感应加热装置和发电系统制造方法及图纸

提供了：一种感应加热装置以及装备有该感应加热装置的发电系统，所述感应加热装置允许加热部中产生的热量有效地传递至流经流动通道的加热介质。对加热介质加热的感应加热装置包括：旋转体，其具有旋转轴；加热部，其被布置成以一定间隔面对旋转体；磁通量产生部，其设置在所述旋转体上，用于朝向加热部产生磁通量；以及流动通道，其沿所述加热部设置，加热介质流动通过该流动通道。流动通道具有进口部和出口部，进口部位于沿着加热部的方向上的两侧中的一侧上且用于供应加热介质，出口部位于另一侧上且用于排出加热介质。磁通量产生部和加热部之间的间隔在流动通道的出口部侧上比进口部侧上大。

Induction heating device and power generation system

An induction heating device and a power generation system equipped with the induction heating device are provided. The induction heating device allows the heat generated in the heating part to be effectively delivered to the heating medium flowing through the flow channel. Induction heating device for heating heating medium includes a rotating body, its axis of rotation; the heating portion is arranged at intervals in the face of the rotary body; a magnetic flux generating part, which is arranged on the rotating body, towards the heating part generates a magnetic flux; and the flow channel along the heating section set the heating medium flows through the flow passage. The flow channel has an inlet part and an outlet part, and the inlet part is located on one side of the two sides along the direction of the heating part, and is used for supplying heating medium, and the outlet part is on another side, and is used for discharging heating medium. The gap between the flux generating unit and the heating part is larger than the inlet side on the outlet side of the flow channel.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】感应加热装置和发电系统
本专利技术涉及一种感应加热装置和发电系统，所述感应加热装置利用感应加热对加热介质进行加热，所述发电系统包括所述感应加热装置。更特别地，本专利技术涉及这样一种感应加热装置：其能够将在加热部中产生的热量高效地传递至通过流动通道进行流通的加热介质。
技术介绍
提出使用感应加热(涡电流)的加热装置作为对水进行加热的装置(例如，参见专利文献1)的。专利文献1中所述的涡电流加热装置包括可旋转转子和加热部，所述可旋转转子具有被布置在其外周上的永磁体，所述加热部由导电材料制成，加热部被固定至转子的外部，并且其内部具有用于使水流通的流动通道。当转子旋转时，由转子的外周上的永磁体产生的磁场线(磁通量)移动穿过加热部，以在加热部中产生涡电流，并且对该加热部加热。因此，加热部中产生的热量被传递至通过内部流动通道流通的水，从而对水进行加热。上述技术的主要目的在于使用诸如风力的能量供应热水。现在已经提出了一种发电系统，其将通过感应加热装置加热的加热介质的热量转化为电能(例如，参见专利文献2、3)。专利文献2、3公开了一种感应加热装置，包括：转子；磁通量产生部，所述磁通量产生部被设置在转子的外周上，以在转子的径向方向上产生磁通量；管状加热部，所述管状加热部以与转子相隔的方式被布置在转子的外部处；以及流动通道(配管)，所述流动通道被设置在加热部中，以允许加热介质循环。专利文献2、3例示了具有沿加热部的轴向方向的多个流动通道的构造，其中加热介质被从流动通道的一端侧供应，并且从另一侧排出。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开2005-174801专利文献2：日本专利公开2011-159595专利文献3：日本专利公开2012-256507
技术实现思路
技术问题在感应加热装置中，期望将在加热部中产生的热量高效地传递至通过流动通道流通的加热介质。例如，在包括转子的外周上的磁通量产生部和布置在转子的外部上的加热部的常规感应加热装置中，流动通道被形成为使得加热介质在加热部的轴向方向上从一侧流通至另一侧。在常规感应加热装置中，通常，磁通量产生部和加热部之间的间隔在轴向方向上基本恒定，并且加热部通过感应加热在轴向方向上均匀地产生热量。即，在加热部的轴向方向上的每单位长度的发热量基本相等。加热介质流经流动通道，同时连续地从加热部接收热，由此被逐渐地加热。因此，加热介质的温度在流动通道的出口侧比进口侧(进口或其附近)高，并且在出口侧(出口或其附近)上更接近或者等于加热部的温度。这里，加热部和加热介质之间的传热比由下列方程定义：h＝Q/[A(Tw-Ta)]＝J/(Tw-Ta)Q：传热量(W)J：热通量密度(W/m2)A：传热面积(m2)Tw：加热部的表面的温度(K)Ta：加热介质的温度(K)其中，Tw>Ta。上述方程表示，随着加热部和加热介质之间的温差(Tw-Ta)增大，或者热传递面积A增大，加热部和加热介质之间的传热量Q增大。因此，在流动通道的进口侧上，假定加热介质的温度低，并且加热部和流经流动通道的加热介质之间的温差大，则传热量较大。另一方面，在出口侧上，由于加热介质的温度高，并且加热部和加热介质之间的温差小，所以传热量较小。即，在流动通道的进口侧上，传热量大，并且热量被充分地从加热部传递至加热介质；而在流动通道的出口侧上，传热量减小，并且热量可能无法被充分地从加热部传递至加热介质。因此，在加热部中通过感应加热产生的热量可能无法被高效地传递至通过流动通道流通的加热介质。此外，在出口侧上的加热部中产生的热量可能无法通过加热介质而被充分地移除，并且在最坏的情况下，在出口侧上的加热部可能受损，例如由于过热而熔化。然后，可通过整体增大传热面积来提高加热部和加热介质之间的传热量，例如通过增大被设置在加热部中的流动通道的直径。然而，这种情况导致装置的尺寸和成本增大。考虑到上述情况做出本专利技术，并且本专利技术的目的在于提供一种感应加热装置，所述感应加热装置能够将在加热部中产生的热量高效地传递至通过流动通道流通的加热介质。本专利技术的另一目的在于提供一种包括所述感应加热装置的发电系统。问题的解决方案根据本专利技术的一方面的感应加热装置对加热介质加热。感应加热装置包括：转子，所述转子具有旋转轴；加热部，所述加热部被布置成以一定间隔与转子相对；磁通量产生部，所述磁通量产生部被设置在转子处，以产生用于所述加热部的磁通量；以及流动通道，所述流动通道沿着所述加热部设置，以允许所述加热介质流通。所述流动通道具有进口和出口，所述进口位于沿着所述加热部的方向的一侧上且用于供应所述加热介质，所述出口位于另一侧上且用于排出所述加热介质。所述流动通道的所述出口侧上的、所述磁通量产生部和所述加热部之间的间隔大于所述流动通道的所述进口侧上的、所述磁通量产生部和所述加热部之间的间隔。根据本专利技术的一方面的发电系统包括：根据本专利技术所述一方面的感应加热装置；和发电部，所述发电部被构造成将通过感应加热装置加热的加热介质的热量转化为电能。本专利技术的有利效果所述感应加热装置能够高效地将在加热部中产生的热量传递至通过流动通道流通的加热介质。发电系统能够提高与感应加热装置中的加热介质的热交换的效率，并且能够提高发电效率。附图说明图1是示出根据第一实施例的感应加热装置构造的示意性纵向截面图。图2是示出根据第一实施例的感应加热装置构造的示意性前视图。图3是示出如下示例的示意性纵向横截面图，其中热绝缘材料被布置在根据第一实施例的感应加热装置中的加热部中。图4是示出根据第一实施例的感应加热装置中的流动通道的变型例的示意性纵向截面图。图5是示出根据变型例1-1的感应加热装置构造的示意性纵向截面图。图6是示出根据第一实施例的感应加热装置中的转子和加热部的变型例的示意性纵向截面图。图7是示出根据第二实施例的感应加热装置构造的示意性纵向截面图。图8是示出根据第二实施例的感应加热装置中的磁通量产生部的构造的示意性平面图。图9是示出根据第二实施例的感应加热装置中的流动通道的构造的示意性平面图。图10是示出如下示例的示意性纵向截面图，其中，热绝缘材料被布置在根据第二实施例的感应加热装置中的加热部中。图11是示出根据变型例2-1的感应加热装置的构造的示意图。图12是示出根据变型例2-1的感应加热装置中的流动通道的变型例的示意性平面图。图13是示出根据本专利技术的实施例的发电系统的总体构造的示例的示意图。图14是示出根据注释1的感应加热装置的构造示例的示意性纵向截面图。具体实施方式[本专利技术的实施例的说明]首先，下面将逐一描述本专利技术的实施例。(1)根据本专利技术的一方面的感应加热装置对加热介质加热。感应加热装置包括：转子，所述转子具有旋转轴；加热部，所述加热部被布置成以一定间隔与所述转子相对；磁通量产生部，所述磁通量产生部被设置在所述转子处，以产生用于所述加热部的磁通量；和流动通道，所述流动通道沿着所述加热部设置，以允许所述加热介质流通，其中，所述流动通道具有进口和出口，所述进口位于沿着所述加热部的方向的一侧上且用于供应所述加热介质，所述出口位于另一侧上且用于排出所述加热介质，并且所述流动通道的所述出口侧上的、所述磁通量产生部和所述加热部之间的间隔大于所述流动通道的所述进口侧上的、所述磁通量产生部和所述加热部之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对加热介质加热的感应加热装置，包括：转子，所述转子具有旋转轴；加热部，所述加热部被布置成以一定间隔与所述转子相对；磁通量产生部，所述磁通量产生部被设置在所述转子处，以产生用于所述加热部的磁通量；和流动通道，所述流动通道沿着所述加热部设置，以允许所述加热介质流通，其中，所述流动通道具有进口和出口，所述进口位于沿着所述加热部的方向的一侧上且用于供应所述加热介质，所述出口位于另一侧上且用于排出所述加热介质，并且所述流动通道的所述出口侧上的、所述磁通量产生部和所述加热部之间的间隔大于所述流动通道的所述进口侧上的、所述磁通量产生部和所述加热部之间的间隔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.18 JP 2015-1233531.一种对加热介质加热的感应加热装置，包括：转子，所述转子具有旋转轴；加热部，所述加热部被布置成以一定间隔与所述转子相对；磁通量产生部，所述磁通量产生部被设置在所述转子处，以产生用于所述加热部的磁通量；和流动通道，所述流动通道沿着所述加热部设置，以允许所述加热介质流通，其中，所述流动通道具有进口和出口，所述进口位于沿着所述加热部的方向的一侧上且用于供应所述加热介质，所述出口位于另一侧上且用于排出所述加热介质，并且所述流动通道的所述出口侧上的、所述磁通量产生部和所述加热部之间的间隔大于所述流动通道的所述进口侧上的、所述磁通量产生部和所述加热部之间的间隔。2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，所述流动通道被形成为：所述出口侧上的、所述流动通道与所述加热部的接触面...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎徹，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP