，分流块13连接于流道125的内壁并设置于流道125两相对的内壁之间。

进一步地，可以理解的，为了增加液体在定子发热体12表面的流经，分流块13内置于流道125并连接于定子发热体12的表面，将流道125进行分隔，分流块13沿流道125的导向设置。

进一步地，具体的，本发明中多个分流块13配合呈螺旋状的流道125设置，分流块13沿定子发热体12的轴线方向大小不断改变。

进一步地，分流块13呈长条形并沿流道125的流向设置。

进一步地，流道125的出液端相对进液端靠近出液口112设置。

进一步地，可以理解的，液体有进液口111进入，沿定子发热体12的外表面呈螺旋状的流道125流动，并从出液口112流出，实现热交换的过程。

如图3、图4所示，定子发热体12还开设有四个环形槽126，四个环形槽126同轴设置，每两个环形槽126对应一个第三水槽123，与第三水槽123相对应的两个环形槽126分别设置于第三水槽123的两端，环形槽126与第三水槽123、第二水槽122及每一流道125均相连通。

进一步地，可以理解的，四个环形槽126沿定子发热体12的轴线设置并将第二水槽122、第三水槽123及每一流道125相连通，使得进液口111、第二水槽122、第三水槽123、每一流道125及出液口112相连通。

如图2所示，筒体组件1还包括两个端盖14和两个轴承15，端盖14开设有转轴孔141，转轴孔141呈阶梯状并具有小径段142和大径段143，转轴孔141的大径段143相对转轴孔141的小径段142靠近定子发热体12设置，轴承15与转轴孔141一一对应设置并内置于转轴孔141的大径段143，转轴21的两端分别插设于轴承15的轴承孔。

进一步地，可以理解的，为了本发明的可行性。两个端盖14分别通过焊接的方式连接于筒体11的两端，端盖14沿筒体11的轴线开设有用于安装转轴21的转轴孔141。

进一步地，具体的，本发明中端盖14呈台阶状并具有大径段143和小径段142，端盖14的小径段142插设于定子发热体12的内部、大径段143抵接于定子发热体12的端部侧壁，转轴孔141配合端盖14开设有阶梯孔并与转轴21相连接。

如图2所示，定子发热体12两端沿轴线均开设有至少一个螺纹孔127，端盖14相对螺纹孔127开设有至少一个连接孔144，筒体组件1还包括至少一个螺钉16，螺钉16的螺纹端穿过连接孔144螺纹连接于螺纹孔127。

进一步地，可以理解的，筒体11和定子发热体12通过至少一个螺钉16、连接孔144及螺钉16孔的配合实现可拆卸连接。

如图2所示，转轴21的一端穿过一转轴孔141外置于筒体11，筒体组件1还包括油封17和波形弹簧垫圈18，油封17套设于转轴21的一端并内置于一转轴孔141的小径段142，波形弹簧垫圈18套设于转轴21的一端并设置于油封17与轴承15，波形弹簧垫圈18与油封17与轴承15均相抵接。

进一步地，为了本发明的密封性，转轴21的一端通过油封17和波形弹簧垫圈18进行密封，防止液体经转轴21与轴承15的间隙、端盖14与定子发热体12的间隙从昆虫翅膀结构的仿生流道中流出。

如图2所示，筒体组件1还包括封板19，封板19可拆卸内置于另一转轴孔141的小径段142并与转轴21的另一端相抵接。

进一步地，可以理解的，封板19通过紧固件可拆卸连接于转轴21的另一端，起到密封作用，同时方便本发明中装置的拆卸和安装。

如图5、图6所示，永磁体22包括多个磁块221，多个磁块221呈海尔贝克阵列式排布并连接于转轴21的外表面。

进一步地，本发明中永磁体22还包括磁套222，多个磁块221均匀分布于转轴21的外表面，并由磁套固定于转轴21的外表面。

进一步地，具体的，为了增加金属定子发热体12的涡流感应电动势，从而提高致热功率密度，多个磁块221采用海尔贝克永磁体阵列，其与常规磁体结构(表贴式或内置式)相比，具有更高气隙磁密，海尔贝克阵列为现有技术，此处不作过多阐述。

进一步地，环形径向海尔贝克阵列还具有良好的磁屏蔽效果，可大幅改善转轴21的发热状况，降低温度对永磁体22的损害，从而提高永磁体22的使用寿命。

进一步地，具体的，本发明中海尔贝克永磁体阵列安设于所述磁套内，由四对磁极环绕组成，每个磁极由四块不同充磁方向的永磁体22构成，充磁方向分别为垂直方向、水平方向、斜向左上方向、斜向右上方向，四对磁极沿转轴21的周向设置并通过磁套均匀安装在转轴21的外表面。

本发明的具体工作流程，定子发热体12内置于筒体11，定子发热体12呈筒状且永磁体22和转轴21可转动内置于定子发热体12，用于使得永磁体22在外力驱动下随转轴21转动并产生感应电势使得定子发热体12发热，定子发热体12的外表面开设有第二水槽122、第三水槽123及流道125，并与筒体11的内壁之间形成类似于昆虫翅膀结构的仿生流道，用于增加液体在定子发热体12表面的流经，从而使得换热面积增加、提高换热效率，筒体11的外壁分别开设有与其内部相连通的进液口111和出液口112，用于将流经昆虫翅膀结构的仿生流道的液体与外界进行交换。

进一步地，使用人员在使用时，将本装置的转轴21的一端与外接驱动件的输出轴相连接，驱动外接驱动件使得转轴21绕其轴线转动并与定子发热体12产生感应电势，然后将液体介质沿进液口111充入昆虫翅膀结构的仿生流道中，通过本装置的持续运作后，流经昆虫翅膀结构的仿生流道的液体被加热，最后由出液口112排出，从而实现持续供暖的目的。

这样的设置，利用感应电势形成涡流发热的特点，并利用昆虫翅膀结构的仿生流道，通过较短的微通道来覆盖金属定子发热体12的大部分区域，增加换热面积从而提高换热效率，解决现有技术中通过烧煤、烧炭供热从而导致的高消耗高排放的技术问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型磁涡流制热器，其特征在于，包括：

筒体组件，包括筒体和定子发热体，所述筒体的侧壁开设有与其内部相连通的进液口和出液口，所述定子发热体呈筒状并内置于所述筒体，所述定子发热体的两侧沿轴向分别开设有第一水槽和第二水槽，所述第一水槽包括同轴且间隔设置的两个第三水槽，一所述第三水槽与所述进液口相连通，另一所述第三水槽与所述出液口相连通，所述定子发热体还开设有两个第四水槽，两个所述第四水槽对称设置于所述第三水槽的两侧，所述第四水槽包括多个同轴设置的呈螺旋状的流道，所述流道的一端与所述第三水槽相连通、另一端与所述第二水槽相连通；

转轴组件，包括转轴和永磁体，所述转轴可转动穿过所述定子发热体，所述永磁体连接于所述转轴。

2.根据权利要求1所述的新型磁涡流制热器，其特征在于，所述筒体组件还包括多个分流块，所述分流块与所述流道一一对应设置，所述分流块连接于所述流道的内壁并设置于所述流道两相对的内壁之间。

3.根据权利要求2所述的新型磁涡流制热器，其特征在于，所述分流块呈长条形并沿流道的流向设置。

4.根据权利要求1所述的新型磁涡流制热器，其特征在于，所述流道的出液端相对进液端靠近所述出液口设置。

5.根据权利要求1所述的新型磁涡流制热器，其特征在于，所述定子发热体还开设有四个环形槽，四个所述环形槽同轴设置，每两个环形槽对应一个第三水槽，与所述第三水槽相对应的两个所述环形槽分别设置于所述第三水槽的两端，所述环形槽与第三水槽、第二水槽及每一流道均相连通。

6.根据权利要求1所述的磁涡流制热器，其特征在于，所述筒体组件还包括两个端盖和两个轴承，所述端盖开设有转轴孔，所述转轴孔呈阶梯状并具有小径段和大径段，所述转轴孔的大径段相对所述转轴孔的小径段靠近所述定子发热体设置，所述轴承与所述转轴孔一一对应设置并内置于所述转轴孔的大径段，所述转轴的两端分别插设于所述轴承的轴承孔。

7.根据权利要求6所述的磁涡流制热器，其特征在于，所述定子发热体两端沿轴线均开设有至少一个螺纹孔，所述端盖相对所述螺纹孔开设有至少一个连接孔，所述筒体组件还包括至少一个螺钉，所述螺钉的螺纹端穿过所述连接孔螺纹连接于所述螺纹孔。

8.根据权利要求6所述的磁涡流制热器，其特征在于，所述转轴的一端穿过一所述转轴孔外置于所述筒体，所述筒体组件还包括油封和波形弹簧垫圈，所述油封套设于所述转轴的一端并内置于一所述转轴孔的小径段，所述波形弹簧垫圈套设于所述转轴的一端并设置于所述油封与所述轴承，所述波形弹簧垫圈与所述油封与所述轴承均相抵接。

9.根据权利要求6所述的磁涡流制热器，其特征在于，所述筒体组件还包括封板，所述封板可拆卸内置于所述另一所述转轴孔的小径段并与所述转轴的另一端相抵接。

10.根据权利要求1所述的磁涡流制热器，其特征在于，所述永磁体包括多个磁块，多个所述磁块呈海尔贝克阵列式排布并连接于所述转轴的外表面。

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