一種組裝方便的緊湊型磁熱單元的製作方法
2023-12-12 11:01:27 1
一種組裝方便的緊湊型磁熱單元的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種組裝方便的緊湊型磁熱單元，包括基座、轉子、定子和動力軸，基座設置有安裝轉子的安裝腔，轉子轉動安裝在安裝腔內部；轉子包括硬磁和固定硬磁的硬磁固定座，硬磁設置多組，多組硬磁分別錯位安裝在硬磁固定座兩側；硬磁固定座兩側還設置有環形凹槽，硬磁固定在環形凹槽上側或下側；定子分別設置在硬磁固定座兩側，定子包括軟磁和固定軟磁的軟磁固定座，軟磁固定座一端固定連接基座內側壁，另一端嵌入硬磁固定座側面，軟磁置於環形凹槽中設置，硬磁固定設置在軟磁的上側或下側。本實用新型公開的磁熱單元結構緊湊，工作穩定，動力輸出效率高，同時生產組裝方便，適合大規模生產應用。
【專利說明】一種組裝方便的緊湊型磁熱單元
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種磁熱機部件，尤其涉及的是一種用於磁熱機的組裝方便的緊湊型磁熱單元。
【背景技術】
[0002]磁熱機是一種將熱能轉化成磁能，再利用磁能轉化成機械能對外做功的熱能利用裝置，一般包括安裝有軟磁的定子和安裝有硬磁的轉子，利用熱源和能源交替的改變定子中軟磁的溫度，使定子內部的軟磁通過磁力驅動轉子(硬磁)轉動，對外做功，例如申請號為201310321824.4的發明專利公開的磁熱系統。
[0003]但是申請號為201310321824.4的發明專利公開的磁熱系統的轉子和定子之間具有一定的距離，緊密性差，軟磁與硬磁之間的磁作用被削弱，定子驅動轉子轉動的效果較差。另外，磁熱單元所佔體積大，空間利用率低。最後，這種結構的磁熱單元包含的部件數量多，不適合大規模生產，同時組裝時錯誤率高，組裝效率低。
[0004]因此，現有技術還有待於改進和發展。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在於提供一種組裝方便的緊湊型磁熱單元，旨在解決傳統的磁熱單元安裝複雜，緊湊性差的技術問題。
[0006]本實用新型的技術方案如下:一種組裝方便的緊湊型磁熱單元，包括基座、轉子、定子和動力軸，其中，所述基座設置有安裝轉子的安裝腔，所述轉子轉動安裝在安裝腔內部;
[0007]所述轉子包括硬磁和固定硬磁的硬磁固定座，所述硬磁設置多組，多組硬磁分別錯位安裝在硬磁固定座兩側；所述硬磁固定座兩側還設置有環形凹槽，每一組硬磁包括固定設置在環形凹槽上側的第一硬磁和固定設置在環形凹槽下側的第二硬磁；
[0008]所述定子分別設置在硬磁固定座兩側，定子包括軟磁和固定軟磁的軟磁固定座，所述軟磁固定座一端固定連接基座內側壁，另一端嵌入硬磁固定座側面，軟磁置於環形凹槽中設置，第一硬磁和第二硬磁固定設置在軟磁的上側和下側；所述第一硬磁的底面和第二硬磁的頂面的磁通量相等，對軟磁的磁力作用相等，所述軟磁固定座與硬磁固定座無接觸設置；
[0009]所述動力軸穿過基座中心和硬磁固定座中心，動力軸與硬磁固定座連接；所述基座外接有冷源和熱源，所述冷源和熱源交替調節軟磁的溫度，使軟磁周期性吸合硬磁驅動轉子轉動，從而帶動動力軸轉動對外輸出動力。
[0010]所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其中，所述第一硬磁和第二硬磁均設置成瓦狀結構，第一硬磁和第二硬磁均水平設置，第一硬磁的底面和第二硬磁的頂面與軟磁周期吸合。
[0011]所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其中，所述硬磁固定座上，同一側面任意相鄰的兩個硬磁組之間挖空形成凹腔設置。
[0012]所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其中，所述軟磁固定座設置成與環形凹槽嵌合的環形狀結構，所述軟磁固定座上設置有固定安裝軟磁的軟磁腔，各軟磁腔導通設置。
[0013]所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其中，所述軟磁固定座設置成單端封閉式圓環結構，軟磁固定座的開口端與基座內側面固定連接，軟磁固定座的封閉端嵌入硬磁固定座的環形凹槽中，與硬磁固定座無接觸設置。
[0014]所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其中，所述基座內側面設置有固定安裝軟磁固定座的凹槽，軟磁固定座的開口端嵌入凹槽內固定設置。
[0015]所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其中，所述軟磁設置成瓦狀結構。
[0016]所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其中，所述基座包括結構相同的第一部件和第二部件，所述第一部件設置有凹孔，所述第二部件設置有凸塊，所述凸塊插入凹孔固定設置，第一部件和第二部件組合形成安裝轉子的安裝腔。
[0017]本實用新型的有益效果:本實用新型通過重新合理的設置了磁熱單元的結構，使磁熱單元的結構更加緊湊，硬磁設置成平面放置的瓦狀結構，軟磁置於第一硬磁和第二硬磁之間，提高了硬磁和軟磁吸附面，增強兩者的吸附效果，同時轉子與定子或轉子與基座均不發生接觸，轉子轉動時無摩擦轉動，極大的提高了磁熱單元的輸出效率；本實用新型重新設置了轉子的結構，硬磁固定座採用一體成型的注塑件，生產組裝便捷。本實用新型的磁熱單元結構改變了原有的磁熱單元結構五金部件較多，精度要求高，加工組裝繁瑣的技術問題，簡化了磁熱單元的結構，使磁熱單元的生產組裝更加方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型中組裝方便的緊湊型磁熱單元的結構示意圖。
[0019]圖2是本實用新型磁熱單元的爆炸圖。
[0020]圖3是硬磁固定座的結構示意圖。
[0021]圖4是第一硬磁和第二硬磁的結構示意圖。
[0022]圖5是軟磁固定座的結構示意圖。
[0023]圖6是軟磁固定座嵌入硬磁固定座的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對本實用新型進一步詳細說明。
[0025]本實用新型公開了一種組裝方便的緊湊型磁熱單元，其結構如圖1所示，圖2為其結構的爆炸圖，本實用新型公開的這種磁熱單元結構與傳統的磁熱單元結構(例如申請號為201310321824.4的發明專利所公開的磁熱單元結構)一樣，都包括基座、轉子、定子和動力軸，動力軸500與轉子通過單向軸承連接，其工作原理相同:通過外界冷源和熱源交替的對定子中的軟磁進行製冷和加熱，使其磁性反覆變化，對轉子中的硬磁產生周期的吸合作用，驅動轉子轉動，帶動動力軸轉動對外輸出動力。不同的是，本實用新型重新設置了磁熱單元各部件的結構，優化了磁熱單元的整體結構，同時提高了磁熱單元的輸出效率。
[0026]具體的，如圖1和圖2所示，基座100設置有安裝腔110，轉子200置於安裝腔110內部，轉子200轉動設置。其中，轉子200包括硬磁和固定硬磁的硬磁固定座210，硬磁固定座210的結構參見圖3 (圖中沒有畫出硬磁)。在硬磁固定座210上，硬磁設置多組，分別錯位設置在硬磁固定座210的兩側，固定安裝在硬磁固定腔211內。在硬磁固定座210的兩側面還設置有環形凹槽212，該定子嵌入環形凹槽212內部與轉子配合設置。實際應用中，定子300包括軟磁310 (圖1沒畫出，具體參見圖2和圖6)和固定軟磁310的軟磁固定座320，軟磁固定座320設置成與環形凹槽212配合設置的環形狀結構(參見圖5)，軟磁固定座320 一端封閉，嵌入環形凹槽212內部，另一端開口，與基座固定連通設置。軟磁固定座320上設置有多個固定軟磁的軟磁腔321，具體的，各軟磁腔321的等距設置，軟磁腔321的數量與硬磁固定座一側的硬磁固定腔211數量相同。定子300分別固定對稱的設置在轉子200兩側，定子300嵌入轉子200設置，由於硬磁固定座兩側硬磁錯位設置，即假設硬磁固定座一側的硬磁在某一時刻與該側的軟磁對齊設置，那麼硬磁固定座另一側的硬磁與其對應軟磁錯位設置(具體參見圖2，圖2中，左側的硬磁和左側的軟磁對齊設置，右側的硬磁和右側的軟磁錯位設置)。本實用新型的工作原理如下:假定初始狀態為圖2中的狀態，此時左側軟磁被熱源加熱(對齊設置的一側)，右側軟磁被冷源製冷(錯位設置的一側)，左側軟磁失去磁性，而右側軟磁恢復磁性，右側軟磁對右側硬磁產生吸附作用，使轉子轉動，右側硬磁與軟磁重合設置，而左側軟磁和左側硬磁錯位設置；再對左側軟磁進行製冷，對右側硬磁進行制熱，重複上述步驟，驅動轉子不斷的轉動，從而帶動動力軸轉動對外輸出動力。
[0027]在一個優選的實施方案中，具體參見圖4，同一組硬磁包括設置在環形凹槽212上部的第一硬磁221和設置在環形凹槽下部的第二硬磁222，第一硬磁221和第二硬磁222均設置成平面放置的瓦狀結構。如圖6所示，環形凹槽設置在第一硬磁和第二硬磁之間，軟磁固定座嵌入環形凹槽中，軟磁310置於環形凹槽中。這種設置方式，一方面可以使磁熱單元的結構更加緊密穩固，軟磁和硬磁之間的距離更小，其互相作用的效果更強，磁熱單元的工作效率更高；另一方面，增大了軟磁和硬磁的作用面積，增強了兩者之間的作用效果，直接提高了磁熱單元的輸出效率。
[0028]實際應用中，第一硬磁的底面和第二硬磁的頂面的磁通量相等,對軟磁的磁力作用相等，這樣可以實現軟磁固定腔與硬磁固定腔不接觸，轉子無摩擦轉動，極大的提高了磁熱單元的輸出效率。
[0029]實際應用中，還可以將硬磁固定座上同一側的任意兩個相鄰的硬磁固定腔之間挖空形成凹腔213 (具體參見圖3)，這種設置方式，一方面可以節省材料，另一方面可以進一步降低轉子200與定子300之間的摩擦，提高磁熱單元的輸出效率。
[0030]實際應用中，基座100包括第一部件120和第二部件130，具體參見圖2，第一部件120與第二部件130的形狀結構完全相同，不同的是，第一部件120設置凹孔121，第二部件130設置凸塊131，通過凸塊插入凹孔設置，第一部件和第二部件組成基座，形成安裝轉子的安裝腔110。在第一部件和第二部件的內側面上，均設置有固定安裝軟磁固定座的凹槽，軟磁固定座的開口端插入凹槽固定設置。實際應用中，凹槽中設置有連通冷源和熱源的通孔，冷源和熱源(液體或氣體)通過通孔從軟磁固定座的開口端進入各軟磁腔中對軟磁進行製冷或加熱。在實際生產中，由於第一部件120與第二部件130的形狀結構完全相同，極大的提高了基座的生產效率，滿足大規模生產組裝需求。
[0031]實際應用中，硬磁固定座採用一體化的注塑件，生產組裝方便。本實用新型的這種磁熱單元結構部件數量少，各部件生產加工簡單，精度要求較低，適合大規模生產，另外，本實用新型的磁熱單元組裝工序少，各部件安裝難度低，極大的提高磁熱單元的生產組裝效率。
[0032]本實用新型對磁熱單元的結構進行優化後，相比傳統的磁熱單元少用了 30多顆螺絲，其生產安裝效率提高了 5倍，同時定子和轉子的結合方式(轉子上第一硬磁和第二硬磁對軟磁的作用效果相同)，使磁熱單元具備了自動調節轉子和定子的尺寸精度的技術效果，在安裝完畢後無需再通過人手校準，其安裝的精度得到極大的保證。
[0033]本實用新型公開的磁熱單元結構緊湊，工作穩定，動力輸出效率高，同時生產組裝方便，適合大規模生產應用。本實用新型的軟磁固定座和硬磁固定座緊密嵌合設置，轉子上第一硬磁和第二硬磁對軟磁的作用效果相同，定子實現磁懸浮效果，定子和轉子兩者無接觸，轉子轉動實現零摩擦效果，本實用新型的磁熱單元不但體積小，並且其能量轉換效率比傳統的磁熱單元提高30%，使用壽命延長3倍，同時對外的輸出功率提高25%。本實用新型的磁熱單元可以單獨的使用，也可以組建大型的發電系統。
[0034]應當理解的是，本實用新型的應用不限於上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種組裝方便的緊湊型磁熱單元，包括基座、轉子、定子和動力軸，其特徵在於，所述基座設置有安裝轉子的安裝腔，所述轉子轉動安裝在安裝腔內部； 所述轉子包括硬磁和固定硬磁的硬磁固定座，所述硬磁設置多組，多組硬磁分別錯位安裝在硬磁固定座兩側；所述硬磁固定座兩側還設置有環形凹槽，每一組硬磁包括固定設置在環形凹槽上側的第一硬磁和固定設置在環形凹槽下側的第二硬磁； 所述定子分別設置在硬磁固定座兩側，定子包括軟磁和固定軟磁的軟磁固定座，所述軟磁固定座一端固定連接基座內側壁，另一端嵌入硬磁固定座側面，軟磁置於環形凹槽中設置，第一硬磁和第二硬磁固定設置在軟磁的上側和下側；所述第一硬磁的底面和第二硬磁的頂面的磁通量相等，對軟磁的磁力作用相等，所述軟磁固定座與硬磁固定座無接觸設置； 所述動力軸穿過基座中心和硬磁固定座中心，動力軸與硬磁固定座連接；所述基座外接有冷源和熱源，所述冷源和熱源交替調節軟磁的溫度，使軟磁周期性吸合硬磁驅動轉子轉動，從而帶動動力軸轉動對外輸出動力。
2.根據權利要求1所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其特徵在於，所述第一硬磁和第二硬磁均設置成瓦狀結構，第一硬磁和第二硬磁均水平設置，第一硬磁的底面和第二硬磁的頂面與軟磁周期吸合。
3.根據權利要求1所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其特徵在於，所述硬磁固定座上，同一側面任意相鄰的兩個硬磁組之間挖空形成凹腔設置。
4.根據權利要求1所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其特徵在於，所述軟磁固定座設置成與環形凹槽嵌合的環形狀結構，所述軟磁固定座上設置有固定安裝軟磁的軟磁腔，各軟磁腔導通設置。
5.根據權利要求4所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其特徵在於，所述軟磁固定座設置成單端封閉式圓環結構，軟磁固定座的開口端與基座內側面固定連接，軟磁固定座的封閉端嵌入硬磁固定座的環形凹槽中，與硬磁固定座無接觸設置。
6.根據權利要求5所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其特徵在於，所述基座內側面設置有固定安裝軟磁固定座的凹槽，軟磁固定座的開口端嵌入凹槽內固定設置。
7.根據權利要求1所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其特徵在於，所述軟磁設置成瓦狀結構。
8.根據權利要求1所述的組裝方便的緊湊型磁熱單元，其特徵在於，所述基座包括結構相同的第一部件和第二部件，所述第一部件設置有凹孔，所述第二部件設置有凸塊，所述凸塊插入凹孔固定設置，第一部件和第二部件組合形成安裝轉子的安裝腔。
【文檔編號】H02N10/00GK203775081SQ201420130199
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】趙天安, 顏天寶, 龍克文 申請人:佛山市川東磁電股份有限公司