[发明专利]超导磁热器

说明书

超导磁热器的关键部件有磁力耦合制热系统和杜瓦保温系统。磁力耦合制热系统由转子和定子组成，转子和定子上一个装有电枢绕组，另一个装有感应盘或感应筒，转子和定子的相互作用可看作是相对旋转磁场和感应磁场的相互耦合，并因此实现能量转化，获得热能。磁力耦合制热系统使用电枢绕组励磁来形成相对旋转磁场，当电枢绕组通电励磁形成的磁场是方向稳定不变的磁场时，需要由动力驱动超导磁热器的转子转动，当电枢绕组使用交流电时，可由电枢绕组直接形成相对旋转磁场，通过对电枢绕组制成的转子或定子加装杜瓦外壳，利用液氮或液氦等低温物质进行冷却，形成超导环境或准超导环境，利用超导技术来形成强磁场，以此来形成大功率的制热设备。

技术领域

加热器、预热器、取暖器、供热供暖、新能源、节能减排、磁能利用。

背景技术

磁力耦合技术的发展，使能量转化变得简单而高效，超导磁热器正是利用磁力耦合技术将电能最终转化为热能。

本人先前曾提出永磁灶、永磁热水杯、风热器和电动磁热器等技术方案，可在中华人民共和国国家知识产权局检索，以供参考。

磁力耦合制热系统使用常导电磁制热时，系统效率低且很笨重。磁力耦合制热系统使用永磁制热时，系统虽很高效和简单实用，但由于现在磁性材料的技术限制，不能满足一些工况的制热需求。如何形成强磁场，是解决一些应用难题的关键，通过超导或准超导技术来获得一定强度的磁场，正是本专利申请所描述的关键所在。

发明内容

本发明针对加热和预热技术，提出了超导磁热器的解决方案，以此来满足一些宇航推进、军民用装备的动力推进和大型工业装备中的加热预热部件的应用需求。

超导磁热器的关键部件有磁力耦合制热系统和杜瓦保温系统，磁力耦合制热系统由转子和定子组成，转子和定子产生磁力耦合实现能量转化，转子和定子上一个装有电枢绕组，另一个装有感应盘或感应筒，电枢绕组用来形成相对旋转磁场，感应盘或感应筒用来形成感应磁场，转子和定子的相互作用可看作是相对旋转磁场和感应磁场的相互耦合，并因此实现能量转化，获得热能。

根据磁力耦合制热系统的磁力耦合面的位置不同，超导磁热器可分为盘式超导磁热器、筒式超导磁热器和混合式超导磁热器。

磁力耦合面为相对旋转磁场和感应磁场相互耦合的理论假设中性面，磁力耦合面位于转子和定子之间，超导磁热器的磁力耦合制热系统的转子和定子中一个装有电枢绕组，另一个装有感应盘或感应筒，转子和定子的相互作用可看作是相对旋转磁场和感应磁场的相互作用。

附图说明

图1所示为超导磁热器的一种结构方案，采用盘式结构，图中标号1为杜瓦保温外壳，标号2为隔热屏障，3为转子，5为定子，此种方案的定子5中采用电枢绕组励磁形成相对旋转磁场，转子3中装配有感应盘。电机4驱动转子3，致使转子3和定子5组成的磁力耦合制热系统制热，转子3中的感应盘为发热部件。

图2所示为超导磁热器的另一种结构方案，与图1所示方案的区别是此种方案的转子3中采用电枢绕组励磁形成相对旋转磁场，定子5中采用感应盘，并采用高速回转导电接头6来保证电路的动静连接。电机4驱动转子3，致使转子3和定子5组成的磁力耦合制热系统制热，定子5中的感应盘为发热部件。

图3所示为超导磁热器的又一种结构方案，是图1所示方案的一种变形，用一个电机4同时驱动两组转子3和定子5组成的磁力耦合制热系统。