ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых нужд.
Известен управляемый теплогенерирующий электромеханический преобразователь, содержащий первичную обмотку, размещенную в пазах магнитопровода, внутри которого расположен нагревательный элемент, выполненный в виде вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки, между первичной обмоткой, подключаемой к источнику питания через устройство управления электромеханического преобразователя, и вращающейся короткозамкнутой вторичной обмоткой расположен неподвижный теплогенерирующий элемент из электропроводящего материала (RU №50741, H05B 6/10, F25B 29/00, 20.01.2006).
Недостатком устройства является низкая теплопроизводительность, связанная с потерей части тепловой мощности в виде рассеивания в окружающую среду и с высоким гидравлическим сопротивлением теплогенерирующего электромеханического преобразователя.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является теплогенерирующий электромеханический преобразователь, содержащий первичную обмотку, уложенную на наружной боковой поверхности магнитопровода цилиндрической формы, внутри которого расположена вращающаяся короткозамкнутая вторичная обмотка, выполненная в виде полого цилиндра, отделенной от магнитопровода дополнительным теплоизолирующим элементом из антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию радиально-упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом и первичной обмоткой, на внутренней поверхности вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти, магнитопровод охваченный наружным кожухом, с образованием канала для теплоносителя между внешней поверхностью магнитопровода и внутренней поверхностью наружного кожуха (RU №87855, H05B 6/10, 20.10.2009).
Недостатком устройства является низкая теплопроизводительность, обусловленная неравномерностью гидравлических сопротивлений внутри теплогенерирующего электромеханического преобразователя.
Задачей заявляемой полезной модели является создание теплогенерирующего электромеханического преобразователя с повышенной теплопроизводительностью посредством выравнивания плотностей тепловых потоков, связанных с тепловыделяющими элементами устройства.
Технический результат - повышение теплопроизводительности. Технический результат достигается тем, что в теплогенерирующем электромеханическом преобразователе, содержащем наружный кожух, внутри которого размещен магнитопровод цилиндрической формы, отделенный от внутренней поверхности наружного кожуха каналом для теплоносителя, первичную обмотку, уложенную на наружной боковой поверхности магнитопровода, вращающуюся короткозамкнутую вторичную обмотку, выполненную в виде полого цилиндра, отделенную от магнитопровода с первичной обмоткой теплоизолирующим элементом из антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию радиально-упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом и первичной обмоткой, на внутренней поверхности вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти, на торцевых поверхностях наружного кожуха расположены входной и выходной патрубки, магнитопровод выполнен с осевыми каналами, на торцевой поверхности которого со стороны выходного патрубка закреплена направляющая крышка с зазором, создающим канал для прохождения теплоносителя от вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки к осевым каналам магнитопровода.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом.
Теплогенерирующий электромеханический преобразователь состоит из наружного кожуха 1, отделенного от магнитопровода 2 цилиндрической формы, на наружной боковой поверхности которого уложена первична обмотка 3, каналом для теплоносителя 4 и вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки 5, выполненной в виде полого цилиндра, изготовленной из электропроводящего материала, например из алюминия. На внутренней поверхности стенки 6 вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки 5 сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти 7. Между внутренней поверхностью магнитопровода 2 и внешней поверхностью вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки 5 расположен теплоизолирующий элемент 8, выполненный из антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющий функцию радиально-упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом 2 и первичной обмоткой 3. В магнитопроводе 2 с первичной обмоткой 3 выполнены осевые каналы 9. На торцевых поверхностях наружного кожуха 1 расположены входной 10 и выходной 11 патрубки. Теплоноситель подается через входной патрубок 10 и отводится через выходной патрубок 11, со стороны которого на торце магнитопровода 2 закреплена направляющая крышка 12 с зазором, создающим канал 13 для прохождения теплоносителя от вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки 5 к осевым каналам 9 магнитопровода 2.
Теплогенерирующий электромеханический преобразователь работает следующим образом.
3
На первичную обмотку 3 подается напряжение от преобразователя (на чертеже не показан). Проходящий при этом по первичной обмотке 3 ток создает намагничивающую силу и переменное магнитное поле, наводящее на основании закона электромагнитной индукции во вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотке 5 электродвижущие силы и обусловленные ими вторичные токи, взаимодействующие с первичным магнитным полем, созданным первичной обмоткой 3. Количество теплоты, выделяемое во вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотке 5 и ее производительность, т.е. количество теплоносителя в единицу времени, м/с, зависят от величины тока, наведенного во вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотке 5. Вращающаяся короткозамкнутая вторичная обмотка 5 обеспечивает отбор тепла с внутренней и внешней поверхности магнитопровода 2 за счет закручивания теплоносителя. Так как между внутренней поверхностью магнитопровода 2 и внешней поверхностью вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки 5 расположен теплоизолирующий элемент 8, вращающаяся короткозамкнутая вторичная обмотка 5 приходит во вращение со скоростью, определяемой параметрами напряжения и частоты сети. При вращении вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки 5 теплоноситель проходит по каналу 13, образованному торцевой поверхностью магнитопровода 2 и внутренней поверхностью направляющей крышки 12, по осевым каналам 9 и каналу для теплоносителя 4. При этом теплоноситель нагревается как за счет отвода тепловой мощности от вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки 5, выполненной с возможностью вращения, в виде электрических, механических, гидравлических и добавочных потерь, так и за счет электрических потерь в первичной обмотке 3 и магнитных потерь в магнитопроводе 2, в том числе в его осевых каналах 9.
Использование направляющей крышки 12 приводит к выравниванию гидравлических сопротивлений внутри устройства и как следствие плотности тепловых потоков со стороны тепловыделяющих элементов, что обеспечивает повышение теплопроизводительности теплогенерирующего электромеханического преобразователя.