[发明专利]感应加热装置和发电系统

说明书

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。

技术领域

本发明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，本发明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。

背景技术

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

发明内容

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)