[發(fā)明專利]一種用于密閉空間的使用磁懸浮轉(zhuǎn)子的換熱結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011591867.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112577351A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹成科;尤志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州蘇磁智能科技有限公司
• 主分類號(hào): F28D21/00
• 分類號(hào): F28D21/00;F28F9/22;F28F13/00;F28F21/08
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;王凱

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于密閉空間的使用磁懸浮轉(zhuǎn)子的換熱結(jié)構(gòu)，包括：含有發(fā)熱源的密閉殼體；所述密閉殼體內(nèi)包括懸浮式的轉(zhuǎn)子；所述轉(zhuǎn)子通過(guò)懸浮軸承裝配于所述密閉殼體內(nèi)；所述轉(zhuǎn)子與所述懸浮軸承及所述密閉殼體均無(wú)直接接觸；所述轉(zhuǎn)子上安裝有葉輪；所述葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)所述密閉殼體內(nèi)的介質(zhì)在密閉殼體內(nèi)流動(dòng)循環(huán)。磁懸浮式的轉(zhuǎn)子不存在機(jī)械接觸，因此不需要使用潤(rùn)滑油，不存在潤(rùn)滑油泄漏的問(wèn)題。磁懸浮式的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速更高，因此散熱效果優(yōu)于機(jī)械轉(zhuǎn)子。沒(méi)有機(jī)械接觸帶來(lái)的摩擦損耗，磁懸浮式的轉(zhuǎn)子比傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)子節(jié)能30%以上，且磁懸浮式的轉(zhuǎn)子的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)子。而且磁懸浮式的轉(zhuǎn)子沒(méi)有振動(dòng)產(chǎn)生，特別適合于高精度工作的設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及密閉空間散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于密閉空間的使用磁懸浮轉(zhuǎn)子的換熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

很多行業(yè)的設(shè)備都需要在密閉空間內(nèi)工作，設(shè)備在密閉空間內(nèi)工作的好處有很多。首先在密閉空間內(nèi)工作可防止外部因素影響密閉空間的內(nèi)部設(shè)備工作，外部因素包括但不限于固體雜質(zhì)、液體雜質(zhì)以及固液混合雜質(zhì)。其次若密閉空間內(nèi)有工作介質(zhì)，可防止工作介質(zhì)泄露到外部。因此密閉空間對(duì)設(shè)備工作的穩(wěn)定可靠性有極大的優(yōu)勢(shì)。在激光設(shè)備、天文望遠(yuǎn)鏡、光刻機(jī)、半導(dǎo)體設(shè)備、航天機(jī)器領(lǐng)域以及一些電子設(shè)備等產(chǎn)品的工作與加工制造環(huán)節(jié)中都可將一些工作設(shè)備安裝在密閉空間內(nèi)。

密閉空間有上述優(yōu)勢(shì)的同時(shí)卻存在著散熱困難的問(wèn)題。由于密閉空間與外界不發(fā)生介質(zhì)交換，因此不能采用非密閉空間的主動(dòng)式散熱方法，即通過(guò)引入待散熱空間外的介質(zhì)，將發(fā)熱設(shè)備產(chǎn)生的熱量帶出到空間外。

現(xiàn)有技術(shù)方案大多通過(guò)使用機(jī)械轉(zhuǎn)子將密閉空間內(nèi)的介質(zhì)帶動(dòng)到密閉空間的壁面進(jìn)行散熱。但是機(jī)械轉(zhuǎn)子與軸承存在機(jī)械接觸，所以需要潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑，為了防止?jié)櫥托孤枰O(shè)置密封裝置。若密封裝置不能實(shí)現(xiàn)完全密封，潤(rùn)滑油會(huì)泄漏從而導(dǎo)致密閉空間被污染。若密封裝置故障失效，機(jī)械轉(zhuǎn)子將被損壞，密閉空間會(huì)無(wú)法散熱導(dǎo)致密閉空間的設(shè)備被損壞。為解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有方案始終圍繞著優(yōu)化密封裝置的角度去改進(jìn)。這導(dǎo)致密封裝置的成本越來(lái)越高，卻始終無(wú)法完全保證潤(rùn)滑油不泄漏。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于密閉空間的使用磁懸浮轉(zhuǎn)子的換熱結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)子在密封裝置內(nèi)散熱效果不佳的問(wèn)題，本換熱結(jié)構(gòu)適用于激光設(shè)備、天文望遠(yuǎn)鏡、光刻機(jī)、半導(dǎo)體設(shè)備、航天機(jī)器等技術(shù)領(lǐng)域。

傳統(tǒng)方案中，發(fā)熱源設(shè)置于密閉的密閉殼體內(nèi)，在沒(méi)有任何換熱裝置的情況下，發(fā)熱源產(chǎn)熱會(huì)導(dǎo)致密閉空間內(nèi)部溫度過(guò)高，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作。

現(xiàn)有技術(shù)的解決方案是：在密閉空間內(nèi)設(shè)置機(jī)械轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸與葉輪）。機(jī)械轉(zhuǎn)子的葉輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)密閉空間的介質(zhì)循環(huán)達(dá)到散熱的目的。但是，機(jī)械轉(zhuǎn)子與軸承存在機(jī)械接觸，所以需要潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑，為了防止?jié)櫥托孤?，需要設(shè)置密封裝置。若密封裝置不能實(shí)現(xiàn)完全密封，潤(rùn)滑油會(huì)泄漏從而導(dǎo)致密閉空間被污染影響設(shè)備正常工作。不僅如此，潤(rùn)滑油泄漏會(huì)使機(jī)械轉(zhuǎn)子與軸承直接接觸，從而導(dǎo)致軸承損壞，使密閉空間無(wú)法散熱導(dǎo)致設(shè)備損壞。

為了解決上述問(wèn)題，在密閉的密閉殼體內(nèi)布置磁懸浮式的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上設(shè)置葉輪，葉輪隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生介質(zhì)的流動(dòng)，介質(zhì)經(jīng)過(guò)發(fā)熱源附近帶走熱量，并通過(guò)密閉殼體的壁面與外界交換熱量進(jìn)行散熱。

具體的，換熱結(jié)構(gòu)包括：含有發(fā)熱源的密閉殼體，同時(shí)，密閉殼體內(nèi)包括懸浮式的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子通過(guò)懸浮軸承懸浮于密閉殼體內(nèi)，轉(zhuǎn)子與懸浮軸承及密閉殼體均無(wú)直接接觸。轉(zhuǎn)子上安裝有葉輪，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)密閉殼體內(nèi)的介質(zhì)沿密閉殼體內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。

優(yōu)選的是，懸浮軸承可以是徑向軸向一體化磁懸浮軸承。

優(yōu)選的是，懸浮軸承也可以是單獨(dú)的徑向懸浮軸承及單獨(dú)的軸向懸浮軸承，轉(zhuǎn)子通過(guò)徑向懸浮軸承及軸向懸浮軸承分別進(jìn)行軸向懸浮及徑向懸浮支撐。

優(yōu)選的是，密閉殼體內(nèi)包括導(dǎo)熱材料，導(dǎo)熱材料嵌裝在密閉殼體的內(nèi)壁面中。

優(yōu)選的是，導(dǎo)熱材料包括但不限于：銀、銅、金、鋁、碳化硅。