Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung zum Erwärmen eines fe¬ sten oder flüssigen Mediums, mit wenigstens einem Permanentma¬ gneten, welcher ein Magnetfeld erzeugt, in dessen Bereich das elek¬ trisch leitende Medium zur Erhitzung desselben angeordnet ist.

Bei einer gattungsmässigen Heizungsanordnung nach der CH-PS 662 691 , die für eine Turbo-Molekularpumpe eingesetzt wird, ist in ei¬ nem hochvakuumseitigen Innenraum eines Gehäuses ein Rotor ange¬ ordnet, an welchem Rotorscheiben angebracht sind, die mit am Ge-

häuse befestigten Statorscheiben zusammenwirken. Zur Beschleuni¬ gung der Desorption der hochvakuumseitigen Oberflächen werden die mit diesen Oberflächen versehenen Bauteile aufgeheizt. Dazu wird bei dieser Heizungsanordnung der Rotor durch Wirbelströme erhitzt, die sich aus dem Zusammenwirken seiner eigenen Rotation mit einem Magnetfeld, dessen Feldlinien senkrecht zur Rotorachse verlaufen, ergeben. Das Magnetfeld wird dabei mittels eines ausser- halb des Gehäuses befestigten Permanent- oder Elektromagneten er¬ zeugt, dessen Feldlinien senkrecht zur Rotorachse verlaufen. Mit dieser Heizungsanordnung ist nur eine beschränkte Heizleistung er¬ möglicht.

Der vorliegenden Erfindung wurde demgegenüber di e Aufgabe zu¬ grundegelegt, eine Heizeinrichtung nach der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, mittels der eine erhöhte Leistung und ein ma¬ ximaler Wirkungsgrad zur Erhitzung eines Mediums erzielt wird, und sie sich für verschiedene Anwendungsgebiete eignet.

Erfindungsgemäss ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass mehrere ne¬ beneinander angeordnete Permanentmagnete vorgesehen sind, zwi¬ schen denen sowie dem Medium eine lineare und/oder rotative Rela¬ tivbewegung erzeugbar ist, dergestalt, dass die Permanentmagnete das elektrisch leitende Medium nacheinander passieren.

Bei einer sehr vorteilhaften Ausführung sind die Permamentmagnete am Umfang eines Rotors angeordnet, von denen das Magnetfeld an¬ nähernd radial ausgestrahlt wird, und das Medium innerhalb oder ausserhalb dieses Rotors herumgeführt ist, dabei die Relativbewe¬ gung durch Drehung des Rotors und demzufolge der Permanentma¬ gnete zum Medium erfolgt.

Bei einer anderen vorzugsweisen Ausführungsform sind die Perma¬ nentmagnete an der Stirnseite einer Rotationsscheibe derart verteilt angeordnet, dass diese ein in Richtung der Scheiben-Drehachse aus¬ strahlendes Magnetfeld erzeugen und das Medium dabei in einem Abstand zu wenigstens einer Stirnseite der Scheibe plaziert ist.

Mit dieser erfindungsmässigen Heizeinrichtung kann eine nahezu verlustlose und unerwartet hohe Leistung auf das von den Perma¬ nentmagneten erwärmte Medium übertragen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie weitere Vorteile dersel¬ ben sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsge- mässe Heizeinrichtung,

Fig.2 einen Querschnitt durch die Heizeinrichtung nach Fig. 1 ,

Fig.3 einen schematischen Querschnitt durch eine alternative Aus¬ führung einer erfindungsgemässen Heizeinrichtung,

Fig.4 eine Draufsicht auf die mit Permanentmagneten versehenen Rotationsscheibe gemäss Fig.3 ,

Fig.5 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Variante einer erfindungsgemässen Heizeinrichtung und

Fig.6 eine Draufsicht der einen Hälfte der mit Permanentmagneten versehenen Rotationsscheibe gemäss Fig.5.

Fig. 1 zeigt eine zum Erwärmen eines flüssigen Mediums 1 1 vorge¬ sehene Heizeinrichtung 10, die im wesentlichen aus einem Gehäuse 12, einem Rotor 15 , 18 , eine um letzteren geführte, das Medium 1 1 enthaltende Leitungsschlange 14 sowie aus einem Antriebsaggregat 13 besteht. Der Rotor seinerseits umfasst eine im Gehäuse 12 drehbar gelagerte Welle 15 sowie eine an dieser mittels Flanschen 34 konzentrisch befestigte Trommel 18. Das Gehäuse 12 weist eine zylindrische Aussenform auf und hat einen Sockel 16, mittels dem es auf einen Boden oder dergleichen stellbar und bei Bedarf an diesem befestigbar ist. Im weiteren ist dieses Gehäuse 12 vorzugsweise an seiner gesamten Innenfläche mit einer Wärme- und ggf. einer Schallisolation 32, 33 versehen, und es ist überdies zwei- oder mehrteilig ausgebildet, um den Rotor darin montieren zu können. Die Trommel 18 ist beidseitig an je einem Flansch 34 befestigt, welcher seinerseits drehfest an der Welle 15 gehalten ist. Der mit diesen gebildete Rotor ist wie erwähnt im Gehäuse 12 drehbar gelagert und

mit dem beispielsweise einen Elektromotor 17 sowie ein Umlenkge¬ triebe 19 aufweisendes Antriebsaggregat 13 gekoppelt.

Erfindungsgemäss sind auf der Trommel 1 8 mehrere nebeneinander angeordnete Permanentmagnete 22. 24 und eine um die Trommel 1 8 wendeiförmig geführte Leitungsschlange 14 mit dem darin durch- fliessenden, elektrisch leitenden Medium 1 1 vorgesehen, wobei zwi¬ schen diesen Permanentmagneten 22, 24 und dem im Bereich des von diesen erzeugten Magnetfeldes befindlichen Medium 1 1 eine rotative Relativbewegung bei Drehung der Trommel 1 8 erzeugt wird. Damit passieren die Permanentmagnete 22, 24 das Medium 1 1 nacheinander. Durch diese Relativbewegung werden im Medium Wirbelströme verursacht, die eine Erwärmung desselben hervorrufen.

Gemäss Fig.2 sind die Permamentmagnete 22, 24 am Umfang der Trommel 18 in einem gleichmässigen Abstand zueinander angeordnet und an deren Aussenseite abwechslungsweise mit einem Nord- (+) bzw. Südpol (-) versehen, wodurch diese Magnete ständig wirkende schlaufenförmige Magnetfelder innerhalb einer bestimmten Bandbreite ausstrahlen, welche Wirbelströme in dem in dieser Bandbreite befindlichen Medium bei vorhandener Relativbewegung verursachen. Diese Permamentmagnete 22, 24 sind zu diesem Zwecke in parallel zur Drehachse verlaufenden Aussparungen, die am Umfang eines Ringes 1 8' der Trommel 1 8 vorgesehen sind, eingelegt und von einem den Ring 18' umschliessenden Befesti¬ gungsring 18" gehalten, wobei letzterer beispielsweise aus einem um den aus Stahl gefertigten Ring 18', einem die Permanentmagnete 22, 24 umwickelnden faserverstärkten Carbon-Band und einem dieses zusammenhaltenden aushärtenden Giessharz hergestellt ist. Die Permanentmagnete 22, 24 sind jeweils in rechteckiger Stabform aus¬ gebildet, wobei in jeweils einer Aussparung im Ring 18' mehrere hintereinander angeordnet sind, derart, dass das von denen erzeugte permanente Magnetfeld jeweils annähernd radial von der Trommel 18 ausgestrahlt wird und in je einer Schlaufe zurück in die benach¬ barten Gegenpole wiederum annähernd in radialer Richtung eintritt. Das Medium 1 1 und mit ihm die Leitungsschlange 14, die im Gehäuse 12 fixiert ist, sind zu diesen Magneten in einem definierten

Abstand angeordnet, so dass sie sich innerhalb des von diesen erzeugten Magnetfeldes befinden.

Bei einer konkreten Ausführung di eser Heizeinrichtung 1 0 gemäss der Fig. 1 und Fig.2 sind an der mit einem Aussendurchmesser von ca. 300 mm und einer Länge von ca. 500 mm versehenen Trommel 1 8 eine Vielzahl , zwischen 1 5 und 30, gleichmässig verteilte Magnete 22. 24 angeordnet, die jeweils eine Höhe von 20 mm und eine Breite von 1 0 mm aufwei sen und pro Aussparung fünf gleichpolige Magnetstäbe hintereinander eingelegt sind. Die Trommel 1 8 rotiert bei einer Drehzahl von ca. 3000 U/min. Im Prinzip wird bereits bei einer solchen von ungefähr 1 000 U/min . eine ausrei chende Erwär¬ mung des Mediums erzielt. Je schneller jedoch di e Magnete das Medium passieren, umso grösser wird di e Übertragungsleistung. Bei einer Drehzahl von ca. 3000 U/min ergibt sich bei dem Aussen¬ durchmesser der Trommel von ca. 300 mm eine Relati vge¬ schwindigkeit von annähernd 47 m/s. Die Permanentmagnete 22. 24 sind aus einem handelsüblichen Material hergestellt, vorzugsweise aus Neodym, aus einer Strontium-Ferrit-, einer Strontium-Kobalt- Legierung oder aus einem andern. für den jeweiligen Anwendungsfall geeignetes Material . Es versteht sich von selbst, dass je stärker die magnetische Felderzeugung pro Flächeneinheit in einem solchen Permanentmagneten vorgesehen ist. dass folglich eine umso grössere Erhitzung im Medium bei gleichbleibenden Vor¬ aussetzungen bewirkt wird. Auch die Leitungsschlange 1 4 ist aus ei¬ nem elektrisch leitenden Material , bspw. aus einer Kupferlegierung, aus Chromstahl, Aluminum oder einem Edelmetall , wie Platin oder dergleichen, gefertigt. Sie ist vorteilhaft mehrmals um die Trommel gewunden. Dem elektrisch leitenden Wasser wird vorteilhaft ein die Leitfähigkeit erhöhenden chemikalischer Zusatz, zum Beispiel Potassium, oder ein anderer gleichwirkender Zusatz beigemischt.

Das zweiteilige Gehäuse 12 ist - wie erwähnt - auf der Innenseite mit einer Isolationsschicht 32, 33 versehen, die nebst der Wärme- und der Schallisolation vorzugsweise zusätzlich mit einer die elektromagnetischen Felder nach aussen abschirmenden Isolation, wie zum Beispiel eine Bleifolie, ausgestattet ist.

Der Rotor ist durch die Trommel 1 8 als Schwungrad ausgebildet und es kann somit die vom Antriebsaggregat übertragene Energie voll ausgeschöpft werden. Der Rotor läuft infolgedessen bei Abschaltung des Antriebes eine Zeitlang weiter. Diese Wirkung wird erhöht, je schwerer die Trommel gebaut ist.

Das als elektrisch leitendes Wasser vorgesehene Medium wird durch die um die Trommel 1 8 wendeiförmig geführte und am Gehäuse 12 befestigte Leitungsschlange 1 4 im Sinne eines Durchlauferhitzers gefördert, wobei die Leitungsschlange 14 eine andeutungsweise gezeigte Einlass- 35 und eine Auslasseite 36 aufweist. An letztere ist dabei eine mittel- oder unmittelbar zu einem Verbraucher führende Leitung angeschlossen, welche ausgehend von der Auslasseite 36 in einem geschlossenen Kreislauf wieder zurück an die Einlasseite 35 geleitet ist. Diese Heizeinrichtung 10 eignet sich daher speziell für die Beheizung eines Hauses, bei der die Leitung entweder un¬ mittelbar durch die Heizkörper bzw. durch die Böden des Hauses oder mittelbar in einen Speichertank geführt ist. Das in letzterem gespeicherte Wasser wird dadurch aufgewärmt, welches dann in Um¬ lauf gebracht wird. Genauso lässt sich die Leitung in einen Boiler oder ein ähnliches Gefäss zur Erhitzung des darin enthaltenden Wassers oder eines andern Mediums führen.

Ferner ist vorteilhaft eine nicht näher gezeigte, an sich bekannte Steuereinrichtung vorgesehen, mittels der das Antriebsaggregat und auch eine das erwärmte Wasser durch die Leitungsschlange 14 för¬ dernde Pumpe, die ebenfalls nicht veranschaulicht ist, ein- und aus¬ geschaltet werden kann. Zudem ist aus Sicherheitsgründen ein Not¬ schalter vorgesehen, bei dessen Betätigung der Rotor sofort gestoppt und insbesondere dann wirksam wird, wenn eine Solltemperatur der Leitungsschlange überschritten wird, bspw. wenn das Medium aus irgendwelchen Gründen nicht mehr gefördert würde.

Bei einer Heizeinrichtung 40 gemäss Fig.3 und Fig.4 ist beidseitig zu einer kreisförmig angeordneten Leitungsschlange 46 je eine Rota¬ tionsscheibe 45 mit an der Stirnseite 45' von letzterer gleichmässig

verteilten Permanentmagneten 42, 44 angeordnet. Die Leitungs¬ schlange 46 verläuft dabei parallel zu den Rotationsscheiben 45 , welche auf einer Antri ebswelle 43 befestigt sind, die von einem nicht näher dargestellten Antriebsorgan gedreht werden kann. Die Permanentmagnete 42, 44 sind derart zueinander angeordnet, dass sie jeweils ein Magnetfeld annähernd in Richtung der Drehachse 41 ausstrahlen. Die beiden Rotationsscheiben 45 sind identisch ausge¬ bildet und deren benachbarten Magnete sind an den einander zuge¬ kehrten Stirnseiten mit einem Nord- und auf der andern mit einem Südpol bestückt, wodurch ein Teil des Magnetfel des senkrecht auf die gegenüberliegene Scheibe und ein Teil in je einer Schlaufe auf die beiden benachbarten anderspoligen Magnete 44 auf derselben Scheibe wiederum annähernd in axialer Richtung eintritt. Die elek¬ trisch leitend ausgebildete Leitungsschlange 46 und damit das ebenfalls leitende Medium 1 1 sind in einem Abstand zu den Stirnseiten 45 ' der Scheiben 45 plaziert, so dass sie wieder in dem von den Magneten 42, 44 erzeugten Magnetfeld liegen. Bei einer Drehung der über die Welle miteinander verbundenen Rotations¬ scheiben 45 entstehen in der Leitungsschlange 46 und in dem Medium Wirbelströme, welche eine gewünschte Erwärmung des Mediums bewirken. Die Rotationsscheiben sind vorteilhaft in einem nicht näher gezeigten Gehäuse analog demjenigen nach der Fig. 1 untergebracht.

Gemäss Fig.4 sind die Magnete 42, 44 am äusseren Umfang einer jeweiligen Rotationsscheibe 45 befestigt und pro Scheibe sind eine bestimmte Anzahl von Magneten in gleichmässigem Abstand zuein¬ ander angeordnet. Die Leitungsschlange 46 ist ausgehend von einer radialen Einlasseite 47 einmal um die Welle 43 herumgeführt und dann über die radiale Auslasseite 48 zu einem Verbraucher geleitet. Diese Heizeinrichtung 40 eignet sich für Anwendungen, bei denen für diese ein geringer Raumbedarf vorhanden ist.

Im Zusammenhang mit den oben dargelegten Ausführungsbeispielen sei grundsätzlich noch darauf hingewiesen, dass Wirbelströme in elektrisch leitenden Materialien in zeitabhängigen Änderungen eines erzeugten Magnetfeldes entstehen, wobei die Wirbelströme das lei-

tende Material nicht verlassen. Es werden daher vorteilhaft für die Leitungsschlange und für das in dieser befindliche flüssige Medium elektrisch leitendes Material verwendet. Theoretisch könnte jedoch auch nur die Leitungsschlange oder das Medium elektrisch leitend ausgebildet sein.

Fig.5 und Fig.6 zeigen eine Heizeinrichtung 50. welche zum Aufhei ¬ zen einer als Medium vorgesehenen elektrisch leitfähigen Kochplatte 52 dient. Letztere heizt folglich eine auf diese gestellte Pfanne 51 und damit ein in letzterer befindliches Kochgut 53 auf. Diese Heiz¬ einrichtung 50 weist zweckmässigerwei se eine horizontal ausgerich¬ tete, mit einer vertikalen Drehachse verlaufende Rotationsscheibe 55 auf, die in einem Abstand zu der ebenfalls horizontalen Kochplatte 52 angeordnet ist, in einem angedeuteten Rahmen 59 eines Kochherdes drehbar gelagert ist und von einem nicht näher darge¬ stellten Drehantrieb rotiert wird. Diese Scheibe 55 ist dabei mit segmentförmigen Permanentmagneten 56, 57 ausgestattet, welche gleichermassen wie die Scheibe 45 gemäss Fig.3 ein in axialer Rich¬ tung erzeugtes Magnetfeld ausstrahlen. Diese segmentförmigen Per¬ manentmagnete 56, 57 erstrecken sich dabei vom Aussenumfang bis ins Zentrum der Scheibe 55 und sind wiederum abwechselnd mit je einem Nord- bzw. Südpol geladen. Die Kochplatte 52 befindet sich innerhalb der von diesen Magneten erzeugten Feldlinien und wird daher sehr rasch auf eine wählbare Temperatur erhitzt. Die Koch¬ platte kann im übrigen an ihrer Oberseite mit einer die elektrischen Felder abschirmenden Schicht versehen sein.

Eine rotative Relativbewegung zwischen den Magneten und dem Medium könnte auch erzeugt werden, indem sowohl die Leitungs¬ schlange 14 als auch die Trommel 18 vorteilhaft in gegensinniger Drehrichtung rotiert würden. Die Leitungsschlange könnte auch in¬ nerhalb der Trommel wendeiförmig oder andersartig geführt sein.

Selbstverständlich könnte diese Trommel 18 wie auch die Magnete anders konstruiert sein. Die Praxis hat überdies gezeigt, dass für ei¬ ne maximale Leistungsübertragung die Anzahl der Permanentmagnete möglichst gross gewählt sein soll, wodurch bei einer gegebenen

Drehzahl der Trommel mehr Impulse pro Zeiteinheit realisiert wür¬ den. Die Trommel könnte auch aus einem mehrpoligen Ring gebildet sein, welcher aussenseitig am Umfang verteilt abwechslungsweise mit einem Nord- und einem Südpol versehen ist.

Im Prinzip könnte zwi schen den Magneten und dem Medium eine li¬ neare oder eine kombinierte lineare und dieser übergeordnete rotie¬ rende Relativbewegung erzeugt werden.

Auch die Anwendungsgebiete dieser oben erläuterten Heizeinrich¬ tungen beschränken sich nicht auf die obgenannten, sondern diese lassen sich für die verschiedensten Gebiete einsetzen, bei denen Wärmeenergie benötigt wird. Es seien hi erbei einige besonders ge¬ eignete Verwendungen angeführt, so zum Beispiel Kühlschränke, Klimaanlagen, Automotoren, chemische oder medizinische Geräte.