[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，包括永磁体组件和磁路模组，永磁体组件包括转动托盘和偶数个永磁体，磁路模组的个数为永磁体的两倍，永磁体围绕转动托盘的转轴均匀设置于转动托盘上，磁路模组围绕转动托盘的轴向均匀分布，且每个磁路模组均包括热磁件、导磁件和两个线圈，导磁件的形状为C形，永磁体可转至或转离导磁件的开口处，两个线圈均绕设于导磁件上，且分别位于转动托盘的两侧，热磁件设置于导磁件上与开口相对的位置处。部分磁能通过法拉第电磁感应定律直接转化为电能，发电功率和能量转换效率高；可在磁路中实现磁场反转，有效抑制导磁材料或热磁材料中的磁滞效应，进而提升发电功率和效率。

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。但静止式热磁发电机的功率普遍低于旋转式或者往复式热磁发电机，主要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呈正相关，故静止式热磁发电的功率往往小于机械式热磁发电。静止式热磁发电的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，而且无法实现磁场反转，进而导致发电功率和效率受制于磁滞效应。

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，无法克服磁路中的磁滞效应的缺陷，实现由于无机械能转化环节带来的低损耗特点和机械式热磁发电机磁场切换方式带来的高磁场波动幅度特点，将部分磁能转化为机械能驱动磁场切换，部分磁能通过法拉第电磁感应定律直接转化为电能，发电功率和能量转换效率高，可有效抑制导磁材料或热磁材料中的磁滞效应，进而达到提升发电功率和效率的效果。

本发明提供一种热磁发电装置，包括永磁体组件和磁路模组，所述永磁体组件包括转动托盘和偶数个永磁体，所述磁路模组的个数为所述永磁体的两倍，所述永磁体围绕所述转动托盘的转轴均匀设置于所述转动托盘上，所述磁路模组围绕所述转动托盘的轴向均匀分布，且每个所述磁路模组均包括热磁件、导磁件和两个线圈，所述导磁件的形状为C形，所述永磁体可转至或转离所述导磁件的开口处，两个所述线圈均绕设于所述导磁件上，且分别位于所述转动托盘的两侧，所述热磁件设置于所述导磁件上与开口相对的位置处。

根据本发明提供的一种热磁发电装置，所述导磁件包括第一导磁段和第二导磁段，所述第一导磁段与所述第二导磁段分别位于所述转动托盘的两侧且相对设置，两个所述线圈分别绕设于所述第一导磁段与所述第二导磁段上且相对设置，所述第一导磁段与所述第二导磁段远离所述转动托盘的转轴的一端通过所述热磁件连接。

根据本发明提供的一种热磁发电装置，所述第一导磁段与所述第二导磁段靠近所述转动托盘的转轴的一端均向所述转动托盘的表面延伸形成第三导磁段，两个所述第三导磁段之间的距离大于所述永磁体的高度。

根据本发明提供的一种热磁发电装置，所述转动托盘设有通孔，所述永磁体嵌入所述通孔固定于所述转动托盘上。