JP4315304B2

JP4315304B2 - マグネット式ヒーター

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Publication number: JP4315304B2
Application number: JP09291299A
Authority: JP
Inventors: 雅人山田; 洋井上; 一儀滝川
Original assignee: Usui Co Ltd
Current assignee: Usui Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP2000280727A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に寒冷時や極寒時におけるディーゼルエンジンやガソリンエンジンを動力源とする主に自動車などの各種車両用エンジンの起動性向上や電気自動車を含む各種車両や船舶のキャビン暖房などに使用されるエンジン冷却水などの熱媒体用流体の補助加熱手段として用いられ、またエンジン駆動される発電機、溶接機、コンプレッサー、建設機械などのエンジン冷却水の予熱あるいは急速昇温（ウォーミングアップ時間の短縮）などにも用いるマグネット式ヒーターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
寒冷地などにおける始動時のエンジン冷却水の暖房に利用される自動車などの車両用補助暖房熱源として、ビスカス式ヒーターが知られている（特開平２−２４６８２３号公報、実開平４−１１７１６号公報、特開平９−２５４６３７号公報、特開平９−６６７２９号公報、特開平９−３２３５３０号公報など参照）。
ビスカス式ヒーターは、シリコンオイルなどの粘性流体をせん断により発熱させ、ウォータージャケット内を循環する循環水に熱交換して暖房熱源に利用する方式であって、その構造としては、例えばハウジング内部に発熱室と、この発熱室の外域にウォータージャケットを形成し、ハウジングには軸受装置を介して駆動軸が回動可能に支承され、駆動軸には発熱室内で回動可能なロータが固定されており、発熱室の壁面とロータとの間隙にシリコンオイルなどの粘性流体が封入され、ウォータージャケット内では循環水が入水ポートから取入れられ、出水ポートから外部の暖房回路へ送り出されるべく循環されている。
【０００３】
車両の暖房装置に組込まれたこのビスカス式ヒーターでは、駆動軸がエンジンにより駆動されれば、発熱室内でロータが回動するため、粘性流体が発熱室の壁面とロータの外面との間隙でせん断により発熱し、この発熱がウォータージャケット内の循環水に熱交換され、加熱された循環水が暖房回路でエンジン冷却水など車両の暖房に供されることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したビスカス式ヒーターは、シンプルな構造により、小型化と低コストを実現でき、また摩耗のない非接触式の機構で高い信頼性と安全性を確保することができ、さらに水温が上昇し、補助ヒーターが不要になると温度制御により自動的に運転が停止するため、無駄なエネルギーは使用しないなどの特徴を有するが、粘性流体として用いるシリコンオイルの耐熱性は２４０℃程度が限界であり、シリコンオイルの温度をあまり高くできないことと、始動時シリコンオイルが撹拌されて高温に発熱するまでに時間がかかるとともに、シリコンオイルの温度が上昇すると粘度が低下することによりせん断抵抗が低下して単位時間当りの発熱量が次第に減少する傾向があるためにエンジン冷間時間での急速な暖房効果が得られないという難点がある。このため、特にディーゼルエンジン搭載の寒冷地仕様車の場合、このようなビスカス式ヒーターは有効性において十分とはいえず、より短時間にかつ効率よく熱媒体用流体を高温に加熱することができる補助ヒーターが望まれていた。
【０００５】
本発明は、このようなビスカス式ヒーターの有する問題点にかんがみなされたもので、ビスカス式ヒーターに比しより高温にしかも短時間に熱媒体用流体の温度を上昇させることができ、かつ耐熱性に優れたマグネット式ヒーターを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るマグネット式ヒーターは、磁石と導体間に形成される磁路をせん断することにより導体側に発生するスリップ発熱を熱媒体用流体に熱交換する方式であり、その要旨は、磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより導体に生じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であって、その第１の実施態様は磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより導体に生じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であって、前記磁石の両側に導体を対向配置した構成となしたことを特徴とし、
第２の実施態様は駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジングの内部に前記駆動軸により回動可能に設けられた永久磁石と、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向配置した左右一対の導体を有し、前記永久磁石の回動により導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの内部に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となし、かつ前記永久磁石と左右一対の導体とを組合わせたものを１または複数組設けた構成となしたことを特徴とし、
第３の実施態様は駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジングの内部に永久磁石が取付けられ、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、前記導体の回動により当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの内部に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となし、かつ前記永久磁石と左右一対の導体とを組合わせたものを１または複数組設けた構成となしたことを特徴とし、
第４の実施態様は駆動軸に軸受装置を介して支承されたハウジングの内部に前記駆動軸により回動可能に設けられた永久磁石と、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向配置されかつ該ハウジング内部を複数室に仕切る導体を有し、前記永久磁石の回動により導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの各室内に別々に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となし、かつ永久磁石と導体とを組合わせたものを１または複数組設けた構成となしたことを特徴とし、
第５の実施態様は駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジングの内部に該駆動軸に軸封装置を介して支承されかつ該ハウジング内部を２室に仕切る永久磁石が取付けられ、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、前記導体の回動により当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの各室内に別々に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となし、かつ前記永久磁石と導体とを組合わせたものを１または複数組設けた構成となしたことを特徴とし、
第６の実施態様は駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジングの内部に複数個の永久磁石が間隔を置いて取付けられ、各永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、前記各導体の回動により当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの内部に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となしたことを特徴とし、
第７の実施態様は駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジングの内部に該駆動軸に軸封装置を介して支承されかつ該ハウジング内部を複数室に仕切る複数個の永久磁石が取付けられ、各永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、前記各導体の回動により当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの各室内に別々に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となしたことを特徴とし、
第８の実施態様は駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承された内部が隔壁にて複数室に仕切られたハウジングの各室に前記駆動軸に軸封装置を介して支承されかつそれぞれの室内をさらに複数室に仕切る永久磁石が取付けられ、各永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、前記各導体の回動により当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの各室内に別々に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となしたことを特徴とし、
また前記永久磁石に替えてサーマルフェライトを用いたり、前記導体に磁性材、エディカレント材を磁石側表面に設けた磁性材、エディカレント材あるいは磁性材を磁石の反対側に設けたエディカレント材を用いたりするものである。なお、前記ギャップは特に限定するものではないが、通常０．３〜１．０ｍｍである。
【０００７】
すなわち、基本的には永久磁石、サーマルフェライトなどの磁石と、磁気ヒステリシスの大きな材料（以下「ヒステリシス材」と呼ぶ）やエディカレント材などの導体（発熱体）の主に２つの部材で構成され、この２つの部材が僅かなギャップを隔てて向かい合い、磁石と導体を相対的に回転させて磁路をせん断することにより導体側に発生するスリップ発熱を利用したもので、発熱体にエディカレント材またはヒステリシス材を用いることによって数秒〜数十秒で２００〜６００℃の温度に発熱させることができるという特徴を有する。
【０００８】
なお、上記した「スリップ発熱」とは前記磁石により発生した磁界内で、該磁界を切る方向に導体を動かす（回転させる）と、当該導体内に渦電流（エディカレント）が発生し、この渦電流の導体内における電気抵抗により発熱することを主に意味する。
【０００９】
ハウジングの内部に導入された熱媒体用流体は、永久磁石と導体が１組（シングル構造）の場合は永久磁石と導体とのギャップ間を通流する際に導体に直接または間接に接触して熱交換が行われ、永久磁石と導体が複数組の多段式の場合は永久磁石と導体とのギャップ間を通流する際に複数組の各導体に直接または間接に接触して熱交換が行われるとともに、ハウジング内を通流する際にも導体に直接または間接に接触して熱交換が行われる。
【００１０】
また、本発明における回転駆動源としては、エンジンによりプーリなどを介して駆動軸を駆動する方式、あるいはエンジンとは別設の専用のモーターや風力、水力などを用いることができる。
【００１１】
さらに、本発明のマグネット式ヒーターのＯＮ／ＯＦＦ制御手段としては、電磁クラッチ、サーマルフェライト、電磁ブレーキ、電磁コイルなどを用いることができる。なお、サーマルフェライトは、永久磁石にソフトフェライトを貼り付けたものが一般的であり、ある温度以上に発熱すると磁路がソフトフェライト中を通るようになり、反対に発熱温度がある温度以下に下がると磁路がソフトフェライトの外側に形成されるという特性を有する磁石であるため、永久磁石に替えてサーマルフェライトを用いた場合は、自動的にＯＮ／ＯＦＦ制御が可能となるので、ＯＮ／ＯＦＦ制御系は不要である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の請求項２に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図、図２は同請求項３に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図、図３は同請求項４に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図、図４は同請求項５に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図、図５は同請求項６に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図、図６は同請求項７に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図、図７は同請求項８に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図であり、１、１１、２１、３１、４１、５１、６１はハウジング、２、１２、２２、３２、４２、５２、６２は駆動軸、３、１３、２３、３３、４３、５３、６３は永久磁石、４、１４、２４、３４、４４、５４、６４はリターダーリングプレートまたはリターダーディスク、５、１５、２５、３５、４５、５５、６５はマグネチックリングプレートまたはマグネチックディスク、６、１６、２６、３６、４６、５６、６６は導体、７は軸受装置、８は軸封装置、Ｐ１は入水ポート、Ｐ２は出水ポートである。
【００１３】
図１に示すマグネット式ヒーターは、永久磁石側を回転させる単段式のものであって、その構造は駆動軸２の外周に軸受装置７および軸封装置８を介して支承されたハウジング１内に、該駆動軸２の外周に磁石支持体３ａを介して取付けられたドーナツ形の永久磁石３と、この永久磁石３の両側に該磁石と僅かなギャップを隔てて対向するごとく当該ハウジング内壁に取付けられたドーナツ形のマグネチックリングプレート５とドーナツ形のリターダーリングプレート４とからなる導体６が収納されている。前記ハウジング１は前部ハウジング１ａと後部ハウジング１ｂとから構成され、前部ハウジング１ａ中央部に入水ポートＰ１と外周部に出水ポートＰ２が設けられ、入水ポートＰ１と出水ポートＰ２は該ハウジング内に連通されている。
前記導体６としてのマグネチックリングプレート５はヒステリシス材、好ましくはアルニコ、フェライト系ステンレス、鉄板、鋳鉄、鋳鋼などの磁性材の磁石側表面に銅、アルミなどのエディカレント材製のリターダーリングプレート４を貼着して構成されたもの、あるいはエディカレント材や磁性材単独でもよい。駆動軸２はプーリなどを介して車両のエンジンや専用のモーターあるいは風水力などによりベルトで回転されるようになっている。
【００１４】
上記構成のマグネット式ヒーターにおいて、駆動軸２が例えばエンジンにより駆動されると、ハウジング１内で該駆動軸に一体的に取付けられた永久磁石３が回動することにより、ハウジング１内に収納されている導体６との間に形成されている磁路がせん断されて導体６にスリップ発熱が生じる。この導体６の発熱は、ハウジング１内の熱媒体用流体としての循環水に熱交換され、加熱された循環水が暖房回路で車両の暖房などに供されることとなる。
【００１５】
つぎに、図２に示すマグネット式ヒーターは、導体１６側を回転させる単段式のものであって、その構造は駆動軸１２の外周に軸受装置７および軸封装置８を介して支承されたハウジング１１内に、駆動軸１２に外嵌されるように当該ハウジング１１内壁に固定されたドーナツ形の永久磁石１３と、この永久磁石３の両側に該磁石と僅かなギャップを隔てて対向するごとく駆動軸１２に固着された円板形のマグネチックリングプレート１５とドーナツ形のリターダーリングプレート１４とからなる導体１６が収納されている。このヒーターの場合もハウジング１１は前部ハウジング１１ａと後部ハウジング１１ｂとから構成され、前部ハウジング１１ａ側に入水ポートＰ１と出水ポートＰ２が設けられ、入水ポートＰ１と出水ポートＰ２は該ハウジング内に連通されている。
【００１６】
図２に示すマグネット式ヒーターの場合は、駆動軸１２が例えばエンジンにより駆動されると、ハウジング１内で該駆動軸に固着された円板形のマグネチックディスク１５とドーナツ形のリターダーリングプレート１４とからなる導体１６が回動することにより、ハウジング１内に収納されている永久磁石１３との間に形成されている磁路がせん断されて導体１６にスリップ発熱が生じる。この導体１６の発熱は、前記と同様ハウジング１１内の熱媒体用流体としての循環水に熱交換される。
【００１７】
図３に示すマグネット式ヒーターは、永久磁石側を回転させる単段式でかつハウジング内を３室に仕切った構造のものであって、その構造は駆動軸２２の外周に軸受装置７を介して支承されたハウジング２１内に、該駆動軸２２の外周に磁石支持体２３ａを介して取付けられたドーナツ形の永久磁石２３と、この永久磁石２３の両側に該磁石と僅かなギャップを隔てて対向するごとく当該ハウジング内壁に導体２６、２６−１として、それぞれドーナツ形のマグネチックリングプレート２５を介して取付けられた円板形のリターダーリングプレート２４と、ドーナツ形のマグネチックリングプレート２５を介して取付けられたドーナツ形のリターダーリングプレート２４−１が収納され、かつ前記円板形のリターダーディスク２４とドーナツ形のリターダーリングプレート２４−１にてハウジング２１内が３室に仕切られている。前記ハウジング１は前部ハウジング２１ａと後部ハウジング２１ｂとから構成され、永久磁石２３が収納されている中央の室を除く前部ハウジング２１ａと後部ハウジング２１ｂに入水ポートＰ１と出水ポートＰ２が設けられている。
【００１８】
図３に示すマグネット式ヒーターの場合は、駆動軸２１がエンジンなどにより駆動されると、駆動軸２２が例えばエンジンにより駆動されると、ハウジング２１内で該駆動軸に一体的に取付けられた永久磁石２３が回動することにより、該ハウジング２１内に収納されている導体２６、２６−１との間に形成されている磁路がせん断されて各導体にスリップ発熱が生じる。この導体２６、２６−１の発熱は、ハウジング２１の２つの室内に別々に導入された熱媒体用流体に熱交換される。したがってこの型式のマグネット式ヒーターの場合は、２種類の異なる熱媒体用流体を同時に加熱することができる。
【００１９】
図４に示すマグネット式ヒーターは、導体３６側を回転させる単段式でかつハウジング内を２室に仕切った構造のものであって、その構造は駆動軸３２の外周に軸受装置７および軸封装置８を介して支承されたハウジング３１内に、駆動軸３２に軸封装置８および磁石支持体３３ａを介して取付けられかつ該ハウジング内部を２室に仕切るドーナツ形の永久磁石３３と、この永久磁石３３の両側に該磁石と僅かなギャップを隔てて対向するごとく駆動軸３２に固着された円板形のマグネチックディスク３５とこれに取付けられたドーナツ形のリターダーリングプレート３４とからなる導体３６が収納されている。このヒーターの場合もハウジング３１は前部ハウジング３１ａと後部ハウジング３１ｂとから構成され、前部ハウジング３１ａと後部ハウジング３１ｂに入水ポートＰ１と出水ポートＰ２が設けられている。
【００２０】
図４に示すマグネット式ヒーターの場合は、駆動軸３２が例えばエンジンにより駆動されると、ハウジング３１の各室内で該駆動軸に取付けられた導体３６が回動することにより、ハウジング３１内に収納されている永久磁石１３との間に形成されている磁路がせん断されて各導体３６にスリップ発熱が生じる。この各導体３６の発熱は、ハウジング３１の２つの室内に別々に導入された熱媒体用流体に熱交換される。したがってこの型式のマグネット式ヒーターの場合も、前記図３に示すものと同様、２種類の異なる熱媒体用流体を同時に加熱することができる。
【００２１】
図５に示すマグネット式ヒーターは、永久磁石を２個配置しかつそれぞれの永久磁石と対に設けた導体４６側を回転させる方式の２段式であって、その構造は駆動軸４２の外周に軸受装置７および軸封装置８を介して支承されたハウジング４１内に、駆動軸４２に所定の間隔を隔てて外嵌されるように当該ハウジング４１内壁に固定された２個のドーナツ形の永久磁石４３と、この各永久磁石４３の両側に該磁石と僅かなギャップを隔てて対向するごとく駆動軸４２に固着されたマグネチックディスク４５とこれに取付けられたドーナツ形のリターダーリングプレート４４とからなる導体４６が収納されている。このヒーターの場合もハウジング４１は前部ハウジング４１ａと後部ハウジング４１ｂとから構成され、後部ハウジング４１ｂ側に入水ポートＰ１が、前部ハウジング４１ａ側に出水ポートＰ２がそれぞれ設けられている。なお、左右の永久磁石４３と導体４６との間は左右の磁気回路が干渉しないように図示のごとく空間を設けている。
【００２２】
図５に示すマグネット式ヒーターの場合は、駆動軸４２が例えばエンジンにより駆動されると、ハウジング４１内で該駆動軸に取付けられた各導体４６が回動することにより、ハウジング４１内に収納されている２個の永久磁石４３との間に形成されている磁路がせん断されて各導体４６にスリップ発熱が生じる。この導体４６の発熱は、前記と同様ハウジング４１内の熱媒体用流体としての循環水に熱交換される。また、左右の永久磁石４３と導体４６との間に空間を設けたことにより、この空間も熱媒体用流体が通流するので熱が良く伝わる。
【００２３】
図６に示すマグネット式ヒーターは、２個の永久磁石によりハウジング内を３室に仕切りかつそれぞれの永久磁石と対に設けた導体５６側を回転させる方式であって、その構造は駆動軸５２の外周に軸受装置７および軸封装置８を介して支承されたハウジング５１内に、駆動軸５２に軸封装置８および磁石支持体５３ａを介して取付けられかつ該ハウジング内部を独立した３室に仕切る２個のドーナツ形の永久磁石５３と、この２個の永久磁石５３の両側に該磁石と僅かなギャップを隔てて対向するごとく駆動軸５２に固着された円板形のマグネチックディスク５５とこれに取付けられたドーナツ形のリターダーリングプレート５４とからなる導体５６が収納されている。このヒーターのハウジング５１は前部ハウジング５１ａと後部ハウジング５１ｂおよび中間ハウジング５１ｃとから構成され、各ハウジングには入水ポートＰ１と出水ポートＰ２が設けられている。すなわちこのマグネット式ヒーターはハウジング５１内が３つの室に仕切られ、かつ各室内の熱媒体用流体が同時に加熱される構造となっている。なお、このマグネット式ヒーターの場合も図５に示すものと同様、左右の永久磁石５３と導体５６との間は左右の磁気回路が干渉しないように図示のごとく空間を設けている。
【００２４】
図６に示すマグネット式ヒーターの場合は、駆動軸５２が例えばエンジンにより駆動されると、ハウジング５１の各室内で該駆動軸に取付けられた各導体５６が回動することにより、ハウジング５１内に収納されている２個の永久磁石５３との間に形成されている磁路がせん断されて各導体５６にスリップ発熱が生じ、該ハウジング５１の３つの独立した室内に別々に導入された熱媒体用流体に熱交換される。したがってこの型式のマグネット式ヒーターの場合は、３種類の異なる熱媒体用流体を同時に加熱することができる。また、この場合も左右の永久磁石５３と導体５６との間に空間を設けたことにより、この空間も熱媒体用流体が通流するので熱が良く伝わる。
なお、前記図５、図６に示すマグネット式ヒーターにおいては左右の磁気回路が干渉しないように左右の永久磁石と導体との間に空間を設けたが、当該部分に例えばセラミックなどの非磁性材料製リングプレートを介在させても同様の作用効果が得られる。
【００２５】
図７に示すマグネット式ヒーターは、ハウジングを隔壁により２室に仕切るとともに、各室をさらに永久磁石により２室に仕切って４室となし、各永久磁石と対をなす導体６６側を回転させる方式であって、その構造は駆動軸６２の外周に軸受装置７および軸封装置８を介して支承されかつ中央部に設けた隔壁６１ａと軸封装置８を介して２室に仕切ったハウジング６１の各室に、駆動軸６２に軸封装置８および磁石支持体６３ａを介して取付けられかつ該室を独立した２室に仕切るドーナツ形の永久磁石６３と、この永久磁石６３の両側に該磁石と僅かなギャップを隔てて対向するごとく駆動軸６２に固着された円板形のマグネチックディスク６５とこれに取付けられたドーナツ形のリターダーリングプレート６４とからなる導体６６が収納されている。このヒーターのハウジング６１は前部ハウジング６１ａと後部ハウジング６１ｂおよび中間ハウジング６１ｃとから構成され、各ハウジングには合計４つの各室に連通する入水ポートＰ１と出水ポートＰ２が設けられている。
【００２６】
図７に示すマグネット式ヒーターの場合は、駆動軸６２が例えばエンジンにより駆動されると、ハウジング６１の各室内で該駆動軸に取付けられた各導体６６が回動することにより、ハウジング６１内に収納されている２個の永久磁石６３との間に形成されている磁路がせん断されて各導体６６にスリップ発熱が生じ、該ハウジング６１の４つの独立した室内に別々に導入された熱媒体用流体に熱交換される。したがってこの型式のマグネット式ヒーターの場合は、４種類の異なる熱媒体用流体を同時に加熱することができる。
【００２７】
なお、上記図１〜図７に示す構成のマグネット式ヒーターにおけるＯＮ／ＯＦＦ制御手段としては、電磁クラッチなどを用いる方式や、永久磁石に替えてサーマルフェライトなどを用いてＯＮ／ＯＦＦ制御する方式を用いることができる。
【００２８】
図８は本発明者が試験的に行った希土類永久磁石とエディカレント材との組合わせの発熱データを例示したもので、このデータは永久磁石とエディカレント材間のギャップを１．０ｍｍに設定して対向配置し、エディカレント材側を固定した状態で磁石側の回転数を種々変えて測定した時間（ｓｅｃ）と温度の関係を示したものである。
このデータより、磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより、数秒〜数十秒で導体に２００〜８００℃のスリップ発熱が生じることがわかる。したがって、導体側にウォータージャケットを取付けた場合には、循環水との熱交換表面の温度を極短時間に２００〜８００℃の高温に加熱することができることとなる。
【００２９】
なお、本発明における熱媒体用流体としては水のほか、例えば熱媒体油、シリコンオイル、冷媒あるいは空気などのガス体も採用できることはいうまでもない。さらに液体の蒸発（ボイラーなど）にも適用できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係るマグネット式ヒーターは、永久磁石や電磁石、サーマルフェライトなどの磁石と、エディカレント材を磁石側表面に設けた磁性材、ヒステリシス材またはエディカレント材などからなる導体とを組合わせ、熱媒体用流体中で導体側もしくは磁石側を回転させることにより当該導体に生じるスリップ発熱を利用したものであるから、構造をよりシンプルにでき、小型化と低コスト化を実現でき、また摩耗のない非接触式の機構でより高い信頼性と安全性を確保することができるという効果に加え、一つの永久磁石の両側に導体を配置し両側面で発熱させるのでより高い熱回収効率が得られ、例えばエンジン冷間時、急速に暖房が必要な場合、導体側をエンジンなどにより駆動することによりエンジン冷却水を急速に暖めるとともにエンジンの暖房機能を著しく向上させることができるという優れた効果が得られ、またハウジング内を複数の室に仕切ることができることにより別々の熱媒体用流体を同時に加熱することも可能であるなどの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項２に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図である。
【図２】同請求項３に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図である。
【図３】同請求項４に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図である。
【図４】同請求項５に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図である。
【図５】同請求項６に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図である。
【図６】同請求項７に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図である。
【図７】同請求項８に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図である。
【図８】本発明者が試験的に行った希土類永久磁石とエディカレント材との組合わせの発熱データの一例を示す図である。
【符号の説明】
１、１１、２１、３１、４１、５１、６１ハウジング
２、１２、２２、３２、４２、５２、６２駆動軸
３、１３、２３、３３、４３、５３、６３永久磁石
４、１４、２４、３４、４４、５４、６４リターダーリングプレートまたはリターダーディスク
５、１５、２５、３５、４５、５５、６５マグネチックリングプレートまたはマグネチックディスク
６、１６、２６、３６、４６、５６、６６導体
７軸受装置
８軸封装置
Ｐ１入水ポート
Ｐ２出水ポート

Claims

磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより導体に生じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であって、駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジングの内部に前記駆動軸により回動可能に設けられた永久磁石と、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向配置した左右一対の導体を有し、前記永久磁石の回動により導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの内部に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となし、かつ前記永久磁石と左右一対の導体とを組み合わせたものを１または複数組設けた構成となしたことを特徴とするマグネット式ヒーター。
磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより導体に生じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であって、駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジングの内部に永久磁石が取付けられ、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、前記導体の回動により当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの内部に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となし、かつ前記永久磁石と左右一対の導体とを組み合わせたものを１または複数組設けた構成となしたことを特徴とするマグネット式ヒーター。
磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより導体に生じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であって、駆動軸に軸受装置を介して支承されたハウジングの内部に前記駆動軸により回動可能に設けられた永久磁石と、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向配置されかつ該ハウジング内部を複数室に仕切る導体を有し、前記永久磁石の回動により導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの各室内に別々に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となし、かつ永久磁石と導体とを組み合わせたものを１または複数組設けた構成となしたことを特徴とするマグネット式ヒーター。
磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより導体に生じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であって、駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジングの内部に該駆動軸に軸封装置を介して支承されかつ該ハウジング内部を複数室に仕切る永久磁石が取付けられ、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、前記導体の回動により当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの各室内に別々に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となし、かつ前記永久磁石と導体とを組み合わせたものを１または複数組設けた構成となしたことを特徴とするマグネット式ヒーター。
磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより導体に生じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であって、駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジングの内部に複数個の永久磁石が間隔を置いて取付けられ、各永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、前記各導体の回動により当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの内部に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となしたことを特徴とする多段式のマグネット式ヒーター。
磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより導体に生じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であって、駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジングの内部に該駆動軸に軸封装置を介して支承されかつ該ハウジング内部を複数室に仕切る複数個の永久磁石が取付けられ、各永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、前記各導体の回動により当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの各室内に別々に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となしたことを特徴とする多段式のマグネット式ヒーター。
磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより導体に生じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であって、駆動軸に軸受装置および軸封装置を介して支承された内部が隔壁にて複数室に仕切られたハウジングの各室に前記駆動軸に軸封装置を介して支承されかつそれぞれの室内をさらに複数室に仕切る永久磁石が取付けられ、各永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、前記各導体の回動により当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジングの各室内に別々に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となしたことを特徴とする多段式のマグネット式ヒーター。