[发明专利]双转子电磁热机

说明书

技术领域

本发明涉及电磁感应加热技术，尤其涉及一种基于旋转电磁感应致热的流体加热技术。

背景技术

电磁热机是利用风能、水能或其他能源，带动永磁转子旋转，建立旋转磁场，利用导磁导电材料中产生的磁滞、涡流效应而致热。现有的电磁热机主要有两种结构：一种是采用简单的单定子、单气隙结构，该结构的材料及空间利用率较低；另一种是采用杯型转子配合双定子、双气隙的结构，该结构能够利用转子铁心所占空间的热能而增加材料及空间的有效利用率，提高致热效率，但是其结构复杂，包含多个密封组件，加工难度高。现有的电磁热机都存在永磁体利用率低的问题，且热机内部换热的流体通路短，换热面积小，工作效率不高。

发明内容

为了解决现有电磁热机存在的转子永磁体利用率低，结构复杂不易加工等问题，并进一步提高电磁热机的换热效率、工作效率，本发明提供了一种基于halbach磁体结构的双转子电磁热机。

本发明采用双转子、双气隙结构。该热机包括双转子及安装到双转子内的定子，所述双转子包括转轴(16)、内转子(10)、外转子(6)以及分别安装到内、外转子上的永磁体；所述定子包括定子铁心(8)、定子铁心内嵌入的导电体(20)及短路环(21)以及定子铁心内部的换热管道(19)。所述定子一端通过轴承、支撑与转子配合，另一端通过支撑、端盖与机壳固定。定子铁心(8)由块状导磁铁心构成，一次焊接成型，并嵌有导电体(20)，导电体(20)的轴向两端由短路环(21)短路，形成闭合导电体，定子铁心(8)内部通有换热管道(19)，一次焊接成型，不需要密封组件。换热管道(19)的流体进口(22)及出口(23)通过第一端盖(1)与外部管路连接，整个热机不需要密封组件，因此结构简单易加工。

作为本发明的一种改进，该热机利用定子铁心(8)的涡流、磁滞效应以及闭合导电体的电流热效应致热，本发明的定子既是热机内部的主要热源，又是一个金属热交换器，定子铁心(8)内部的换热管道(19)采用折流板式换热方式，以增加换热面积，提高换热效率。

作为本发明的一种改进，该热机的转子采用双转子结构，内转子(10)与外转子(6)之间形成2p对NS极交替排列的永磁磁场。内、外转子表面表贴的永磁体排列成halbach磁体结构，以提高永磁体的利用率，即在等量永磁体的条件下，可获得比常规磁体更大的气隙磁通，提高热机工作效率。同时，halbach磁体结构具有很好的磁屏蔽作用，可减少转子导磁轭厚度，即减少转子铁心用量，进而提高热机的材料利用率。

附图说明

图1为本发明原理结构剖视图

图2为本发明定子内流体通路示意图

图3为本发明双转子原理结构图

以上图中：

1第一端盖

2第一轴承

3第一支撑件

4第二轴承

5外壳

6外转子

7外圆周永磁体

8定子铁心

9内圆周永磁体

10内转子

11第三轴承

12第二支撑件

13第三支撑件

14第二端盖

15第四轴承

16转轴

17内气隙

18外气隙

19换热管道

20导电体

21短路环

22进口

23出口

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明主要由第一端盖(1)、第一轴承(2)、第一支撑件(3)、第二轴承(4)、外壳(5)、外转子(6)、外圆周永磁体(7)、定子铁心(8)、内圆周永磁体(9)、内转子(10)、第三轴承(11)、第二支撑件(12)、第三支撑件(13)、第二端盖(14)、第四轴承(15)、转轴(16)、内气隙(17)、外气隙(18)、换热管道(19)、导电体(20)、短路环(21)、进口(22)、出口(23)组成。本发明中的转子及定子可选用10#钢等块状导磁材料，也可选用DW-315等硅钢片导磁材料；外壳、端盖、支撑件、转轴部件可使用铝合金或不锈钢等材料；永磁体为钕铁硼材料或铁氧体材料和钐钴等永磁材料。

图1为本发明原理结构剖视图。第一端盖(1)、第一支撑件(3)、第二端盖(14)、外壳(5)构成本发明的机壳，第一支撑件(3)通过螺钉将定子铁心(8)及外壳(5)固定，第二端盖(14)通过螺钉与外壳(5)固定，并通过第四轴承(15)与第三支撑件(13)配合。