JP2021520031A - 直流励磁、極めて小さな電気的/動力学的効率、及び極めて高い熱copを有する回転式誘導熱発生器 - Google Patents
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Abstract
Description
2 混合箱
3 基部フレーム
4 断熱遮音マット
5 制御電子装置
6 後壁
7 後壁断熱材
9 表示及び制御要素
10 回転式誘導熱発生器ユニット
11 上部熱交換器ハウジング
12 下部熱交換器ハウジング
13 油水分離器
14 駆動モータ(例えば、電気モータ)
15 カップリング
16 制御装置
17 ハウジング
18 誘導リング
19 極ホイール
20 磁気リング
21 支持軸受ハブ
21a 取付部/軸受スタブ
22 支持軸受
23 支持軸受
24 油ポンプ
25 案内軸受
26 案内軸受(支持軸受)
27 前カバー
28 磁気リング・ハウジング
29 DCコイル
30 円板
31 外側極リング
32 極ホイール
33 誘導リングの第1の部品(円板)
33a くぼみ
33b ポケット縁部
38 くぼみ
44 短絡リング
45 電気モータ
46 極延長部
47 極延長部
48 円板
49 側面部分
50 絶縁体、誘導リングの第2の部品(円板)
51 静磁場
52 交番磁場
53 内側極リング
54 外側極リング
55 極リング・キャリヤ
63 誘導リングの第3の部品(円板)
87 溝
88 DCコイル
89 電力端子
90 開口部
Claims (16)
- 固体又は液体又は気体の物質を加熱するための直流励磁を伴う回転式誘導熱発生器であって、誘導の目的、つまり誘導熱の生成のために必要とされる交番磁場が、DCコイルによって生成され、静磁場が生成され、前記静磁場が、回転する機械的構成要素により交番磁場に変換され、DCコイルが、磁気リング(20)によって受容され、且つ、好ましくは前記磁気リング(20)に固定して接続され、前記磁気リング(20)が、前記回転式誘導熱発生器(1)のハウジング(17)に静的に接続され、前記DCコイル(29)によって生成された前記静磁場(51)が、回転する機械的部品、具体的には極ホイール(19)により、交番磁場(52)に変換され、前記極ホイール(19)が、内側極リング(53)、外側極リング(54)、及び極リング・キャリヤ(21、24)から構成され、前記極ホイール(19)により、前記静磁場(51)が、前記極ホイール(32)に軸方向に隣接する誘導リング(18)における交番場(52)に変換され、前記内側極リング及び前記外側極リングが、径方向に配向された好ましくは11個以上の複数の極延長部(46、47)を有し、前記複数の極延長部(46、47)が、
a)互いに噛み合う、つまり、互いに径方向に部分的に隣接して配置されるか若しくは互いに重なり合う(図5a)か、又は、
b)互いに重なり合わず、その代わりに、前記内側極リング(53)の前記極延長部(46)が、前記外側極リング(54)の前記極延長部(47)から径方向に離間され、前記内側極リング及び前記外側極リングの前記極延長部が、互いからの所定の距離(A)を有し、好ましくは、前記内側極リング(53)の前記極延長部の数が、前記外側極リング(54)の前記極延長部の数におおよそ一致するか又は同じである
ことを特徴とする、回転式誘導熱発生器。 - 好ましくは10%未満、さらに好ましくは2%未満の電気的/動力学的効率と、3を超える、好ましくは6から50の間の範囲内の値のCOP(性能係数)因数とを有することを特徴とする、請求項1に記載の回転式誘導熱発生器。
- 前記誘導リング(18)が、
a)やはり良好な電気特性を有し得る強磁性材料、又は
b)電気伝導性であるが強磁性ではない材料
から構成されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の回転式誘導熱発生器。 - 前記熱が、前記磁気リング(20)において、前記極ホイール(19)において、また前記誘導リング(18)において生成され、前記極ホイール(19)において生成される前記熱が、前記磁気リングにおいて生成される前記熱未満であることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか一項に記載の回転式誘導熱発生器。
- 前記誘導リング(18)が、互いに接続された複数の円板から構成されることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか一項に記載の回転式誘導熱発生器。
- 前記誘導リング(18)が、好ましくはアルミニウムである電気伝導性材料で満たされるくぼみ(ポケット)(33a)を有することを特徴とする、請求項5に記載の回転式誘導熱発生器。
- 前記誘導リングが、電気的に非伝導性の材料(絶縁体)で満たされるくぼみを有することを特徴とする、請求項5に記載の回転式誘導熱発生器。
- 前記磁気リング(20)が、短絡リング(44)を有し、前記短絡リング(44)が、好ましくは、前記磁気リング(20)よりも高い値の電気伝導性及び/又は高い値の透磁性を有する材料から構成されることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか一項に記載の回転式誘導熱発生器。
- 前記静磁場の交番磁場への変換が、カスケードにおいて行われ、関連する構成要素の幾何学的形状、透磁性(i B/H)、及び電気伝導性(σ S/m)が、磁束密度(Bテスラ)を、前記磁気リング(20)から前記極ホイール(19)まで好ましくは0.7テスラだけ減少させ、且つ、前記極ホイール(19)から前記誘導リング(18)まで好ましくは0.7テスラだけ減少させ、
磁場又は磁気ポテンシャルの前記カスケード形態の減少から、前記磁気リング(20)と前記極ホイール(19)との間で前記極ホイール(19)の回転から生じ、また前記極ホイール(19)と前記誘導リング(18)との間の空隙において大幅に減少する交番場によってもたらされる、前記空隙における高寄生性の磁場が、前記磁気リング(20)において強い渦電流を形成し、前記極ホイール(19)において減少し、続いて前記誘導リングにおいてさらなる減少が起きる
ことを特徴とする、請求項1から8までのいずれか一項に記載の直流励磁を伴う回転式誘導熱発生器。 - 機械的構成要素による前記静磁場の交番磁場への変換のために運動エネルギーが必要とされ、総運動エネルギーが、駆動エネルギーと制動エネルギーとに分割され、前記総運動エネルギーが、好ましくは、渦電流の形態で電気エネルギーに変換され、前記渦電流での前記電気エネルギーが、好ましくは、完全に又は可能な限り熱に変換されることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか一項に記載の回転式誘導熱発生器。
- 前記熱が、主に前記誘導リング構成要素(18)において生成され、次に前記極ホイール構成要素(19)において生成されることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか一項に記載の回転式誘導熱発生器。
- 前記熱が、前記誘導リング(18)及び前記極ホイール(19)から液体又は気体の物質に伝達されることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか一項に記載の回転式誘導熱発生器。
- 前記極ホイール(19)の前記回転の維持のための差動的な運動エネルギーが、好ましくは電気モータである外部の駆動装置(14)によって印加されることを特徴とする、請求項1から12までのいずれか一項に記載の回転式誘導熱発生器。
- 高温油が、好ましくは熱伝達媒体として使用され、また好ましくは250℃までの加熱が、蒸気形成を伴わずに可能であることを特徴とする、請求項1から13までのいずれか一項に記載の回転式誘導熱発生器。
- 熱放射の理由から、循環ポンプ及び熱/冷水混合デバイスを含む熱/冷水混合ユニットが、加熱システムに組み入れられることを特徴とする、請求項1から14までのいずれか一項に記載の回転式誘導熱発生器。
- 熱出力電力が、10kW超、好ましくは20若しくは50kW超、又は特に好ましくは100から500kW超であることを特徴とする、請求項1から15までのいずれか一項に記載の回転式誘導熱発生器。
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