[发明专利]热磁发电装置

说明书

本发明涉及热磁发电技术领域，尤其涉及一种热磁发电装置，包括谐振电路和磁回路组件，所述谐振电路包括依次串联的线圈、可变电容器、可变负载电阻和电源组件，所述磁回路组件包括热磁件，所述线圈缠绕于所述磁回路组件上。本发明的热磁发电装置利用LCR谐振电路来对热磁件进行周期性加磁和退磁，可以通过增大谐振电路的充电量以增大热磁件中的磁场强度波动幅度，进而提高发电功率和效率。可通过调整可变负载电阻的阻值来改变电能消耗功率，同时通过改变可变电容器的电容值来维持频率不变，进而改变谐振电路中储存的电磁能，以方便地改变热磁材料中的磁场强度波动幅度。

技术领域

本发明涉及热磁发电技术领域，尤其涉及一种热磁发电装置。

背景技术

热磁材料是一类特殊的铁磁材料，在特定的温度(称为其居里温度)附近，其磁导率随温度的升高而急剧减小，而当温度降低时，其磁导率又会逐渐恢复。热磁发电技术就是利用热磁材料的这一特性，把热能转变为磁能，再通过其他能量转换方式把磁能转化为电能。对于如钆(Gd)，镧铁钴硅(La-Fe-Co-Si)等热磁材料，很小的温度波动就能够产生很大的磁导率变化，并且其居里温度处于室温附近或略高于室温，因此热磁发电技术在低品位热源利用领域具有很好的应用前景，比如工业废热回收利用、地热发电、非聚光式太阳能发电等。根据能量转换过程中有无机械能环节，热磁发电可以分为静止式热磁发电和机械式热磁发电，而后者又可以进一步分为往复式、旋转式和磁性流体式热磁发电。相比于其他几类热磁发电技术，静止式热磁发电直接通过法拉第电磁感应定律把磁能转化为电能，因此不存在机械能转换所带来的损耗，可靠性更高，使用寿命更长。但现有的静止式热磁发电机的功率却普遍低于旋转式或者往复式热磁发电机，这主要是因为静止式热磁发电机和机械式热磁发电机中热磁材料的加磁退磁方式不同。在机械式热磁发电机中，热磁材料的加磁和退磁是通过热磁材料和磁源(比如永磁体)的相对运动来实现，容易实现较大幅度磁场强度变化；而在静止式热磁发电机中，热磁材料的加磁和退磁是通过感应线圈来实现，难以实现较大幅度磁场强度变化。由于热磁发电的功率与磁场强度的波动幅度正相关，故静止式热磁发电的功率往往小于机械式热磁发电。

虽然现有静止式热磁发电装置可在线圈中实现磁场反转，进而可克服线圈磁芯的磁滞效应，但仍然存在以下缺点：由于磁场强度波动由感应线圈产生且受限于永磁体，因此难以产生大幅度磁场强度波动；无法在整个磁路中实现磁场反转，因此无法完全克服磁路中的磁滞效应。

发明内容

本发明提供一种热磁发电装置，用以解决现有技术中静止式热磁发电的功率小于机械式热磁发电，难以产生大幅度磁场强度波动的缺陷，实现通过增大谐振电路的充电量以增大热磁件中的磁场强度波动幅度，进而提高发电功率和效率的效果，以及实现可通过调整可变负载电阻的阻值来改变电能消耗功率，同时通过改变可变电容器的电容值来维持频率不变，进而改变谐振电路中储存的电磁能，以方便地改变热磁材料中的磁场强度波动幅度的效果。

本发明提供一种热磁发电装置，包括谐振电路和磁回路组件，所述谐振电路包括依次串联的线圈、可变电容器、可变负载电阻和电源组件，所述磁回路组件包括热磁件，所述线圈缠绕于所述磁回路组件上。

根据本发明提供的一种热磁发电装置，所述磁回路组件包括壳体，所述壳体的形状为环形，且内部具有空腔，所述热磁件设置于所述空腔内，所述线圈缠绕于所述壳体上。

根据本发明提供的一种热磁发电装置，所述壳体包括第一管体和第二管体，所述第二管体套设于所述第一管体外侧，且所述第一管体与所述第二管体之间的两端通过端盖封闭形成所述空腔。

根据本发明提供的一种热磁发电装置，所述第二管体设有与所述空腔连通的换热流体管道，所述壳体的轴线与换热流体在所述空腔中的流向垂直。

根据本发明提供的一种热磁发电装置，所述壳体包括第三管体和导磁件，所述导磁件与所述第三管体的两端连接形成环形封闭结构，所述热磁件设置于所述第三管体内，所述线圈缠绕于所述导磁件上。

根据本发明提供的一种热磁发电装置，所述导磁件为铁磁件。