渦流式發熱裝置的製作方法

2023-07-11 05:25:01

本發明涉及用於將旋轉軸的動能(旋轉動力)轉換成熱能而進行回收的發熱裝置。尤其是，本發明涉及使用永磁體(以下也簡稱為「磁體」)並利用了在來自磁體的磁場的作用下產生的渦流的渦流式發熱裝置。

背景技術：

近年來，隨著化石燃料的燃燒而引起的二氧化碳的產生被視作問題。因此，太陽熱能、風能、水能等這樣的自然能源的靈活運用被推進。在自然能源中，風能、水能等也是流體的動能。以往，靈活運用流體動能來進行發電。

例如，在通常的風力發電設備中，葉輪受到風力而旋轉。在葉輪的旋轉軸連結有發電機的輸入軸，隨著葉輪的旋轉而發電機的輸入軸旋轉。由此，由發電機產生電。也就是說，在通常的風力發電設備中，風能被轉換成葉輪的旋轉軸的動能，該旋轉軸的動能被轉換成電能。

日本特開2011-89492號公報(專利文獻1)公開一種謀求了能源的利用效率的提高的風力發電設備。專利文獻1的發電設備具備發熱裝置(專利文獻1的減速器裝置(30))，在從風能向電能的轉換過程中產生熱能。

在專利文獻1的發電設備中，風能被轉換成葉輪的旋轉軸的動能，該旋轉軸的動能被轉換成液壓泵的液壓能量。在液壓能量的作用下液壓馬達旋轉。液壓馬達的主軸與發熱裝置的旋轉軸連結，該發熱裝置的旋轉軸與發電機的輸入軸連結。隨著液壓馬達的旋轉而發熱裝置的旋轉軸旋轉，並且，發電機的輸入軸旋轉。由此，由發電機產生電。

發熱裝置利用在來自永磁體的磁場的作用下產生的渦流，使發熱裝置的旋轉軸的旋轉速度減速。由此，液壓馬達的主軸的旋轉速度減速，與此相伴，藉助液壓泵而調整葉輪的旋轉速度。

另外，在專利文獻1中記載有如下內容：在發熱裝置中，由於渦流的產生，在產生使旋轉軸的旋轉速度減速的制動力的同時，產生熱。也就是說，風能的一部分被轉換成熱能。該熱(熱能)被蓄熱裝置回收，在所回收的熱能的作用下原動機驅動。由於原動機的驅動而發電機驅動，作為其結果，由發電機產生電。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-89492號公報

技術實現要素：

發明要解決的問題

專利文獻1的風力發電設備在作為旋轉軸的葉輪與發熱裝置之間設有液壓泵和液壓馬達。因此，設備的構造變得複雜。另外，需要多級能量轉換，因此，能量的轉換損失顯著。與此相伴，利用發熱裝置獲得的熱能也變小。

另外，在專利文獻1的發熱裝置的情況下，多個磁體與圓筒狀的轉子的內周面相對，在圓周方向上排列。這些磁體的磁極(n極、s極)沿著以旋轉軸為中心的圓周方向配置，在圓周方向上相鄰的磁體彼此的磁極的配置是一樣的。因此，來自磁體的磁場不擴大，到達轉子的磁通密度較少。這樣一來，實質上在來自磁體的磁場的作用下產生於轉子的渦流變小，無法獲得充分的發熱。

本發明是鑑於上述的實際情況而做成的。本發明的目的在於提供一種能夠將旋轉軸的動能(旋轉動力)有效地轉換成熱能而進行回收的渦流式發熱裝置。

用於解決問題的方案

本發明的實施方式的渦流式發熱裝置具備：

旋轉軸，其能夠旋轉地支承於非旋轉部；

發熱構件，其為圓筒狀，固定於旋轉軸；

永磁體，其與發熱構件的外周面或內周面隔開間隙地相對，在以旋轉軸為中心的圓周方向上排列有多個永磁體，在圓周方向上相鄰的永磁體彼此的磁極的配置交替地不同；

磁體保持構件，其為圓筒狀，保持永磁體；

轉換機構，其用於切換成在永磁體與發熱構件之間產生磁路的狀態和不產生磁路的狀態；以及

熱回收機構，其對在發熱構件產生的熱進行回收。

發明的效果

根據本發明的渦流式發熱裝置，能夠將旋轉軸的動能有效地轉換成熱能而進行回收。

附圖說明

圖1是第1實施方式的發熱裝置的縱剖視圖。

圖2是表示第1實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。

圖3a是表示在第1實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的縱剖視圖。

圖3b是表示在第1實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。

圖4a是表示在第1實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的縱剖視圖。

圖4b是表示在第1實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。

圖5是表示第1實施方式的發熱裝置中的發熱構件的優選的形態的一個例子的橫剖視圖。

圖6是表示第2實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。

圖7是表示在第2實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。

圖8是表示在第2實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。

圖9是表示第3實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。

圖10是表示在第3實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。

圖11是表示在第3實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。

圖12是表示在第4實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。

圖13是表示在第4實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。

圖14是表示第5實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。

圖15a是表示在第5實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的縱剖視圖。

圖15b是表示在第5實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。

圖16a是表示在第5實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的縱剖視圖。

圖16b是表示在第5實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。

圖17是表示第6實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。

圖18a是表示在第6實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的、沿著圓周方向的剖視圖。

圖18b是表示在第6實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。

圖19a是表示在第6實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的、沿著圓周方向的剖視圖。

圖19b是表示在第6實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。

圖20是表示第7實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。

圖21a是表示在第7實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的、沿著圓周方向的剖視圖。

圖21b是表示在第7實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的縱剖視圖。

圖21c是表示在第7實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。

圖22a是表示在第7實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的、沿著圓周方向的剖視圖。

圖22b是表示在第7實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的縱剖視圖。

圖22c是表示在第7實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。

圖23是表示第8實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。

圖24a是表示在第8實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的、沿著圓周方向的剖視圖。

圖24b是表示在第8實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。

圖25a是表示在第8實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的、沿著圓周方向的剖視圖。

圖25b是表示在第8實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。

圖26是表示第9實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。

圖27a是表示在第9實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的、沿著圓周方向的剖視圖。

圖27b是表示在第9實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的縱剖視圖。

圖27c是表示在第9實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。

圖28a是表示在第9實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的、沿著圓周方向的剖視圖。

圖28b是表示在第9實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的縱剖視圖。

圖28c是表示在第9實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。

圖29是表示本實施方式的發熱裝置的變形例的縱剖視圖。

具體實施方式

本發明的實施方式的渦流式發熱裝置具備旋轉軸、發熱構件、多個永磁體、磁體保持構件、轉換機構以及熱回收機構。旋轉軸可旋轉地支承於非旋轉部。發熱構件是圓筒狀，固定於旋轉軸。多個永磁體與發熱構件的外周面或內周面隔開間隙地相對。這些磁體在以旋轉軸為中心的圓周方向上排列，在圓周方向上相鄰的磁體彼此的磁極的配置交替地不同。磁體保持構件是圓筒狀，保持磁體。轉換機構用於切換成在磁體與發熱構件之間產生磁路的狀態和不產生磁路的狀態。熱回收機構對在發熱構件產生的熱進行回收。

根據本實施方式的渦流式發熱裝置，在由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的情況下，與發熱構件相對的磁體的磁極的配置在彼此相鄰的磁體彼此交替地不同，因此，來自磁體的磁場擴大，到達發熱構件的磁通密度變多。由此，在來自磁體的磁場的作用下而在發熱構件產生的渦流變大，獲得充分的發熱。因而，能夠將旋轉軸的動能有效地轉換成熱能而回收。另外，若對轉換機構的工作的程度進行控制，則也可對從磁體向發熱構件的磁通密度進行調整。由此，可進行發熱構件的發熱量的調整，也可進行要回收的熱量的調整。

在上述的發熱裝置中，磁體的排列形式被分類成例如下述(a)～(c)。

(a)磁體的磁極沿著以旋轉軸為中心的徑向配置。在該情況下，磁體保持構件是強磁性體。以下，也將該形式稱為「徑向磁極形式」。

(b)磁體的磁極沿著以旋轉軸為中心的圓周方向配置。於在圓周方向上相鄰的磁體彼此之間設有極靴。在該情況下，磁體保持構件是非磁性體。以下，也將該形式稱為「圓周方向磁極形式」。

(c)磁體包括第1磁體和於在圓周方向上相鄰的第1磁體彼此之間設置的第2磁體。第1磁體的磁極沿著以旋轉軸為中心的徑向配置。第2磁體的磁極沿著以旋轉軸為中心的圓周方向配置。在該情況下，磁體保持構件是強磁性體。以下，也將該形式稱為「兩個方向磁極形式」。

對於使用了徑向磁極形式的磁體排列的發熱裝置，作為轉換機構，能夠採用磁體保持構件可在沿著旋轉軸的軸向上移動的結構。以下，也將這樣的結構的轉換機構稱為「軸向移動轉換機構」。軸向移動轉換機構也能夠用於使用了圓周方向磁極形式的磁體排列的發熱裝置和使用了兩個方向磁極形式的磁體排列的發熱裝置中的任一個。

對於使用了徑向磁極形式的磁體排列的發熱裝置，作為轉換機構，能夠採用以下所示的結構。在發熱構件與磁體之間的間隙，在以旋轉軸為中心的圓周方向上設有多個強磁性體的轉換板。這些轉換板的配置角度與磁體的配置角度一致。磁體保持構件和轉換板中的任一者能以旋轉軸為中心旋轉。以下，也將這樣的結構的轉換機構稱為「單列型旋轉轉換機構」。

對於使用了徑向磁極形式的磁體排列的發熱裝置，作為轉換機構，能夠採用以下所示的結構。磁體和磁體保持構件被沿著旋轉軸的圓周方向分割成兩列。在發熱構件與磁體之間的間隙，在以旋轉軸為中心的圓周方向上設有多個強磁性體的轉換板。這些轉換板的配置角度與磁體的配置角度一致。第1列的磁體保持構件和第2列的磁體保持構件中的任一者能以旋轉軸為中心旋轉可。以下，也將這樣的結構的轉換機構稱為「兩列型旋轉轉換機構」。

對於使用了圓周方向磁極形式的磁體排列的發熱裝置，作為轉換機構，能夠採用兩列型旋轉轉換機構。在該情況下，無需上述的多個轉換板。

對於使用了圓周方向磁極形式的磁體排列的發熱裝置，作為轉換機構，能夠採用以下所示的結構。磁體和磁體保持構件被沿著旋轉軸的圓周方向分割成3列。第1列和第3列這兩列的磁體保持構件與第2列的磁體保持構件中的任一者能以旋轉軸為中心旋轉。以下，也將這樣的結構的轉換機構稱為「3列型旋轉轉換機構」。

兩列型旋轉轉換機構和3列型旋轉轉換機構也能夠用於使用了兩個方向磁極形式的磁體排列的發熱裝置。在該情況下，上述的多個轉換板設於發熱構件與第1磁體之間的間隙。這些轉換板的配置角度與第1磁體的配置角度一致。

在上述的發熱裝置中，熱回收機構能夠設為包括密閉容器、配管、蓄熱裝置以及熱介質的結構。密閉容器固定於非旋轉部且包圍發熱構件，其在發熱構件與磁體之間的間隙具有非磁性的分隔壁。配管分別連接於與密閉容器的內部空間相連的入口和出口。蓄熱裝置與各配管連接。熱介質在密閉容器、配管以及蓄熱裝置中循環。

上述的發熱裝置能夠搭載於如風力發電設備、水力發電設備等那樣利用了流體動能(例如，風力、水力等自然能源)的發電設備。通過將例如公知的風力發電設備、水力發電設備的發電裝置部分置換成上述的發熱裝置，能夠生成熱能。因此，除了發熱裝置以外的部分也能夠使用公知的發電設備的結構。另外，上述的發熱裝置能夠搭載於車輛。在任一情況下，發熱裝置都將旋轉軸的動能轉換成熱能而進行回收。所回收的熱能被利用於例如電能的生成。

以下，詳細論述本發明的渦流式發熱裝置的實施方式。

[第1實施方式]

圖1是第1實施方式的發熱裝置的縱剖視圖。圖2是表示該發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。圖3a和圖3b是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的圖。圖4a和圖4b是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的圖。在這些圖中，圖3a和圖4a是發熱裝置的縱剖視圖，圖3b和圖4b是表示磁路的產生狀況的橫剖視圖。本說明書中所提及的縱截面是沿著旋轉軸的截面。橫截面是與旋轉軸正交的截面。在圖1～圖4b中例示已搭載到風力發電設備的發熱裝置1。

如圖1所示，第1實施方式的發熱裝置1具備旋轉軸3、發熱構件4、多個永磁體5、以及磁體保持構件6。旋轉軸3藉助軸承7可旋轉地支承於作為非旋轉部的固定的主體2。

發熱構件4固定於旋轉軸3。發熱構件4包括：以旋轉軸3為軸心的圓筒狀的發熱筒4a；圓板狀的連結構件4b，其將該發熱筒4a的前端部(在圖1中，右側的端部)和旋轉軸3的後端部(在圖1中，左側的端部)相連。為了輕量化和熱回收，在連結構件4b設有未圖示的多個貫通孔。磁體保持構件6配置於發熱構件4的內側，包括以旋轉軸3的中心線的延長線為軸心的圓筒狀的磁體保持環6a。磁體保持環6a保持磁體5。

磁體5固定於磁體保持環6a的外周面，與發熱筒4a的內周面隔開間隙地與發熱筒4a的內周面相對。在此，如圖2、圖3b和圖4b所示，磁體5在圓周方向上排列。這些磁體5的磁極(n極、s極)沿著以旋轉軸3為中心的徑向配置，在圓周方向上相鄰的磁體5彼此的磁極的配置交替地不同。在第1實施方式的情況下，直接保持磁體5的磁體保持環6a的材質是強磁性材料(例如：碳素鋼、鑄鐵等強磁性金屬材料)。總之，第1實施方式的發熱裝置1使用了徑向磁極形式的磁體排列。

在圖3b和圖4b所示的磁體5的表面固定有由強磁性體構成的極靴10，但也可以沒有該極靴10。此外，在圖3b和圖4b中，省略了存在於磁體5與發熱筒4a之間的下述的分隔壁15(參照圖1)的圖示。

發熱構件4的材質、特別是發熱筒4a的與磁體5相對的內周面的表層部的材質是導電性材料。作為導電性材料，可列舉出強磁性金屬材料(例如：碳素鋼、鑄鐵等)、弱磁性金屬材料(例如：鐵素體系不鏽鋼等)、或非磁性金屬材料(例如：鋁合金、奧氏體系不鏽鋼、銅合金等)。

另外，如圖1所示，在發熱筒4a的外側以包圍發熱筒4a整體的方式配置有圓筒狀的罩8。該罩8的兩端部固定於主體2。而且，在發熱筒4a與磁體5之間的間隙配置有圓筒狀的分隔壁15。該分隔壁15的前端部(在圖1中，右側的端部)被圓板15a封閉。另一方面，分隔壁15的後端部(在圖1中，左側的端部)固定於主體2。這些主體2、罩8和分隔壁15(包括圓板15a)形成包圍發熱構件4(發熱筒4a)的密閉容器。

分隔壁15的材質是非磁性材料(例如：鋁合金、奧氏體系不鏽鋼、銅合金、耐熱性樹脂以及陶瓷)。這是為了防止對從磁體5向發熱構件4的磁場帶來不良影響。分隔壁15的發熱筒4a側的面也可以設為平滑度較高的鏡面。通過這樣設置，能夠抑制熱從發熱筒4a向磁體5移動。

第1實施方式的發熱裝置1具備軸向移動轉換機構來作為用於切換成在磁體5與發熱構件4之間產生磁路的狀態和不產生該磁路的狀態的轉換機構。具體而言，保持磁體5的磁體保持環6a構成為可在沿著旋轉軸3的軸向上移動。例如未圖示的氣缸、電動致動器等驅動源與磁體保持環6a連結。由於該驅動源的工作，磁體保持環6a和磁體5一體地沿著軸向進退。由此，磁體5能取得被收納到發熱筒4a的內側的狀態(參照圖3a)和被拉出到發熱筒4a的外部的狀態(參照圖4a)。而且，若對驅動源的工作的程度進行控制，則也能取得磁體5的一部分收納到發熱筒4a的內側的狀態。

當旋轉軸3旋轉時，發熱筒4a與旋轉軸3一體地旋轉(參照圖1、圖3a和圖4a中的空心箭頭、以及圖3b和圖4b中的實心箭頭)。由此，在磁體5與發熱筒4a之間產生相對的旋轉速度差。

此時，如圖4a和圖4b所示，在由於軸向移動轉換機構的工作而磁體5被拉出到發熱筒4a的外部的情況下，成為磁體5相對於發熱筒4a的內周面大幅度偏離的狀態。也就是說，成為磁體5不與發熱筒4a的內周面相對的狀態。因此，來自磁體5的磁通(磁場)不會到達發熱筒4a。因而，在磁體5與發熱筒4a之間不產生磁路。在該情況下，在發熱筒4a的內周面不產生渦流。由此，在與旋轉軸3一體地旋轉的發熱筒4a既不產生制動力也不產生熱。

與此相對，如圖3a和圖3b所示，在由於軸向移動轉換機構的工作而磁體5被收納到發熱筒4a的內側的情況下，成為磁體5與發熱筒4a的內周面呈同心狀重疊的狀態。即，成為磁體5與發熱筒4a的內周面相對的狀態。此時，如圖2、圖3b和圖4b所示，關於與發熱筒4a的內周面相對的磁體5，磁極(n極、s極)沿著以旋轉軸3為中心的徑向配置，在圓周方向上相鄰的磁體5彼此的磁極的配置交替地不同。另外，保持磁體5的磁體保持環6a是強磁性體。

因此，來自磁體5的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖3b中的實線箭頭)。如圖3b所示，從彼此相鄰的磁體5中的一個磁體5的n極經由極靴10而出來的磁通到達與該磁體5相對的發熱筒4a。到達了發熱筒4a的磁通經由極靴10而到達另一個磁體5的s極。從另一個磁體5的n極出來的磁通經由磁體保持環6a而到達一個磁體5的s極。也就是說，在發熱筒4a、在圓周方向上相鄰的磁體5彼此、以及保持磁體5的磁體保持環6a之間形成基於磁體5的磁路。這樣的磁路以其磁通的朝向在圓周方向的整個區域中交替地反向的方式形成。這樣一來，來自磁體5的磁場擴大，到達發熱筒4a(發熱構件4)的磁通密度變多。

於在磁體5與發熱筒4a之間產生相對的旋轉速度差的狀態下，若磁場從磁體5作用於發熱筒4a，則在發熱筒4a的內周面產生渦流。由於該渦流與來自磁體5的磁通密度之間的相互作用，遵照弗萊明左手法則，在與旋轉軸3一體地旋轉的發熱筒4a(發熱構件4)產生與旋轉方向反向的制動力。

而且，由於渦流的產生，在產生制動力的同時，在發熱筒4a產生熱。如上所述，到達發熱筒4a的磁通密度較多，因此，在來自磁體5的磁場的作用下，在發熱筒4a產生的渦流變大，獲得充分的發熱。

發熱裝置1具備熱回收機構，以便對在發熱筒4a(發熱構件4)產生的熱進行回收而靈活運用。在第1實施方式中，作為熱回收機構，在與罩8和分隔壁15一體地構成密閉容器的主體2設有入口11和出口12。入口11和出口12與密閉容器的內部空間、即發熱筒4a所存在的空間(以下也稱為「發熱構件存在空間」)相連。該發熱構件存在空間的入口11和出口12分別與未圖示的入側配管和出側配管連接。入側配管和出側配管與未圖示的蓄熱裝置連接。發熱構件存在空間(密閉容器的內部空間)、入側配管、出側配管和蓄熱裝置形成一連串的路徑，熱介質在該路徑中流通而循環(參照圖1和圖3a中的虛線箭頭)。

熱介質是例如硝酸鹽系的熔融鹽(例：硝酸鈉60％和硝酸鉀40％的混合鹽)。除此之外，熱介質也可以使用傳熱油、水(蒸氣)、空氣、超臨界co2等。

在發熱筒4a產生的熱向在發熱構件存在空間中流通的熱介質傳遞。發熱構件存在空間內的熱介質從發熱構件存在空間的出口12排出，經由出側配管向蓄熱裝置引導。蓄熱裝置通過熱交換從熱介質受熱而回收，蓄積該熱。經過了蓄熱裝置的熱介質經由入側配管從入口11返回發熱構件存在空間。如此一來，在發熱筒4a產生的熱被回收。

在第1實施方式的發熱裝置1中，如上所述，在發熱筒4a獲得充分的發熱。因此，能夠將旋轉軸3的動能有效地轉換成熱能而進行回收。

另外，在對軸向移動轉換機構的工作的程度進行控制而使磁體5的一部分收納到發熱筒4a的內側的情況下，與磁體5的全部被收納到發熱筒4a的內側的情況相比較，從磁體5到達發熱筒4a的磁通密度改變。因而，可根據軸向移動轉換機構的工作的程度來進行發熱筒4a的發熱量的調整，也可進行要回收的熱量的調整。在例如欲使要回收的熱量持續恆定的情況下，根據來自未圖示的控制裝置的指令而執行對這樣的轉換機構的工作的程度進行控制的操作。具體而言，控制裝置利用旋轉式編碼器等傳感器對旋轉軸3的轉速進行檢測，根據所檢測到的轉速來對轉換機構的工作的程度進行控制。在例如旋轉軸3的轉速降低了時，控制裝置使轉換機構工作，以使從磁體5向發熱筒4a的磁通密度增加。在旋轉軸3的轉速增加了時，控制裝置使轉換機構工作，以使從磁體5向發熱筒4a的磁通密度減少。

另外，在例如蓄積到蓄熱裝置的熱量達到了容許量時，根據來自未圖示的控制裝置的指令而執行切換成在磁體5與發熱筒4a之間不產生磁路的狀態的操作。具體而言，控制裝置利用溫度傳感器對蓄熱裝置內的溫度進行檢測，基於所檢測到的溫度來對熱量是否達到了容許量進行判定。在熱量達到了容許量時，控制裝置使轉換機構工作，以成為在磁體5與發熱筒4a之間不產生磁路的狀態。之後，在蓄熱裝置內的熱被消耗而熱量低於容許量時，控制裝置使轉換機構工作，以成為在磁體5與發熱筒4a之間產生磁路的狀態。

第1實施方式的發熱裝置1搭載於風力發電設備。即，如圖1所示，在發熱裝置1的旋轉軸3的延長線上設有作為風車的葉輪20。葉輪20的旋轉軸藉助離合器裝置23和增速裝置24與發熱裝置1的旋轉軸3連結。隨著葉輪20的旋轉而發熱裝置1的旋轉軸3旋轉。此時，發熱裝置1的旋轉軸3的旋轉速度利用增速裝置24而相對於葉輪20的旋轉速度增速。增速裝置24能夠使用例如行星齒輪機構。

在這樣的風力發電設備中，葉輪20接受風力而旋轉(參照圖1的空心箭頭)。隨著葉輪20的旋轉而發熱裝置1的旋轉軸3旋轉。由此，在發熱構件4產生熱，所產生的熱被蓄熱裝置回收。即，基於葉輪20的旋轉的發熱裝置1的旋轉軸3的動能的一部分被轉換成熱能而被回收。此時，能量的轉換損失較少。這是因為，在葉輪20與發熱裝置1之間沒有專利文獻1的風力發電設備那樣的液壓泵和液壓馬達。回收到蓄熱裝置的熱被利用於例如由熱元件、斯特靈發動機等進行的發電。

而且，由於發熱裝置1的旋轉軸3旋轉，在發熱構件4發熱的同時，在旋轉軸3產生使旋轉減速的制動力。由此，藉助增速裝置24和離合器裝置23對葉輪20的旋轉速度進行調整。在此，離合器裝置23具有以下的功能。在需要由發熱裝置1發熱的情況下，離合器裝置23將葉輪20的旋轉軸和發熱裝置1的旋轉軸3連接。由此，葉輪20的旋轉動力向發熱裝置1傳遞。在蓄積到蓄熱裝置的熱量達到容許量、無需由發熱裝置1發熱的情況、為了進行維護而使發熱裝置1停機的情況等，離合器裝置23使葉輪20的旋轉軸與發熱裝置1的旋轉軸3之間的連接斷開。由此，葉輪20的旋轉動力不向發熱裝置1傳遞。優選的是，在葉輪20與離合器裝置23之間設置用於使葉輪20的旋轉停止的摩擦式、電磁式等的制動裝置，以防止此時葉輪20在風力作用下自由地旋轉。

如上所述，由於在發熱筒4a產生的渦流，發熱筒4a發熱。因此，存在磁體5由於來自發熱筒4a的熱(例如輻射熱)而溫度上升、所保有的磁力降低的隱患。因此，期望的是實施對磁體5的溫度上升進行抑制的手段。

這一點，在第1實施方式的發熱裝置1中，來自發熱筒4a的熱被密閉容器的分隔壁15阻斷。由此，能夠防止磁體5的溫度上升。

圖5是表示第1實施方式的發熱裝置中的發熱構件的優選的形態的一個例子的橫剖視圖。在圖5中，放大地表示發熱構件4(發熱筒4a)的與磁體5相對的內周面附近。如圖5所示，發熱筒4a在基材4a的內周面依次層疊有第1層4b、第2層4c和防氧化覆膜層4d。基材4a的材質是強磁性金屬材料(例如：碳素鋼、鑄鐵等)。第1層4b的材質是熱傳導率較高的導電性金屬材料(例如：銅合金、鋁合金等)。第2層4c的材質是非磁性金屬材料或弱磁性金屬材料，特別期望的是導電率比第1層4b的導電率高的材料(例如：鋁合金、銅合金等)。防氧化覆膜層4d例如是鍍ni(鎳)層。

在基材4a與第1層4b之間、第1層4b與第2層4c之間、第2層4c與防氧化覆膜層4d之間分別層疊有緩衝層4e。緩衝層4e的線膨脹係數比相鄰的一者的材料的線膨脹係數大，比另一者的材料的線膨脹係數小。這是為了防止各層的剝離。緩衝層4e例如是鍍nip(鎳-磷)層。

根據這樣的層疊構造，在來自磁體5的磁場的作用下，在發熱筒4a產生的渦流變得更大，可獲得較高的制動力和更充分的發熱。不過，既可以省略第2層4c，也可以省略緩衝層4e。

[第2實施方式]

圖6是表示第2實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。圖7是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。圖8是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。第2實施方式的發熱裝置以所述第1實施方式的發熱裝置的結構為基礎。後述的第3～第9實施方式也同樣。第2實施方式的發熱裝置與所述第1實施方式相比較，主要是磁體的排列形式不同。

如圖6～圖8所示，磁體5在圓周方向上排列於磁體保持環6a的外周面。這些磁體5的磁極(n極、s極)沿著以旋轉軸3為中心的圓周方向配置，在圓周方向上相鄰的磁體5彼此的磁極的配置交替地不同。在第2實施方式的情況下，直接保持磁體5的磁體保持環6a的材質是非磁性材料(例如：鋁合金、奧氏體系不鏽鋼、銅合金等非磁性金屬材料)。於在圓周方向上相鄰的磁體5之間設有由強磁性體構成的極靴9。總之，第2實施方式的發熱裝置使用了圓周方向磁極形式的磁體排列。

極靴9的外周側的端部比磁體5的外周側的端部朝向發熱筒4a的內周面突出。另一方面，極靴9的內周側的端部配置於比磁體5的內周側的端部靠外周側的位置。極靴9與磁體保持環6a之間的間隙被確保。此外，在圖7和圖8中，省略了存在於磁體5與發熱筒4a之間的分隔壁15(參照圖1)的圖示。

第2實施方式的發熱裝置與所述第1實施方式同樣地具備軸向移動轉換機構來作為用於切換成在磁體5與發熱構件4之間產生磁路的狀態和不產生該磁路的狀態的轉換機構。

在第2實施方式中，在由於軸向移動轉換機構的工作而磁體5被拉出到發熱筒4a的外部的情況下，如圖8所示，在磁體5與發熱筒4a之間不產生磁路。與此相對，在由於軸向移動轉換機構的工作而磁體5被收納到發熱筒4a的內側的情況下，如圖7所示，在磁體5與發熱筒4a之間產生磁路。具體而言，來自磁體5的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖7中的實線箭頭)。

如圖7所示，在圓周方向上相鄰的磁體5彼此隔著極靴9而同極相對。另外，保持磁體5的磁體保持環6a是非磁性體。因此，從兩磁體5的n極出來的磁通彼此排斥，經由極靴9而到達發熱筒4a。到達了發熱筒4a的磁通經由相鄰的極靴9而到達各磁體5的s極。也就是說，在磁體5、極靴9和發熱筒4a之間形成基於磁體5的磁路。這樣的磁路以使其磁通的朝向在圓周方向的整個區域中交替地反向的方式形成。這樣一來，來自磁體5的磁場擴大，到達發熱筒4a(發熱構件4)的磁通密度變多。

因而，第2實施方式的發熱裝置也起到與所述第1實施方式的效果同樣的效果。

[第3實施方式]

圖9是表示第3實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。圖10是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。圖11是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。第3實施方式的發熱裝置與所述第1實施方式相比較，主要是磁體的排列形式不同。

如圖9～圖11所示，磁體包括第1磁體5a和第2磁體5b，在圓周方向上排列於磁體保持環6a的外周面。第1磁體5a在圓周方向上隔開間隔地設置。第2磁體5b設於在圓周方向上相鄰的第1磁體5a彼此之間。第1磁體5a的磁極(n極、s極)沿著以旋轉軸3為中心的徑向配置，在圓周方向上相鄰的第1磁體5a彼此的磁極的配置交替地不同。第2磁體5b的磁極(n極、s極)沿著以旋轉軸3為中心的圓周方向配置，在圓周方向上相鄰的第2磁體5b的磁極的配置彼此交替地不同。在第3實施方式的情況下，直接保持磁體5a、5b的磁體保持環6a的材質與所述第1實施方式同樣地是強磁性材料。總之，第3實施方式的發熱裝置使用了兩個方向磁極形式的磁體排列。

如圖10和圖11所示，在磁體5a、5b中的第1磁體5a的表面固定有由強磁性體構成的極靴10。另外，第2磁體5b與磁體保持環6a之間的間隙被確保。第2磁體5b的n極與在表面側配置有n極的第1磁體5a接觸。此外，在圖10和圖11中，省略了存在於磁體5a、5b與發熱筒4a之間的分隔壁15(參照圖1)的圖示。

第3實施方式的發熱裝置與所述第1實施方式同樣地具備軸向移動轉換機構來作為用於切換成在磁體5a、5b與發熱構件4之間產生磁路的狀態和不產生該磁路的狀態的轉換機構。

在第3實施方式中，在由於軸向移動轉換機構的工作而磁體5a、5b被拉出到發熱筒4a的外部的情況下，如圖11所示，在磁體5a、5b與發熱筒4a之間不產生磁路。與此相對，在由於軸向移動轉換機構的工作而磁體5a、5b被收納到發熱筒4a的內側的情況下，如圖10所示，在磁體5a、5b與發熱筒4a之間產生磁路。具體而言，來自磁體5a、5b的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖10中的實線箭頭)。

如圖10所示，在圓周方向上相鄰的第1磁體5a彼此隔著第2磁體5b而磁極的配置交替地不同。同樣地，在圓周方向上相鄰的第2磁體5b彼此隔著第1磁體5a而磁極的配置交替地不同。另外，保持磁體5a、5b的磁體保持環6a是強磁性體。

因此，從彼此相鄰的第1磁體5a中的一個第1磁體5a的n極經由極靴10而出來的磁通到達與該第1磁體5a相對的發熱筒4a。在該磁通也疊加來自與該一個第1磁體5a接觸的第2磁體5b的n極的磁通。到達了發熱筒4a的磁通經由極靴10而到達另一個第1磁體5a的s極。從另一個第1磁體5a的n極出來的磁通經由磁體保持環6a而到達一個第1磁體5a的s極。也就是說，在發熱筒4a、在圓周方向上相鄰的第1磁體5a彼此、以及保持磁體5a、5b的磁體保持環6a之間形成磁體5a、5b的磁路。這樣的磁路以其磁通的朝向在圓周方向的整個區域中交替地反向的方式形成。這樣一來，來自磁體5a、5b的磁場擴大，到達發熱筒4a(發熱構件4)的磁通密度變多。

因而，第3實施方式的發熱裝置也起到與所述第1實施方式的效果同樣的效果。

[第4實施方式]

圖12是表示在第4實施方式的發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的橫剖視圖。圖13是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的橫剖視圖。第4實施方式的發熱裝置是對所述第1實施方式進行變形而成的，與所述第1實施方式進行比較，在磁體排列是徑向磁極形式這點上是相同的，但轉換機構不同。

第4實施方式的發熱裝置具備單列型旋轉轉換機構來作為用於切換成在磁體與發熱構件之間產生磁路的狀態和不產生該磁路的狀態的轉換機構。具體而言，如圖12和圖13所示，磁體5和磁體保持環6a始終處於被收納到發熱筒4a的內側的狀態，在沿著旋轉軸3的軸向上不移動。在發熱筒4a(發熱構件4)與磁體5之間的間隙，在以旋轉軸3為中心的圓周方向上設有多個強磁性體的轉換板30。這些轉換板30的配置角度與磁體5的配置角度一致。轉換板30的尺寸與磁體5的單體的尺寸大致相同。

這些轉換板30各自的兩側部由未圖示的轉換板保持環保持。轉換板保持環是以旋轉軸3為中心的圓筒狀，固定於主體2。另外，保持磁體5的磁體保持環6a構成為能以旋轉軸3為中心旋轉。例如未圖示的氣缸、電動致動器等驅動源與磁體保持環6a連結。由於該驅動源的工作，磁體保持環6a和磁體5一體地旋轉。由此，轉換板30能取得與磁體5完全重疊的狀態(參照圖12)和橫跨彼此相鄰的磁體5的狀態(參照圖13)。而且，若對驅動源的工作的程度進行控制，則也能夠取得轉換板30不橫跨磁體5彼此而是轉換板30的一部分與磁體5重疊的狀態。

在第4實施方式的發熱裝置中，構成密閉容器的一部分的分隔壁15(參照圖1)存在於轉換板30與發熱筒4a之間。此外，在圖12和圖13中，省略該分隔壁15的圖示。

在第4實施方式中，在處於由於單列型旋轉轉換機構的工作而轉換板30橫跨磁體5彼此的狀態的情況下，來自磁體5的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖13中的實線箭頭)。如圖13所示，從彼此相鄰的磁體5中的一個磁體5的n極出來的磁通在經過轉換板30之後到達另一個磁體5的s極。從另一個磁體5的n極出來的磁通經過磁體保持環6a而到達一個磁體5的s極。也就是說，來自磁體5的磁通不會到達發熱筒4a，在磁體5與發熱筒4a之間不產生磁路。

與此相對，在由於單列型旋轉轉換機構的工作而轉換板30與各磁體5完全重疊的情況下，來自磁體5的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖12中的實線箭頭)。如圖12所示，從彼此相鄰的磁體5中的一個磁體5的n極出來的磁通貫穿轉換板30，到達發熱筒4a。到達了發熱筒4a的磁通經過轉換板30而到達另一個磁體5的s極。從另一個磁體5的n極出來的磁通經過磁體保持環6a而到達一個磁體5的s極。也就是說，在轉換板30、發熱筒4a、在圓周方向上相鄰的磁體5彼此、以及保持磁體5的磁體保持環6a之間形成基於磁體5的磁路。這樣的磁路以其磁通的朝向在圓周方向的整個區域中交替地反向的方式形成。

因而，第4實施方式的發熱裝置也起到與所述第1實施方式的效果同樣的效果。尤其是，在第4實施方式中採用的單列型旋轉轉換機構能夠縮小發熱裝置的全長，因此，對裝置的小型化是有效的。

另外，在對單列型旋轉轉換機構的工作的程度進行控制而處於轉換板30不橫跨磁體5彼此、轉換板30的一部分與各磁體5重疊的狀態的情況下，與轉換板30同磁體5完全重疊的情況相比較，從磁體5到達發熱筒4a的磁通密度改變。因而，根據單列型旋轉轉換機構的工作的程度可進行發熱筒4a的發熱量的調整，也可進行要回收的熱量的調整。

[第5實施方式]

圖14是表示第5實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。圖15a和圖15b是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的圖。圖16a和圖16b是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的圖。在這些圖中，圖15a和圖16a是發熱裝置的縱剖視圖，圖15b和圖16b是表示磁路的產生狀況的橫剖視圖。第5實施方式的發熱裝置是對所述第1實施方式和所述第4實施方式進行變形而成的，與所述第1實施方式和所述第4實施方式相比較，在磁體排列是徑向磁極形式這點上是相同的，但轉換機構不同。

第5實施方式的發熱裝置具備兩列型旋轉轉換機構來作為用於切換成在磁體與發熱構件之間產生磁路的狀態和不產生該磁路的狀態的轉換機構。具體而言，如圖14～圖16b所示，磁體5和磁體保持環6a始終處於被收納到發熱筒4a的內側的狀態，在沿著旋轉軸3的軸向上不移動。磁體5和磁體保持環6a被沿著旋轉軸3的圓周方向分割成兩列。第1列的磁體5和磁體保持環6a與第2列的磁體5和磁體保持環6a隔開微小的間隙地彼此獨立。第1列的磁體5在沿著旋轉軸3的軸向上的長度與第2列的磁體5在沿著旋轉軸3的軸向上的長度大致相同(參照圖14、圖15a和圖16a)。

在發熱筒4a(發熱構件4)與磁體5之間的間隙，在以旋轉軸3為中心的圓周方向上設有多個強磁性體的轉換板30。這些轉換板30沒有像磁體5和磁體保持環6a那樣被分割。這些轉換板30的配置角度與磁體5的配置角度一致。轉換板30的尺寸如下所述。以旋轉軸3為中心的圓周方向上的長度與磁體5的單體的圓周方向上的長度大致相同(參照圖15b和圖16b)。在沿著旋轉軸3的軸向上的長度與第1列和第2列的磁體5的該長度的合計大致相同(參照圖15a和圖16a)。

這些轉換板30各自的兩側部由未圖示的轉換板保持環保持。轉換板保持環是以旋轉軸3為中心的圓筒狀，固定於主體2。

另外，第1列和第2列的磁體保持環6a中的、第1列的磁體保持環6a固定於主體2。另一方面，第2列的磁體保持環6a構成為能以旋轉軸3為中心旋轉。例如未圖示的氣缸、電動致動器等驅動源與第2列的磁體保持環6a連結。由於該驅動源的工作，第2列的磁體保持環6a和磁體5一體地旋轉。由此，在沿著旋轉軸3的軸向上相鄰的第1列和第2列的磁體5彼此的磁極的配置能取得完全一致的狀態(參照圖15a)和交替地不同的狀態(參照圖16a)。而且，若對驅動源的工作的程度進行控制，則第1列和第2列的磁體5彼此的磁極的配置也能取得局部一致的狀態。

在第5實施方式的發熱裝置中，構成密閉容器的一部分的分隔壁15(參照圖1)存在於轉換板30與發熱筒4a之間。此外，在圖15a～圖16b中，省略該分隔壁15的圖示。

在第5實施方式中，在處於由於兩列型旋轉轉換機構的工作而第1列和第2列的磁體5彼此的磁極的配置交替地不同的狀態的情況下，來自磁體5的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖16a中的實線箭頭)。如圖16a所示，從彼此相鄰的第1列和第2列的磁體5中的一個磁體5的n極出來的磁通在經過轉換板30之後，到達另一個磁體5的s極。從另一個磁體5的n極出來的磁通經過磁體保持環6a而到達一個磁體5的s極。也就是說，來自磁體5的磁通不會到達發熱筒4a，在磁體5與發熱筒4a之間不產生磁路。

與此相對，在由於兩列型旋轉轉換機構的工作而第1列和第2列的磁體5彼此的磁極的配置完全一致的情況下，來自磁體5的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖15a和圖15b中的實線箭頭)。如圖15a和圖15b所示，從在圓周方向上彼此相鄰的磁體5中的一個磁體5的n極出來的磁通貫穿轉換板30，到達發熱筒4a。到達了發熱筒4a的磁通經過轉換板30到達另一個磁體5的s極。從另一個磁體5的n極出來的磁通經過磁體保持環6a到達一個磁體5的s極。也就是說，形成與所述第4實施方式同樣的磁路。

因而，第5實施方式的發熱裝置也起到與所述第1實施方式的效果同樣的效果。尤其是，在第5實施方式中採用的兩列型旋轉轉換機構與所述第4實施方式同樣地能夠縮小發熱裝置的全長，因此，對裝置的小型化是有效的。

另外，在對兩列型旋轉轉換機構的工作的程度進行控制而使第1列和第2列的磁體5彼此的磁極的配置局部一致的情況下，與第1列和第2列的磁體5彼此的磁極的配置完全一致的情況相比較，從磁體5到達發熱筒4a的磁通密度改變。因而，根據兩列型旋轉轉換機構的工作的程度，可進行發熱筒4a的發熱量的調整，也可進行要回收的熱量的調整。

[第6實施方式]

圖17是表示第6實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。圖18a和圖18b是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的圖。圖19a和圖19b是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的圖。在這些圖中，圖18a和圖19a是沿著圓周方向的剖視圖，圖18b和圖19b是表示磁路的產生狀況的橫剖視圖。第6實施方式的發熱裝置是對所述第2實施方式進行變形而成的，與所述第2實施方式相比較，在磁體排列是圓周方向磁極形式這點上是相同的，但轉換機構不同。

第6實施方式的發熱裝置與所述第5實施方式同樣地具備兩列型旋轉轉換機構來作為用於切換成在磁體與發熱構件之間產生磁路的狀態和不產生該磁路的狀態的轉換機構。具體而言，如圖17～圖19b所示，磁體5、極靴9和磁體保持環6a始終處於被收納到發熱筒4a的內側的狀態，在沿著旋轉軸3的軸向上不移動。磁體5、極靴9和磁體保持環6a被沿著旋轉軸3的圓周方向分割成兩列。第1列的磁體5、極靴9和磁體保持環6a與第2列的磁體5、極靴9和磁體保持環6a隔開微小的間隙地彼此獨立。第1列的磁體5和極靴9在沿著旋轉軸3的軸向上的長度與第2列的磁體5和極靴9在沿著旋轉軸3的軸向上的長度大致相同(參照圖17、圖18a和圖19a)。

第1列和第2列的磁體保持環6a中的、第1列的磁體保持環6a固定於主體2。另一方面，第2列的磁體保持環6a構成為能以旋轉軸3為中心旋轉。例如未圖示的氣缸、電動致動器等驅動源與第2列的磁體保持環6a連結。由於該驅動源的工作，第2列的磁體保持環6a、磁體5和極靴9一體地旋轉。由此，在沿著旋轉軸3的軸向上相鄰的第1列和第2列的磁體5彼此的磁極的配置能取得完全一致的狀態(參照圖18a)和交替地不同的狀態(參照圖19a)。而且，若對驅動源的工作的程度進行控制，則第1列和第2列的磁體5彼此的磁極的配置也能取得局部一致的狀態。

在第6實施方式的發熱裝置中，構成密閉容器的一部分的分隔壁15(參照圖1)存在於磁體5和極靴9這兩者與發熱筒4a之間。此外，在圖18a～圖19b中，省略該分隔壁15的圖示。

在第6實施方式中，在處於由於兩列型旋轉轉換機構的工作而第1列和第2列的磁體5彼此的磁極的配置交替地不同的狀態的情況下，來自磁體5的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖19a中的實線箭頭)。如圖19a所示，從相同的列中的且在圓周方向上相鄰的兩磁體5的n極出來的磁通在極靴9內彼此排斥。排斥的磁通經過相鄰的列的極靴9，到達相鄰的列的磁體5的s極。也就是說，來自磁體5的磁通不會到達發熱筒4a，在磁體5與發熱筒4a之間不產生磁路。

與此相對，在由於兩列型旋轉轉換機構的工作而第1列和第2列的磁體5彼此的磁極的配置完全一致的情況下，來自磁體5的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖18a和圖18b中的實線箭頭)。如圖18a和圖18b所示，從在圓周方向上彼此相鄰的兩磁體5的n極出來的磁通彼此排斥，經過極靴9而到達發熱筒4a。到達了發熱筒4a的磁通在圓周方向上經過相鄰的極靴9而到達各磁體5的s極。也就是說，形成與所述第2實施方式的磁路同樣的磁路。

因而，第6實施方式的發熱裝置也起到與所述第2實施方式和第5實施方式的效果同樣的效果。

[第7實施方式]

圖20是表示第7實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。圖21a～圖21c是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的圖。圖22a～圖22c是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的圖。在這些圖中，圖21a和圖22a是沿著圓周方向的剖視圖，圖21b和圖22b是發熱裝置的縱剖視圖，圖21c和圖22c是表示磁路的產生狀況的橫剖視圖。第7實施方式的發熱裝置是對所述第3實施方式進行變形而成的，與所述第3實施方式相比較，在磁體排列是兩個方向磁極形式這點上是相同的，但轉換機構不同。

第7實施方式的發熱裝置與所述第5實施方式同樣地具備兩列型旋轉轉換機構來作為用於切換成在磁體與發熱構件之間產生磁路的狀態和不產生該磁路的狀態的轉換機構。具體而言，如圖20～圖22c所示，磁體5a、5b和磁體保持環6a始終處於被收納到發熱筒4a的內側的狀態，在沿著旋轉軸3的軸向上不移動。磁體5a、5b和磁體保持環6a被沿著旋轉軸3的圓周方向分割成兩列。第1列的磁體5a、5b和磁體保持環6a與第2列的磁體5a、5b和磁體保持環6a隔開微小的間隙地彼此獨立。第1列的磁體5a、5b在沿著旋轉軸3的軸向上的長度與第2列的磁體5a、5b在沿著旋轉軸3的軸向上的長度大致相同(參照圖20、圖21a、圖21b、圖22a和圖22b)。

在發熱筒4a(發熱構件4)與第1磁體5a之間的間隙，在以旋轉軸3為中心的圓周方向上設有多個強磁性體的轉換板30。這些轉換板30沒有像磁體5a、5b和磁體保持環6a那樣被分割。這些轉換板30的配置角度與第1磁體5a的配置角度一致。轉換板30的尺寸如下所述。以旋轉軸3為中心的圓周方向上的長度與第1磁體5a的單體的圓周方向上的長度大致相同(參照圖21c和圖22c)。在沿著旋轉軸3的軸向上的長度與第1列和第2列的第1磁體5a的該長度的合計大致相同(參照圖21b和圖22b)。

這些轉換板30各自的兩側部由未圖示的轉換板保持環保持。轉換板保持環是以旋轉軸3為中心的圓筒狀，固定於主體2。

另外，第1列和第2列的磁體保持環6a中的、第1列的磁體保持環6a固定於主體2。另一方面，第2列的磁體保持環6a構成為能以旋轉軸3為中心旋轉。例如未圖示的氣缸、電動致動器等驅動源與第2列的磁體保持環6a連結。由於該驅動源的工作，第2列的磁體保持環6a和磁體5a、5b一體地旋轉。由此，在沿著旋轉軸3的軸向上相鄰的第1列和第2列的磁體5a、5b彼此的磁極的配置能取得完全一致的狀態(參照圖21a和圖21b)和交替地不同的狀態(參照圖22a和圖22b)。而且，若對驅動源的工作的程度進行控制，則第1列和第2列的磁體5a、5b彼此的磁極的配置也能取得局部一致的狀態。

在第7實施方式的發熱裝置中，構成密閉容器的一部分的分隔壁15(參照圖1)存在於磁體5a、5b與發熱筒4a之間。此外，在圖21a～圖22c中，省略該分隔壁15的圖示。

在第7實施方式中，在處於由於兩列型旋轉轉換機構的工作而第1列和第2列的磁體5a、5b彼此的磁極的配置交替地不同的狀態的情況下，來自磁體5a、5b的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖22b中的實線箭頭)。如圖22b所示，從相鄰的第1列和第2列的第1磁體5a中的一個第1磁體5a的n極出來的磁通在經過轉換板30之後，到達另一個第1磁體5a的s極。在該磁通也疊加來自與該一個第1磁體5a接觸的第2磁體5b的n極的磁通。從另一個第1磁體5a的n極出來的磁通經過磁體保持環6a而到達一個第1磁體5a的s極。也就是說，來自磁體5a、5b的磁通不會到達發熱筒4a，在磁體5a、5b與發熱筒4a之間不產生磁路。

與此相對，在由於兩列型旋轉轉換機構的工作而第1列和第2列的磁體5a、5b彼此的磁極的配置完全一致的情況下，來自磁體5a、5b的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖21b和圖21c中的實線箭頭)。如圖21a～圖21c所示，從在圓周方向上彼此相鄰的第1磁體5a中的一個第1磁體5a的n極經過轉換板30出來的磁通到達與該第1磁體5a相對的發熱筒4a。在該磁通也疊加來自與該一個第1磁體5a接觸的第2磁體5b的n極的磁通。到達了發熱筒4a的磁通經過轉換板30而到達另一個第1磁體5a的s極。從另一個第1磁體5a的n極出來的磁通經過磁體保持環6a而到達一個第1磁體5a的s極。也就是說，形成與所述第3實施方式的磁路同樣的磁路。

因而，第7實施方式的發熱裝置也起到與所述第3實施方式和第5實施方式的效果同樣的效果。

[第8實施方式]

圖23是表示第8實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。圖24a和圖24b是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的圖。圖25a和圖25b是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的圖。在這些圖中，圖24a和圖25a是沿著圓周方向的剖視圖，圖24b和圖25b是表示磁路的產生狀況的橫剖視圖。第8實施方式的發熱裝置是對所述第6實施方式進行變形而成的，與所述第6實施方式相比較，磁體排列是圓周方向磁極形式這點是相同的，轉換機構不同。

第6實施方式的發熱裝置具備3列型旋轉轉換機構作為用於切換成在磁體與發熱構件之間產生磁路的狀態和不產生該磁路的狀態的轉換機構。具體而言，如圖23～圖25b所示，磁體5、極靴9和磁體保持環6a始終處於被收納到發熱筒4a的內側的狀態，在沿著旋轉軸3的軸向上不移動。磁體5、極靴9和磁體保持環6a被沿著旋轉軸3的圓周方向分割成3列。第1列的磁體5、極靴9和磁體保持環6a、第2列的磁體5、極靴9和磁體保持環6a、第3列的磁體5、極靴9和磁體保持環6a隔開微小的間隙地彼此獨立。第1列和第3列的磁體5和極靴9在沿著旋轉軸3的軸向上的長度分別是第2列的磁體5和極靴9在沿著旋轉軸3的軸向上的長度的大致一半(參照圖23、圖24a和圖25a)。

第1列～第3列的磁體保持環6a中的、第1列的磁體保持環6a和第3列的磁體保持環6a固定於主體2。另一方面，第2列的磁體保持環6a構成為能以旋轉軸3為中心旋轉。例如未圖示的氣缸、電動致動器等驅動源與第2列的磁體保持環6a連結。由於該驅動源的工作，第2列的磁體保持環6a、磁體5和極靴9一體地旋轉。由此，在沿著旋轉軸3的軸向上相鄰的第1列～第3列的磁體5彼此的磁極的配置能取得完全一致的狀態(參照圖24a)和交替地不同的狀態(參照圖25a)。而且，只要對驅動源的工作的程度進行控制，第1列～第3列的磁體5彼此的磁極的配置就也能取得局部一致的狀態。

在第8實施方式的發熱裝置中，構成密閉容器的一部分的分隔壁15(參照圖1)存在於磁體5和極靴9與發熱筒4a之間。此外，在圖24a～圖25b中，省略該分隔壁15的圖示。

在第8實施方式中，在處於由於3列型旋轉轉換機構的工作而第1列～第3列的磁體5彼此的磁極的配置交替地不同的狀態的情況下，來自磁體5的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖25a中的實線箭頭)。如圖25a所示，從相同的列中的且在圓周方向上相鄰的兩磁體5的n極出來的磁通在極靴9內彼此排斥。排斥後的磁通經由旁邊的列的極靴9，到達旁邊的列的磁體5的s極。也就是說，來自磁體5的磁通不會到達發熱筒4a，在磁體5與發熱筒4a之間不產生磁路。

與此相對，在由於3列型旋轉轉換機構的工作而第1列～第3列的磁體5彼此的磁極的配置完全一致的情況下，來自磁體5的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖24a和圖24b中的實線箭頭)。如圖24a和圖24b所示，從沿著圓周方向彼此相鄰的兩磁體5的n極出來的磁通彼此排斥，經由極靴9到達發熱筒4a。到達了發熱筒4a的磁通在圓周方向上經由旁邊的極靴9而到達各磁體5的s極。也就是說，形成與所述第6實施方式的磁路同樣的磁路。

因而，第8實施方式的發熱裝置也起到與所述第6實施方式的效果同樣的效果。

[第9實施方式]

圖26是表示第9實施方式的發熱裝置中的磁體的排列狀況的立體圖。圖27a～圖27c是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間產生了磁路的狀態的圖。圖28a～圖28c是表示在該發熱裝置中由於轉換機構的工作而在磁體與發熱構件之間不產生磁路的狀態的圖。在這些圖中，圖27a和圖28a是沿著圓周方向的剖視圖，圖27b和圖28b是發熱裝置的縱剖視圖，圖27c和圖28c是表示磁路的產生狀況的橫剖視圖。第9實施方式的發熱裝置是對所述第7實施方式進行變形而成的，與所述第7實施方式相比較，在磁體排列是兩個方向磁極形式這點上是相同的，但轉換機構不同。

第9實施方式的發熱裝置具備3列型旋轉轉換機構來作為用於切換成在磁體與發熱構件之間產生磁路的狀態和不產生該磁路的狀態的轉換機構。具體而言，如圖26～圖28c所示，磁體5a、5b和磁體保持環6a始終處於被收納到發熱筒4a的內側的狀態，在沿著旋轉軸3的軸向上不移動。磁體5a、5b和磁體保持環6a被沿著旋轉軸3的圓周方向分割成3列。第1列的磁體5a、5b和磁體保持環6a、第2列的磁體5a、5b和磁體保持環6a、第3列的磁體5a、5b和磁體保持環6a這三列隔開微小的間隙地彼此獨立。第1列和第3列的磁體5a、5b在沿著旋轉軸3的軸向上的長度分別是第2列的磁體5a、5b在沿著旋轉軸3的軸向上的長度的大致一半(參照圖26、圖27a、圖27b、圖28a和圖28b)。

在發熱筒4a(發熱構件4)與第1磁體5a之間的間隙，在以旋轉軸3為中心的圓周方向上設有多個強磁性體的轉換板30。這些轉換板30沒有像磁體5a、5b和磁體保持環6a那樣被分割。這些轉換板30的配置角度與第1磁體5a的配置角度一致。轉換板30的尺寸如下所述。以旋轉軸3為中心的圓周方向上的長度與第1磁體5a的單體的該長度大致相同(參照圖27c和圖28c)。在沿著旋轉軸3的軸向上的長度與第1列～第3列的第1磁體5a的該長度的合計大致相同(參照圖27b和圖28b)。

這些轉換板30各自的兩側部由未圖示的轉換板保持環保持。轉換板保持環是以旋轉軸3為中心的圓筒狀，固定於主體2。

另外，第1列～第3列的磁體保持環6a中的、第1列的磁體保持環6a和第3列的磁體保持環6a固定於主體2。另一方面，第2列的磁體保持環6a構成為能以旋轉軸3為中心旋轉。例如未圖示的氣缸、電動致動器等驅動源與第2列的磁體保持環6a連結。由於該驅動源的工作，第2列的磁體保持環6a和磁體5a、5b一體地旋轉。由此，在沿著旋轉軸3的軸向上相鄰的第1列～第3列的磁體5a、5b彼此的磁極的配置能取得完全一致的狀態(參照圖27a和圖27b)和交替地不同的狀態(參照圖28a和圖28b)。而且，若對驅動源的工作的程度進行控制，則第1列～第3列的磁體5a、5b彼此的磁極的配置也能取得局部一致的狀態。

在第9實施方式的發熱裝置中，構成密閉容器的一部分的分隔壁15(參照圖1)存在於磁體5a、5b與發熱筒4a之間。此外，在圖27a～圖28c中，省略該分隔壁15的圖示。

在第9實施方式中，在處於由於3列型旋轉轉換機構的工作而第1列～第3列的磁體5a、5b彼此的磁極的配置交替地不同的狀態的情況下，來自磁體5a、5b的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖28b中的實線箭頭)。如圖28b所示，從相鄰的第1列～第3列的第1磁體5a中的、例如第1列和第2列的第1磁體5a中的一個第1磁體5a的n極出來的磁通在經過轉換板30後到達另一個第1磁體5a的s極。在該磁通也疊加來自與該一個第1磁體5a接觸的第2磁體5b的n極的磁通。從另一個第1磁體5a的n極出來的磁通經過磁體保持環6a而到達一個第1磁體5a的s極。這樣的狀況在第2列和第3列的第1磁體5a中也是同樣的。也就是說，來自磁體5a、5b的磁通不會到達發熱筒4a，在磁體5a、5b與發熱筒4a之間不產生磁路。

與此相對，在由於3列型旋轉轉換機構的工作而第1列～第3列的磁體5a、5b彼此的磁極的配置完全一致的情況下，來自磁體5a、5b的磁通(磁場)成為以下那樣的狀況(參照圖27b和圖27c中的實線箭頭)。如圖27a～圖27c所示，從在圓周方向上彼此相鄰的第1磁體5a中的一個第1磁體5a的n極經過轉換板30而出來的磁通到達與該第1磁體5a相對的發熱筒4a。在該磁通也疊加來自與該一個第1磁體5a接觸的第2磁體5b的n極的磁通。到達了發熱筒4a的磁通經過轉換板30而到達另一個第1磁體5a的s極。從另一個第1磁體5a的n極出來的磁通經過磁體保持環6a而到達一個第1磁體5a的s極。也就是說，形成與所述第7實施方式的磁路同樣的磁路。

因而，在第9實施方式的發熱裝置中，也起到與所述第7實施方式的效果同樣的效果。

此外，本發明並不限定於上述的實施方式，可在不脫離本發明的主旨的範圍內進行各種變更。例如，在上述第4實施方式的單列型旋轉轉換機構中，能夠變更成磁體保持環6a固定於主體2、保持轉換板30的轉換板保持環可旋轉的結構。總之，磁體保持環6a和轉換板30中的任一者能以旋轉軸3為中心旋轉即可。

在上述第5實施方式～第7實施方式的兩列型旋轉轉換機構中，能夠變更成第2列的磁體保持環6a固定於主體2、第1列的磁體保持環6a可旋轉的結構。總之，第1列的磁體保持環6a和第2列的磁體保持環6a中的任一者能以旋轉軸3為中心旋轉即可。

在上述第8實施方式和第9實施方式的3列型旋轉轉換機構中，能夠變更成第2列的磁體保持環6a固定於主體2、第1列和第3列的磁體保持環6a可旋轉的結構。總之，第1列和第3列的磁體保持環6a與第2列的磁體保持環6a中的任一者能以旋轉軸3為中心旋轉即可。

在上述的實施方式中，是磁體5和磁體保持環6a配置於發熱筒4a的內側、磁體5與發熱筒4a的內周面相對的結構。也能夠與此相反，如圖29所示，變更成磁體5和磁體保持環6a配置於發熱筒4a的外側、磁體5與發熱筒4a的外周面相對。在該情況下，磁體5保持於磁體保持環6a的內周面。

另外，上述的發熱裝置不僅能夠搭載於風力發電設備，也能夠搭載於如水力發電設備等那樣利用了流體動能的發電設備。

而且，上述的發熱裝置能夠搭載於車輛(例如，卡車、公共汽車等)。在該情況下，上述的發熱裝置既可以與作為輔助制動器的渦流式減速裝置獨立地設置，也可以兼用作輔助制動器。在兼用作輔助制動器的情況下，設置對制動和非制動進行切換的轉換機構即可。在上述的發熱裝置用作輔助制動器(減速裝置)的情況下，對驅動軸(propellershaft)、主動軸(driveshaft)等那樣的旋轉軸的旋轉速度進行減速。由此，調整車輛的行駛速度。此時，在產生使旋轉軸的旋轉速度減速的制動力的同時，產生熱。利用被搭載到車輛的發熱裝置回收了的熱例如利用於將車身內弄熱的採暖機的熱源、或利用於用於對貨櫃內進行冷卻的冷凍機的熱源。

產業上的可利用性

本發明的渦流式發熱裝置對如風力發電設備、水力發電設備等那樣利用了流體動能的發電設備、和卡車、公共汽車等車輛是有用的。

附圖標記說明

1、渦流式發熱裝置；2、主體；3、旋轉軸；4、發熱構件；4a、發熱筒；4b、連結構件；4a、基材；4b、第1層；4c、第2層；4d、防氧化覆膜層；4e、緩衝層；5、5a、5b、永磁體；6、磁體保持構件；6a、磁體保持環；7、軸承；8、罩；9、10、極靴；11、入口；12、出口；15、分隔壁；15a、圓板；20、葉輪；23、離合器裝置；24、增速裝置；30、轉換板。