一种组装方便的紧凑型磁热单元的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种组装方便的紧凑型磁热单元，包括基座、转子、定子和动力轴，基座设置有安装转子的安装腔，转子转动安装在安装腔内部；转子包括硬磁和固定硬磁的硬磁固定座，硬磁设置多组，多组硬磁分别错位安装在硬磁固定座两侧；硬磁固定座两侧还设置有环形凹槽，硬磁固定在环形凹槽上侧或下侧；定子分别设置在硬磁固定座两侧，定子包括软磁和固定软磁的软磁固定座，软磁固定座一端固定连接基座内侧壁，另一端嵌入硬磁固定座侧面，软磁置于环形凹槽中设置，硬磁固定设置在软磁的上侧或下侧。本发明公开的磁热单元结构紧凑，工作稳定，动力输出效率高，同时生产组装方便，适合大规模生产应用。
【专利说明】一种组装方便的紧凑型磁热单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磁热机部件，尤其涉及的是一种用于磁热机的组装方便的紧凑型磁热单元。
【背景技术】
[0002]磁热机是一种将热能转化成磁能，再利用磁能转化成机械能对外做功的热能利用装置，一般包括安装有软磁的定子和安装有硬磁的转子，利用热源和能源交替的改变定子中软磁的温度，使定子内部的软磁通过磁力驱动转子(硬磁)转动，对外做功，例如申请号为201310321824.4的发明专利公开的磁热系统。
[0003]但是申请号为201310321824.4的发明专利公开的磁热系统的转子和定子之间具有一定的距离，紧密性差，软磁与硬磁之间的磁作用被削弱，定子驱动转子转动的效果较差。另外，磁热单元所占体积大，空间利用率低。最后，这种结构的磁热单元包含的部件数量多，不适合大规模生产，同时组装时错误率高，组装效率低。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种组装方便的紧凑型磁热单元，旨在解决传统的磁热单元安装复杂，紧凑性差的技术问题。
[0006]本发明的技术方案如下:一种组装方便的紧凑型磁热单元，包括基座、转子、定子和动力轴，其中，所述基座设置有安装转子的安装腔，所述转子转动安装在安装腔内部；
所述转子包括硬磁和固定硬磁的硬磁固定座，所述硬磁设置多组，多组硬磁分别错位安装在硬磁固定座两侧；所述硬磁固定座两侧还设置有环形凹槽，每一组硬磁包括固定设置在环形凹槽上侧的第一硬磁和固定设置在环形凹槽下侧的第二硬磁；
所述定子分别设置在硬磁固定座两侧，定子包括软磁和固定软磁的软磁固定座，所述软磁固定座一端固定连接基座内侧壁，另一端嵌入硬磁固定座侧面，软磁置于环形凹槽中设置，第一硬磁和第二硬磁固定设置在软磁的上侧和下侧；所述第一硬磁的底面和第二硬磁的顶面的磁通量相等，对软磁的磁力作用相等，所述软磁固定座与硬磁固定座无接触设置；
所述动力轴穿过基座中心和硬磁固定座中心，动力轴与硬磁固定座连接；所述基座外接有冷源和热源，所述冷源和热源交替调节软磁的温度，使软磁周期性吸合硬磁驱动转子转动，从而带动动力轴转动对外输出动力。
[0007]所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其中，所述第一硬磁和第二硬磁均设置成瓦状结构，第一硬磁和第二硬磁均水平设置，第一硬磁的底面和第二硬磁的顶面与软磁周期吸合。
[0008]所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其中，所述硬磁固定座上，同一侧面任意相邻的两个硬磁组之间挖空形成凹腔设置。[0009]所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其中，所述软磁固定座设置成与环形凹槽嵌合的环形状结构，所述软磁固定座上设置有固定安装软磁的软磁腔，各软磁腔导通设置。
[0010]所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其中，所述软磁固定座设置成单端封闭式圆环结构，软磁固定座的开口端与基座内侧面固定连接，软磁固定座的封闭端嵌入硬磁固定座的环形凹槽中，与硬磁固定座无接触设置。
[0011]所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其中，所述基座内侧面设置有固定安装软磁固定座的凹槽，软磁固定座的开口端嵌入凹槽内固定设置。
[0012]所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其中，所述软磁设置成瓦状结构。
[0013]所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其中，所述基座包括结构相同的第一部件和第二部件，所述第一部件设置有凹孔，所述第二部件设置有凸块，所述凸块插入凹孔固定设置，第一部件和第二部件组合形成安装转子的安装腔。
[0014]本发明的有益效果:本发明通过重新合理的设置了磁热单元的结构，使磁热单元的结构更加紧凑，硬磁设置成平面放置的瓦状结构，软磁置于第一硬磁和第二硬磁之间，提高了硬磁和软磁吸附面，增强两者的吸附效果，同时转子与定子或转子与基座均不发生接触，转子转动时无摩擦转动，极大的提高了磁热单元的输出效率；本发明重新设置了转子的结构，硬磁固定座采用一体成型的注塑件，生产组装便捷。本发明的磁热单元结构改变了原有的磁热单元结构五金部件较多，精度要求高，加工组装繁琐的技术问题，简化了磁热单元的结构，使磁热单元的生产组装更加方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明中组装方便的紧凑型磁热单元的结构示意图。
[0016]图2是本发明磁热单元的爆炸图。
[0017]图3是硬磁固定座的结构示意图。
[0018]图4是第一硬磁和第二硬磁的结构示意图。
[0019]图5是软磁固定座的结构示意图。
[0020]图6是软磁固定座嵌入硬磁固定座的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
[0022]本发明公开了一种组装方便的紧凑型磁热单元，其结构如图1所示，图2为其结构的爆炸图，本发明公开的这种磁热单元结构与传统的磁热单元结构(例如申请号为201310321824.4的发明专利所公开的磁热单元结构)一样，都包括基座、转子、定子和动力轴，动力轴500与转子通过单向轴承连接，其工作原理相同:通过外界冷源和热源交替的对定子中的软磁进行制冷和加热，使其磁性反复变化，对转子中的硬磁产生周期的吸合作用，驱动转子转动，带动动力轴转动对外输出动力。不同的是，本发明重新设置了磁热单元各部件的结构，优化了磁热单元的整体结构，同时提高了磁热单元的输出效率。
[0023]具体的，如图1和图2所示，基座100设置有安装腔110，转子200置于安装腔110内部，转子200转动设置。其中，转子200包括硬磁和固定硬磁的硬磁固定座210，硬磁固定座210的结构参见图3(图中没有画出硬磁)。在硬磁固定座210上，硬磁设置多组，分别错位设置在硬磁固定座210的两侧，固定安装在硬磁固定腔211内。在硬磁固定座210的两侧面还设置有环形凹槽212，该定子嵌入环形凹槽212内部与转子配合设置。实际应用中，定子300包括软磁310 (图1没画出，具体参见图2和图6)和固定软磁310的软磁固定座320，软磁固定座320设置成与环形凹槽212配合设置的环形状结构(参见图5)，软磁固定座320 一端封闭，嵌入环形凹槽212内部，另一端开口，与基座固定连通设置。软磁固定座320上设置有多个固定软磁的软磁腔321，具体的，各软磁腔321的等距设置，软磁腔321的数量与硬磁固定座一侧的硬磁固定腔211数量相同。定子300分别固定对称的设置在转子200两侧，定子300嵌入转子200设置，由于硬磁固定座两侧硬磁错位设置，即假设硬磁固定座一侧的硬磁在某一时刻与该侧的软磁对齐设置，那么硬磁固定座另一侧的硬磁与其对应软磁错位设置(具体参见图2，图2中，左侧的硬磁和左侧的软磁对齐设置，右侧的硬磁和右侧的软磁错位设置)。本发明的工作原理如下:假定初始状态为图2中的状态，此时左侧软磁被热源加热(对齐设置的一侧)，右侧软磁被冷源制冷(错位设置的一侧)，左侧软磁失去磁性，而右侧软磁恢复磁性，右侧软磁对右侧硬磁产生吸附作用，使转子转动，右侧硬磁与软磁重合设置，而左侧软磁和左侧硬磁错位设置；再对左侧软磁进行制冷，对右侧硬磁进行制热，重复上述步骤，驱动转子不断的转动，从而带动动力轴转动对外输出动力。
[0024]在一个优选的实施方案中，具体参见图4，同一组硬磁包括设置在环形凹槽212上部的第一硬磁221和设置在环形凹槽下部的第二硬磁222，第一硬磁221和第二硬磁222均设置成平面放置的瓦状结构。如图6所示，环形凹槽设置在第一硬磁和第二硬磁之间，软磁固定座嵌入环形凹槽中，软磁310置于环形凹槽中。这种设置方式，一方面可以使磁热单元的结构更加紧密稳固，软磁和硬磁之间的距离更小，其互相作用的效果更强，磁热单元的工作效率更高；另一方面，增大了软磁和硬磁的作用面积，增强了两者之间的作用效果，直接提高了磁热单元的输出效率。
[0025]实际应用中，第一硬磁的底面和第二硬磁的顶面的磁通量相等,对软磁的磁力作用相等，这样可以实现软磁固定腔与硬磁固定腔不接触，转子无摩擦转动，极大的提高了磁热单元的输出效率。
[0026]实际应用中，还可以将硬磁固定座上同一侧的任意两个相邻的硬磁固定腔之间挖空形成凹腔213 (具体参见图3)，这种设置方式，一方面可以节省材料，另一方面可以进一步降低转子200与定子300之间的摩擦，提高磁热单元的输出效率。
[0027]实际应用中，基座100包括第一部件120和第二部件130，具体参见图2，第一部件120与第二部件130的形状结构完全相同，不同的是，第一部件120设置凹孔121，第二部件130设置凸块131，通过凸块插入凹孔设置，第一部件和第二部件组成基座，形成安装转子的安装腔110。在第一部件和第二部件的内侧面上，均设置有固定安装软磁固定座的凹槽，软磁固定座的开口端插入凹槽固定设置。实际应用中，凹槽中设置有连通冷源和热源的通孔，冷源和热源(液体或气体)通过通孔从软磁固定座的开口端进入各软磁腔中对软磁进行制冷或加热。在实际生产中，由于第一部件120与第二部件130的形状结构完全相同，极大的提高了基座的生产效率，满足大规模生产组装需求。
[0028]实际应用中，硬磁固定座采用一体化的注塑件，生产组装方便。本发明的这种磁热单元结构部件数量少，各部件生产加工简单，精度要求较低，适合大规模生产，另外，本发明的磁热单元组装工序少，各部件安装难度低，极大的提高磁热单元的生产组装效率。
[0029]本发明对磁热单元的结构进行优化后，相比传统的磁热单元少用了 30多颗螺丝，其生产安装效率提高了 5倍，同时定子和转子的结合方式(转子上第一硬磁和第二硬磁对软磁的作用效果相同)，使磁热单元具备了自动调节转子和定子的尺寸精度的技术效果，在安装完毕后无需再通过人手校准，其安装的精度得到极大的保证。
[0030]本发明公开的磁热单元结构紧凑，工作稳定，动力输出效率高，同时生产组装方便，适合大规模生产应用。本发明的软磁固定座和硬磁固定座紧密嵌合设置，转子上第一硬磁和第二硬磁对软磁的作用效果相同，定子实现磁悬浮效果，定子和转子两者无接触，转子转动实现零摩擦效果，本发明的磁热单元不但体积小，并且其能量转换效率比传统的磁热单元提高30%，使用寿命延长3倍，同时对外的输出功率提高25%。本发明的磁热单元可以单独的使用，也可以组建大型的发电系统。
[0031]应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种组装方便的紧凑型磁热单元，包括基座、转子、定子和动力轴，其特征在于，所述基座设置有安装转子的安装腔，所述转子转动安装在安装腔内部； 所述转子包括硬磁和固定硬磁的硬磁固定座，所述硬磁设置多组，多组硬磁分别错位安装在硬磁固定座两侧；所述硬磁固定座两侧还设置有环形凹槽，每一组硬磁包括固定设置在环形凹槽上侧的第一硬磁和固定设置在环形凹槽下侧的第二硬磁； 所述定子分别设置在硬磁固定座两侧，定子包括软磁和固定软磁的软磁固定座，所述软磁固定座一端固定连接基座内侧壁，另一端嵌入硬磁固定座侧面，软磁置于环形凹槽中设置，第一硬磁和第二硬磁固定设置在软磁的上侧和下侧；所述第一硬磁的底面和第二硬磁的顶面的磁通量相等，对软磁的磁力作用相等，所述软磁固定座与硬磁固定座无接触设置； 所述动力轴穿过基座中心和硬磁固定座中心，动力轴与硬磁固定座连接；所述基座外接有冷源和热源，所述冷源和热源交替调节软磁的温度，使软磁周期性吸合硬磁驱动转子转动，从而带动动力轴转动对外输出动力。
2.根据权利要求1所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其特征在于，所述第一硬磁和第二硬磁均设置成瓦状结构，第一硬磁和第二硬磁均水平设置，第一硬磁的底面和第二硬磁的顶面与软磁周期吸合。
3.根据权利要求1所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其特征在于，所述硬磁固定座上，同一侧面任意相邻的两个硬磁组之间挖空形成凹腔设置。
4.根据权利要求1所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其特征在于，所述软磁固定座设置成与环形凹槽嵌合的环形状结构，所述软磁固定座上设置有固定安装软磁的软磁腔，各软磁腔导通设置。
5.根据权利要求4所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其特征在于，所述软磁固定座设置成单端封闭式圆环结构，软磁固定座的开口端与基座内侧面固定连接，软磁固定座的封闭端嵌入硬磁固定座的环形凹槽中，与硬磁固定座无接触设置。
6.根据权利要求5所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其特征在于，所述基座内侧面设置有固定安装软磁固定座的凹槽，软磁固定座的开口端嵌入凹槽内固定设置。
7.根据权利要求1所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其特征在于，所述软磁设置成瓦状结构。
8.根据权利要求1所述的组装方便的紧凑型磁热单元，其特征在于，所述基座包括结构相同的第一部件和第二部件，所述第一部件设置有凹孔，所述第二部件设置有凸块，所述凸块插入凹孔固定设置，第一部件和第二部件组合形成安装转子的安装腔。
【文档编号】H02N10/00GK103872947SQ201410107387
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】赵天安, 颜天宝, 龙克文 申请人:佛山市川东磁电股份有限公司