EA200800106A1 20080630 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2008\TIT_PDF/200800106 Титульный лист описания [PDF] EAPO2008/PDF/200800106 Полный текст описания EA200800106 20060629 Регистрационный номер и дата заявки US11/174,316 20050630 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок US2006/026115 Номер международной заявки (PCT) WO2007/005923 20070111 Номер публикации международной заявки (PCT) EAA1 Код вида документа [eaa] EAA20803 Номер бюллетеня [RU] ПРОИЗВОДСТВО ТЕПЛА С ПОМОЩЬЮ МАГНИТОВ Название документа H05B 6/00 Индексы МПК [US] Луннеборг Тимоти У. Сведения об авторах [US] МАГ ТЕК ЭНЕРДЖИ, ЭлЭлСи Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea200800106a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

Предлагается магнитный нагреватель, содержащий проводящий блок и магнитный блок. Магнитный блок выполнен с возможностью вращения относительно проводящего блока вокруг оси для возбуждения вихревых токов в проводящем блоке, когда происходит относительное перемещение проводящего блока и первого магнитного блока. Проводящий блок ограничивает канал для текучей среды с целью передачи тепла от проводящего блока к текучей среде. Магнитный нагреватель является элементом системы выработки тепла, содержащей двигатель внутреннего сгорания, имеющий приводной вал, предназначенный для вращения магнитного блока Тепло, выработанное магнитным нагревателем, так же как и тепло, выработанное двигателем, от выхлопа двигателя и от охлаждающей системы двигателя, объединяется для нагревания текучей среды.

 


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:
магнитный нагреватель, содержащий проводящий блок и магнитный блок. Магнитный блок выполнен с возможностью вращения относительно проводящего блока вокруг оси для возбуждения вихревых токов в проводящем блоке, когда происходит относительное перемещение проводящего блока и первого магнитного блока. Проводящий блок ограничивает канал для текучей среды с целью передачи тепла от проводящего блока к текучей среде. Магнитный нагреватель является элементом системы выработки тепла, содержащей двигатель внутреннего сгорания, имеющий приводной вал, предназначенный для вращения магнитного блока Тепло, выработанное магнитным нагревателем, так же как и тепло, выработанное двигателем, от выхлопа двигателя и от охлаждающей системы двигателя, объединяется для нагревания текучей среды.

 


9- 6SA?
PCT/US2006/026115 МПКВ: H05B 6/00
ПРОИЗВОДСТВО ТЕПЛА С ПОМОЩЬЮ МАГНИТОВ
Родственные заявки
Это заявка РСТ с заявляемым приоритетом по дате подачи заявки США №11/174,316 от 30 июня 2005 г. под названием ПРОИЗВОДСТВО ТЕПЛА С ПОМОЩЬЮ МАГНИТОВ, которая является частичным продолжением заявки США №10/821,295 от 9 апреля 2004 г. под названием УПРАВЛЯЕМОЕ ПРОИЗВОДСТВО ТЕПЛА С ПОМОЩЬЮ МАГНИТОВ, которая является частичным продолжением заявки США №10/269,690 от 11 октября 2002 г. под названием МАГНИТНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ: УСТРОЙСТВО И СПОСОБ, которая является продолжением заявки PCT/US02/23569 от 23 июля 2002 г., которая является заявкой после предварительной заявки № 60/307,409 от 24 июля 2001 г., которые во всей полноте включены здесь в качестве ссылки.
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к устройствам для производства тепла, и, более конкретно, к способам и устройству для производства тепла при использовании магнитной индукции.
Уровень техники в области изобретения
Магнитный нагреватель создаёт тепло благодаря явлению, известному как магнитный индукционный нагрев. Магнитный индукционный нагрев происходит в электрически проводящем теле, подверженном воздействию изменяющегося во времени магнитного поля. Изменяющееся магнитное поле индуцирует вихревые токи в проводящем теле, таким образом, нагревая его. Увеличение амплитуды изменения магнитного поля увеличивает скорость нагревания проводящего тела. Нагретое проводящее тело может затем быть использовано как источник тепла для различных целей. Нагретый проводящий элемент часто используют для нагревания текучей среды, такой как воздух или вода, которая циркулирует мимо проводящего элемента. Нагретая текучая среда затем используют для передачи тепла от нагревателя для внешнего использования.
Один способ подвергнуть проводящее тело воздействию изменяющегося
магнитного поля состоит в том, чтобы перемещать источник магнитного поля относительно проводящего тела. Это перемещение может быть осуществлено путём размещения магнитов по кромке круглого диска с валом, выполненным с возможностью вращения по существу в его центре, причём плоская поверхность диска по существу расположена напротив плоской части поверхности проводящего элемента. Когда вал диска вращается, магниты перемещаются относительно поверхности проводящего элемента. Любая взятая точка на проводящем элементе подвергается воздействию периодически изменяющегося магнитного поля, когда каждый из магнитов приближается к этой точке, проходит через неё и удаляется от этой точки.
Количество тепла, создаваемого в проводящем элементе, зависит от многих факторов, некоторые из которых включают напряжённость магнитного поля, расстояние между магнитами и проводящим элементом (называемое здесь "промежутком между проводником и магнитом"), и относительная скорость магнитов по отношению к проводящему элементу.
Традиционные магнитные нагреватели страдают несколькими недостатками. Например, многие традиционные магнитные нагреватели имеют ограниченную точность в управлении рабочими параметрами, такими как количество создаваемого тепла, эффективность производства тепла, и эффективность передачи тепла рабочей среде, используемой для передачи тепла.
Таким образом, необходим магнитный нагреватель, который обеспечивает одну или более одной из следующих характеристик: улучшенное управление интенсивностью тепловыделения, улучшенную эффективность тепловыделения и улучшенную эффективность передачи тепла рабочей среде, используемой для переноса тепла.
Сущность изобретения
В варианте выполнения согласно настоящему изобретению магнитный нагреватель содержит приводной вал, один или несколько проводящих блоков и один или несколько магнитных блоков, содержащих один или несколько магнитов. Каждый проводящий блок содержит пару проводящих пластин, ограничивающих пространство для текучей среды между ними. Пространство для текучей среды находится в проточном сообщении с впускным отверстием
для текучей среды и выпускным отверстием для текучей среды, выполненными так, чтобы обеспечить протекание среды через указанное пространство. По меньшей мере одна из проводящих пластин содержит электрически проводящий материал, выполненный для создания индуцированных вихревых токов в по меньшей мере одной проводящей пластине, когда он подвергается воздействию изменяющегося во времени магнитного потока. Каждый магнитный блок находится на заданном расстоянии напротив соответствующего проводящего блока, расположенного на одной оси вдоль оси приводного вала. Магнитный блок выполнен так, чтобы один или несколько магнитов были расположены в тесной близости к проводящему блоку. Каждый магнитный блок соединён с приводным валом, выполненным так, что магнитный блок вращается относительно проводящего блока, когда вращается приводной вал. Магнитный блок выполнен так, что он индуцирует вихревые токи в проводящем блоке при их перемещении относительно друг друга. Проход для текучей среды выполнен для обеспечения передачи тепла от проводящих пластин к текучей среде, когда проводящие пластины нагреваются во время работы.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель содержит, кроме того, смежные магниты с противоположными полярностями.
Ещё в одном варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель, кроме того, содержит первый и второй проводящие блоки, коаксиально расположенные и чередующиеся с первым, вторым и третьим магнитными блоками.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель, кроме того, содержит магнитную пластину в виде круглого диска. На одной стороне магнитной пластины на заданном расстоянии от внешней кромки магнитной пластины расположены гнёзда для магнитов, которые выполнены для того, чтобы по меньшей мере частично принимать по меньшей мере один магнит; при этом по меньшей мере один магнит по меньшей мере частично расположен в каждом гнезде для магнитов и по меньшей мере одна удерживающая пластина присоединена к магнитной пластине соединяя магнит с гнездом для магнита.
В следующем варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель содержит удерживающие пластины,
которые имеют отверстия для крепления, выполненные с обеспечением расположения в них подходящих креплений, причём отверстия для крепления выполнены так, что они расположены на одной оси с резьбовыми каналами, расположенными в магнитной пластине.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель отличается тем, что удерживающая пластина содержит удерживающие гнёзда, взаимодополняющие к магнитным гнёздам и выполненные с обеспечением расположения по меньшей мере части по меньшей мере одного магнита.
В одном из вариантов выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель характеризуется тем, что магнитные гнёзда выполнены для размещения магнита целиком, а удерживающая пластина содержит по существу плоскую поверхность для размещения там магнита.
Ещё в одном варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель характеризуется тем, что магнитный блок содержит магнитную пластину в виде круглого диска, при этом по меньшей мере одна удерживающая пластина соединена с магнитной пластиной и имеет одно или несколько магнитных гнёзд, расположенных на одной стороне удерживающей пластины, причём гнездо в удерживающей пластине выполнено так, что в нем внутри расположен магнит, причем по меньшей мере один магнит расположен внутри каждого магнитного гнезда.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель, кроме того, содержит центральное отверстие для вала, выполненное для размещения приводного вала.
В следующем варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель содержит пару проводящих пластин, которые удерживаются около наружной кромки в герметичном соединении. Каждая проводящая пластина имеет отверстие для втулки, выполненное для размещения в ней втулки. Уплотнение втулки вокруг отверстия для втулки выполнено для создания герметичного соединения проводящих пластин, чтобы удерживать текучую среду в пространстве для текучей среды.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель содержит пару проводящих пластин,
удерживаемых около наружной кромки в герметичном соединении обоймой. Обойма выполнена с обеспечением удержания проводящих пластин напротив друг друга на заданном расстоянии, ограничивая между ними пространство для текучей среды. Обойма выполнена с обеспечением герметизации окружной кромки проводящих пластин, так чтобы текучая среда удерживалась внутри пространства для текучей среды, причём каждая проводящая пластина имеет отверстие для втулки, выполненное для размещения в ней втулки, уплотнение втулки вокруг отверстия выполнено для соединения проводящих пластин вокруг отверстия для втулки, а втулка выполнена с обеспечением поддержания герметичного соединения между пластинами, чтобы удерживать текучую среду внутри пространства для текучей среды.
Ещё в одном варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, система для выработки тепла, приводимая в движение двигателем, содержит двигатель внутреннего сгорания с приводным валом, магнитный нагреватель и систему управления текучей средой. Магнитный нагреватель содержит по меньшей мере один проводящий блок и по меньшей мере один магнитный блок, находящийся вблизи и напротив, в чередующейся последовательности с проводящими блоками, и все блоки расположены вдоль оси приводного вала. Каждый магнитный блок присоединён к приводному валу так, что магнитный блок вращается относительно проводящих блоков, когда вращается приводной вал. Магнитный блок выполнен так, что он индуцирует вихревые токи в проводящем блоке, когда происходит их относительное перемещение. Система управления текучей средой содержит резервуар для текучей среды, магистраль управления потоком, предназначенную для направления текучей среды по пути движения текучей среды в магнитном нагревателе, теплообменник выхлопа двигателя и теплообменник охлаждения двигателя. Тепло от выхлопа двигателя передаётся текучей среде в теплообменнике выхлопа. Тепло от системы охлаждения двигателя, которая содержит резервуар с охладителем, передаётся текучей среде в теплообменник охлаждения. Тепло, создаваемое магнитным нагревателем, передаётся текучей среде, проходящей в магнитном нагревателе. Текучая среда собирается снова в резервуаре и либо направляется опять через магистраль управления потоком, или направляется к внешнему теплообменнику по внешней магистрали. Внешняя магистраль способна
обеспечивать отводы текучей среды, чтобы снабжать подогретой водой и возвращать охлаждённую воду к внешнему теплообменнику или от него. Приводной вал двигателя предназначен для вращения магнитных блоков в магнитном нагревателе, что, в свою очередь, нагревает проводящие пластины и рабочую среду, протекающую внутри канала для текучей среды в проводящих блоках в системе управления текучей средой.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, система выработки тепла, приводимая в движение двигателем, отличается тем, что магнитный блок содержит много магнитов. Магнитный блок выполнен так, что магниты расположены в тесной близости к проводящему блоку.
В следующем варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, система выработки тепла, приводимая в движение двигателем, отличается тем, что магнитный нагреватель содержит первый, второй и третий проводящий блоки, чередующиеся с первым, вторым, третьим и четвёртым магнитными блоками. Проводящие блоки и магнитные блоки расположены на валу. Проводящие блоки и магнитные блоки отделены друг от друга на заданное расстояние.
В другом варианте в соответствии с настоящим изобретением, система выработки тепла, приводимая в движение двигателем, содержит пластину для магнитов по существу в виде круглого диска, причём магнитные гнёзда расположены на стороне пластины на заданном расстоянии от наружной кромки пластины, при этом магнитные гнёзда предназначены для размещения, по меньшей мере частично, по меньшей мере одного магнита. По меньшей мере один магнит по меньшей мере частично расположен внутри каждого магнитного гнезда. По меньшей мере одна удерживающая пластина присоединена к пластине для магнитов, удерживая магнит в магнитном гнезде.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, система выработки тепла, приводимая в движение двигателем, отличается тем, что удерживающие пластины имеют отверстия для крепления, которые выполнены для размещения подходящих креплений, при этом отверстия для крепления находятся на одной оси с резьбовыми каналами, расположенными в пластине для магнитов.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим
изобретением, система выработки тепла, приводимая в движение двигателем, отличается тем, что в удерживающей пластине имеются гнёзда, взаимодополняющие гнёзда магнитов и способные вмещать по меньшей мере часть по меньшей мере одного магнита.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, система выработки тепла, приводимая в движение двигателем, отличается тем, что магнитные гнёзда полностью вмещают магнит, а удерживающая пластина имеет по существу плоскую поверхность для размещения магнита.
В ещё одном варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, система выработки тепла, приводимая в движение двигателем, отличается тем, что гнёзда в удерживающей пластине полностью вмещают магнит, а удерживающая пластина имеет по существу плоскую поверхность для размещения магнита.
В следующем варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, система выработки тепла, приводимая в движение двигателем, отличается тем, что магнитные пластины, кроме того, имеют центральное отверстие для вала, выполненное для пропускания через него вала.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, система выработки тепла, приводимая в движение двигателем, отличается тем, что проводящий блок содержит пару проводящих пластин, удерживаемых около наружной кромки в герметичном соединении посредством обоймы. Проводящие пластины содержат электрически проводящий материал, выполненный для индуцирования вихревых токов в проводящей пластине под воздействием изменяющегося во времени магнитного потока. Обойма предназначена для удерживания проводящих пластин напротив друг друга на заданном расстоянии, ограничивая пространство для текучей среды между ними. Обойма предназначена для герметизации наружной кромки проводящих пластин, так что текучая среда удерживается внутри пространства для текучей среды. Каждая проводящая пластина имеет отверстие для втулки, выполненное для размещения в нем втулки. Уплотнение втулки вокруг отверстия для втулки выполнено для соединения проводящих пластин вокруг отверстия для втулки, а втулка выполнена для поддержания герметичного соединения пластин, чтобы удерживать текучую среду внутри пространства для
текучей среды.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, система выработки тепла, приводимая в движение двигателем, отличается тем, что проводящий блок, кроме того, содержит впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстие для текучей среды, причём проводящий блок обеспечивает прохождение текучей среды в пространстве для текучей среды. Пространство для текучей среды выполнено так, что текучая среда может проходить между впускным и выпускным отверстием так, чтобы этого было достаточно для обеспечения теплопередачи от проводящих пластин к текучей среде, когда проводящие пластины нагреваются во время работы.
В одном из вариантов выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель содержит вентилятор с двигателем, корпус вентилятора и непосредственно вентилятор, кроме того, магнитный нагреватель содержит также блок магнитов. Корпус вентилятора ограничивает кольцевой объём, находящийся в проточном сообщении с осевым впуском и тангенциальным выпуском. Вентилятор содержит лопасти, присоединённые к проводящему элементу. Блок магнитов содержит осевой кольцеобразный зазор для вала. Блок магнитов расположен коаксиально в кольцевом зазоре. Вентилятор расположен коаксиально в кольцевом зазоре так, что проводящий элемент вентилятора расположен коаксиально и рядом с магнитным блоком. Двигатель соединён с корпусом вентилятора так, что вал двигателя расположен коаксиально с магнитным блоком, а вентилятор выступает в кольцевой объём. Вал выступает в кольцевой объём, проходя через отверстие для вала магнитного блока, и при работе соединяется с проводящим элементом, чтобы поворачивать проводящий элемент при работе, причём магнитный блок присоединён к корпусу вентилятора и закреплён на нём.
В другом варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный нагреватель отличается тем, что лопасти вентилятора действуют как теплоотводы для передачи тепла от проводящего элемента к воздуху.
Описанные выше варианты выполнения представлены в качестве примера и не ограничивают объем изобретения.
Краткое описание чертежей
Одинаковые номера позиций обычно показывают соответствующие элементы на чертежах.
Фиг.1 является видом сбоку варианта выполнения магнитного нагревателя в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 является видом спереди магнитного блока, показанного на фиг.1;
Фиг.З является видом сбоку магнитного нагревателя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.4 является видом спереди проводящего элемента, содержащего отдельные проводники, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.5 является частью обоймы с поперечным сечением магнита и защитным слоем, нанесённым на внешней стороне магнита, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.6 является видом сбоку варианта выполнения магнитного нагревателя в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.7 является видом сбоку магнитного нагревателя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.8 является видом спереди варианта выполнения, показанного на фиг.7;
Фиг.ЭА и 9В являются видами сбоку магнитного нагревателя, содержащего элемент для изменения зазора между проводником и магнитом согласно варианту выполнения настоящего изобретения;
Фиг.10 является видом сбоку радиально перемещающегося магнита относительно проводящего элемента в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.11 является частичным видом варианта выполнения, показанного на фиг.10, на котором к проводящему элементу обращены магниты противоположных полярностей, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.12 изображает многоступенчатый магнитный нагреватель, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.1 ЗА является видом в аксонометрии магнитного нагревательного аппарата в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.1 ЗВ является разобранным видом магнитного нагревательного аппарата, изображенного на фиг.1 ЗА;
Фиг. 14 является видом в аксонометрии магнитного нагревательного аппарата в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.15 является видом спереди магнитного нагревателя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг. 16 является сечением вида сбоку магнитного нагревателя, показанного на фиг.15, вдоль линии 16-16;
Фиг. 17 является частичным подробным разрезом поперечного сечения вида сбоку, показанного на фиг.16;
Фиг. 18 является частично разобранным видом магнитного нагревателя, изображенного на фиг.15;
Фиг. 19 является разобранным видом в аксонометрии поворотного магнитного блока магнитного нагревателя, показанного на фиг.15;
Фиг.20 является разобранным видом в аксонометрии проводящего блока магнитного нагревателя, показанного на фиг.15;
Фиг.21 является блок-схемой системы выработки тепла, приводимой в движение двигателем, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.22 является блок-схемой системы выработки тепла, приводимой в движение двигателем, в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения.
Подробное описание
Фиг.1 является видом сбоку варианта выполнения магнитного нагревателя 2 в соответствии с настоящим изобретением. Магнитный нагреватель 2 содержит магнитный блок 20 и проводящий блок 14, расположенный вблизи магнитного блока 20. Вращение магнитного блока 20 вокруг оси х индуцирует заданное циклическое изменение магнитного поля в проводящем элементе 14.
Фиг.2 является видом спереди магнитного блока 20, изображенного на фиг.1. Магнитный блок 20 содержит обойму 22 в виде диска, магниты 12 и вал 18. Магниты 12 расположены и закреплены на обойме 22 обычно по окружности, на расстоянии друг от друга. Каждый из магнитов 12 имеет первую
магнитную поверхность 13 в плоскости, называемой здесь первой магнитной плоскостью 21, показанной на фиг.1. Вал 18 присоединён по существу в центре вращения обоймы 22. Центр вращения обоймы 22 определяет ось х, которая по существу перпендикулярна первой магнитной плоскости 21. Вал 18 выполнен для соединения с источником энергии, способным обеспечить вращение вала 18.
Проводящий элемент 14 имеет первую сторону 15 плоского проводящего элемента в противоположном, по существу параллельном положении с первой магнитной плоскостью. Сторона 15 проводящего элемента и первая магнитная плоскость 21 разнесены на заданное расстояние, обозначаемое здесь как зазор Х1 между проводником и магнитом. Проводящий элемент 14 содержит электрически проводящий материал.
Когда вал 18 обоймы 22 вращается, магниты 12 перемещаются относительно первой стороны 15 проводящего элемента 14. Любая взятая точка на проводящем элементе 14 будет, следовательно, подвергаться воздействию циклически изменяющегося магнитного поля, когда каждый из магнитов 12 приближается, проходит и удаляется от окрестности этой точки. Эта взятая точка на проводящем элементе 14 будет, таким образом, нагреваться, пока она находится под воздействием изменяющегося во времени магнитного поля.
Понятно, что магнитный блок 20 может содержать один магнит или несколько магнитов 12. Достаточно одного магнита 12, чтобы осуществить циклическое воздействие изменяющегося магнитного поля на проводящий элемент 14. Понятно также, что, когда говорится о нескольких магнитах 12, это относится также к вариантам выполнения, содержащим один магнит, и наоборот.
В вариантах выполнения настоящего изобретения магниты 12 являются постоянными магнитами. Поэтому магниты 12 имеют по существу постоянную напряжённость магнитного поля. Это отличается от электромагнита, который имеет способность создавать напряжённости магнитного поля в некотором интервале значений при изменении тока, возбуждающего электромагнит. Следовательно, напряжённость магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами 12, и которая воздействует на проводящий элемент 14, зависит в основном от зазора Х1 между проводником и магнитом. Напряжённость
магнитного поля постоянного магнита 12 называют абсолютной напряжённостью магнитного поля.
Путь 16 текучей среды определяется так, чтобы было возможно передать тепло между проводящим элементом 14 и текучей средой, движущейся внутри по пути 16. Таким образом, когда проводящий элемент 14 нагревается, жидкость поглощает по меньшей мере часть выработанного тепла. Жидкость может затем быть использована для переноса тепла в другое место.
Радиальное и осевое смещение магнитов 12 по обойме 22, как показано на фиг.1 и фиг.2, является только примером. Размещение магнитов 12 по обойме 22 в других местах, с другой ориентацией, на других расстояниях друг от друга, среди прочего, в плоскости или иным образом, предполагается возможным для конкретных целей создания магнитного поля на проводящем элементе 14 и/или на дополнительных проводящих элементах 14. Кроме того, среди прочего, не требуется иметь магниты 12 одинакового размера, формы, полярности, состава или типа.
В вариантах выполнения, изображенных на фиг.1 и 2, магниты 12 ориентированы так, что проводящий элемент 14 подвергается воздействию чередующейся полярности соседних магнитов 12, с северными полюсами N, направленными либо к проводящему элементу 14, либо от него. Такое расположение создаёт относительно большой интервал изменения магнитного поля на проводящем элементе 14, по сравнению, например, с тем случаем, когда все магниты 12 имеют одинаковую полярность по отношению к проводящему элементу 14.
Относительное движение между проводящим элементом 14 и магнитами 12 создаётся так, что магниты 12 вращаются вокруг оси х, а проводящий элемент 14 остаётся неподвижным.
Фиг.З является поперечным сечением вида сбоку магнитного нагревателя 3, в котором проводящий элемент 14 вращается вокруг оси х, а магнитный блок 20 и, таким образом, магниты 12 остаются неподвижными. ПроЕюдящий элемент 14 соединён с валом 18, который соединён с источником энергии, выполненным с возможностью вращения вала 18 вокруг оси х.
Понятно, что можно осуществить относительное движение между магнитами 12 и проводящим элементом 14, в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения, посредством вышеупомянутой
конфигурации и посредством других конфигураций, таких как вращение как магнитного блока 20, так и проводящего элемента 14 с разными скоростями в одном направлении, и вращение как магнитного блока, так и проводящего элемента 14 в противоположных направлениях, но эти примеры не являются ограничивающими.
Абсолютная напряжённость магнитного поля магнита 12 является мерой величины магнитного поля, создаваемого магнитном 12 в некоторой точке на магните 12. Для постоянных магнитов абсолютная напряжённость магнитного поля по существу постоянна. Для электромагнитов абсолютная напряжённость магнитного поля зависит от величины тока, проходящего через катушки магнита.
Магнитное поле, действующее на проводящий элемент 14, зависит, среди прочего, от абсолютной напряжённости магнитного поля магнита 12 и зазора Х1 между магнитом 12 и проводящим элементом 14.
Различные магниты 12 подходят для вариантов выполнения настоящего изобретения. Постоянные магниты 12 имеют преимущество для некоторых вариантов выполнения, например, по той причине, что не требуется подводить электрическую энергию к магнитам 12, и, следовательно, для этой цели не требуется ни источника энергии, ни электрической проводки.
Интенсивность тепловыделения в магнитном нагревателе 2, 3, в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения, зависит отчасти от абсолютной напряжённости магнитного поля магнитов 12. Следовательно, для тех случаев, когда желательна большая интенсивность тепловыделения, желательно, чтобы магниты 12 имели относительно высокую напряжённость магнитного поля.
Кроме того, максимальная температура, которая может быть создана магнитным нагревателем 2, 3 в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения, зависит отчасти от теплостойкости магнитов 12. Постоянные магниты имеют "максимальную эффективную рабочую температуру", выше которой их магнитное поле начинает значительно уменьшаться.
Электромагниты также страдают от ухудшения работы при возрастании температуры, хотя уменьшение не так сильно выражено, как у постоянных магнитов. Например, сопротивление катушек электромагнита постепенно
возрастает с возрастанием температуры, что, в свою очередь, уменьшает ток при данном напряжении, и вырабатывается всё меньше тепла. Магниты обоих типов можно использовать при повышенных температурах.
Постоянные магниты известны как редкоземельные магниты, такие как магниты самарий-кобальт, которые имеют относительно высокую напряжённость магнитного поля и рабочую температуру, и пригодны для этих конкретных целей, хотя они и не является ограничением.
Проводящий элемент 14 содержит электрически проводящий материал, подходящий для этой цели. Подходящие материалы включают, но не ограничиваются следующими: медь, алюминий, сплавы из меди, сплавы из алюминия и другие металлические или неметаллические электрически проводящие материалы. Проводящий элемент 14 выполнен для индуцирования вихревых токов, когда он подвергается воздействию изменяющегося во времени магнитного потока. Проводящий элемент 14 для варианта выполнения на фиг.1 обычно имеет форму диска. Проводящий элемент 14 не ограничен специальной формой, размерами и конфигурацией. В других вариантах выполнения проводящий элемент образован из двух или более частей, как тонкий проводящий слой на непроводящей подложке, имеющий выраженные отверстия, среди других конфигураций.
Проводящий элемент не обязательно должен состоять из замкнутого контура или цельного куска проводящего материала. Фиг.4 является видом спереди проводящего элемента блока 11, содержащего отдельные проводники 27, которые отделены друг от друга непроводящим материалом 48, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. В таком случае каждый проводник 27 нагревается независимо.
Подобным же образом проводящий элемент 14, даже если он является цельным куском из проводящего материала, может иметь отверстия или быть выполнен из проволоки, балок, стержней и т.д., с пустым пространством между ними.
На фиг. 1-3 магнитный нагреватель 2, 3 показан для ясности в упрощённой схематической форме. Понятно, что могут присутствовать дополнительные структуры, чтобы обеспечить поддержку конструкции и для центровки.
Фиг.5 является сечением части магнитного блока 20, содержащей обойму 22 с магнитом 12 и защитным слоем 31, нанесённым на внешней стороне
магнита 12. Защитный слой 31 выбирается для определённой цели, включая тепловую защиту, дополнительную целостность конструкции и химическую защиту, но не ограничиваясь этим.
Для использования в качестве защитного слоя 31 может быть использовано много разных материалов, если только они не уменьшают в значительной степени распространение магнитного поля магнита 12.
В одном из вариантов выполнения защитный слой 31 содержит алюминий. Известно, что алюминий имеет высокую отражательную способность, препятствуя, таким образом, поглощению тепла магнитом 12, и высокую способность излучения инфракрасных лучей, обеспечивая, таким образом, быстрое переизлучение тепла от магнита 12. Эти свойства сочетаются и обеспечивают пассивное охлаждение магнита 12. Кроме того, алюминий относительно прочен, и поэтому защитный слой 31 из алюминия служит для физической защиты магнита 12. Подобным же образом, алюминий относительно непроницаем, и, таким образом, может эффективно изолировать магнит 12 от потенциальных коррозионных воздействий, возникающих благодаря, среди прочего, влаге, кислороду, среды, протекающей по каналу 16 для текучей среды (см. ниже).
Кроме того, в других вариантах выполнения магнитный нагреватель 2, 3 может содержать дополнительный механизм, активный или пассивный, охлаждения магнитов 12. Для конкретной цели подходит много разных механизмов охлаждения. Например, пассивные механизмы охлаждения содержат, но не ограничиваются этим, теплоотводы и рёбра радиаторов. Активные механизмы охлаждения содержат, но не ограничиваются этим, охлаждающие контуры и холодильные блоки.
Заметим, что канал 16 для потока рабочей среды, как описано ниже, может быть выполнен так, чтобы служить охлаждающим механизмом. В некоторых вариантах выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, текучая среда используется для обеспечения механизма для поглощения тепла от проводящего элемента 14, и это также хорошо подходит для поглощения тепла от магнитов 12.
В других вариантах выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, тепло для использования создаётся напрямую через проводимость или радиацию от проводящего элемента 14. Например, тепло
может передаваться от проводящего элемента 14 к твёрдому проводнику тепла, теплоотводу, или устройству, аккумулирующему тепло, такому как масса керамики, кирпича, камня и т.д., хотя этим и не ограничивается.
Фиг.6 является сечением вида сбоку магнитного нагревателя 2, в котором канал 16 для рабочей текучей среды проходит так, что по меньшей мере часть его проходит между магнитами 12 магнитного блока 20 и проводящим элементом 14, в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения. Канал 16 для протекания рабочей среды по существу параллелен проводящему элементу 14 и магнитам 12 и проходит между магнитами 12 и проводящим элементом 14.
Подходящие текучие среды для конкретной цели включают газовые среды, такие как воздух, и жидкие среды, такие как вода, но этим не ограничиваются. Когда проводящий элемент 14 нагревается, текучая среда в канале 16 получает тепло от проводящего элемента 14. Передача тепла от проводящего элемента 14 к текучей среде в канале 16 для рабочей среды может осуществляться посредством одного или нескольких механизмов, таких как проводимость, конвекция, радиация.
Фиг.7 и 8 являются видами сбоку и спереди варианта выполнения магнитного нагревателя 2, дополнительно содержащего возбудитель 34 рабочей среды, связанный с каналом 16 для возбуждения текучей среды согласно изобретению. Возбудитель 34 рабочей среды содержит рёбра 35 или лопасти и приводной вал 36. Примеры подходящих возбудителей 34 рабочей текучей среды включают роторы с рёбрами, беличьи клетки и вентиляторы, но этим не ограничиваются. В варианте выполнения, показанном на фиг.7, приводной вал 36 проходит через отверстие 37 в проводящем элементе 14 и связан с обоймой 22, на которой расположены магниты. Возбуждение обеспечивается вращением обоймы 22, которая поворачивает возбудитель 34 рабочей среды в заданном направлении. Таким образом, скорость работы возбудителя 34 рабочей среды зависит от скорости движения обоймы 22, и, таким же образом, от скорости потока текучей среды в канале 16 для текучей среды. В других вариантах приводной вал 36 соединён, кроме прочего, с валом 18 или внешним источником энергии.
В варианте выполнения, в котором перемещается проводящий элемент, а не обойма 22, для создания циклически изменяющегося во времени магнитного
поля, возбудитель 34 рабочей среды приводится в движение вращением проводящего элемента 14.
Понятно, что температура, до которой нагревается текучая среда, проходящая через канал 16 для рабочей среды, зависит от количества создаваемого тепла в проводящем элементе 14, то есть, от количества тепла, способного нагреть рабочую среду. Также температура рабочей среды зависит от скорости, с которой текучая среда движется по каналу 16, то есть, от того, сколько жидкости способно поглотить созданное тепло. Кроме того, температура текучей среды зависит от эффективности, с которой проводящий элемент отдаёт своё тепло текучей среде.
Также из-за того, что параметры, включающие интенсивность тепловыделения и температуру текучей среды, не зависят друг от друга, как описано здесь в некоторых вариантах выполнения, магнитный нагреватель 2, в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения, используется для создания определённой температуры рабочей среды в комбинации с определённым количеством потока текучей среды. Любые два из трёх параметров могут контролироваться независимо друг от друга.
Источник энергии, используемый для вращения вала 18, может содержать любые подходящие средства.
В вариантах выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, вал 18 соединен с распределителем энергии на некоторых автомобилях, таких как, но, не ограничиваясь этим, многие тракторы, другие сельскохозяйственные машины и тяжёлые грузовики. В таких машинах часть, или вся механическая движущая сила, созданная двигателем, передаётся к распределителю энергии, чтобы создать вращение, например, вала 18.
В других вариантах вал 18 имеет гидравлическую связь. Некоторые машины включают гидравлические системы, например, для приведения в действие снежного плуга или механической лопаты, для подъёма кузова грузовика или для работы погрузчика с вилочным захватом, но не ограничиваясь этими примерами. Гидравлическая система выполнена так, что она соединяется с дополнительным оборудованием, таким как гидродвигатель, с подходящей связью для соединения с валом 18, чтобы обеспечить его энергией. Гидравлические системы и гидравлические связи известны в технике и подробно здесь не описаны.
Для управления интенсивностью теплоотдачи на выходе магнитного нагревателя 2 предусмотрены различные варианты выполнения.
Фиг.ЭА и 9В являются сечениями видов сбоку магнитного нагревателя 2, изображенного на фиг.1, содержащего, кроме того, приводной механизм 26 для изменения зазора Х1 между проводником и магнитом, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Приводной механизм 26 для изменения зазора изменяет зазор Х1 между проводником и магнитом, т.е. между первой стороной 15 проводящего элемента и первой поверхностью 13 магнита вдоль оси х.
Напряжённость магнитного поля, действующая на данной части проводящего элемента 14, зависит отчасти от зазора Х1 между магнитами 12 и проводящим элементом 14. Изменение зазора Х1 между проводником и магнитом изменяет напряжённость магнитного поля, которая действует на проводящий элемент 14, и, таким образом, изменяет интервал изменений магнитного поля за период (периодическое изменение магнитного поля), что, в свою очередь, изменяет интенсивность тепловыделения в проЕзодящем элементе 14. Для постоянных магнитов выполняется периодическое изменение магнитного поля, в то время как абсолютная амплитуда напряжённости магнитного поля остаётся по существу постоянной.
Уменьшение зазора Х1 между проводником и магнитом увеличивает напряжённость магнитного поля на проводящем элементе 14 и увеличивает нагревание проводящего элемента 14. Увеличение зазора Х1 между проводником и магнитом уменьшает напряжённость магнитного поля на проводящем элементе 14 и уменьшает магнитную индукцию, уменьшая нагревание проводящего элемента 14.
В вариантах выполнения, в которых желательно обеспечить относительно высокую интенсивность тепловыделения, желательно, чтобы минимальное значение зазора Х1 между проводящим элементом 14 и магнитами 12 было мало, насколько это практически возможно. Подобным же образом, в вариантах выполнения, в которых желательно обеспечить широкий диапазон изменяемости в интенсивности тепловыделения, желательно, чтобы диапазон возможных значений зазора Х1 между проводящим элементом 14 и магнитами 12 был относительно велик.
Зазор Х1 между проводником и магнитом является параметром, который
не зависит от скорости движения магнитов 12 относительно проводящего элемента 14, и, таким образом, не зависит от величины периодического изменения магнитного поля. Таким образом, интенсивность тепловыделения магнитного нагревателя 2 может быть отрегулирована путём изменения зазора Х1 между проводником и магнитом без изменения периода изменения магнитного поля.
Подобным же образом, зазор Х1 между проводником и магнитом не зависит от абсолютной напряжённости магнитного поля магнитов 12. Таким образом, величина производимого тепла для магнитного нагревателя 2 может быть отрегулирована путём изменения зазора Х1 между проводником и магнитом без изменения абсолютной напряжённости магнитного поля магнитов 12. Что изменяется с изменением зазора Х1 между проводником и магнитом, среди прочего, так это амплитуда магнитного поля, которое действует на проводящий элемент 14. Интенсивность тепловыделения магнитным нагревателем 2 может быть отрегулирована во время тепловыделения путём регулировки зазора Х1 между проводником и магнитом.
Приводной механизм 26 для изменения зазора связан либо с магнитным блоком 20, либо с проводящим элементом 14, чтобы изменять зазор Х1 между ними. В других вариантах выполнения магнитный нагреватель 2 содержит отдельные приводные механизмы 26, связанные с магнитным блоком 20 и проводящим элементом 14. Такие устройства облегчают регулировку зазора Х1 между проводником и магнитом и, соответственно, облегчают регулировку интенсивности тепловыделения. В варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, приводной механизм 26 для изменения зазора использован для облегчения регулировки зазора Х1 между проводником и магнитом во время выработки тепла магнитным нагревателем 2.
Для использования в качестве приводного механизма 26 для изменения зазора могут быть использованы различные механизмы. В одном варианте выполнения, как схематически показано на фиг.ЭА и 9В, приводной механизм 26 является простым линейным приводным механизмом, присоединённым к проводящему элементу 14 для его перемещения к магнитному блоку 20 или от него, регулируя, таким образом, зазор между проводником и магнитом от Х1 до Х2.
В варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением,
приводной механизм 26 является ручным приводным механизмом, таким как винтовой механизм, управляемый поворачиваемой вручную рукояткой, но не ограничиваясь этим примером. В других вариантах выполнения приводной механизм 26 является механизированным механизмом, приводимым в движение электрически или гидравлически, но не ограничиваясь этим примером.
Если снова обратиться к фиг.7, то видно, что магнитный нагреватель 2, кроме того, содержит контроллер 38. Контроллер 38 находится в связи с приводным механизмом 26, чтобы контролировать зазор Х1 между проводником и магнитом. Контроллер 38 также находится в связи с валом 18, чтобы управлять скоростью движения магнитного блока 20 и, следовательно, магнитов 12, которые получают своё движение от вала 18, причем выход движущего устройства, приводящего в движение вал 18, может изменяться и управляться.
Возбудитель 34 текучей среды соединён с магнитным блоком 20, так что скорость работы возбудителя 34 текучей среды и, следовательно, скорость потока рабочей текучей среды вдоль канала 16 для рабочей среды, определяется скоростью движения магнитного блока 20.
Контроллер 38, изображенный на фиг.7, управляет, таким образом, интенсивностью тепловыделения путём управления зазором Х1 между проводником и магнитом, а также управляет скоростью потока рабочей среды путём управления скоростью работы возбудителя 34 рабочей среды. Управляя этими двумя параметрами независимо, можно также управлять температурой текучей среды, как описано ранее.
В качестве контроллера 38 могут быть использованы различные устройства, включая интегральные микросхемы, но не ограничиваясь ими. Контроллеры хорошо известны в технике и поэтому не описаны здесь подробно.
Хотя вариант выполнения, показанный на фиг.7, изображает контроллер 38, который сообщается с различными датчиками 40, 42, следует подчеркнуть, что это приводится только в качестве примера. В других вариантах выполнения контроллер 38 управляет работой магнитного нагревателя 2 без датчиков или получаемых от них данных. В вариантах выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, контроллер 38 содержит заложенные данные и/или
заранее рассчитанный алгоритм, основанный, среди прочего, на конструкции магнитного нагревателя 2 и работе подобных магнитных нагревателей 2. Контроллер 38 управляет магнитным нагревателем 2 для создания необходимых уровней выработки тепла, температуры текучей среды и/или скорости потока текучей среды, без необходимости использования активных датчиков для наблюдения за параметрами самого магнитного нагревателя 2.
Вариант выполнения, изображенный на фиг.7, содержит температурный датчик 40 для определения температуры среды, движущейся вдоль канала 16 для рабочей среды. Он содержит датчик 42 скорости потока текучей среды для определения скорости потока текучей среды в канале 16. Кроме того, он содержит датчик 44 привода для определения скорости, с которой магнитный блок 20 вращается валом 18. Контроллер 38 находится на связи с каждым из датчиков 40, 42 и 44.
На основе данных от датчиков 40, 42 и 44 контроллер 38 производит регулировку скорости магнитного блока 20, скорости возбудителя 34 рабочей среды и/или зазора Х1 между проводником и магнитом, чтобы управлять выработкой тепла, температурой текучей среды и/или потоком текучей среды.
Следует подчеркнуть, что расположение датчиков 40, 42, 44, как показано на чертеже, служит только примером. Для конкретного варианта выполнения нет необходимости вообще включать датчики или включать каждый из датчиков 40, 42 и 44, как показано на фиг.7. В других вариантах выполнения в дополнение или вместо показанных датчиков магнитный нагреватель 2 содержит другие датчики.
В одном варианте выполнения магнитный нагреватель 2 содержит дополнительный датчик, выполненный для определения зазора Х1 между магнитами 12 и проводящим элементом 14.
Для использования в магнитном нагревателе 2, в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения, могут быть использованы различные датчики, в зависимости от конкретного варианта магнитного нагревателя 2 и типа информации, которую он должен определять. Датчики известны в технике и далее они не описаны.
Фиг.10 является сечением вида сбоку магнитного нагревателя 4, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Проводящий элемент 14 содержит первую сторону 15а проводящего элемента и вторую
сторону 15b проводящего элемента. Первый магнитный блок 20а, содержащий первую обойму 22а и первые магниты 12а, имеет первый зазор ХЗ от первой стороны 15а проводящего элемента. Подобным же образом, второй магнитный блок 20Ь, содержащий вторую обойму и вторые магниты 12Ь, имеет второй зазор Х4 от второй стороны 15Ь проводящего элемента 14.
Первый и второй магнитные блоки 20а, 20Ь расположены, соответственно, вблизи первой и второй сторон проводящего элемента так, чтобы магниты, соответственно, 12а и 12Ь, находились на одной оси друг с другом, с образованием противолежащих пар на каждой стороне 15а, 15Ь проводящего элемента 14. В варианте выполнения, в котором первый и второй магнитный блоки 20а, 20Ь выполнены с возможностью перемещения, они могут перемещаться вместе или независимо так, чтобы удерживать пары магнитов в противоположных положениях.
Фиг.11 является частичным сечением варианта выполнения, показанного на фиг. 10, на котором к проводящему элементу 14 обращены различные полярности противолежащих магнитов 12а, 12Ь, чтобы создать заданный градиент магнитного поля. В другом варианте выполнения (не показан) одинаковая полярность противолежащих магнитов 12а, 12Ь обращена к проводящему элементу 14, чтобы создать заданный градиент магнитного поля.
Фиг. 12 является поперечным сечением вида сбоку варианта выполнения многоступенчатого магнитного нагревателя 6, в соответствии с настоящим изобретением. Как и в варианте выполнения, показанном на фиг.1, вариант выполнения, изображенный на фиг. 10, может быть расширен путём использования дополнительных проводящих элементов 14 и магнитных блоков 20. Вариант выполнения, показанный на фиг. 12, содержит устройство с тремя проводящими элементами 14а-с и четырьмя магнитными блоками 20a-d. Заметим, что число проводящих элементов 14 и магнитных блоков 20 приведено только в качестве примера и что для конкретной цели может быть использовано другое их количество и другое их расположение. Возбудитель текучей среды показан примыкающим к проводящим элементам 14 и магнитным блокам 20.
Многоступенчатый магнитный нагреватель 6 содержит, кроме того, поддерживающую стяжку 90, соединяющую магнитные блоки 20a-d на одной оси в аксиальном направлении. Понятно, что работа магнитного нагревателя 6
будет эффективной, вне зависимости от того, приводятся во вращение валом 18 магнитные блоки 14a-d или проводящие элементы 14а-с.
Фиг.1 ЗА и 13В являются, соответственно, собранным и разобранным видами магнитного нагревательного устройства 8, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Магнитное нагревательное устройство 8 содержит задний корпус 94, первую торцевую пластину 91, корпус 92 нагревателя, магнитный нагреватель 6, вторую торцевую пластину 93, корпус 96 вентилятора и экран 97 воздухозабора.
Магнитный нагреватель 4, в соответствии с вариантом выполнения, изображенным на фиг. 10, содержит вал 18, первый магнитный блок 20а, проводящий элемент 14, второй магнитный блок 20Ь и возбудитель 34 текучей среды. Первый и второй магнитные блоки 20а, 20Ь содержат магниты 12. Проводящий элемент 14 расположен между первым и вторым магнитными блоками 20а, 20Ь коаксиально с ними. Проводящий элемент 14 связан с валом 18 и выполнен с возможностью вращения относительно первого и второго магнитных блоков 20а, 20Ь. Вал 18 выполнен с возможностью соединения с источником энергии 103.
Задний корпус 94 связан с первой торцевой пластиной 91, причём оба они выполнены с отверстиями для прохождения через них вала 18. Первая торцевая пластина связана с корпусом 92 нагревателя, ограничивающим объём, выполненный для содержания первого и второго магнитных блоков 20а, 20Ь и проводящего элемента 14. Вторая торцевая пластина 93 соединена с корпусом 92 нагревателя, ограничивающим сторону объёма. Корпус 92 нагревателя содержит выпускное отверстие 102 для текучей среды. Вторая торцевая пластина 93 содержит второе отверстие 95, ограничивающее часть канала текучей среды. Возбудитель 34 текучей среды присоединён к валу 18 и расположен вблизи второй торцевой панели 93 на стороне, противоположной второму магнитному блоку 20Ь. Корпус 96 вентилятора соединён со второй торцевой панелью 93, заключая возбудитель 34 текучей среды между ними. Корпус 96 вентилятора ограничивает впускное отверстие 87 текучей среды, ограничивающее часть канала для текучей среды. Экран 97 для воздухозабора присоединён к корпусу 96 вентилятора, закрывая впускное отверстие 87 текучей среды.
Канал для текучей среды ограничен впускным отверстием 87 текучей
среды, возбудителем 34 текучей среды, отверстием 95 второй торцевой пластины, корпусом 92 нагревателя и выпускным отверстием 102 текучей среды. Текучая среда втягивается во впускное отверстие 87 текучей среды благодаря вращению возбудителя 34 текучей среды. Возбудитель 34 текучей среды направляет текучую среду через отверстие 95 во второй торцевой пластине и заставляет её циркулировать мимо проводящего элемента 14 в корпусе 92. Корпус 92 нагревателя направляет текучую среду к выпускному отверстию 102 текучей среды.
Магнитное нагревательное устройство 8, кроме того, содержит блок 103 регулировки зазора, содержащий рукоятку 99, резьбовой разделитель 105, имеющий первый конец 108 разделителя и второй конец 109 разделителя, первый удерживающий соединитель 107 и второй удерживающий соединитель 106. Первый удерживающий соединитель 107 расположен вблизи первого магнитного блока 20а, а второй удерживающий соединитель 109 расположен вблизи второго магнитного блока 20Ь. Резьбовой разделитель 105 расположен между первым и вторым магнитным блоками 20а, 20Ь, причём первый конец 108 разделителя соединён с первым удерживающим соединителем 107. Второй конец 109 разделителя проходит через второй удерживающий соединитель 106 и присоединен к рукоятке 99. Поворот рукоятки 99 в одну сторону уменьшает зазор между первым и вторым магнитным блоками 20а, 20Ь. Поворот рукоятки 99 в противоположном направлении увеличивает расстояние между первым и вторым магнитными блоками 20а, 20Ь.
Фиг.14А и 14В являются, соответственно, разобранным видом и поперечным сечением магнитного нагревательного устройства 7, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Магнитное нагревательное устройство 7 содержит вентилятор 199 и магнитный нагреватель 3. Вентилятор 199 содержит опору 191 для двигателя, двигатель 103, корпус 196 вентилятора, вентилятор 134, рукав 192 корпуса вентилятора и экран 197 воздухозабора. Магнитный нагреватель 3 содержит магнитный блок 20 и проводящий элемент 14, который является элементом вентилятора 134, как описано ниже.
Специалисты в области вентиляции признают, что вентилятор 199 является по существу известной конструкцией беличьего колеса. Корпус 196 вентилятора ограничивает кольцевой объём 195, находящийся в проточном
сообщении с осевым впускным отверстием 193 и тангенциальным выпускным отверстием 194.
Вентилятор 134 содержит лопасти 198, присоединённые к проводящему элементу 14. Проводящий элемент 14 имеет вид пластины в форме диска, по существу той же конфигурации, что и вариант выполнения, изображенный на фиг.З. Магнитный блок 20 также имеет по существу такую же конфигурацию, что и вариант выполнения, изображенный на фиг.З. Магнитный блок 20 имеет осевое отверстие 23 для вала. Магнитный блок 20 расположен коаксиально в кольцевом объёме 195. Вентилятор 134 расположен коаксиально в кольцевом объёме 195 так, что проводящий элемент 14 вентилятора 134 расположен коаксиально и вблизи магнитного блока 20. Рукав 192 корпуса вентилятора присоединён к корпусу 196 вентилятора около осевого впускного отверстия 193, расположенного коаксиально и вблизи вентилятора 134 и направляет воздух от впускного отверстия 193 к вентилятору 134. Экран 197 воздухозабора присоединён к корпусу вентилятора так, чтобы закрывать осевое впускное отверстие.
Понятно, что в других вариантах выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, рукав 192 корпуса вентилятора выполнен за одно целое с корпусом 196 вентилятора, принимая во внимание предпочтительную конфигурацию.
Опора 191 двигателя соединена с корпусом 196 вентилятора, а двигатель 103 соединён с опорой двигателя так, что вал 18 двигателя 103 расположен коаксиально с магнитным блоком 20 и вентилятор 134 выступает в кольцевой объём 195. Вал 18 выступает в кольцевой объём 195, проходя через отверстие 23 для вала в магнитном блоке 20, и присоединен к проводящему элементу 14 так, чтобы во время работы вращать проводящий элемент 14 и, следовательно, вентилятор 134. Магнитный блок 20 присоединён и прикреплён к корпусу 196 вентилятора. При работе проводящий элемент 14 вращается относительно неподвижного магнитного блока 20, благодаря чему проводящий элемент 14 нагревается вследствие индукционного нагрева от изменяющегося во времени магнитного потока, возбуждаемого магнитным блоком 20.
Очевидно, что в других вариантах выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, двигатель 103 установлен в корпусе 196 вентилятора любым подходящим способом, исходя из конструктивных
соображений.
При работе воздух втягивается в осевое впускное отверстие 193, направляясь рукавом 192 корпуса вентилятора, посредством вентилятора 134. Воздух проходит над проводящим элементом 14, где тепло, созданное магнитным нагревателем 3, передаётся воздуху. Нагретый воздух затем выпускается из тангенциального выпускного отверстия 194. В других вариантах выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, лопасти 198 вентилятора действуют в качестве теплоотводов для передачи тепла от проводящего элемента 14 к воздуху.
Фиг.15 является видом спереди магнитного нагревателя 9, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Фиг. 16 является поперечным сечением вида сбоку магнитного нагревателя, изображенного на фиг.15, вдоль линии 16-16. Магнитный нагреватель 9 содержит проводящие блоки 50а, 50а-Ь и магнитные блоки 60, бОа-с, близко расположенные напротив друг друга в чередующейся конфигурации, на одной оси вокруг вала 18. Каждый из магнитных блоков 60 соединён с валом 18 так, что магнитные блоки 60 вращаются относительно проводящих блоков 50, когда вал вращается.
Понятно, что в других вариантах выполнения магнитный нагреватель 9 может содержать один или несколько магнитных блоков 60, пригодных для конкретной цели. В качестве примера, но, не являясь ограничением, магнитный нагреватель может иметь один проводящий блок 50 и один магнитный блок 60, один проводящий блок 50 и два магнитных блока 60, по одному магнитному блоку 60 на каждой стороне проводящего блока 50, один магнитный блок 60 и два проводящих блока 50, по одному проводящему блоку 50 на каждой стороне магнитного блока 60, а также комбинации перечисленного выше. Можно понять, что количество тепла на выходе зависит от числа проводящих блоков 50 и магнитных блоков 60 и что магнитный нагреватель обеспечивает модульный подход для обеспечения количества тепла на выходе.
Фиг. 17 является частичным подробным разрезом поперечного сечения вида сбоку, показанного на фиг. 16. Магнитный блок 60 содержит один или несколько магнитов 12 и вмещает один или несколько магнитов 12 в тесной близости к проводящему блоку 50.
Фиг. 18 является частично разобранным видом магнитного нагревателя 9, изображенного на фиг. 15-17. Магнитный нагреватель 9 содержит первый и
второй проводящие блоки 50а-Ь, чередующиеся с первым, вторым и третьим магнитными блоками бОа-с. Проводящие блоки 50а-Ь и магнитные блоки бОа-с расположены на валу 18, который сам поддерживается парой подшипников 72. Проводящие блоки 50а-Ь и магнитные блоки бОа-с разнесены на заданное расстояние и удерживаются вместе как одна сборка посредством втулок 70, шайб 71 и подшипников 72. Магнитный нагреватель 9 выполнен так, что магнитные блоки бОа-с присоединены к валу 18 и вращаются относительно проводящих блоков 50а-Ь, когда вал 18 вращается.
Фиг. 19 является перспективным видом магнитного блока 60 в разобранном виде магнитного нагревателя 9, изображенного на фиг.15. Магнитный блок 60 содержит магнитную пластину 61 по существу в виде круглого диска. На поверхности пластины 61 для магнитов на заданном расстоянии от окружной кромки 69 магнитной пластины расположены гнёзда 62 для магнитов, выполненные для по меньшей мере частичного размещения по меньшей мере одного магнита 12. Магниты 12 удерживаются в гнёздах 62 для магнитов с помощью удерживающих пластин 63. Удерживающие пластины 63 имеют отверстия 66 для крепления, выполненные для пропускания через них подходящих креплений 64. Отверстия 66 для крепления отцентрованы с резьбовыми каналами 67, расположенными в магнитной пластине 61. Удерживающие пластины 63 скрепляют магниты 12 и магнитную пластину 61 для удержания магнитов 12 в соответствующих гнёздах 62 для магнитов.
Если снова обратиться к фиг. 17, видно, что удерживающие пластины 63 содержат гнёзда 68, дополнительные к гнёздам 62 для магнитов и выполненные для вмещения в них по меньшей мере одного магнита 12. В других вариантах выполнения либо гнёзда 62 для магнитов, либо гнёзда 68 в удерживающих пластинах выполнены так, чтобы вмещать магнит 12 целиком; в этом случае, соответственно, либо удерживающая пластина 63, либо магнитная пластина 61 содержат по существу плоскую поверхность для размещения магнита 12.
Магнитная пластина 61 дополнительно содержит центральное отверстие 65 для вала, выполненное для пропускания через него вала.
Понятно, что в других вариантах выполнения магнитный блок 60 может содержать один или несколько магнитов, подходящих для конкретной цели. Магнит 12 обеспечивает изменяющийся во времени магнитный поток на
проводящем блоке 50, когда выполняется движение магнита 12 относительно проводящего блока 50. Такой магнитный поток может быть обеспечен одним или несколькими магнитами 12. Кроме того, размер и форма магнита 12 могут быть выбраны такими, чтобы обеспечить заданную плотность магнитного потока, подходящую для данной цели. В других вариантах выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, существует много рядов магнитов 12, разнесённых в радиальном направлении от отверстия 65 для вала.
Кроме того, понятно, что в других вариантах выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, магнитный блок 60 может принимать другие формы, подходящие для конкретной цели, для приведения магнитов 12 в тесную близость с проводящим блоком 50. Магниты 12 могут быть соединены с пластиной для магнитов другими средствами крепления, включая защёлки, приклеивание, покрытия, с удерживающей пластиной 61, или без неё, но не ограничиваясь этими средствами. В вариантах выполнения, в которых магнитный блок 60 вращается, средства удерживания магнитов 12 на магнитной пластине 61 должны выдерживать силы, стремящиеся отсоединить и сбросить магниты 12 с магнитной пластины 61.
Фиг.20 является перспективным видом проводящего блока 50 в разобранном виде магнитного нагревателя 9, изображенного на фиг.15. Проводящий блок 50 содержит пару проводящих пластин 52а, 52Ь, удерживаемых около наружной кромки 55 в герметичном соединении обоймой 51. По меньшей мере одна пара проводящих пластин 52а, 52Ь содержит электрически проводящий материал, пригодный для конкретной цели, выполненный для возбуждения вихревых токов в проводящей пластине 52а, 52Ь, когда та подвергается воздействию изменяющегося во времени магнитного потока, что приводит к нагреву проводящей пластины 52а, 52Ь.
Обойма 51 выполнена для удерживания проводящих пластин 52а, 52Ь, обращенных друг к другу и отстоящих друг от друга на заданном расстоянии, ограничивая между ними пространство 56 для текучей среды. Прокладка 59 герметизирует наружную кромку 55 проводящих пластин 52а, 52Ь так, что текучая среда удерживается внутри пространства 56. Предполагается, что обеспечены подходящие средства для герметизации, такие как сварка, различные виды пайки, обойма 51, покрытия, но не ограничиваясь этими средствами, а также упругие герметизирующие элементы, такие как "О
образное кольцо" и прокладка, но, не ограничиваясь ими.
Каждая проводящая пластина 52а, 52Ь имеет отверстие 53 для втулки, выполненное для размещения в нем втулки 70. Герметизация 54 отверстия для втулки вокруг отверстия 53 для втулки предназначена для соединения проводящих пластин 52а, 52Ь около отверстия 53 для втулки и обеспечения герметичного соединения между пластинами, чтобы удерживать текучую среду в пространстве 56 для текучей среды.
Если обратиться снова к фиг.15 и 18, то видно, что проводящий блок 50 дополнительно содержит впускное отверстие 57 для текучей среды и выпускное отверстие 58 для текучей среды, находящиеся в проточном сообщении с пространством 56 для текучей среды. На фиг.20 можно видеть, что впускное отверстие 57 для текучей среды и выпускное отверстие 58 являются элементом одной или обеих проводящих пластин 52а, 52Ь. Проводящий блок 50 выполнен так, что текучая среда может проходить между впускным отверстием 57 для текучей среды, пространством 56 для текучей среды и выпускным отверстием 58 для текучей среды так, что этого оказывается достаточно для обеспечения эффективной передачи тепла от проводящих пластин 52а, 52Ь к текучей среде, когда проводящие пластины 52а, 52Ь нагреваются во время работы.
Фиг.21 является блок-схемой системы 100 для выработки тепла, приводимой в движение двигателем, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Система 100 для выработки тепла, приводимая в движение двигателем, обеспечивает тепло для внешнего использования посредством рабочей текучей среды, подводимой к подходящему внешнему теплообменнику 126, как описано ниже. Система 100 для выработки тепла, приводимая в движение двигателем, содержит двигатель внутреннего сгорания 110, магнитный нагреватель 9, такой как описан в связи с вариантом выполнения, показанном на фиг. 18, но не ограничиваясь этим вариантом, и систему 130 для работы с текучей средой. Приводное соединение двигателя 110 приводит в движение или вращает магнитные блоки 60 в магнитном нагревателе 9, что, в свою очередь, нагревает проводящие пластины 52а, 52Ь и рабочую текучую среду, протекающую в проводящих блоках 50.
Система 130 для работы с текучей средой содержит систему 120 для работы непосредственно с рабочей текучей средой, систему 112 охлаждения двигателя, и систему 129 выхлопа. Система 120 для работы с рабочей текучей
средой содержит резервуар 121 для текучей среды, устройство 122 управления магистралью, теплообменник 123 для выхлопа, теплообменник! 24 для охлаждения, и один или более циркуляционных насосов 127, причем все находящиеся в проточном сообщении и выполненные для циркуляции рабочей среды в системе. Устройство управления потоком в магистрали выполнено для направления рабочей текучей среды к магнитному нагревателю 9, теплообменнику 123 выхлопа, и теплообменнику 124 для охлаждения.
Тепло, вырабатываемое магнитным нагревателем 9, передаётся рабочей текучей среде внутри магнитного нагревателя 9. Рабочая среда собирается в резервуаре 121 для текучей среды и либо снова направляется через магистральное устройство управления 122, либо направляется к внешнему теплообменнику 126 по внешней магистрали 125, или по их комбинации. Внешняя магистраль 125 обеспечивает один или несколько теплоотводов для снабжения нагретой рабочей средой и возвращения охлаждённой рабочей текучей среды к одному или нескольким внешним теплообменникам 126 или от них.
Система 112 охлаждения двигателя содержит резервуар 114 для охлаждающей среды, находящийся в проточном сообщении с двигателем 110 и теплообменником 124 для охлаждения. Охлаждающая текучая среда циркулирует внутри двигателя 110, где тепло от двигателя передаётся охлаждающей текучей среде и, следовательно, затем передаётся рабочей текучей среде в охлаждающем теплообменнике 124. Таким образом, тепло от двигателя 110, так же как и тепло от магнитного нагревателя 9, используют для нагрева рабочей текучей среды.
Двигатель 110 создаёт горячий выхлопной газ как продукт сгорания, который направляется из двигателя 110 по выхлопной магистрали 128. Выхлопная система 129 содержит теплообменник 123 выхлопа, который находится в проточном сообщении с выхлопной магистралью 128 и передает тепло от выхлопа двигателя 110 рабочей текучей среде. Таким образом, тепло от выхлопа, так же как и тепло от магнитного нагревателя 9 используют для нагрева рабочей текучей среды.
Система 100 выработки тепла, приводимая в движение двигателем, следовательно, использует тепло от конструкции и тепло от выхлопа двигателя 110, чтобы соединить его с теплом от магнитного нагревателя 9 для
эффективного получения нагретой рабочей текучей среды для использования во внешних приложениях.
Понятно, что может быть использовано много разных конструкций системы выработки тепла, приводимой в движение двигателем, в зависимости от инженерных конструкторских предпочтений и ограничений. Фиг.22 является блок-схемой другой системы 200 выработки тепла, приводимой в движение двигателем, в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения. Система 200 для выработки тепла, приводимая в движение двигателем, содержит двигатель 110 внутреннего сгорания, магнитный нагреватель 9, такой как описан в связи с вариантом выполнения, изображенном на фиг. 18, но не ограничиваясь этим вариантом, и систему 230 для работы с текучей средой. Конструкция и работы системы по существу такие же, как и в варианте выполнения, показанном на фиг.21, но этот вариант выполнения содержит двигатель 110 с двумя выхлопными магистралями 128А, 128В, двумя выхлопными теплообменниками 123А, 123В, находящимися в проточном сообщении с соответствующими выхлопными магистралями 128А, 128В, и отдельными внешними магистралями: подающей магистралью 125А и возвратной магистралью 125В.
Приложения для использования тепла, создаваемого системой 100, 200 выработки тепла, приводимой в движение двигателем, очень обширны. Рабочая текучая среда, нагретая до заданной температуры, подходит для конкретной цели. Предполагается, что большинство приложений, которые используют передачу тепла через теплообменник, питаемый нагретой рабочей текучей средой, будут пригодны для использования системы 100, 200 выработки тепла, приводимой в движение двигателем.
В варианте выполнения, в соответствии с настоящим изобретением, нагретая рабочая текучая среда проходит через теплообменник, который является частью системы принудительной вентиляции для снабжения здания нагретым воздухом. В другом варианте выполнения рабочая текучая среда проходит через шланги, которые выложены на земле и укрыты покрытием, так чтобы оттаивать замёрзшую землю для работы экскаватора. Ещё в одном приложении рабочую текучую среду пропускают через теплообменник системы снабжения горячей водой, которая погружена в бак с водой, чтобы нагревать воду для дальнейшего использования. Это только некоторые из обширного
числа примеров, где может быть использована система 100, 200 выработки тепла, приводимая в движение двигателем.
Система 100, 200 выработки тепла, приводимая в движение двигателем, имеет значительно лучшую эффективность по сравнению с обычными магнитными нагревателями, за счёт использования тепла, взятого от двигателя внутреннего сгорания при выхлопе, и тепла, полученного от системы охлаждения двигателя, которое добавляется к теплу, созданному магнитным нагревателем.
Хотя конкретные варианты выполнения показаны и описаны здесь для целей описания предпочтительного варианта выполнения, для специалистов понятно, что может быть использовано большое количество альтернативных и/или эквивалентных вариантов выполнения для достижения тех же целей, не отклоняясь от рамок настоящего изобретения. Специалистам также будет понятно, что настоящее изобретение может быть выполнено с широким разнообразием вариантов выполнения. Эта заявка предполагает охват любых адаптаций или изменений вариантов, обсуждённых здесь.
Специалисты также поймут, что возможны многие модификации и изменения в деталях, материалах, расположении частей и в действиях, которые были описаны и проиллюстрированы, чтобы объяснить природу этого изобретения, и что такие модификации и изменения не отклоняются от сущности и объема изобретения, определенных в формуле изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Магнитный нагреватель, содержащий: приводной вал;
один или несколько проводящих блоков, причём каждый проводящий блок содержит пару проводящих пластин, ограничивающих пространство между ними, предназначенное для текучей среды, которое находится в проточном сообщении с впускным отверстием для текучей среды и выпускным отверстием для текучей среды, выполненными для обеспечения протекания текучей среды через пространство для текучей среды, при этом по меньшей мере одна из проводящих пластин содержит электрически проводящий материал, предназначенный для возбуждения вихревых токов в указанной по меньшей мере одной проводящей пластине, когда та подвергается воздействию изменяющегося во времени магнитного потока; и
один или несколько магнитных блоков, содержащих один или несколько магнитов, причём каждый магнитный блок находится напротив соответствующего ему проводящего блока на заданном расстоянии, на одной оси вокруг приводного вала, при этом магнитный блок выполнен с обеспечением размещения указанных одного или нескольких магнитов в тесной близости от проводящего блока, каждый магнитный блок присоединён к приводному валу, выполненному так, что магнитный блок вращается относительно проводящего блока, когда приводной вал вращается, причем магнитный блок выполнен с возможностью возбуждения вихревых токов в проводящем блоке, когда происходит их относительное перемещение, а проходы для текучей среды выполнены для обеспечения передачи тепла от проводящих пластин к текучей среде, когда проводящие пластины нагреваются во время работы.
2. Магнитный нагреватель по п.1, в котором соседние магниты имеют противоположные полярности.
3. Магнитный нагреватель по п.1, содержащий первый и второй проводящие блоки, расположенные коаксиально в чередующемся порядке с первым, вторым и третьим магнитными блоками.
4. Магнитный нагреватель по п.1, в котором магнитный блок содержит: пластину для магнитов в виде по существу круглого диска, на одной
стороне которой на заданном расстоянии вблизи наружной кромки пластины расположены гнёзда для магнитов, выполненные с обеспечением по меньшей мере частичного размещения по меньшей мере одного магнита;
по меньшей мере один магнит, по меньшей мере частично расположенный в каждом гнезде для магнитов; и
по меньшей мере одну удерживающую пластину, присоединенную к пластине для магнитов, соединяя магнит с гнездом для магнита.
5. Магнитный нагреватель по п.4, в котором удерживающие пластины имеют отверстия для крепления, выполненные для пропускания через них крепления, причём отверстия для крепления выполнены на одной оси с резьбовыми каналами, расположенными в пластине для магнитов.
6. Магнитный нагреватель по п.4, в котором удерживающая пластина имеет гнёзда, взаимодополняющие по форме гнёзда магнитной пластины и предназначенные для размещения по меньшей мере части по меньшей мере одного магнита.
7. Магнитный нагреватель по п.4, в котором магнитные гнёзда выполнены для размещения магнита целиком, а удерживающая пластина имеет по существу плоскую поверхность для удержания магнита в гнезде.
8. Магнитный нагреватель по п.4, в котором магнитный блок содержит: магнитную пластину в виде круглого диска; и
по меньшей мере одну удерживающую пластину, присоединённую к магнитной пластине и имеющую одно или несколько магнитных гнёзд, расположенных на одной стороне удерживающей пластины, при этом гнездо на удерживающей пластине предназначено для размещения магнита, и по меньшей мере один магнит расположен внутри каждого магнитного гнезда.
9. Магнитный нагреватель по п.1, в котором магнитные пластины дополнительно имеют центральное отверстие для вала, выполненное для пропускания через него приводного вала.
10. Магнитный нагреватель по п.1, который содержит пару проводящих пластин, удерживаемых около наружной кромки в герметичном соединении, при этом каждая проводящая пластина имеет отверстие для втулки, выполненное для расположения в нем втулки, уплотнение втулки, выполненное вокруг отверстия для втулки и предназначенное для герметичного соединения проводящих пластин, чтобы удерживать текучую среду в пространстве для
текучей среды.
11. Магнитный нагреватель по п.1, который содержит пару проводящих пластин, удерживаемых около наружной кромки в герметичном соединении посредством обоймы, которая предназначена для удержания проводящих пластин напротив друг друга на заданном расстоянии, ограничивая между ними пространство для текучей среды, при этом обойма предназначена для герметизации наружной кромки проводящих пластин так, что текучая среда удерживается внутри пространства для текучей среды, и каждая проводящая пластина имеет отверстие для втулки, выполненное для расположения в нем втулки, при этом имеется уплотнение втулки, выполненное вокруг отверстия и предназначенное для соединения проводящих пластин вокруг отверстия для втулки, а втулка предназначена для поддержания герметичного соединения между пластинами, чтобы удерживать текучую среду внутри пространства для текучей среды.
12. Система для выработки тепла, приводимая в движение двигателем, содержащая:
двигатель внутреннего сгорания, содержащий приводной вал;
магнитный нагреватель, содержащий по меньшей мере один проводящий блок и по меньшей мере один магнитный блок, находящийся в тесной близости напротив друг друга, в чередующейся последовательности с проводящими блоками, расположенными на одной оси вдоль оси приводного вала, при этом каждый магнитный блок соединён с приводным валом так, что когда приводной вал вращается, магнитный блок вращается относительно проводящих блоков и способен возбуждать вихревые токи в проводящем блоке, когда они перемещаются относительно друг друга;
систему управления текучей средой, при котором приводной вал двигателя вращает магнитные блоки в магнитном нагревателе, что, в свою очередь, нагревает проводящие пластины и рабочую текучую среду внутри канала для текучей среды в проводящих блоках, при этом система управления текучей средой содержит:
резервуар для текучей среды;
устройство управления потоком в магистрали, выполненное с возможностью направления текучей среды к каналу для текучей среды в магнитном нагревателе;
теплообменник выхлопа; и
теплообменник для охлаждения, в котором тепло от выхлопа двигателя передаётся текучей среде в теплообменнике выхлопа, тепло от системы охлаждения двигателя, содержащей резервуар с охладителем, передаётся текучей среде в теплообменнике для охлаждения, тепло, выработанное магнитным нагревателем, передаётся текучей среде, проходящей внутри магнитного нагревателя, при этом текучая среда снова собирается в резервуаре для текучей среды и либо направляется снова через устройство управления потоком в магистрали, либо направляется к внешнему теплообменнику по внешней магистрали, причём внешняя магистраль обеспечивает отвод текучей среды для подачи нагретой текучей среды и возвращения охлажденной текучей среды к внешнему теплообменнику и от него.
13. Система по п. 12, в которой магнитный блок содержит магниты и выполнен так, что магниты расположены в тесной близости от проводящего блока.
14. Система по п.12, в которой магнитный нагреватель содержит первый, второй и третий проводящий блоки в чередующемся расположении с первым, вторым, третьим и четвёртым магнитным блоками, причём проводящие блоки и магнитные блоки расположены на валу и разнесены друг от друга на заданное расстояние.
15. Система по п. 12, в которой магнитный блок содержит:
магнитную пластину в виде круглого диска, на одной стороне которой на заданном расстоянии вблизи ее наружной кромки расположены магнитные гнёзда, выполненные с обеспечением по меньшей мере частичного размещения по меньшей мере одного магнита;
по меньшей мере один магнит, по меньшей мере частично расположенный в каждом магнитном гнезде; и
по меньшей мере одну удерживающую пластину, прикреплённую к магнитной пластине с удержанием магнита внутри магнитного гнезда.
16. Система по п. 15, в которой удерживающие пластины имеют отверстия для крепления, выполненные для пропускания подходящих креплений через отверстия, причем отверстия для крепления расположены на одной оси с резьбовыми каналами, расположенными в магнитной пластине.
17. Система по п.15, в которой удерживающая пластина имеет гнёзда для магнитов, взаимодополняющие по форме гнёзда для магнитов в магнитной пластине и предназначенные для размещения по меньшей мере части по меньшей мере одного магнита.
18. Система по п. 15, в которой магнитные гнёзда выполнены для размещения магнита целиком, а удерживающая пластина имеет по существу плоскую поверхность для удержания магнита.
19. Система по п.15, в которой гнёзда в удерживающей пластине предназначены для размещения магнита целиком, а магнитная пластина имеет по существу плоскую поверхность для удержания магнита.
20. Система по п. 13, в которой магнитные пластины дополнительно имеют центральное отверстие для вала, предназначенное для пропускания через него вала.
21. Система по п.12, в которой проводящий блок содержит пару проводящих пластин, удерживаемых около наружной кромки в герметичном соединении посредством обоймы, причём проводящие пластины содержат электрически проводящий материал, способный возбуждать вихревые токи в проводящей пластине при воздействии изменяющегося во времени магнитного потока, обойма предназначена для удержания проводящих пластин друг против друга на заданном расстоянии друг от друга, ограничивая пространство для текучей среды между ними, причём обойма герметизирует наружную кромку проводящих пластин так, что текучая среда удерживается внутри пространства для текучей среды, каждая проводящая пластина имеет отверстие для втулки, чтобы размещать в нём втулку, и имеется уплотнение отверстия для втулки, выполненное для соединения проводящих пластин вокруг отверстия для втулки, при этом втулка поддерживает герметичное соединение между пластинами, чтобы удерживать текучую среду в пространстве для текучей среды.
22. Магнитный нагреватель по п.21, в котором проводящий блок дополнительно содержит впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстие для текучей среды и выполнен с обеспечением прохождения текучей среды в пространстве для текучей среды так, что текучая среда может проходить между впускным отверстием для текучей среды и выпускным отверстием для текучей среды в количестве, достаточном для обеспечения
передачи тепла от проводящих пластин к текучей среде по мере того, как проводящие пластины нагреваются во время работы.
23. Блок магнитного нагревателя, содержащий:
вентилятор, содержащий двигатель, корпус вентилятора и собственно вентилятор; и
магнитный нагреватель, содержащий магнитный блок, причем корпус вентилятора ограничивает кольцевой объём, находящийся в проточном сообщении с осевым впускным отверстием и тангенциальным выпускным отверстием, а собственно вентилятор содержи лопасти, присоединённые к проводящему элементу, причем магнитный блок имеет осевое отверстие для вала и расположен коаксиально с кольцевым объёмом, собственно вентилятор расположен коаксиально с кольцевым объёмом так, что проводящий элемент вентилятора расположен коаксиально с магнитным блоком вблизи него, двигатель присоединён к корпусу вентилятора так, что вал двигателя расположен коаксиально с магнитным блоком, а собственно вентилятор проходит в кольцевой объём, при этом вал проходит в кольцевой объём, проходя через отверстие для вала в магнитном блоке, и функционально соединен с проводящим элементом с обеспечением вращения проводящего элемента во время работы, при этом магнитный блок присоединён к корпусу вентилятора и закреплён на нем.
24. Магнитный нагреватель по п.23, в котором лопасти вентилятора выполнены с возможностью работы в качестве теплоотводов для передачи тепла от проводящего элемента к воздуху.
Производные тепла с помощью магнитов
Фиг. 1
Производные тепла с помощью магнитов
Производные тепла с помощью магнитов
Фиг. 3
Производные тепла с помощью магнитов
Фиг. 4
Производные тепла с помощью магнитов
Фиг. 5
Производные тепла с помощью магнитов
Фиг. 6
Производные тепла с помощью магнитов
Фиг.7
Производные тепла с помощью магнитов
Фиг. 8
Производные тепла с помощью магнитов
Производные тепла с помощью магнитов
Фиг. 11
Производные тепла с помощью магнитов
Производные тепла с помощью магнитов
Фиг. 20
Насос
125-
129123
Теплообменник выхлопа
Управление потоком в магистрали
Сброс давления
Быстрое Соединение (5 отводов) I I I
5 4 з г i
124
Теплообменник охлаждения
128 Охладитель двигателя
Резервуар охладителя
ДВИГАТЕЛЬ
Выхлоп • двигателя
Приводной вал
114-
•110
Генератор тепла вихревых потоков
Внешний теплообменник
126
130
100
120
Фиг. 21
Фиг. 22