CN217763956U - 高转速空气摩擦加热风机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高转速空气摩擦加热风机，包括高转速电机，所述高转速电机的两输出端分别安装有增压摩擦加热总成，所述增压摩擦加热总成包括与所述高转速电机连接用于对气体进行增压加热的涡轮增压结构，所述涡轮增压结构内对应设置有用于对气体进行摩擦加热的导流摩擦结构，所述涡轮增压结构上设置有涡轮进风口和涡轮出风口。本装置利用空气循环摩擦加热、加压，彻底解决了有型介质热效率低、管路铺设复杂、故障率高、维修困难等难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高转速空气摩擦加热风机。
背景技术
在我国北方冬季传统取暖多应用燃煤锅炉、燃气炉以及电厂集中燃煤锅炉，通过把水加热来实现供暖供热。空气污染严重，不可再生矿产资源浪费，能效转化率较低，集中供暖管路铺设复杂，市政工程投资大，影响城市布局和美观，存在安全隐患，热损耗浪费严重。
目前，供暖设备主要是通过有型介质水进行循环供热，通过增设换热装置、多级水泵增压装置等，来达到良好的热循环效果。但是由于设备复杂，投资成本较高，限制了此种供暖方式的使用范围，并且采用介质水进行循环供热，由于水循环过程中，会产生较重水垢，会将管道严重腐蚀，故障率较高，需要经常清理与维修。为解决上述问题，本方案提供一种通过风进行循环介质进行供暖的设备。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种热转换效率高、维修简单、成本低的高转速空气摩擦加热风机。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：高转速空气摩擦加热风机，包括高转速电机，所述高转速电机的两输出端分别安装有增压摩擦加热总成，所述增压摩擦加热总成包括与所述高转速电机连接用于对气体进行增压加热的涡轮增压结构，所述涡轮增压结构内对应设置有用于对气体进行摩擦加热的导流摩擦结构，所述涡轮增压结构上设置有涡轮进风口和涡轮出风口。
作为优选的技术方案，所述涡轮增压结构包括固定在所述高转速电机上的涡壳，所述涡壳内安装有连接在所述高转速电机输出端的旋转涡轮，所述旋转涡轮的外周布置有涡轮叶片；所述涡轮进风口沿着所述高转速电机的轴线方向设置在所述涡壳的外侧，所述涡壳的外周设置有环形积压风道，所述环形积压风道上设置有与所述涡轮进风口连通的风道连通环缝，所述导流摩擦结构设置在所述风道连通环缝处，所述涡轮出风口设置在所述环形积压风道的尾端。
作为优选的技术方案，所述导流摩擦结构包括均布固定在所述风道连通环缝处的导流摩擦叶片。
作为优选的技术方案，所述高转速电机的转速大于等于30000r/min。
作为优选的技术方案，所述高转速电机为空气悬浮永磁电机。
由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过特殊设计旋转涡轮和空气摩擦涡壳，借助于现有成熟的超高转速空气悬浮永磁电机技术，把超高速旋转涡轮压缩的空气经过特殊设计的导流摩擦叶片、环形积压风道，实现瞬间把空气压缩摩擦加热的目的。把单一电能转化成空气加热和空气增压两种能效；本装置是直接把空气循环摩擦加热、加压，彻底解决了有型介质热转换效率低下、管路铺设复杂、故障率高、维修困难等难题。
2、本实用新型机组由于采用空气悬浮电机技术，并且利用空气作为供热介质，摆脱了传统采暖设备只能依靠有形介质进行转换的传统供热、供暖、烘干工艺，具有免保养、低噪音、高能效等特点，比传统电机节约30％-50％电能，使用性能和寿命大大提高和延长。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
图1是本实用新型实施例增压摩擦加热总成的结构示意图；
图2是本实用新型实施例增压摩擦加热总成的剖视图；
图3是图2中A处的放大示意图；
图4是本实用新型实施例增压摩擦加热总成的侧视图；
图中：1-涡轮进风口；2-涡轮出风口；3-高转速电机；4-涡壳；5-旋转涡轮；6-涡轮叶片；7-导流摩擦叶片；8-环形积压风道；9-出风管道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1至图4所示，高转速空气摩擦加热风机，用于对终端负载进行供暖加热，包括高转速电机3，所述高转速电机3的两输出端分别安装有增压摩擦加热总成，所述增压摩擦加热总成包括与所述高转速电机3连接用于对气体进行增压加热的涡轮增压结构，所述涡轮增压结构内对应设置有用于对气体进行摩擦加热的导流摩擦结构，所述涡轮增压结构上设置有涡轮进风口1和涡轮出风口2。
在本实施例中，所述高转速电机3的转速大于等于30000r/min，用于实现高转速或超高转速的运行效果，与传统的转速电机相比，转速较高，所能达到的涡轮增压效果更好。
在本实施例中，所述高转速电机3为空气悬浮永磁电机，可以达到高转速或超高转速的目的。所述高转速电机3的左右两输出端分别设置有增压摩擦加热总成，与单独一侧设置相比，此种两侧均设置的方案可以明显提高空气增压、摩擦加热的效果，且两侧对称可以动平衡的目的。
所述涡轮增压结构包括固定在所述高转速电机3上的涡壳4，所述涡壳4为航空铸铝铸造而成，所述涡壳4内安装有连接在所述高转速电机3输出端的旋转涡轮5，所述旋转涡轮5的外周布置有涡轮叶片6，所述涡轮进风口1沿着所述高转速电机3的轴线方向设置在所述涡壳4的外侧，所述涡壳4的外周设置有环形积压风道8，所述环形积压风道8上设置有与所述涡轮进风口1连通的风道连通环缝，所述导流摩擦结构设置在所述风道连通环缝处，所述涡轮出风口2设置在所述环形积压风道8的尾端。两所述涡轮出风口2处通过出风管道9引导连通至所述终端负载。
所述导流摩擦结构包括均布固定在所述风道连通环缝处的导流摩擦叶片7。导流摩擦叶片7倾斜设置，当空气通过相邻两导流摩擦叶片7之间的缝隙时，会接触到所述导流摩擦叶片7并沿着所述导流摩擦叶片7表面运动。
空气通过所述涡轮进风口1进入至所述涡壳4内部后，所述旋转涡轮5在所述高转速电机3的作用下高速旋转，对空气进行压缩加热，然后通过所述风道连通环缝进入至所述环形积压风道8，经过所述风道连通环缝时，气体会接触到所述导流摩擦叶片7表面，与所述导流摩擦叶片7表面发生摩擦，气体被迫改变运动方向沿着所述导流摩擦叶片进入至所述环形积压风道8内，此过程中达到摩擦加热的效果，同时由于所述导流摩擦叶片7设置在所述风道连通环缝内，所述风道连通环缝的宽度较窄，可以保证大多气体均能与所述导流摩擦叶片接触达到摩擦加热效果，当气体进入至所述环形积压风道8最终由所述涡轮出风口2排出。
本装置内还安装有传感器，传感器包括进风温度传感器、进风压力传感器、出风温度传感器、出风压力传感器和电机温度传感器，所述进风温度传感器和所述进风压力传感器设置在涡壳4上涡轮进风口1处，所述出风温度传感器和所述出风压力传感器设置在涡轮出风口2处，所述电机温度传感器设置在高转速电机3的壳体上。
所述终端负载可以为居民楼、办公楼、学校、酒店、养殖大棚、种植大棚等场所原有暖气片、地暖水压循环供暖改造的空气循环供暖，也可以为用于新建工程供暖供热、水产养殖水温加热换氧、工业烘干供暖供热等需要供暖供热的设备。
本实施例的工作原理为：
根据场景设定温度压力需要，通过PLC控制器采集进风温度传感器、进风压力传感器、出风温度传感器、出风压力传感器、电机温度传感器数据，PLC控制器输出信号调整高效变频控制器输出电压和频率来控制高转速电机3的转速，转速可控制在30000-90000r/min，空气经涡轮进风口1进入至所述增压摩擦加热总成内，空气在经过所述增压摩擦加热总成压缩的同时与所述导流摩擦叶片7进行摩擦加热后进入至环形积压风道8，经所述涡轮出风口2、出风管道9输出最高100kPa的风压力和瞬间把空气加热40℃以上，进入至所述终端负载内形成闭路循环运行，回风温度会高于环境温度，回风温度继续返回，形成良性循环出口空气温度可以达到110℃以上，从而实现空气压力和空气摩擦加热的双重能效工况要求。
本实用新型的试验数据参见下表，试验过程中未连接负载。
1、本实用新型通过特殊设计旋转涡轮和空气摩擦涡壳，借助于现有成熟的超高转速空气悬浮永磁电机技术，把超高速旋转涡轮压缩的空气经过特殊设计的导流摩擦叶片、环形积压风道，实现瞬间把空气压缩摩擦加热的目的。把单一电能转化成空气加热和空气增压两种能效。本装置是直接把空气循环摩擦加热、加压，彻底解决了有型介质热转换效率低下、管路铺设复杂、故障率高、维修困难等难题。
2、本实用新型由于采用空气悬浮电机技术，并且利用空气作为供热介质，摆脱了传统采暖设备只能依靠有形介质进行转换的传统供热、供暖、烘干工艺，具有免保养、低噪音、高能效等特点，比传统电机节约30％-50％电能，使用性能和寿命大大提高和延长。
本实用新型专利可广泛用于居民楼，办公楼，学校，酒店，养殖大棚，种植大棚等场所原有暖气片，地暖水压循环供暖改造为空气循环供暖。也可用于新建工程供暖供热、水产养殖水温加热换氧，工业烘干供暖供热等应用场景。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.高转速空气摩擦加热风机，其特征在于：包括高转速电机，所述高转速电机的两输出端分别安装有增压摩擦加热总成，所述增压摩擦加热总成包括与所述高转速电机连接用于对气体进行增压加热的涡轮增压结构，所述涡轮增压结构内对应设置有用于对气体进行摩擦加热的导流摩擦结构，所述涡轮增压结构上设置有涡轮进风口和涡轮出风口；所述高转速电机为空气悬浮永磁电机。
2.如权利要求1所述的高转速空气摩擦加热风机，其特征在于：所述涡轮增压结构包括固定在所述高转速电机上的涡壳，所述涡壳内安装有连接在所述高转速电机输出端的旋转涡轮，所述旋转涡轮的外周布置有涡轮叶片；所述涡轮进风口沿着所述高转速电机的轴线方向设置在所述涡壳的外侧，所述涡壳的外周设置有环形积压风道，所述环形积压风道上设置有与所述涡轮进风口连通的风道连通环缝，所述导流摩擦结构设置在所述风道连通环缝处，所述涡轮出风口设置在所述环形积压风道的尾端。
3.如权利要求2所述的高转速空气摩擦加热风机，其特征在于：所述导流摩擦结构包括均布固定在所述风道连通环缝处的导流摩擦叶片。
4.如权利要求1所述的高转速空气摩擦加热风机，其特征在于：所述高转速电机的转速大于等于30000r/min。
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Cited By (1)
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| CN114941860A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-26 | 日照汇德物联科技有限公司 | 高转速空气摩擦加热机组 |
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2022
- 2022-05-24 CN CN202221259832.1U patent/CN217763956U/zh active Active
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