涡流式发热装置制造方法及图纸

编号:201580059832 阅读:91 评论( 0 )

所公开的发热装置(1)包括旋转轴(3)、发热构件(4)、多个永磁体(5)、磁体保持构件(6)以及热回收机构。旋转轴(3)以能够旋转的方式支承于作为非旋转部的主体(2)。发热构件(4)固定于主体(2)。磁体(5)以与发热构件(4)空开间隙的方式与发热构件(4)相对,在互相相邻的磁体(5)彼此之间磁极的配置交替地变化。磁体保持构件(6)保持磁体(5),并被固定于旋转轴(3)。热回收机构用于回收发热构件(4)所产生的热。在发热构件(4)与磁体(5)之间的间隙设有非磁性的分隔壁(15)。

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1 技术实现步骤摘要

【国外来华专利技术】涡流式发热装置
本专利技术涉及一种用于将旋转轴的动能转换为热能并进行回收的发热装置,特别是,涉及一种使用永磁体(以下简称为“磁体”)、并利用了在来自磁体的磁场的作用下产生的涡流的涡流式发热装置。
技术介绍
近年,伴随着化石燃料的燃烧而导致的二氧化碳的产生被视为问题。因此,太阳热能、风能、水能等这样的自然能的利用得到推进。在自然能中,风能、水能等也是流体的动能。以往,利用流体动能进行了发电。例如,在通常的风力发电设备中,叶轮接受风力并旋转。叶轮的旋转轴连结于发电机的输入轴,发电机的输入轴随着叶轮的旋转而旋转。由此,利用发电机发电。即,在通常的风力发电设备中,将风能转换为叶轮的旋转轴的动能,并将该旋转轴的动能转换为电能。在日本特开2011-89492号公报(专利文献1)中提出有一种谋求提高能量的利用效率的风力发电设备。专利文献1的发电设备为了在自风能向电能的转换过程中产生热能,而设有发热装置(专利文献1的减速装置30)。在专利文献1的发电设备中,将风能转换为叶轮的旋转轴的动能,并将该旋转轴的动能转换为液压泵的液压能。利用液压能,使液压马达旋转。液压马达的主轴连结于发热装置的旋转轴,该发热装置的旋转轴连结于发电机的输入轴。随着液压马达的旋转,发热装置的旋转轴旋转,并且,发电机的输入轴旋转,而利用发电机发电。发热装置利用在来自永磁体的磁场的作用下产生的涡流使发热装置的旋转轴的转速减速。由此,使液压马达的主轴的转速减速,伴随于此,借助液压泵调整叶轮的转速。另外,在发热装置中,通过产生涡流,而产生使旋转轴的转速减速的制动力,同时,产生热。即,风能的一部分被转换为热能。在专利文献1中设定为:该热(热能)被蓄热装置回收,利用被回收的热能驱动原动机,通过驱动该原动机,而驱动发电机,其结果,利用发电机发电。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2011-89492号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1的风力发电设备在作为旋转轴的叶轮与发热装置之间设有液压泵和液压马达。因此,设备的构造变得复杂。另外,由于需要多级的能量转换,因此,能量的转换损耗明显。伴随于此,由发热装置获得的热能也变小。另外,在专利文献1的发热装置的情况下,多个磁体与圆筒状的转子的内周面相对,并沿圆周方向排列。这些磁体的磁极(N极、S极)沿圆周方向配置,且在圆周方向上相邻的磁体彼此之间磁极的配置一致。因此,来自磁体的磁场未扩大,而到达转子的磁通密度较少。于是,实际上在来自磁体的磁场的作用下在转子上产生的涡流变小,而无法获得充分的发热。本专利技术即是鉴于上述的实际情况而做成的。本专利技术的目的在于提供一种能够有效地将旋转轴的动能转换为热能并进行回收的涡流式发热装置。用于解决问题的方案根据本专利技术的一实施方式,涡流式发热装置包括:旋转轴,其以能够旋转的方式支承于非旋转部;发热构件,其固定于所述非旋转部;多个永磁体,其以与所述发热构件空开间隙的方式与所述发热构件相对,在互相相邻的所述永磁体彼此之间磁极的配置交替地变化;磁体保持构件,其用于保持所述永磁体,并被固定于所述旋转轴;以及热回收机构,其用于回收由所述发热构件产生的热,在所述发热构件与所述永磁体之间的所述间隙设有非磁性的分隔壁。专利技术的效果采用本专利技术的涡流式发热装置,与发热构件相对的磁体的磁极的配置在互相相邻的磁体彼此之间交替地变化。因此,来自磁体的磁场扩大,到达发热构件的磁通密度增多。由此,在来自磁体的磁场的作用下在发热构件上产生的涡流变大,而能够获得充分的发热。因而,采用本专利技术,能够有效地将旋转轴的动能转换为热能并进行回收。另外,在本专利技术的涡流式发热装置中,通过在发热构件与永磁体之间的间隙设置非磁性的分隔壁,能够抑制磁体的温度上升。其结果,能够抑制装置的劣化。附图说明图1是第1实施方式的发热装置的纵剖视图。图2是第1实施方式的发热装置的横剖视图。图3是表示第1实施方式的发热装置中的发热构件的较佳的形态的一个例子的横剖视图。图4是第2实施方式的发热装置的横剖视图。图5是第3实施方式的发热装置的纵剖视图。图6是第4实施方式的发热装置的纵剖视图。图7是第5实施方式的发热装置的纵剖视图。图8是第6实施方式的发热装置的纵剖视图。具体实施方式以下,说明本专利技术的实施方式。另外,在以下的说明中,举例说明本专利技术的实施方式,但本专利技术并不限定于以下说明的例子。在以下的说明中,存在例示具体的数值、材料的情况,但只要能够获得本专利技术的效果即可,还可以应用其他的数值、材料。本专利技术的一实施方式的涡流式发热装置包括旋转轴、发热构件、多个永磁体、磁体保持构件以及热回收机构。旋转轴以能够旋转的方式支承于非旋转部。发热构件固定于所述非旋转部。多个永磁体以与所述发热构件空开间隙的方式与所述发热构件相对,在互相相邻的永磁体彼此之间磁极的配置交替地变化。磁体保持构件用于保持所述永磁体,并被固定于所述旋转轴。热回收机构用于回收由所述发热构件产生的热。发热构件的至少一部分由能产生电磁感应的材料(具体而言为导电性材料)形成。优选的是,发热构件中至少靠磁体侧的部分由能产生电磁感应的材料形成。发热构件的具体的材料的例子见后述。根据本实施方式的涡流式发热装置,与发热构件相对的磁体的磁极的配置在互相相邻的磁体彼此之间交替地变化,因此,来自磁体的磁场扩大,到达发热构件的磁通密度增多。由此,在来自磁体的磁场的作用下在发热构件上产生的涡流变大,而能够获得充分的发热。因而,能够有效地将旋转轴的动能转换为热能并进行回收。在上述的发热装置中,优选的是,在所述发热构件与所述永磁体之间的所述间隙设有非磁性的分隔壁。该情况下,优选的是,在所述发热构件与所述分隔壁之间填充绝热材料,或使所述发热构件与所述分隔壁之间成为真空状态。在分隔壁不与磁体一起旋转的情况下,分隔壁优选由导电性较低的材料(包含非导电性材料在内)形成。导电性较低的材料的例子中包含导电率为5×106S/m以下(例如1S/m以下、10-6S/m以下、或10-10S/m以下)的材料。分隔壁的材料的例子包含奥氏体类不锈钢、PEEK树脂等高耐热性树脂以及陶瓷。分隔壁的靠发热构件侧的平面可以设为平滑度较高的镜面。由此,能够抑制热自发热构件向磁体移动。上述的发热装置也可以包括配置于发热构件的周围的罩。通过使用这样的罩,能够抑制由发热构件产生的热被散热。从抑制散热的观点来看,罩优选由绝热性较高的材料形成。另外,从抑制散热的观点来看,可以在发热构件与罩之间填充绝热材料,或使发热构件与罩之间成为真空状态。在发热构件为圆筒状的情况下,可以以覆盖圆筒状的发热构件的外周面的方式配置罩。另外,在发热构件为圆板状的情况下,可以以覆盖发热构件的面中与磁体所在侧相反的那一侧的面的方式配置罩。另外,还可以以隔着发热构件的方式配置罩和分隔壁。在本专利技术的装置的一个例子中,罩还可以与其他的构件(例如分隔壁及其它的构件)一起覆盖整个发热构件的周围。在上述的发热装置中,能够采用这样的结构:所述热回收机构包括:通路,其形成于所述发热构件的内部;配管,其分别连接于所述通路的入口和出口;蓄热装置,其连接于所述各配管;以及热介质,其在所述通路、所述配管以及所述蓄热装置之间循环。蓄热装置没有特殊限定,可以使用能够存储由热介质运送来的热能的公知的蓄热装置。热介质没有特本文档来自技高网
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涡流式发热装置
【详细说明在详细技术资料中】

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2 技术保护点

一种涡流式发热装置,其中,该涡流式发热装置包括:旋转轴,其以能够旋转的方式支承于非旋转部;发热构件,其被固定于所述非旋转部;多个永磁体,其以与所述发热构件空开间隙的方式与所述发热构件相对,在互相相邻的永磁体彼此之间磁极的配置交替地变化;磁体保持构件,其保持所述永磁体,并被固定于所述旋转轴;以及热回收机构,其用于回收所述发热构件所产生的热,在所述发热构件与所述永磁体之间的所述间隙设有非磁性的分隔壁。

3 技术保护范围摘要

【国外来华专利技术】2014.11.06 JP 2014-2261991.一种涡流式发热装置,其中,该涡流式发热装置包括:旋转轴,其以能够旋转的方式支承于非旋转部;发热构件,其被固定于所述非旋转部;多个永磁体,其以与所述发热构件空开间隙的方式与所述发热构件相对,在互相相邻的永磁体彼此之间磁极的配置交替地变化;磁体保持构件,其保持所述永磁体,并被固定于所述旋转轴;以及热回收机构,其用于回收所述发热构件所产生的热,在所述发热构件与所述永磁体之间的所述间隙设有非磁性的分隔壁。2.根据权利要求1所述的涡流式发热装置,其中,该涡流式发热装置在所述发热构件与所述分隔壁之间填充有绝热材料,或者使所述发热构件与所述分隔壁之间成为真空状态。3.根据权利要求1或2所述的涡流式发热装置,其中,所述热回收机构包括:通路,其形成于所述发热构件的内部;配管,其分别连接于所述通路的入口和出口;蓄热装置,其连接于所述各配管;以及热介质,其在所述通路、所述配管以及所述蓄热装置之间循环。4.根据权利要求1~3中任一项所述的涡流式发热装置,其中,该涡流式发热装置将利用流体动能而旋转的所述旋转轴的动能转换为热能并进行回收。5.根据权利要求1~4中任一项所述的涡流式发热装置,其中,该涡流式发热装置设有用于冷却所述永磁体的冷却机构。6.根据权利要求1~5中任一项所述的涡流式发热装置,其中,所述发热构件为圆筒状,所述永磁体与所述发热构件的内周面相对并沿圆周方向排列,磁极沿径向配置,且在圆周方向上相邻的所述永磁体彼此之间磁极的配置交替地变化。7.根据权利要求6所述的涡流式发热装置,其中,所述磁体保持构件包含圆筒构件,在该圆筒构件的外周面上保持所述永磁体,所述圆筒构件为强磁性体。8.根据权利要求1~5中任一项所述的涡流式发热装置,其中,所述发热构件为圆筒状,所述永磁体与所述发热构件的内周面相对并沿圆周方向排列,磁极沿圆周方向配置,且在圆周方向上相邻的所述永磁体彼此之间磁极的配置交替地变化。9.根据权利要求8所述的涡流式发热装置,其中,所述磁体保持构件包含圆筒构件,在该圆筒构件的外周面上保持所述永磁体,所述圆筒构件为非磁性体,在圆周方向上相邻的所述永磁体之间设有磁极片。10.根据权利要求1~5中任一项所述的涡...

4 专利技术属性

发明(设计)人:山口博行濑户厚司今西宪治野上裕
申请(专利权)人:新日铁住金株式会社
专利类型:发明
专利号:201580059832
国别省市:日本,JP

5 专利技术项目评估

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