SE522108C2 - Uppvärmnings- och trycktillföringsapparat för vätska - Google Patents

Description

30 522 108 2 Hos denna typ av värmare uppvärrns en viskös vätska såsom silikonolj a medelst skjuvning för att därigenom utväxla värme med cirkulerande vatten inuti en vatten- mantel och användas som vånnekälla. Konstruktionen är till exempel så utförd att en vännealstringskammare är utformad i en inre del av ett hus, vattenmanteln är utformad på en yttre yta av värmealstringskammaren, en drivaxel är roterbart upp- hängd i huset via lagringar, en rotor kapabel att rotera inuti värmealstiingskammaren är fixerad på drivaxeln, en viskös vätska såsom en silikonolja är innesluten i ett gap mellan en väggyta hos vännealstringskammaren och rotorn och vatten cirkuleras på så sätt att det leds in i vattenmanteln från en vatteninloppsport och matas ut till en extern uppvärmningskrets från en vattenutloppsport.

Hos detta slag av viskös vännare som är monterad i uppvärmningsapparaten hos fordonet sker följ ande, eftersom rotorn roteras inuti värmealstringskammaren då drivaxeln drivs av en motor, att den viskösa vätskan alstrar värme medelst skjuvning i gapet mellan väggytan hos värmealstringskammaren och den yttre ytan av rotorn.

Alstrat värme utväxlas med det cirkulerande vattnet inuti vattenmanteln och det uppvärmda cirkulerande vattnet används för att värma fordonet till exempel via motorns kylvatten i värmekretsen. Även om den ovan nämnda värmaren av viskös typ har ett kompakt format och medför en reducerad kostnad genom en enkel konstruktion, kan säkerställa en hög tillförlitlighet och säkerhet genom friktionsfri mekanism av beröringsfri typ, och är möjlig att stoppa automatiskt beroende av en temperaturstyrning då vattentempera- turen har ökat och den extra vännaren ej längre behövs, innebär detta att en hel del energi går till spillo. Vidare är det ett faktum att även om en oberoende värmeväx: i lingsmekanism och uppvärmningskrets erfordras är det ej möjligt att höja tempera- I turen hos silikonolj an tillräckligt eftersom värrnemotståndet hos den silikonolja som används som viskös vätska är begränsad till omkring 240°_C. Det åtgår lång tid innan silikonolj an är blandad för att värmas upp till en hög temperatur vid starttillfallet, 10 15 20 25 30 522 108 3 och mängden värme som alstras under en tidsenhet tenderar att gradvis reduceras i beroende av att skjuvningsmotståndet minskar eftersom viskositeten reduceras då temperaturen hos silikonolj an ökar, vilket innebär att det kan bli problem med att en snabb uppvärmningseffekt ej går att åstadkomma då motorn är kall. Följaktligen, särskilt i fallet med en konstruktion för kall väderlek hos ett fordon med dieselmo- tor, är den ovan nämnda värrnaren av viskös typ ej tillräckligt effektiv, varfor det är önskvärt att installera en extra uppvärmningsapparat för trycktillfórsel till vätskan vilket ger en snabbare och effektivare temperaturökning till en hög temperatur hos vätskan.

Vidare representeras en konventionell vann- och hetluftsalstrande apparat av en apparat för tillföring av tryck till varmt vatten med ökning av dess temperatur, en uppvärnmingsanordning hos en luftkonditioneringsapparat och en torkanordning såsom en hårtork, vilken värmealstrande apparat hos samtliga utgöres av en värme- källa såsom en värmeväxlare och en elektriskt uppvärmd värmare och en trycktill- föringsapparat såsom en fläkt, varvid värmekällan och fläkten är arrangerade åtskil- da från varandra på önskat avstånd. Det vill säga den konventionella varrn- och het- luftsalstrande apparaten är generellt sett så konstruerad att fläkten är anordnad fram- för värmekällan och luft frammatad från fläkten uppvärrns då den passerar genom värmekällan såsom den elektriskt uppvärmda värmaren och värms upp för att därpå matas ut. I fall att fluiden är en vätska, har den tillförts ett tryck medelst pumpen efter att ha värrnts upp av värmeväxlaren eller också värms den upp av vänneväx- laren efter att ha trycksatts medelst pumpen.

Emellertid är detta slag av konventionell uppvännnings- och trycktillforingsapparat behäftad med följande nackdelar. 'i i (1) Det är omöjligt att tillverka en kompakt apparat eftersom såväl trycktillförings- apparaten som värmekällan och fläkten är väsentliga. (2) I fall att en elektriskt uppvärmd värmare används som uppvärmningsanordning för luften och vattnet, försämras vännemotståndet och hållbarheten eftersom den 10 1.5 20 25 30 522 108 4 elektriskt uppvännda värmaren klarar fukt dåligt och blir dyrbar eftersom det är nödvändigt att isolera värmaren. (3) Apparaten är ej föredragen av säkerhetsskäl eftersom det finns en risk att den elektriskt uppvärmda vännaren fattar eld på grund av överhettning. (4) Dessutom erfordras en pump och en vänneväxlare och värmeväxlaren kräver ett stort energiinnehåll för utväxling.

Sammandrag av uppfinningen Uppfinningen avser lösa nackdelama hos den ovan nämnda konventionella vätske- uppvärnmings- och trycksättningsapparaten och ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en vätskeuppvärrrmings- och trycktillföringsapparat som har ett högt värmemotstånd och god hållbarhet, hög säkerhetsnivå och kan göras kompakt genom att hopmontera en uppvärmningsapparat och en trycktillföringsapparat, förmår utföra en snabb uppvärmning och kan framställas kompakt även då den är sammansatt av en värmare och en vänneväxlare.

Detta åstadkommes enligt uppfinningen genom att en uppvärmnings- och trycktill- föringsapparat är anordnad för en fluid omfattande ett ledande materialparti anord- nat som åtminstone en del av ett organ som roteras och tillför en hastighetsenergi till fluiden och magneter som med ett litet gap är anordnade motstående det ledande materialpartiet och monterade i ett hus och fluiden inuti huset uppvänns medelst eftersläppningsvärme genererad medelst relativ rotation mellan organet som tillför hastighetsenergi och magnetema och tillföres en hastighetsenergi för trycktilltörsel.

Organet som tillför hastighetsenergi utgöres av en s.k. "sirocco"-fläkt, en flerbladigi fläkt, en blandningsflödesfläkt, en centrifugalfläkt eller en virvelströmsfläkt, eller utformad som en impeller eller ett pumphjul. En ledare är monterad på organet som tillför hastighetsenergi, och magneten och ledaren är arrangerade på så sätt att de. är inbördes motstâende med ett litet gap mellan varandra. Alternativt är hela organet som tillför hastighetsenergi framställt av ett ledande material. Magneten utgöres av 10 15 20 25 30 108 5 522 en perrnanentmagnet, en termisk ferrit och ett hysteresmaterial, ett hysteresmaterial som har en yta på den sida av magneten till vilken ett virvelströmsmaterial eller ett magnetiskt material attraheras, eller att ett virvelströmsmaterial används till ledaren.

En värmare av magnettyp enligt uppfinningen är av det slag hos vilken fläkten, impellem eller pumphjulet har den fasta magneten och ledarpartiet är arrangerat på så sätt att komponenterna är inbördes motstående med ett litet gap mellan varandra, och magneten och ledaren roteras inbördes (inklusive det fall att de är inbördes motroterande) för att därigenom uppvânna fluiden medelst eftersläpningsvärrne som alstras i ledaren. Denna värmare av magnettyp har en egenskap som innebär att temperaturen hos fluiden kan höjas under en kort tid, och ett högt värmemotstånd kan uppnås.

Uppfinningen är utförd på så sätt att den integrerat kombinerar denna värmare av magnettyp med fläkten och impellern, och har en egenskap i att temperaturen hos den trycksatta fluiden kan höjas under en kort tid, en kontinuerlig trycktillfórsel kan därefter genomföras vid en viss temperatur och ett ypperligt värmemotstånd kan åstadkommas.

En första aspekt av uppfinningen är en uppvärmnings- och trycktillföringsapparat för en fluid i vilken en varmluftsfläkt och en värmare av magnettyp är kombinerade, en andra aspekt är en uppväminings- och trycktillföringsapparat för en fluid i vilken en centrifugalfläkt och en värmare av magnettyp är kombinerade, en tredje aspekt är en uppväminings- och trycktillföringsapparat för en fluid i vilken en flerbladig fläkt och en värmare av magnettyp är kombinerade, en fjärde aspekt är en uppvärmnings-I och trycktillföringsapparat för en fluid hos vilken en axialfläkt eller en blandningså i flödesfläkt och en värmare av magnettyp är kombinerade, en femte aspekt är en uppÄ värnmings- och trycktillföringsapparat för en fluid, vilken är utförd på så sätt att en centrifugalfläkt eller ett hjul och en värmare av magnettyp är kombinerade och upp- värrrming kan utföras i två partier, omfattande en sida med en inloppsport och en 10 15 20 25 30 522 108 6 sida med en utloppsport för fluiden, en sjätte aspekt är en uppvärmnings- och tryck- tillföringsapparat för en fluid enligt vilken en virvelströmsfläkt (generellt betecknad som "a vortex fan") och en vännare av magnettyp är kombinerade, och en sjunde aspekt är en uppvärmnings- och trycktillföringsapparat för en fluid hos vilken en vattenpump och en värmare av magnettyp är kombinerade.

I detta fall motsvarar virvelströmsfläkten en konstruktion hos vilken principen hos en virvelströmspump ("Wesco pump") används för en gas, och är i princip utformad att omge en impeller för att därigenom utforma en ventilationspassage medelst ett hus. Den luft som strömmar från insugningsporten alstrar en tryckökning till följd av centrifugalkraft hos impellern och pressas ut till ventilationspassagen, och luften pressas av husets vägg och förs vidare till utrnatningsporten samtidigt som vortex- rörelsen alstras av nästa pumpskovel, varigenom konstruktionen har högtrycksfläkt- prestanda.

Det vill säga i enlighet med uppfinningen utgöres magneten till exempel permanent- magneten, den termiska ferriten, materialet som har en stor magnetisk hysteres (refereras i det följ ande till som "hysteresmaterial"), virvelströmsmaterialet eller det magnetiska materialet av två organ hos ledaren (den värmealstrande kroppen), såsom hysteresorganet fäst på ytan vid sidan av magneten eller virvelströmsmaterialet, och dessa två organ är anordnade motstående varandra med ett litet gap inbördes och inbördes roterar magneten och ledaren för att skära magnetfältet, varvid ett eftersläpningsvärrne som alstras på sidan av ledaren utnytt- jas. Konstruktionen har följaktligen en egenskap att den är möjlig att värma till en temperatur av 200 till 600°C under några sekunder till några tiondels sekunder genom att använda ledaren som värrnealstringskropp. Gapet är inte specifikt be- gränsat men är emellertid generellt sett 0,3 till 1,0 mm.

I detta fall innebär "alstringen av eftersläppningsvärrne" som nämnts ovan att virvel- strömmen alstras inuti ledaren då densamma förs (roteras) i en riktning som skär 10 15 20 25 108 7 522 magnetfaltet inuti det av magneten alstrade magnetfältet, så att vänne alstras till följd av elektriskt motstånd hos virvelströmmar inuti ledaren.

Vidare kan för värmaren av magnettyp en elektromagnetisk koppling och en termisk ferrit användas som TILL/FRÅN-regleranordning. I detta fall är den termiska ferri- ten generellt sett utförd på så sätt att en mjuk ferrit är förbunden med permanent- magneten och motsvarar en magnet som har en sådan karakteristik, att ett magnet- flöde passerar genom den mjuka ferriten då värme alstras till en temperatur lika med eller högre än en viss temperatur och att magnetflödet är utformat på utsidan av den mjuka ferriten då värmealstringstemperaturen är omvänt reducerad till en temperatur lika med eller mindre än en viss temperatur, så att i fall att den termiska ferriten används för magneten är det möjligt att automatiskt utföra en TILL/F RÅN- reglerlng. Följaktligen krävs inte något TILL/FRÅN-reglersystem.

Kort beskrivning av ritningama Fig. 1 är en vertikalvy i genomskäming som visar en utföringsform av en uppvänn- nings- och trycktillföringsapparat för en fluid motsvarande en första aspekt av upp- finningen, i fig. 2 är en vertikalvy i genomskärning som visar en ytterligare utföringsform av en uppvärmnings- och trycktillföringsapparat för en fluid motsvarande ovan nämnda aspekt av uppfinningen, fig. 3 är en vertikalvy i genomskärning som visar den ytterligare utföringsformen av uppväminings- och trycktillföringsapparaten för en fluid motsvarande den ovan nämnda aspekten, fig. 4 är en vertikalvy i genomskärning som visar en utföringsform av en uppvärmï nings- och trycktillföringsapparat för en fluid motsvarande en andra aspekt av upp-i I finningen, 10 15 20 25 30 522 108 s fig. 5 är en vertikalvy i genomskärning som visar en utföringsform av en uppvärrn- nings- och trycktillföringsapparat för en fluid motsvarande en tredje aspekt av upp- finningen, fig. 6 är en vertikalvy i genomskäming som visar en utföringsform av en uppvärm- nings- och trycktillföringsapparat för en fluid motsvarande en fjärde aspekt av upp- finningen, fig. 7 är en vertikalvy i genomskärning som visar ännu en utföringsforrn av en upp- värrrmings- och trycktillföringsapparat för en fluid motsvarande den fjärde aspekten av uppfinningen, fig. 8 är en vertikalvy i genomskäming som visar en utföringsfonn av en uppvärm- nings- och trycktillföringsapparat för en fluid motsvarande en femte aspekt av upp- finningen, fig. 9 är en vertikalvy i genomskäming som visar en utföringsforrn av en uppvärm- nings- och trycktillfóringsapparat för en fluid motsvarande en sjätte aspekt av upp- ñnningen, fig. 10 är en vertikalvy i genomskärning av ett huvudparti, vilken visar en utförings- form av en uppvärmnings- och trycktilltöringsapparat för en fluid applicerad på en turbinmotor som har en flerstegskompressor, fig. 11 är en vertikalvy i genomskärning som visar en utföringsfonn av en uppvärm- nings- och trycktillföringsapparat för en fluid motsvarande en sjunde aspekt av upp- finningen, och fig. 12 är en graf som visar ett exempel på värrnealstringsdata för en "rare earth magnet" och ett virvelströmsmaterial som erhållits genom försök utförda av uppfin- narna. i Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsfonner Hos uppfinningen anger referenssiffroma 1A till IK ett fläkthus, referenssiffran 2 anger en "sirocco fan", referenssiffran 12 anger en centriftigalfläkt, referenssiffran 12' ett hjul, referenssiffran 22 anger en flerbladig fläkt, referenssiffran 32 anger en axialfläkt, referenssiffran 42 en blandningsflödesfläkt, referenssiffran 52 anger en 10 15 20 25 57.2 108 9 virvelströmsfläkt (en vortex fläkt), referenssiffran 62 anger ett fläkthjul, referens- siffran 3 anger en drivmotor, referenssiffran 4 anger en rotationsaxel, referenssiffran 5 anger en upplagringsapparat, referenssiffran 6 anger en permanentmagnet, referenssiffrorna 7, 17, 27, 37, 47 och 57 anger en magnetuppbärande kropp, referenssiffran 8 anger en kompressorskiva, referenssiffran 8-1 anger ett kompressorblad, referenssiffran 9 anger ett statorsegment, referenssiffran 9-1 anger en stator, referenssiffran 10 anger en remskiva, referenssiffran 11 anger en försörjningskabel för elektricitet och referenssiffran 63 anger ett cylinderblock.

Fig. 1 exemplifierar således en uppvårmnings- och trycktillföringsapparat för en fluid enligt en första aspekt av uppfinningen, enligt vilken en "sirocco fan" och en vännare av magnettyp är kombinerade. Apparaten är så utformad att en platta hos "the sirocco fan" är framställd av ett ledande material, en permanentmagnet är arrangerad på så sätt att den motstående den ledande plattan med ett litet gap är monterad i fläkthuset och en fluid inuti huset uppvärms till följd av eftersläpnings- värme som alstras i plattan vid rotation av densamma. Hos konstruktionen enligt exemplet utgöres en roterande skovel av en platta 21 liknande en flottyrkokt munk, vilken platta har ett insugningshål 2-la utstansat i sitt centrum, en skivliknande platta 2-1 ochÉett flertal blad 2-2 horisontellt anordnade mellan båda plattorna 2-1.

"The sirocco fan" 2 är utformad på så sätt att den uppbär rotationsskoveln på rota- tionsaxeln 4 till drivmotorn 3 via upplagringsapparaten 5 inuti fläkthuset 1A, och den skivliknande plattan 2-1 hos fläkten 2 är framställd av ett ledande material. En likaså munkliknande permanentrnagnet 6 är anordnad motstående plattan 2-1 med ett litet gap och monterad inuti fläkthuset 1A via ett ok 6a. I detta fall är plattan av ledande material så utförd att ett virvelströmsmaterial eller ett magnetiskt material är förbundet med en yta hos ett basmaterial som till exempel ett hysteresmaterial eller» i järnplattan på sidan av permanentmagneten 6, eller är utformad av sj älva det virvel-i strömsalstrande materialet. 10 15 20 25 522 108 10 Hos fluiduppvärnmings- och trycktillföringsapparaten med det ovan nämnda utfo- randet, sker då diivmotom aktiverats strömmar fluiden in i fläkthuset 1A som visas med pilarna, magnetfåltet utformat mellan den ledande materialplattan 2-1 och permanentrnagneten 6 monterad på fläkthuset 1A är avstängd, varigenom eftersläp- ningsvärme alstras i den ledande materialplattan 2-1. Det av plattan 2-1 alstrade värrnet utväxlas med fluiden som strömmar inuti fläkthuset 1A genom plattan och bladet 2-2 till vilket värmet överförs från plattan, varigenom fluiden antar formen av varmluft eller hetluft och matas ut genom utmatningsporten (ej visad).

Vidare är fluiduppvärmnings- och trycktillföringsapparaten som visas i fig. 2 utfor- mad på så sätt att jämfört med fluiduppvärrrmings- och trycktillföringsapparaten enligt fig. 1 är den skivliknande plattan 2-1 framställd av ett icke ledande material, en ringliknande ledare 2-lb är fäst på den skivliknande plattan 2-1 av icke ledande material och vänne alstrat i ledaren 2-lb vänner fluiden som strömmar inuti fläkt- huset 1A.

Emellertid är fluiduppvärnmings- och trycktillfóringsapparaten som visas i fig. 3 utformad på så sätt att värmaren av magnettyp hos fluiduppvämmings- och tryck- tillföringsapparaten som visas i fig. 1 dubblerade, d.v.s. båda plattoma 2-1 hos den roterande skoveln som utgöres av den ringliknande plattan 2-1 har insugningshålet 2-la utstansat i sitt respektive centrum, den skivliknande plattan 2-1 och ett flertal blad 2-2 horisontellt anordnade mellan båda plattoma 2-1 är framställda av ett ledande material. Den ringliknande permanentrnagneten 6 som är motstående var och en av plattoma 2-1 av ledande material med ett litet gap är monterad inuti fläkt- huset lB via ett ok 6a. Följaktligen är hos denna fläkt det eftersläpningsvänne som alstras i var och en av de ledande plattoma 2-1 utväxlat med fluiden som strömmar inuti fläkthuset lB, och omvandlas därvid till varmluft eller hetluft och matas ut från en utmatningsport (ej visad). 10 15 20 25 522 108 11 Fig. 4 exemplifierar en fluiduppvärmnings- och trycktillforingsapparat som utnyttjar en centrifugalfläkt i enlighet med en andra aspekt av uppfinningen. Fläkten är utfor- mad på så sätt att en ledare är monterad på en roterande skovel eller en roterande skovel är framställd av ett ledande material, en pennanentmagnet är arrangerad på så sätt att den är motstående ledaren eller också är den roterbara skoveln av ledande material monterad med ett litet gap på pumpens stomme, och fluiden inuti fläkten uppvärms medelst eftersläppningsvärme som alstras i ledaren till följd av rotation av den roterbara skoveln. Apparaten i exemplet är utformad på så sätt att en bakplatta 12-1 på centrifugalfläkten 12 som är monterad på den roterbara axeln 4 av drivmo- tom 3 inuti ett fläkthus lC är framställd av ett ledande material, den ringformiga magnetuppbärande kroppen 7 är anordnad motstående bakplattan 12-1 av ledande material med litet gap och monterad på fläkthuset IC och drivmotom 3 är monterad på en bakre yta av den magnetuppbärande kroppen 7. Den ringliknande permanent- magneten 6 är monterad på kroppen 7 via oket 6a. I detta fall, liksom i utförandet visat i fig. 1, är den av ledande material framställda bakplattan 12-1 utformad på så sätt att virvelströmsmaterialet eller magnetmaterialet är förbundet med ytan av bas- materialet liksom hysteresmaterialet eller järnplattan på sidan av permanentmagne- ten 6, eller också är det konstruerat av själva virvelströmsmaterialet.

Hos fluiduppvärmnings- och trycktillforingsapparaten som har den ovan nämnda konstruktionen, strömmar vid aktivering av drivmotorn 3 fluiden in i fläkthuset lC som pilama visar, magnetfältet som utformas mellan den av ledande material utfor- made bakplattan 12-1 och permanentmagneten 6 hos den magnetuppbärande krop- pen 7 monterad på fläkthuset IC av slagen, så att eftersläpningsvärme alstras i det ledande materialet av bakplattan 12-1. Det i plattan 12-1 genererade värmet utväxlas med fluiden som strömmar inuti fläkthuset IC via var och en av de roterande skov- i lama, och övergår därför till vannluft eller hetluft och matas ut en utmatnings- port. 10 15 20 25 30 522 108 12 Fig. 5 exemplifierar en fluiduppvärmnings- och trycktillföringsapparat som använ- der en flerbladig fläkt i enlighet med en tredje aspekt av uppfinningen, enligt vilken utförandet är gjort på så sätt att en cylindrisk flerbladig fläkt 22 monterad på rota- tionsaxeln 4 hos drivmotom 3 som är anordnad på bakytesidan av ett fläkthus IE är framställd av ledande material, och ett flertal av plattliknande magnetuppbärande kroppar 17 är anordnade med ett litet gap till fläkten på en innervägg av fläkthuset lE på den sida som har en fluidinloppsport som skjuter ut från den cylindriska fler- bladiga fläkten 22. På samma sätt är en som en bågformad platta utformad perma- nentmagnet 6 förbunden med den magnetuppbärande kroppen 17. I detta fall liksom i utförandet visat i fig. l är den flerbladiga fläkten 22 av ledande material utformad på så sätt att virvelströmsmaterialet eller det magnetiska materialet är förbundet med ytan av basmaterialet såsom hysteresmaterialet eller jämplattan vid sidan av perma- nentrnagneten 6, eller är konstruerad av själva virvelströmsmaterialet.

Hos fluiduppvärmnings- och trycktillföringsapparaten som har ovan nämnda kon- struktion är det så att då drivmotom 3 aktiveras slås det magnetfält som är utformat mellan den av ledande material utförda cylindriska flerbladiga fläkten 22 och per- manentmagneten 6 hos den magnetbärande kroppen 17 som är monterad på fläkt- huset lE samtidigt som fluiden strömmar in i fläkthuset 1D som pilarna visar, så att eftersläpningsvänne alstras i den av ledande material utförda cylindriska flerbladiga fläkten 22. Det värme som alstras i det ledande materialet av den cylindriska fler- bladiga fläkten 22 utväxlas med den fluid som strömmar inuti fläkthuset IE, som därvid övergår i vannluft eller hetluft och matas ut från en utmatningsport.

F ig. 6 exemplifierar en fluiduppvärrrmings- och trycktillföringsapparat som använ- der en axialfläkt i enlighet med en fjärde aspekt, enligt vilken utförandet är gjort i så sätt att en axialfläkt 32 monterad på rotationsaxeln 4 av drivmotorn 3 anordnad i i på bakytesidan av ett fläkthus lF är framställd av ett ledande material, ett flertal magnetuppbärande kroppar 27 motstående axialflåkten 32 med ett litet gap är anord- nade på en yttre periferi av drivmotorn 3 och permanentmagneten 6 är monterad på 10 15 20 25 30 522 108 13 den magnetuppbärande kroppen 27. I detta fall liksom i enlighet med den konstruk- tion som visas i fig. 1 är den av ledande material utförda axialfläkten 32 utformad på så sätt att virvelströmsmaterialet eller det magnetiska materialet är förbundet med ytan hos basmaterialet såsom hysteresmaterialet eller j ämplattan vid sidan av per- manentmagneten, eller är konstruerad av sj älva virvelströmsmaterialet.

Hos fluiduppvärmnings- och trycktillföringsapparaten som har den ovan nämnda konstruktionen sker då drivmotom 3 aktiveras att samtidigt som fluiden strömmar in i fläktliuset 1F som pilarna visar slås magnetfáltet som är utformat mellan den ledande axialfläkten 32 och pennanentrnagneten 6 hos den magnetuppbärande kroppen 27 som är monterad på den yttre periferin av drivmotom 3, så att eftersläp- ningsvänne alstras i den ledande axialfläkten 32. Det av densamma alstrade värmet utväxlas med fluiden som strömmar inuti fläkthuset IE, vilken därigenom övergår till varmluft eller hetluft och matas ut från en utmatningsport.

Vidare exernplifierar fig. 7 en fluiduppvärrrmings- och trycktillföringsapparat med användning av en blandningsflödesfläkt och dess konstruktion är samma som den hos fluiduppvännnings- och trycktilltöringsapparaten som använder axialflälcten visad i fig. 6. Det vill säga konstruktionen är så gjord att blandningsflödesfläkten 42 som är monterad på rotationsaxeln 4 hos drivmotom 3 och försedd med ett fläkthus 1G är framställd av ledande material och ett flertal magnetuppbärande kroppar 37 är anordnade motstâende blandningsflödesfläkten 42 med ett litet gap och snett fixe- rade på en yttre periferi av drivmotom 3 för att därigenom motsvara en lutning hos blandningsflödesfläkten 42 och permanentrnagneten 6 är monterad på den magnet- uppbärande kroppen 37. I detta fall liksom hos konstruktionen enligt fig. 1 är den av! ledande material utförda axialfläkten 42 utformad på så sätt att virvelströmsmateria-i let eller det magnetiska materialet är förbundet med ytan av basmaterialet såsom i hysteresmaterialet eller järnplattan vid sidan av permanentmagneten, eller är kon- struerad av själva virvelströmsmaterialet. 10 15 20 25 30 522 108 14 Funktionen hos fluiduppvärmnings- och trycktillföringsapparaten som har den ovan nämnda konstruktionen är samma som hos fluiduppvärnmings- och trycktillförings- apparaten som använder axialfläkten visad i fig. 6. Följaktligen är det då motorn 3 aktiveras så att samtidigt som fluiden strömmar in i fläkthuset 1G som pilarna visar frånkopplas magnetfältet som är utformat mellan det ledande materialet i bland- ningsflödesfläkten 42 och permanentmagneten 6 hos den magnetuppbärande krop- pen 37 som är monterad på drivmotom 3, så att eftersläpningsvärme alstras i det ledande materialet i blandningsflödesfläkten 42. Det på detta sätt alstrade vännet utväxlas med fluiden som strömmar inuti fläkthuset 1G, som på detta sätt övergår i varmluft eller hetluft och utmatas från en utrnatningsport.

Fig. 8 exemplifierar en fluiduppvärmnings- och trycktillföringsapparat som använ- der en centrifugalfläkt och ett hjul i enlighet med en femte aspekt, hos vilken kon- struktionen är så gjord att uppvärmning kan utföras i två partier omfattande en flö- desinloppssida och en utmatningsport för fluiden. Följaktligen är den exemplifierade konstruktionen så utförd att bakplattorna 12-l och 12'-1 hos centrifugalfläkten 12 och hjulet l2', vilka är monterade på rotationsaxeln 4 på en inloppsportssida P1 för fluidflödet och på en utloppsportssida P2 för fluiden hos ett fläkthus IH medelst en fästrnutter 13 är framställda av ett ledande material, och en ringformig magnetupp- bärande kropp 47 motstående de av ledande material utförda bakplattoma 12-1 och 12'-1 med ett litet gap är anordnade på samma rotationsaxel 4 som den ovan nämnda via upplagringsapparaten 5 mellan centrifugalfläkten 12 och hjulet 12' på så sätt att de ej roterar. Den ringliknande pennanentmagneten 6 är monterad på den magnet- uppbärande kroppen 47 via oket 6a.

I fluiduppvärrnnings- och trycktillföringsapparaten som har den ovan nämnda kon-_ i struktionen är det så att då drivmotorn 3 aktiveras frånkopplas samtidigt som fluiden som strömmar in i fläkthuset IH från flödesinloppsporten Pl som pilarna visar, magnetfåltet som är utformat mellan den av ledande material utformade bakplattan 12-1 på sidan med flödesinloppsporten Pl och permanentmagneten 6 hos den mag- 10 15 20 25 30 522 108 15 netuppbärande kroppen 47 monterad på rotationsaxeln 4, så att eftersläpningsvärme alstras i det ledande materialet i bakplattan 12-1 och utväxlas med fluiden som strömmar genom sidan med flödesinloppsporten P1 inuti fläkthuset 1H. Därefter uppvänns fluiden som övergår i varmluft eller hetluft på nytt av det värme som alstras i hjulet 12' på sidan med utmatningsporten och den ledande bakplattan 12'-1 på den sida som har utmatningsporten P2 av fläkthuset 11 och matas ut från utrnat- ningsporten P2 som en fluid med en högre temperatur. I fall att denna fluiduppvärrn- nings- och trycktillföringsapparat har s.k. dubbel konstruktion är det möjligt att göra temperaturskillnaden mellan sidan med inloppsporten P1 och sidan med utloppspor- ten P2 för fluiden större med en liten luftmängd.

En fluiduppvärrnnings- och trycktillföringsapparat som visas i fig. 10 motsvarar en kombination av virvelströmsfläkten (vortexfläkten) enligt den sjätte utföringsforrnen och värmaren av magnettyp, hos vilken konstruktionen är gjord på så sätt att en vir- velströmsfläkt 52 är roterbart monterad på rotationsaxeln 4 av drivmotom 3 som är anordnad på baksideytan av ett fläkthus 11 via upplagringsapparaten 5 inuti fläkt- huset 11, är framställd av ett ledande material, och en magnetuppbärande laopp 57 med vilken permanentrnagneten 6 är förbunden på en yttre periferiyta av ett cylind- riskt parti 57-1 motstående fläkten med ett litet gap, är monterad på en frontytesida av det icke roterbara fläkthuset lI inuti virvelströmsfläkten 52. I detta fall liksom i den i fig. 1 visade konstruktionen, är virvelströmsfläkten 52 av ledande material utformad på så sätt att virvelströmsmaterialet eller det magnetiska materialet är förbundet med ytan av basmaterialet såsom hysteresmaterialet eller järnplattan vid sidan av permanentrnagneten 6, eller är konstruerad av själva virvelströmsmaterialet.

Hos fluiduppvämmings- och trycktilltöringsapparaten med den ovan nänmda kon-l i struktionen som visas i fig. 9 är det så att då drivmotorn 3 aktiveras avstängs, samtidigt som fluiden som strömmar in i fläkthuset 11 frånflödesinloppsporten Pl strömmar som visas med en pil, det magnetfält som är utformat mellan den ledande 10 15 20 25 522 108 16 virvelströmsfläkten 52 och perrnanentmagneten 6 hos den icke roterbara magnet- uppbärande kroppen 57, så att efiersläpningsvärrne alstras i den ledande virvel- strömsfläkten 52 och utväxlas med fluiden som strömmar inuti flälcthuset ll, och därigenom övergår till varmluft eller hetluft och matas ut från utmatningsporten P2.

En fluiduppvärnmings- och trycktillföringsapparat som visas i fig. 10 är konstruerad på så sätt att en permanentmagnet 6 arrangerad på så sätt att den är motstående en ledare 8-2 monterad på en sidoyta på statorsidan av kompressorskiva 8 med ett litet gap och monterad på en invändig sida av statorsegmentet 9 via oket 6a, och perrna- nentrnagneten 6 är arrangerad på så sätt att den är motstående en ledare 8-3 monte- rad på en yttre periferiyta av kompressorbladet 8-1, med ett litet gap är monterad på ett fläkthus IJ via oket 6a. I detta fall, liksom hos konstruktionen som visas i ñg. 1, är ledarna 8-2 och 8-3 som nämnts ovan konstruerade på så sätt att virvelströms- materialet eller magnetmaterialet är förbundet med ytan av basmaterialet såsom hysteresmaterialet eller j ärnplattan vid sidan av pennanentrnagneten, eller är kon- struerad av själva virvelströmsmaterialet.

I det fall då fluiduppvärmnings- och trycktillföringsapparaten har den ovan nämnda konstruktionen, är det så att då turbinen roteras avstängs, samtidigt som en fluid (luft) tryckmatas till en förbränningskamrnare (ej visad) och strömmar som visas med pilarna, magnetfältet som är utformat mellan ledaren 8-3 monterad på en yttre periferiyta av kompressorbladet 9-1 och perrnanentmagneten 6 monterad på ett fläkthus lJ, så att den yttre periferiytan av kompressorbladet 9-1 uppvärrns medelst eftersläpningsvärme som alstras därigenom. Vidare avstängs det magnetfält som är utformat mellan ledaren 8-2 monterad på en yttre sida av kompressorskivan 8 och _ n perrnanentrnagneten 6 som är monterad på insidan av statorsegmentet 9, så att korn-i pressordisken 8 värms upp medelst eftersläpningsvärme som genereras därigenom och vätskan som tryckmatas till förbränningskammaren är förvärmd. 10 15 20 25 522 108 17 F ig. ll exemplifierar en fluiduppvärnmings- och trycktillföringsapparat som utnytt- jar en vattenpump i enlighet med en sjunde aspekt av uppfinningen, enligt vilken konstruktionen av uppvärmnings- och trycktillforingsapparaten är gjord på så sätt att den är monterad på en yttre periferi av rotationsaxeln 4 via upplagringen 5 och en mekanisk tätning 14. Ett fläkthjul 62 är monterat på rotationsaxeln 4 inuti ett fläkt- hus 1K, en ledare 62-lb motstående permanentmagneten 6 med ett litet gap är för- bunden med en yta hos en impeller 62-1, som är belägen på den yttre periferin av fläkthjulet 62 och rotationsaxeln 4 drivs medelst en remskiva, en rem och en motor (ej visad). Då rotationsaxeln 4 drivs avstängs, samtidigt som fluidensåsom kylvatten till en motor strömmar som visas med en pil till följd av funktionen hos en impeller 62-1, magnetflödet utformat mellan ledaren 62-lb monterad på en bakre yta av pumphjulet 62 och permanentmagneten 6 monterad på permanentmagnetkroppen 7 monterad på fläkthuset IK via oket 6a, så att eftersläpningsvärme alstras i ledaren 62-lb.

Det i ledaren 62-lb alstrade värrnet utväxlas med den fluid som strömmar genom impellern 62-1 inuti fläkthuset 1K och övergår därigenom till en vätska som har en högre temperatur och matas ut från en utmatningsport.

Fig. 13 exemplifierar värmealstringsdata på basis av en kombination av en "rare earth magnet" och ett virvelströmsmaterial som har utförts som försök av uppfin- narna och erhållna data visar en relation mellan en tid (sekunder) och en temperatur som är uppmätta genom att arrangera "rare earth"-perrnanentmagneten och virvel- strömsmaterialet motstående varandra och sätta ett gap däremellan till 1,0 mm och varierande ändra varvtalet vid sidan av magneten i ett stadium då virvelströmsmate- ,l -i rialet fixeras.

I enlighet med dessa data framgår att ett efterslåpningsvärxne som har en temperatur på 200 till 600°C alstras i ledaren under några sekunder till några tiondels sekunder 10 l5 20 25 30 522 108 18 medelst arrangering av magneten och den ledande kroppen motstående varandra med ett litet gap däremellan och rotera magneten relativt ledaren.

Hos var och en av de ovan nämnda utföringsformerna beskrivs konstruktionen enligt vilken ledaren som har fläkten eller impellem eller hjulet roteras, magneten är fixerad inuti huset och båda av dem roteras inbördes. Emellertid kan konstruktionen modifieras, till exempel på så sätt att magnetsidan roteras medelst en oberoende anordnad drivmotor för att därigenom styra det relativa varvtalet hos båda och åstadkomma en varvtalsökning, en varvtalsminslming eller en motsatt rotation, för att därigenom vara kapabel att reglera värrnemängden, eller båda kan roteras motsatt varandra medelst användning av en planetväxel.

Som ovan nämnts kan följ ande effekter uppnås enligt uppfinningen. (1) Eftersom värmaren av magnettyp motsvarande värmekällan är motståndslcraftig mot fukt till skillnad från den elekriska värmaren, erfordras ej någon isolering av värmaren, varigenom tillverkningskostnaden blir lägre och apparaten kan användas i vätskan. (2) Eftersom värmaren av magnettyp används som vännekälla, varigenom själva fläkten kan användas som en värmealstrande kropp, erfordras ej någon separat fläkt, så att det dessutom är möjligt att framställa apparaten liten och kompakt är det möj- ligt att även göra kombinationen med vännaren och värrneväxlaren kompakt. (3) Eftersom värmaren av kontaktfri magnettyp används som värrnekälla är den i det närmaste underhållsfri, och värmemotståndet och livslängden är utmärkta. (4) Det finns ingen risk för att en brand skall uppstå på grund av överhettning i fallet med elektrisk värmare utan en signifikant säkerhet åstadkommes och snabb uppvärmning kan utföras. 522 108 19 (5) Eftersom det är möjligt att värma såväl på sidan med flödesinloppsporten som sidan med utloppsporten för fluiden, är det möjligt att åstadkomma en fluid som har en hög temperatur medelst en liten mängd luft. (6) Det är möjligt att förbättra förbränningseffekten och uteffekten hos turbinmotom och det är möjligt att förhindra isbildning i det längst fram belägna steget]

Claims (2)

10 15 522 108 20 Patentkrav

1. Uppvämmings- och trycktillföringsapparat för en fluid omfattande ett skivliknande eller ringforrnigt, ledande materialparti anordnat som åtminstone en del av ett roterande organ avsett att tillföra en hastighetsenergi till fluiden samt skivliknande eller ringformiga pennanentmagneter belägna i ett hus, där permanentmagneterna med ett litet gap är anordnade motstående det ledande materialpartiet, varvid det roterande organet är avsett att uppvärmas medelst eftersläpningsvärme alstrad i det ledande materialpartiet genom att det relativt roterande organet överför värmen till fluiden som strömmar i huset, samtidigt som hastighetsenergin tillförs fluiden som strömmar i huset, vilken fluid är avsedd att tryckmatas, varvid fluiden är avsedd att ledas genom huset, i det roterande organets längsgående riktning och längsmed dess periferi, för överföring av värme och hastighetsenergi till fluiden medan den passerar därigenom.

2. Uppvärmnings- och trycktillföringsapparat för en fluid enligt krav 1, varvid det roterande organet utgöres av en flerbladig fläkt, en axialfläkt, en centrifilgalfläld, en virvelströmsfläkt, en impeller eller ett pumphjul.