感应加热装置和包括该感应加热装置的发电系统制造方法及图纸

在本发明专利技术中，一种感应加热装置（101）设置有具有旋转轴的转子（11）和具有加热部（13）的定子（12），所述加热部（13）与所述转子（11）间隔布置。所述转子（11）设置有产生所述加热部（13）的方向上的磁通的线圈（15）。所述加热部（13）由包括磁性材料和导电材料的复合材料形成，并且具有磁性材料部（131）和导电材料部（132）组合而成的结构。当线圈（15）处在与加热部（13）对向的位置时，加热部（13）中的磁性材料部（131）的横截面面积小于由线圈产生的磁通链的面积，并且导电材料部（132）布置成围绕磁性材料部（131）的外周。加热部（13）设置有流路（14），热介质流过该流路（14）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】感应加热装置和包括该感应加热装置的发电系统
本专利技术涉及一种感应加热装置，该感应加热装置通过利用感应加热来对热介质进行加热，并且本专利技术涉及一种包括该感应加热装置的发电系统。
技术介绍
已经提出了利用感应加热(涡流)的加热装置作为对水进行加热的装置(例如，参看PTD1)。在PTDl中描述的涡流加热装置包括:可旋转的转子，该转子具有布置在其外周的永磁体；和由导电材料制成的加热部，该加热部被固定到转子的外侧，且在该加热部中形成有流路以允许水在流路内部循环。当转子旋转时，由围绕转子的外周的永磁体产生的磁力线(磁通)穿透加热部地运动，这致使涡流将在加热部中产生，以对加热部本身进行加热。因此，在加热部中产生的热能被传递到在流路内部循环的水，以对水进行加热。上述技术的首要目的是，通过利用诸如风能或类似的能源来供应热水，并且近年来，类似地利用诸如风能、水能、潮汐能等可再生形式的能源的发电系统日益受到关注。例如，NPDl到NPD3描述了与风力发电相关的技术。风力发电通过利用风使风力涡轮机旋转从而驱动发电机来产生电能，并且风力发电将风能转换成旋转能以获得转换后能源作为电能。风力发电系统大体具有以下结构，在该结构中，机舱建立在塔顶上，并且水平轴风力涡轮机(旋转轴大体与风向平行的风力涡轮机)附接到机舱。机舱容纳:增速机，该增速机输出风力涡轮机的旋转轴的提高了的转速:和发电机，该发电机由增速机的输出来驱动。增速机能够将风力涡轮机的转速提高到发电机的转速(例如1:100)，并且与变速箱合并。近年来，存在增加风力涡轮机(风力发电系统)的尺寸以减少发电成本的趋势，并且一种具有120m或更大的风力涡轮机直径、5MW的每涡轮机输出的等级的风力发电系统已经投入使用。出于对许多这种大风力发电系统的巨大尺寸和巨大重量的构造的考虑，该风力发电系统被建造在海洋上。而且，在风力发电中，因为发电输出(发电量)随不同的风能而变化，所以将电能存储系统与风力发电系统建立在一起以在蓄电池中存储不稳定的电能，以便平滑输出。引用列表专利文献PTDl:日本专利特开 N0.2005-174801非专利文献NPDl:〃风力发电(01-05-01-05)〃，[在线]，AT0MICA，[于2011年2月2日检索]，因特网 < 网址:http://www.rist.0r.jp/atomica/>NPD2:〃斯巴鲁风力涡轮机〃，[在线]，富士重工，[于2011年2月2日检索]，因特网〈网址:http://www.subaru-windturbine.jp/windturbine/>NPD3:〃风能讲义〃，[在线]，三菱重工，[于2011年2月2日检索]，因特网〈网址:http://www.mh1.c0.jp/products/expand/wind_kouza.html>
技术实现思路
技术问题然而，在如上述PTDl中所描述的常规感应加热装置中，加热部由诸如不锈钢、铝合金等的单一导电材料形成，因此，不能获得足够的热能(发热量)，而热介质(例如，诸如水的流体)不可以加热到期望的温度。同时，在众所周知的风力发电系统中，将电能存储系统建立成平滑输出，并且该电能存储系统需要诸如转换器等的部件以在蓄电池中存储电能。这使得该系统更复杂，并增加能量损耗。而且，在大风力发电系统的情形下，需要蓄电池具有与发电量相应的大容量，这增加了整个系统的成本。而且，在风力发电系统中的许多故障是由增速机的故障而导致的，更具体地，是由变速箱的故障而导致的。如果变速箱有故障，该故障通常通过更换新变速箱来处理；然而，当机舱建立在塔顶上时，变速箱的附接/移除需要大量的时间和精力。因此，近年来，还出现了无齿轮变速风力发电机，该无齿轮变速风力发电机不需要增速机。在无齿轮发电机的情形下，特别地，发电机的极数增加了(多级发电机)；然而，与使用增速机的情形相比，这增加了发电机的尺寸和重量。具体地，对于5MW级的大风力发电系统，发电机的重量确信超过300吨(300000公斤)，这使得难以在机舱中放置发电机。鉴于以上情形完成了本专利技术，并且本专利技术的一个目的是提供一种感应加热装置，该感应加热装置获得增加的发热量，并且具有适于对热介质进行加热的性能。本专利技术的另一个目的是，提供一种包括上述感应加热装置的发电系统。问题的解决方案由于在设计感应加热装置时对进一步增加发热量进行了反复试验，所以本专利技术人计算出了，在从外部施加了周期性变化的磁场(磁通)的导电材料(加热部)中，热能根据以下数学表达式产生:[数学表达式I]本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对热介质进行加热的感应加热装置，包括：转子，所述转子具有旋转轴；和定子，所述定子具有与所述转子间隔布置的加热部，所述转子中设置有磁通产生部，所述磁通产生部与所述加热部对向，并且所述磁通产生部产生所述加热部的方向上的磁通，所述加热部由磁性材料和导电材料构成的复合材料形成，并且具有由磁性材料部和导电材料部组合而成的结构，当所述磁通产生部位于与所述加热部对向的位置时，所述磁性材料部的横截面面积小于由所述加热部中的所述磁通产生部产生的磁通链的面积，所述导电材料部被布置成围绕所述磁性材料部的外周，和所述加热部中设置有流路，所述热介质在所述流路中循环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.08 JP 2011-1287131.一种对热介质进行加热的感应加热装置，包括: 转子，所述转子具有旋转轴；和 定子，所述定子具有与所述转子间隔布置的加热部， 所述转子中设置有磁通产生部，所述磁通产生部与所述加热部对向，并且所述磁通产生部产生所述加热部的方向上的磁通， 所述加热部由磁性材料和导电材料构成的复合材料形成，并且具有由磁性材料部和导电材料部组合而成的结构， 当所述磁通产生部位于与所述加热部对向的位置时，所述磁性材料部的横截面面积小于由所述加热部中的所述磁通产生部产生的磁通链的面积， 所述导电材料部被布置成围绕所述磁性材料部的外周，和 所述加热部中设置有流路，所述热介质在所述流路中循环。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎徹，松尾哲司，美舩健，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，国立大学法人京都大学，
类型：
国别省市：