JPWO2020145277A1

JPWO2020145277A1 - Eddy current type heating device

Info

Publication number: JPWO2020145277A1
Application number: JP2020565160A
Authority: JP
Inventors: 裕野上; 今西　憲治; 憲治今西; 野口　泰隆; 泰隆野口; 祥太郎楞川; 卓也藤田; 薫平佐野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2019-01-10
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2021-10-07
Anticipated expiration: 2040-01-07
Also published as: WO2020145277A1; JP7156398B2

Abstract

発熱装置（１）は、円筒部材（２）と、永久磁石（３）と、カバー（４）と、伝熱管（５）と、を備える。磁石（３）は、円筒部材（２）の外周面（２ａ）に保持される。カバー（４）は、円筒部材（２）に保持された磁石（３）を包囲するように円筒部材（２）に取り付けられる。伝熱管（５）は、円筒部材（２）の外周面（２ａ）と対向するように配置される。伝熱管（５）は、導電性且つ熱伝導性を有する材料からなる。伝熱管（５）は、円筒部材（２）の中心軸（ＣＬ）回りにらせん状に熱媒体の流路（５ａ）を形成する。円筒部材（２）が回転軸（３０）に固定されて、伝熱管（５）に対して回転する。The heat generating device (1) includes a cylindrical member (2), a permanent magnet (3), a cover (4), and a heat transfer tube (5). The magnet (3) is held on the outer peripheral surface (2a) of the cylindrical member (2). The cover (4) is attached to the cylindrical member (2) so as to surround the magnet (3) held by the cylindrical member (2). The heat transfer tube (5) is arranged so as to face the outer peripheral surface (2a) of the cylindrical member (2). The heat transfer tube (5) is made of a material having conductivity and heat conductivity. The heat transfer tube (5) spirally forms a flow path (5a) of the heat medium around the central axis (CL) of the cylindrical member (2). The cylindrical member (2) is fixed to the rotating shaft (30) and rotates with respect to the heat transfer tube (5).

Description

本発明は、回転する回転軸の運動エネルギを熱エネルギに変換して回収するための発熱装置に関する。特に、本発明は、永久磁石（以下、単に「磁石」ともいう）を用い、磁石からの磁界の作用によって生じる渦電流を利用した渦電流式発熱装置に関する。 The present invention relates to a heat generating device for converting the kinetic energy of a rotating rotating shaft into thermal energy and recovering it. In particular, the present invention relates to an eddy current type heat generating device that uses a permanent magnet (hereinafter, also simply referred to as “magnet”) and utilizes an eddy current generated by the action of a magnetic field from the magnet.

近年、地球温暖化が大きくクローズアップされており、化石燃料の燃焼に伴う二酸化炭素の発生が問題視されている。このため、太陽熱エネルギ、風力エネルギ、水力エネルギ等のような自然エネルギの活用が推進されている。自然エネルギの中でも、風力エネルギ及び水力エネルギは流体の運動エネルギである。 In recent years, global warming has received a great deal of attention, and the generation of carbon dioxide associated with the combustion of fossil fuels has become a problem. For this reason, the utilization of natural energy such as solar thermal energy, wind energy, hydraulic energy, etc. is being promoted. Among the natural energies, wind energy and hydraulic energy are kinetic energies of fluids.

流体の運動エネルギによって回転軸を回転させ、その運動エネルギを熱エネルギに変換する発熱装置が従来から知られている。例えば特開２０１７−００５９３２号公報（特許文献１）は、渦電流式発熱装置を開示する。特許文献１の発熱装置は、回転軸に固定された発熱部材と、発熱部材に隙間を空けて対向する永久磁石と、永久磁石を保持する磁石保持部材と、発熱部材を包囲する密閉容器と、密閉容器の入口及び出口にそれぞれ接続された入側配管及び出側配管と、を備える。入側配管を通じて密閉容器の内部に熱媒体が流入し、出側配管を通じて密閉容器の内部から熱媒体が流出する。 Conventionally, a heat generating device that rotates a rotating shaft by the kinetic energy of a fluid and converts the kinetic energy into heat energy has been known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-005932 (Patent Document 1) discloses an eddy current type heating device. The heat generating device of Patent Document 1 includes a heat generating member fixed to a rotating shaft, a permanent magnet facing the heat generating member with a gap, a magnet holding member for holding the permanent magnet, and a closed container surrounding the heat generating member. It is provided with an inlet pipe and an outlet pipe connected to the inlet and outlet of the closed container, respectively. The heat medium flows into the closed container through the inlet pipe, and flows out from the inside of the closed container through the outlet pipe.

このような特許文献１の発熱装置の場合、回転軸の回転によって、発熱部材が永久磁石に対して回転する。このとき、永久磁石からの磁界の作用によって、発熱部材に渦電流が発生する。これにより、密閉容器内で発熱部材が発熱する。発熱部材で生じた熱は、密閉容器内の熱媒体に移動して回収される。 In the case of such a heat generating device of Patent Document 1, the heat generating member rotates with respect to the permanent magnet by the rotation of the rotating shaft. At this time, an eddy current is generated in the heat generating member by the action of the magnetic field from the permanent magnet. As a result, the heat generating member generates heat in the closed container. The heat generated by the heat generating member is transferred to the heat medium in the closed container and recovered.

特許文献１の発熱装置では、発熱部材が回転軸に固定される代わりに、磁石保持部材が回転軸に固定される場合もある。この場合、回転軸の回転によって、永久磁石が発熱部材に対して回転する。このときも、永久磁石からの磁界の作用によって、発熱部材に渦電流が発生することから、密閉容器内で発熱部材が発熱する。発熱部材で生じた熱は、密閉容器内の熱媒体に移動して回収される。 In the heat generating device of Patent Document 1, instead of the heat generating member being fixed to the rotating shaft, the magnet holding member may be fixed to the rotating shaft. In this case, the rotation of the rotating shaft causes the permanent magnet to rotate with respect to the heat generating member. Also at this time, since the eddy current is generated in the heat generating member by the action of the magnetic field from the permanent magnet, the heat generating member generates heat in the closed container. The heat generated by the heat generating member is transferred to the heat medium in the closed container and recovered.

特開２０１７−００５９３２号公報JP-A-2017-005932

特許文献１の発熱装置によれば、回転軸の回転によって発熱部材が発熱し、密閉容器の内部において、発熱部材で生じた熱が大量の熱媒体に移動して回収される。この発熱装置の場合、熱媒体の熱容量が大きい。そのため、回転軸の回転数が低いとき、熱媒体の十分な昇温が困難である。そうすると、熱媒体を保温するための予熱が必要となる。したがって、熱回収率が低下する可能性がある。 According to the heat generating device of Patent Document 1, the heat generating member generates heat due to the rotation of the rotating shaft, and the heat generated by the heat generating member is transferred to a large amount of heat medium and recovered inside the closed container. In the case of this heat generating device, the heat capacity of the heat medium is large. Therefore, when the rotation speed of the rotating shaft is low, it is difficult to sufficiently raise the temperature of the heat medium. Then, preheating is required to keep the heat medium warm. Therefore, the heat recovery rate may decrease.

また、回転軸が安定して高速で回転しているとき、発熱部材、又は熱媒体からの輻射熱により、永久磁石は高温環境下に長時間さらされる。そのため、永久磁石の熱減磁が生じないように工夫する必要がある。 Further, when the rotating shaft is stably rotating at a high speed, the permanent magnet is exposed to a high temperature environment for a long time due to radiant heat from the heat generating member or the heat medium. Therefore, it is necessary to devise so that thermal demagnetization of the permanent magnet does not occur.

本発明は上記の実情に鑑みてなされたものである。本発明の１つの目的は、永久磁石の熱減磁を抑制しつつ、回転軸の運動エネルギを熱エネルギに有効に変換して回収することができる渦電流式発熱装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances. One object of the present invention is to provide an eddy current type heat generating device capable of effectively converting and recovering the kinetic energy of a rotating shaft into thermal energy while suppressing thermal demagnetization of a permanent magnet.

本発明の実施形態による渦電流式発熱装置は、回転する回転軸の運動エネルギを熱エネルギに変換する渦電流式発熱装置である。この発熱装置は、円筒部材と、永久磁石と、カバーと、伝熱管と、を備える。永久磁石は、円筒部材の外周面及び内周面のいずれか一方の周面に保持されている。カバーは、円筒部材に保持された永久磁石を包囲するように円筒部材に取り付けられている。伝熱管は、円筒部材の外周面及び内周面のうちの上記一方の周面と対向するように配置されている。この伝熱管は、導電性且つ熱伝導性を有する材料からなる。この伝熱管は、円筒部材の中心軸回りにらせん状に熱媒体の流路を形成する。そして、円筒部材及び伝熱管のいずれか一方が回転軸に固定されて、円筒部材及び伝熱管のいずれか他方に対して円筒部材の中心軸回りに回転する。 The eddy current type heating device according to the embodiment of the present invention is an eddy current type heating device that converts the kinetic energy of a rotating rotating shaft into thermal energy. This heating device includes a cylindrical member, a permanent magnet, a cover, and a heat transfer tube. The permanent magnet is held on one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical member. The cover is attached to the cylindrical member so as to surround the permanent magnet held by the cylindrical member. The heat transfer tube is arranged so as to face the peripheral surface of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical member. This heat transfer tube is made of a material having conductivity and thermal conductivity. This heat transfer tube spirally forms a flow path of the heat medium around the central axis of the cylindrical member. Then, one of the cylindrical member and the heat transfer tube is fixed to the rotation shaft, and the cylinder member and the heat transfer tube rotate about the central axis of the cylindrical member with respect to the other of the cylindrical member and the heat transfer tube.

本発明の実施形態による渦電流式発熱装置において、回転軸が回転すれば、永久磁石からの磁界の作用によって、伝熱管に渦電流が発生し、伝熱管が発熱する。伝熱管で生じた熱は、伝熱管内のらせん状の流路を流れる熱媒体に移動して回収される。らせん状の流路を流れる熱媒体の熱容量は小さい。そのため、回転軸の運動エネルギを熱エネルギに有効に変換して回収することができる。さらに、伝熱管からの輻射熱に対して、永久磁石はカバーによって隔離されている。そのため、永久磁石の昇温が抑えられ、永久磁石の熱減磁を抑制することができる。 In the eddy current type heating device according to the embodiment of the present invention, when the rotating shaft rotates, an eddy current is generated in the heat transfer tube by the action of the magnetic field from the permanent magnet, and the heat transfer tube generates heat. The heat generated in the heat transfer tube is transferred to the heat medium flowing through the spiral flow path in the heat transfer tube and recovered. The heat capacity of the heat medium flowing through the spiral flow path is small. Therefore, the kinetic energy of the rotating shaft can be effectively converted into heat energy and recovered. In addition, the permanent magnets are isolated by a cover against radiant heat from the heat transfer tube. Therefore, the temperature rise of the permanent magnet can be suppressed, and the thermal demagnetization of the permanent magnet can be suppressed.

図１は、第１実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す側面図である。FIG. 1 is a side view schematically showing a main part of the heat generating device of the first embodiment. 図２は、図１の線II−IIにおける横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 図３は、図２の線III−IIIにおける縦断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 図４は、第２実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す側面図である。FIG. 4 is a side view schematically showing a main part of the heat generating device of the second embodiment. 図５Ａは、図４の線VＡ−VＡにおける横断面図である。FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the line VA-VA of FIG. 図５Ｂは、図４の線VＢ−VＢにおける横断面図である。FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line VB-VB of FIG. 図５Ｃは、図４の線VＣ−VＣにおける横断面図である。FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line VC-VC of FIG. 図５Ｄは、図４の線VＤ−VＤにおける横断面図である。FIG. 5D is a cross-sectional view taken along the line VD-VD of FIG. 図５Ｅは、図４の線VＥ−VＥにおける横断面図である。FIG. 5E is a cross-sectional view taken along the line VE-VE of FIG. 図６Ａは、図５Ａ及び図５Ｂの線VIＡ−VIＡにおける縦断面図である。FIG. 6A is a vertical cross-sectional view taken along the line VIA-VIA of FIGS. 5A and 5B. 図６Ｂは、図５Ｂ及び図５Ｃの線VIＢ−VIＢにおける縦断面図である。FIG. 6B is a vertical cross-sectional view taken along the line VIB-VIB of FIGS. 5B and 5C. 図６Ｃは、図５Ｃ及び図５Ｄの線VIＣ−VIＣにおける縦断面図である。FIG. 6C is a vertical cross-sectional view taken along the line VIC-VIC of FIGS. 5C and 5D. 図６Ｄは、図５Ｄ及び図５Ｅの線VIＤ−VIＤにおける縦断面図である。FIG. 6D is a vertical cross-sectional view taken along the line VID-VID of FIGS. 5D and 5E. 図６Ｅは、図５Ｅの線VIＥ−VIＥにおける縦断面図である。FIG. 6E is a vertical cross-sectional view taken along the line VIE-VIE of FIG. 5E. 図７は、第３実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す縦断面図である。FIG. 7 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of the heat generating device of the third embodiment. 図８は、第４実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す縦断面図である。FIG. 8 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of the heat generating device of the fourth embodiment. 図９は、第５実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す縦断面図である。FIG. 9 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of the heat generating device according to the fifth embodiment. 図１０は、第６実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す縦断面図である。FIG. 10 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of the heat generating device of the sixth embodiment. 図１１は、第７実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of the heat generating device according to the seventh embodiment.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明の実施形態について例を挙げて説明するが、本発明は以下で説明する例に限定されない。以下の説明において特定の数値や特定の材料を例示する場合があるが、本発明はそれらの例示に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the following description, embodiments of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples described below. In the following description, specific numerical values and specific materials may be exemplified, but the present invention is not limited to these examples.

本発明の実施形態による渦電流式発熱装置は、回転する回転軸の運動エネルギを熱エネルギに変換する渦電流式発熱装置である。この発熱装置は、円筒部材と、永久磁石と、カバーと、伝熱管と、を備える。永久磁石は、円筒部材の外周面及び内周面のいずれか一方の周面に保持されている。カバーは、円筒部材に保持された永久磁石を包囲するように円筒部材に取り付けられている。伝熱管は、円筒部材の外周面及び内周面のうちの上記一方の周面と対向するように配置されている。この伝熱管は、導電性且つ熱伝導性を有する材料からなる。この伝熱管は、円筒部材の中心軸回りにらせん状に熱媒体の流路を形成する。そして、円筒部材及び伝熱管のいずれか一方が回転軸に固定されて、円筒部材及び伝熱管のいずれか他方に対して円筒部材の中心軸回りに回転する（第１の構成）。 The eddy current type heating device according to the embodiment of the present invention is an eddy current type heating device that converts the kinetic energy of a rotating rotating shaft into thermal energy. This heating device includes a cylindrical member, a permanent magnet, a cover, and a heat transfer tube. The permanent magnet is held on one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical member. The cover is attached to the cylindrical member so as to surround the permanent magnet held by the cylindrical member. The heat transfer tube is arranged so as to face the peripheral surface of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical member. This heat transfer tube is made of a material having conductivity and thermal conductivity. This heat transfer tube spirally forms a flow path of the heat medium around the central axis of the cylindrical member. Then, one of the cylindrical member and the heat transfer tube is fixed to the rotation shaft, and the cylinder member and the heat transfer tube rotate about the central axis of the cylindrical member with respect to the other of the cylindrical member and the heat transfer tube (first configuration).

第１の構成の発熱装置によれば、回転軸の回転によって、磁石を保持する円筒部材、及び熱媒体が流れる伝熱管のいずれか一方が、それらの他方に対して回転する。このとき、永久磁石からの磁界の作用によって、伝熱管そのものに渦電流が発生する。これにより、伝熱管が発熱する。伝熱管で生じた熱は、伝熱管内のらせん状の流路を流れる熱媒体に直に移動して回収される。らせん状の流路を流れる熱媒体の熱容量は小さい。そのため、回転軸の運動エネルギを熱エネルギに有効に変換して回収することができる。 According to the heat generating device of the first configuration, one of the cylindrical member holding the magnet and the heat transfer tube through which the heat medium flows is rotated with respect to the other by the rotation of the rotating shaft. At this time, an eddy current is generated in the heat transfer tube itself by the action of the magnetic field from the permanent magnet. As a result, the heat transfer tube generates heat. The heat generated in the heat transfer tube is directly transferred to the heat medium flowing through the spiral flow path in the heat transfer tube and recovered. The heat capacity of the heat medium flowing through the spiral flow path is small. Therefore, the kinetic energy of the rotating shaft can be effectively converted into heat energy and recovered.

さらに第１の構成の発熱装置によれば、伝熱管からの輻射熱に対して、永久磁石はカバーによって隔離されている。そのため、永久磁石の昇温が抑えられ、永久磁石の熱減磁を抑制することができる。特に、永久磁石とカバーとの間の隙間に空気が存在すれば、この空気は断熱層として機能する。この場合、永久磁石の昇温がより抑えられる。永久磁石とカバーとの間の隙間に断熱材（例：グラスウール）が充填されていてもよい。 Further, according to the heat generating device of the first configuration, the permanent magnet is isolated by the cover against the radiant heat from the heat transfer tube. Therefore, the temperature rise of the permanent magnet can be suppressed, and the thermal demagnetization of the permanent magnet can be suppressed. In particular, if air is present in the gap between the permanent magnet and the cover, this air functions as a heat insulating layer. In this case, the temperature rise of the permanent magnet is further suppressed. The gap between the permanent magnet and the cover may be filled with a heat insulating material (eg, glass wool).

第１の構成の発熱装置の典型的な例では、永久磁石が円筒部材の外周面に保持されている。伝熱管が円筒部材の外周面と対向するように配置されている。円筒部材が回転軸に固定されて、伝熱管に対して円筒部材の中心軸回りに回転する（第２の構成）。 In a typical example of the heating device of the first configuration, a permanent magnet is held on the outer peripheral surface of the cylindrical member. The heat transfer tube is arranged so as to face the outer peripheral surface of the cylindrical member. The cylindrical member is fixed to the rotating shaft and rotates about the central axis of the cylindrical member with respect to the heat transfer tube (second configuration).

第２の構成の発熱装置によれば、熱媒体が流れる伝熱管は、磁石を保持する円筒部材の外側で静止し、回転軸の回転によって、伝熱管の内側で円筒部材が回転する。伝熱管が円筒部材の外側で静止しているので、伝熱管内の流路を流れる熱媒体を回収しやすい。 According to the heat generating device of the second configuration, the heat transfer tube through which the heat medium flows is stationary outside the cylindrical member holding the magnet, and the rotation of the rotating shaft causes the cylindrical member to rotate inside the heat transfer tube. Since the heat transfer tube is stationary outside the cylindrical member, it is easy to recover the heat medium flowing through the flow path in the heat transfer tube.

ただし、第２の構成に代えて、永久磁石が円筒部材の外周面に保持され、伝熱管が円筒部材の外周面と対向するように配置され、伝熱管が回転軸に固定されてもよい。この場合、伝熱管が円筒部材に対して円筒部材の中心軸回りに回転する。つまり、磁石を保持する円筒部材は、熱媒体が流れる伝熱管の内側で静止し、回転軸の回転によって、円筒部材の外側で伝熱管が回転する。伝熱管が回転するため、その回転方向を一方向に定めた場合に、熱媒体が伝熱管の内部表面から受ける力（摩擦力）を流路方向への流れを促進する駆動力として利用する構成とすることができ、熱媒体を供給する上で必要な圧力を低減することが可能である。 However, instead of the second configuration, the permanent magnet may be held on the outer peripheral surface of the cylindrical member, the heat transfer tube may be arranged so as to face the outer peripheral surface of the cylindrical member, and the heat transfer tube may be fixed to the rotating shaft. In this case, the heat transfer tube rotates about the central axis of the cylindrical member with respect to the cylindrical member. That is, the cylindrical member holding the magnet stands still inside the heat transfer tube through which the heat medium flows, and the rotation of the rotation shaft causes the heat transfer tube to rotate outside the cylindrical member. Since the heat transfer tube rotates, when the direction of rotation is determined in one direction, the force (friction force) received by the heat medium from the internal surface of the heat transfer tube is used as a driving force to promote the flow in the flow path direction. It is possible to reduce the pressure required to supply the heat medium.

また、第２の構成に代えて、永久磁石が円筒部材の内周面に保持され、伝熱管が円筒部材の内周面と対向するように配置され、円筒部材が回転軸に固定されてもよい。この場合、円筒部材が伝熱管に対して円筒部材の中心軸回りに回転する。つまり、熱媒体が流れる伝熱管は、磁石を保持する円筒部材の内側で静止し、回転軸の回転によって、伝熱管の外側で円筒部材が回転する。伝熱管が静止しているため熱媒体を回収しやすく、さらに円筒部材が伝熱管を囲むため熱媒体及び伝熱管の熱が外部へ放散されにくくなる。 Further, instead of the second configuration, even if the permanent magnet is held on the inner peripheral surface of the cylindrical member, the heat transfer tube is arranged so as to face the inner peripheral surface of the cylindrical member, and the cylindrical member is fixed to the rotating shaft. good. In this case, the cylindrical member rotates about the central axis of the cylindrical member with respect to the heat transfer tube. That is, the heat transfer tube through which the heat medium flows is stationary inside the cylindrical member holding the magnet, and the rotation of the rotation shaft causes the cylindrical member to rotate outside the heat transfer tube. Since the heat transfer tube is stationary, the heat medium can be easily recovered, and since the cylindrical member surrounds the heat transfer tube, the heat of the heat medium and the heat transfer tube is less likely to be dissipated to the outside.

また、第２の構成に代えて、永久磁石が円筒部材の内周面に保持され、伝熱管が円筒部材の内周面と対向するように配置され、伝熱管が回転軸に固定されてもよい。この場合、伝熱管が円筒部材に対して円筒部材の中心軸回りに回転する。つまり、磁石を保持する円筒部材は、熱媒体が流れる伝熱管の外側で静止し、回転軸の回転によって、円筒部材の内側で伝熱管が回転する。伝熱管が回転するため、その回転方向を一方向に定めた場合に、熱媒体が伝熱管の内部表面から受ける力（摩擦力）を流路方向への流れを促進する駆動力として利用する構成とすることができ、熱媒体を供給する上で必要な圧力を低減することが可能である。さらに円筒部材が伝熱管を囲むため熱媒体及び伝熱管の熱が外部へ放散されにくくなる。 Further, instead of the second configuration, even if the permanent magnet is held on the inner peripheral surface of the cylindrical member, the heat transfer tube is arranged so as to face the inner peripheral surface of the cylindrical member, and the heat transfer tube is fixed to the rotating shaft. good. In this case, the heat transfer tube rotates about the central axis of the cylindrical member with respect to the cylindrical member. That is, the cylindrical member holding the magnet stands still outside the heat transfer tube through which the heat medium flows, and the rotation of the rotation shaft causes the heat transfer tube to rotate inside the cylindrical member. Since the heat transfer tube rotates, when the direction of rotation is determined in one direction, the force (friction force) received by the heat medium from the internal surface of the heat transfer tube is used as a driving force to promote the flow in the flow path direction. It is possible to reduce the pressure required to supply the heat medium. Further, since the cylindrical member surrounds the heat transfer tube, the heat of the heat medium and the heat transfer tube is less likely to be dissipated to the outside.

第１及び第２の構成の発熱装置において、伝熱管が角管であることが好ましい（第３の構成）。角管とは、管の長手方向に垂直な断面の形状が矩形である管を意味する。管の長手方向は、管の軸方向又は管の延びる方向と同義である。伝熱管が角管であれば、伝熱管内の流路の断面形状も矩形である。 In the heat generating devices of the first and second configurations, it is preferable that the heat transfer tube is a square tube (third configuration). A square tube means a tube having a rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction of the tube. The longitudinal direction of the pipe is synonymous with the axial direction of the pipe or the extending direction of the pipe. If the heat transfer tube is a square tube, the cross-sectional shape of the flow path in the heat transfer tube is also rectangular.

伝熱管として角管を用いる場合、１本の角管をらせん状に巻回すことにより、らせん状の流路を形成することができる。すなわち、伝熱管は、らせん状に巻回された１本の角管から構成される（第４の構成）。この場合、角管の隣接する部分同士は、接触していてもよいし、離れていてもよい。隣接する部分同士が接触している場合、その接触部分は接合されてもよい。ここでの接合の方法は、特に限定されないが、例えば溶接である。この接合方法は、ろう付けであってもよい。角管の隣接する部分同士が接触していれば、伝熱管全体の表面積が小さいため、伝熱管から外部への放熱が抑えられる。そのため、熱回収率が高まる。 When a square tube is used as the heat transfer tube, a spiral flow path can be formed by winding one square tube in a spiral shape. That is, the heat transfer tube is composed of one square tube wound in a spiral shape (fourth configuration). In this case, the adjacent portions of the square tube may be in contact with each other or may be separated from each other. When adjacent portions are in contact with each other, the contact portions may be joined. The joining method here is not particularly limited, but is, for example, welding. This joining method may be brazing. If the adjacent portions of the square tubes are in contact with each other, the surface area of the entire heat transfer tube is small, so that heat dissipation from the heat transfer tube to the outside can be suppressed. Therefore, the heat recovery rate is increased.

また、伝熱管として角管を用いる場合、複数の環状の角管を準備し、これらの環状角管を一列に並べて順に接合することにより、らせん状の流路を形成することができる。すなわち、伝熱管は、円筒部材の中心軸に沿って順に積み重ねられた複数の環状の角管から構成される。この場合、各環状角管の内部に仕切り板が設けられており、隣り合う環状角管同士には仕切り板の近傍に連通穴が設けられている（第５の構成）。ここでの接合の方法も上記と同様に、特に限定されないが、例えば溶接である。この接合方法は、ろう付けであってもよい。この場合も、伝熱管全体の表面積が小さいため、伝熱管から外部への放熱が抑えられる。そのため、熱回収率が高まる。 When a square tube is used as the heat transfer tube, a spiral flow path can be formed by preparing a plurality of annular square tubes and arranging these annular square tubes in a row and joining them in order. That is, the heat transfer tube is composed of a plurality of annular square tubes stacked in order along the central axis of the cylindrical member. In this case, a partition plate is provided inside each annular square tube, and a communication hole is provided in the vicinity of the partition plate between adjacent annular square tubes (fifth configuration). The joining method here is also not particularly limited as described above, but is, for example, welding. This joining method may be brazing. Also in this case, since the surface area of the entire heat transfer tube is small, heat dissipation from the heat transfer tube to the outside can be suppressed. Therefore, the heat recovery rate is increased.

第３〜第５の構成の発熱装置によれば、伝熱管の磁石側の面と、磁石の伝熱管側の面との間の距離を一定にすることができる。そのため、伝熱管の磁石側の面において、渦電流が広範囲で有効に発生する。したがって、伝熱管で十分な発熱が生じる。 According to the heat generating device having the third to fifth configurations, the distance between the surface of the heat transfer tube on the magnet side and the surface of the magnet on the heat transfer tube side can be made constant. Therefore, eddy currents are effectively generated in a wide range on the surface of the heat transfer tube on the magnet side. Therefore, sufficient heat is generated in the heat transfer tube.

ただし、第３の構成に代えて、伝熱管が丸管であってもよい。丸管とは、管の長手方向に垂直な断面の形状が円形である管を意味する。伝熱管が丸管であれば、伝熱管の流路の断面形状も円形である。伝熱管として丸管を用いる場合、１本の丸管をらせん状に巻回すことにより、らせん状の流路を形成することができる。 However, instead of the third configuration, the heat transfer tube may be a round tube. The round pipe means a pipe having a circular cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the pipe. If the heat transfer tube is a round tube, the cross-sectional shape of the flow path of the heat transfer tube is also circular. When a round tube is used as the heat transfer tube, a spiral flow path can be formed by winding one round tube in a spiral shape.

第１〜第５の構成の発熱装置の定型的な例では、カバーは、円筒形状を有する第１の隔壁と、第２の隔壁と、第３の隔壁と、を含む。第１の隔壁は、永久磁石と伝熱管との間に配置されている。第２の隔壁は、第１の隔壁の両端のうちの一方端から延びて円筒部材に接合されている。第３の隔壁は、第１の隔壁の両端のうちの他方端から延びて円筒部材に接合されている。そして、第１の隔壁、第２の隔壁及び第３の隔壁が、熱伝導性を有する材料からなる（第６の構成）。ここでの接合の方法は、特に限定されないが、例えば溶接である。この接合方法は、ボルトによる締結であってもよいし、接着剤による接着であってもよい。 In a typical example of a heating device having a first to fifth configuration, the cover includes a first partition wall having a cylindrical shape, a second partition wall, and a third partition wall. The first partition wall is arranged between the permanent magnet and the heat transfer tube. The second partition wall extends from one end of both ends of the first partition wall and is joined to the cylindrical member. The third partition extends from the other end of both ends of the first partition and is joined to the cylindrical member. The first partition wall, the second partition wall, and the third partition wall are made of a material having thermal conductivity (sixth configuration). The joining method here is not particularly limited, but is, for example, welding. This joining method may be fastening with bolts or bonding with an adhesive.

第６の構成の発熱装置によれば、伝熱管からの輻射熱によって第１の隔壁が昇温したとしても、第１の隔壁の熱は、第２及び第３の隔壁に伝播し、さらに円筒部材に伝播する。つまり、カバーに与えられた熱は、カバーに蓄積されることなく、円筒部材に誘導される。そのため、永久磁石の昇温がより抑えられる。 According to the heat generating device of the sixth configuration, even if the temperature of the first partition wall rises due to the radiant heat from the heat transfer tube, the heat of the first partition wall propagates to the second and third partition walls, and further, the cylindrical member. Propagate to. That is, the heat applied to the cover is guided to the cylindrical member without being accumulated in the cover. Therefore, the temperature rise of the permanent magnet is further suppressed.

第６の構成の発熱装置において、第２の隔壁及び第３の隔壁の少なくとも一方の隔壁に放熱フィンが設けられていてもよい（第７の構成）。 In the heat generating device of the sixth configuration, heat radiation fins may be provided on at least one of the second partition wall and the third partition wall (seventh configuration).

第７の構成の発熱装置によれば、第２の隔壁に放熱フィンが設けられている場合、第２の隔壁に伝播した熱は、放熱フィンを通じてカバーの外部に放出される。第３の隔壁に放熱フィンが設けられている場合、第３の隔壁に伝播した熱は、放熱フィンを通じてカバーの外部に放出される。つまり、カバーに与えられた熱はカバーに蓄積されることなく、さらに円筒部材に伝わる熱も少ない。そのため、永久磁石の昇温がより抑えられる。 According to the heat generating device of the seventh configuration, when the heat radiating fin is provided in the second partition wall, the heat propagated in the second partition wall is released to the outside of the cover through the heat radiating fin. When the heat radiation fins are provided on the third partition wall, the heat propagated to the third partition wall is released to the outside of the cover through the heat radiation fins. That is, the heat given to the cover is not accumulated in the cover, and the heat transferred to the cylindrical member is also small. Therefore, the temperature rise of the permanent magnet is further suppressed.

第６の構成の発熱装置において、第２の隔壁及び第３の隔壁の少なくとも一方の隔壁が起伏していてもよい（第８の構成）。ここでの起伏の形状は、波形であってもよいし、凹凸であってもよい。 In the heat generating device of the sixth configuration, at least one of the second partition wall and the third partition wall may be undulating (eighth configuration). The shape of the undulations here may be corrugated or uneven.

第８の構成の発熱装置によれば、第２の隔壁が起伏している場合、第２の隔壁に伝播した熱は、第２の隔壁自身からカバーの外部に放出される。第３の隔壁が起伏している場合、第３の隔壁に伝播した熱は、第３の隔壁自身からカバーの外部に放出される。つまり、カバーに与えられた熱はカバーに蓄積されることなく、さらに円筒部材に伝わる熱も少ない。そのため、永久磁石の昇温がより抑えられる。 According to the heat generating device of the eighth configuration, when the second partition wall is undulating, the heat propagated to the second partition wall is released from the second partition wall itself to the outside of the cover. When the third partition wall is undulating, the heat propagated to the third partition wall is released from the third partition wall itself to the outside of the cover. That is, the heat given to the cover is not accumulated in the cover, and the heat transferred to the cylindrical member is also small. Therefore, the temperature rise of the permanent magnet is further suppressed.

第６〜第８の構成の発熱装置において、第１の隔壁、第２の隔壁及び第３の隔壁が非磁性材料からなっていてもよい（第９の構成）。 In the heat generating device having the sixth to eighth configurations, the first partition wall, the second partition wall, and the third partition wall may be made of a non-magnetic material (9th configuration).

第９の構成の発熱装置によれば、カバーは永久磁石からの磁束に影響を与えない。そのため、伝熱管で十分な発熱が生じる。 According to the heating device of the ninth configuration, the cover does not affect the magnetic flux from the permanent magnet. Therefore, sufficient heat is generated in the heat transfer tube.

第９の構成の発熱装置において、第１の隔壁の外面に磁性材料からなる層が設けられていてもよい（第１０の構成）。 In the heat generating device having the ninth configuration, a layer made of a magnetic material may be provided on the outer surface of the first partition wall (tenth configuration).

第１０の構成の発熱装置によれば、磁性材料からなる層が永久磁石と伝熱管との間の第１の隔壁に設けられる。そのため、永久磁石からの磁束は、上記の層に導かれ、さらに伝熱管に導かれる。つまり、磁石からの磁束は伝熱管に向けて誘導される。そのため、伝熱管でより十分な発熱が生じる。 According to the heating device having the tenth configuration, a layer made of a magnetic material is provided on the first partition wall between the permanent magnet and the heat transfer tube. Therefore, the magnetic flux from the permanent magnet is guided to the above layer and further to the heat transfer tube. That is, the magnetic flux from the magnet is induced toward the heat transfer tube. Therefore, more sufficient heat is generated in the heat transfer tube.

第６〜第８の構成の発熱装置において、第１の隔壁が磁性材料からなり、第２の隔壁及び第３の隔壁が非磁性材料からなっていてもよい（第１１の構成）。 In the heat generating device having the sixth to eighth configurations, the first partition wall may be made of a magnetic material, and the second partition wall and the third partition wall may be made of a non-magnetic material (11th configuration).

第１１の構成の発熱装置によれば、第２及び第３の隔壁は非磁性材料からなる。そのため、第２及び第３の隔壁は永久磁石からの磁束に影響を与えない。一方、永久磁石と伝熱管との間に存在する第１の隔壁は磁性材料からなる。そのため、永久磁石からの磁束は、第１の隔壁に導かれ、さらに伝熱管に導かれる。つまり、磁石からの磁束は伝熱管に向けて誘導される。したがって、伝熱管でより十分な発熱が生じる。 According to the heating device of the eleventh configuration, the second and third partition walls are made of a non-magnetic material. Therefore, the second and third partition walls do not affect the magnetic flux from the permanent magnets. On the other hand, the first partition wall existing between the permanent magnet and the heat transfer tube is made of a magnetic material. Therefore, the magnetic flux from the permanent magnet is guided to the first partition wall and further to the heat transfer tube. That is, the magnetic flux from the magnet is induced toward the heat transfer tube. Therefore, more sufficient heat is generated in the heat transfer tube.

第１〜第１１の構成の発熱装置は、さらに、断熱カバーを備えてもよい。断熱カバーは、伝熱管のうち、円筒部材の外周面及び内周面のうちの上記一方の周面と対向する領域を除いて、伝熱管を包囲する（第１２の構成）。 The heating device of the first to eleventh configurations may further include a heat insulating cover. The heat insulating cover surrounds the heat transfer tube except for a region of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical member that faces the peripheral surface of one of the above (12th configuration).

第１２の構成の発熱装置によれば、断熱カバーによって、伝熱管から外部への放熱が遮断される。そのため、熱回収率が高まる。 According to the heat generating device of the twelfth configuration, the heat radiating from the heat transfer tube to the outside is blocked by the heat insulating cover. Therefore, the heat recovery rate is increased.

上記の発熱装置において、熱媒体は、伝熱管で発生した熱を回収できるものである限り、特に限定されない。熱媒体の例には、溶融塩（例えば硝酸塩系の溶融塩）、熱媒油、水（蒸気）、空気、超臨界ＣＯ₂等が含まれる。In the above-mentioned heat generating device, the heat medium is not particularly limited as long as it can recover the heat generated in the heat transfer tube. Examples of heat media include molten salts (for example, nitrate-based molten salts), heat medium oils, water (steam), air, supercritical CO _{2 and the} like.

永久磁石を保持する円筒部材の材料は、特に限定されず、強磁性材料であってもよいし、弱磁性材料であってもよいし、非磁性材料であってもよい。強磁性材料の例には、強磁性金属材料（例：炭素鋼、鋳鉄等）が含まれる。弱磁性材料の例には、弱磁性金属材料（例：フェライト系ステンレス鋼等）が含まれる。非磁性材料の例には、非磁性金属材料（例：アルミニウム合金、オーステナイト系ステンレス鋼、銅合金等）が含まれる。これらの金属材料は熱伝導性も有する。そのため、カバーが熱伝導性を有する材料からなる場合に、円筒部材の材料がそれらの金属材料であれば、カバーから円筒部材への熱の誘導が促進される。 The material of the cylindrical member holding the permanent magnet is not particularly limited, and may be a ferromagnetic material, a weak magnetic material, or a non-magnetic material. Examples of ferromagnetic materials include ferromagnetic metal materials (eg carbon steel, cast iron, etc.). Examples of weak magnetic materials include weak magnetic metal materials (eg, ferritic stainless steel, etc.). Examples of non-magnetic materials include non-magnetic metal materials (eg, aluminum alloys, austenitic stainless steels, copper alloys, etc.). These metallic materials also have thermal conductivity. Therefore, when the cover is made of a material having thermal conductivity, if the material of the cylindrical member is such a metal material, heat induction from the cover to the cylindrical member is promoted.

永久磁石を包囲するカバーの材料は、特に限定されない。カバー（第１の隔壁、第２の隔壁、第３の隔壁）の材料が熱伝導性を有する材料である場合、その材料は、例えば金属材料である。特に、カバー（第１の隔壁、第２の隔壁、第３の隔壁）の材料が非磁性材料である場合、その非磁性材料の例には、上記の非磁性金属材料（例：アルミニウム合金、オーステナイト系ステンレス鋼、銅合金等）が含まれる。カバー（第１の隔壁）の材料が磁性材料である場合、その磁性材料の例には、上記の強磁性金属材料（例：炭素鋼、鋳鉄等）及び弱磁性金属材料（例：フェライト系ステンレス鋼等）が含まれる。第１の隔壁に磁性材料からなる層が設けられている場合、その磁性材料の例には、上記の強磁性金属材料及び弱磁性金属材料が含まれる。 The material of the cover surrounding the permanent magnet is not particularly limited. When the material of the cover (first partition wall, second partition wall, third partition wall) is a material having thermal conductivity, the material is, for example, a metal material. In particular, when the material of the cover (first partition, second partition, third partition) is a non-magnetic material, examples of the non-magnetic material include the above-mentioned non-magnetic metal material (eg, aluminum alloy, etc.). Austenite-based stainless steel, copper alloy, etc.) are included. When the material of the cover (first partition wall) is a magnetic material, examples of the magnetic material include the above-mentioned ferromagnetic metal material (eg carbon steel, cast iron, etc.) and weak magnetic metal material (eg ferritic stainless steel). Steel, etc.) is included. When the first partition wall is provided with a layer made of a magnetic material, examples of the magnetic material include the above-mentioned ferromagnetic metal material and weak magnetic metal material.

伝熱管の材料は、導電性且つ熱伝導性を有する材料である限り、特に限定されない。伝熱管の材料は、例えば金属材料である。その金属材料の例には、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等が含まれる。その中でも、導電性が高くて熱伝導性が高いアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等が好ましい。伝熱管の肉厚は、例えば３〜６ｍｍである。 The material of the heat transfer tube is not particularly limited as long as it is a material having conductivity and thermal conductivity. The material of the heat transfer tube is, for example, a metal material. Examples of the metal material include carbon steel, stainless steel, aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy and the like. Among them, aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy and the like having high conductivity and high thermal conductivity are preferable. The wall thickness of the heat transfer tube is, for example, 3 to 6 mm.

永久磁石は、円筒部材の外周面及び内周面のいずれか一方の周面に保持されている。永久磁石の配置は、磁石からの磁束を伝熱管に到達させることができる限り、特に限定されない。例えば、永久磁石は、複数の棒状の磁石からなる。この場合、複数の棒状の磁石は、円筒部材の周方向で等間隔に配置される。各棒状の磁石は、その長手方向が円筒部材の中心軸と平行になるように配置される。また、例えば、永久磁石は、複数の円弧状の磁石からなる。この場合、複数の円弧状の磁石が円筒部材の周方向で等間隔に配置されて、リング状の磁石群を構成する。そのリング状の磁石群が複数個、円筒部材の軸方向に配置されてもよい。隣接する磁石同士の間には、隙間があってもよいし、他の部材が配置されてもよい。 The permanent magnet is held on one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical member. The arrangement of the permanent magnets is not particularly limited as long as the magnetic flux from the magnets can reach the heat transfer tube. For example, a permanent magnet consists of a plurality of rod-shaped magnets. In this case, the plurality of rod-shaped magnets are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the cylindrical member. Each rod-shaped magnet is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the central axis of the cylindrical member. Further, for example, a permanent magnet is composed of a plurality of arc-shaped magnets. In this case, a plurality of arc-shaped magnets are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the cylindrical member to form a ring-shaped magnet group. A plurality of ring-shaped magnet groups may be arranged in the axial direction of the cylindrical member. There may be a gap between adjacent magnets, or other members may be arranged.

回転軸は、流体の運動エネルギによって回転させられてもよい。すなわち、上記の発熱装置は、流体の運動エネルギ（例えば、風力や水力等の自然エネルギ）を利用して発熱する装置であってもよい。また、上記の発熱装置は、風力発電設備、水力発電設備等のように流体の運動エネルギを利用する発電設備に搭載されてもよい。例えば、回転軸は、風や水流を受けて回転する羽根車に、直接又は間接的に接続される。この場合、羽根車の回転によって、回転軸が回転する。 The axis of rotation may be rotated by the kinetic energy of the fluid. That is, the above-mentioned heat generating device may be a device that generates heat by utilizing the kinetic energy of the fluid (for example, natural energy such as wind power or hydraulic power). Further, the above-mentioned heat generating device may be mounted on a power generation facility that utilizes the kinetic energy of the fluid, such as a wind power generation facility, a hydroelectric power generation facility, or the like. For example, the rotating shaft is directly or indirectly connected to an impeller that rotates in response to wind or water currents. In this case, the rotation of the impeller causes the rotation shaft to rotate.

以下では、本発明の渦電流式発熱装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下で説明する実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されず、上述した様々なバリエーションを適用できる。以下の説明では、同様の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the eddy current type heating device of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are examples, and the present invention is not limited to the following embodiments, and various variations described above can be applied. In the following description, the same parts may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す側面図である。図２は、図１の線II−IIにおける横断面図である。図３は、図２の線III−IIIにおける縦断面図である。本明細書において、横断面とは、円筒部材２の中心軸ＣＬに垂直な断面である。縦断面とは、円筒部材２の中心軸ＣＬに沿った断面である。円筒部材２の中心軸ＣＬは、回転軸３０の軸心と一致する。[First Embodiment]
FIG. 1 is a side view schematically showing a main part of the heat generating device of the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. In the present specification, the cross section is a cross section perpendicular to the central axis CL of the cylindrical member 2. The vertical cross section is a cross section along the central axis CL of the cylindrical member 2. The central axis CL of the cylindrical member 2 coincides with the axial center of the rotating shaft 30.

図１〜図３を参照して、発熱装置１は、円筒部材２と、永久磁石３と、カバー４と、伝熱管５と、を備える。本実施形態では、円筒部材２は、回転軸３０に支持部材（図示省略）を介して固定されている。回転軸３０は、非回転部である固定の本体（図示省略）に、軸受（図示省略）を介して回転可能に支持されている。 With reference to FIGS. 1 to 3, the heat generating device 1 includes a cylindrical member 2, a permanent magnet 3, a cover 4, and a heat transfer tube 5. In the present embodiment, the cylindrical member 2 is fixed to the rotating shaft 30 via a support member (not shown). The rotating shaft 30 is rotatably supported by a fixed main body (not shown), which is a non-rotating portion, via a bearing (not shown).

図２及び図３を参照して、本実施形態では、円筒部材２の外周面２ａに、複数の棒状の永久磁石３が保持されている。これら複数の磁石３は、円筒部材２の周方向で等間隔に配置されている。各磁石３は、その長手方向が円筒部材２の中心軸ＣＬと平行になるように配置されている。これらの磁石３の磁極（Ｎ極、Ｓ極）は、円筒部材２の径方向に配置されている。周方向で隣接する磁石３同士の磁極は、交互に反転している。 With reference to FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, a plurality of rod-shaped permanent magnets 3 are held on the outer peripheral surface 2a of the cylindrical member 2. These plurality of magnets 3 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the cylindrical member 2. Each magnet 3 is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the central axis CL of the cylindrical member 2. The magnetic poles (N pole, S pole) of these magnets 3 are arranged in the radial direction of the cylindrical member 2. The magnetic poles of the magnets 3 adjacent to each other in the circumferential direction are alternately reversed.

図１〜図３を参照して、カバー４は円筒部材２に取り付けられている。カバー４は、円筒部材２の外周面２ａ、及びこの外周面２ａに保持された磁石３を包囲する。カバー４と磁石３との間には隙間が設けられている。つまり、カバー４は磁石３と接触していない。 With reference to FIGS. 1 to 3, the cover 4 is attached to the cylindrical member 2. The cover 4 surrounds the outer peripheral surface 2a of the cylindrical member 2 and the magnet 3 held by the outer peripheral surface 2a. A gap is provided between the cover 4 and the magnet 3. That is, the cover 4 is not in contact with the magnet 3.

本実施形態では、カバー４は、円筒形状を有する第１の隔壁４ａと、第２の隔壁４ｂと、第３の隔壁４ｃと、を含む。第１の隔壁４ａは、磁石３と後述する伝熱管５との間に配置されている。第２の隔壁４ｂ及び第３の隔壁４ｃは、ドーナツ板状の形状を有する。第２の隔壁４ｂは、第１の隔壁４ａの両端のうちの一方端（図３では上側）から延びて円筒部材２に接合されている。第３の隔壁４ｃは、第１の隔壁４ａの両端のうちの他方端（図３では下側）から延びて円筒部材２に接合されている。第１の隔壁４ａ、第２の隔壁４ｂ及び第３の隔壁４ｃが、熱伝導性を有する材料からなる。 In the present embodiment, the cover 4 includes a first partition wall 4a having a cylindrical shape, a second partition wall 4b, and a third partition wall 4c. The first partition wall 4a is arranged between the magnet 3 and the heat transfer tube 5 described later. The second partition wall 4b and the third partition wall 4c have a donut plate-like shape. The second partition wall 4b extends from one end (upper side in FIG. 3) of both ends of the first partition wall 4a and is joined to the cylindrical member 2. The third partition wall 4c extends from the other end (lower side in FIG. 3) of both ends of the first partition wall 4a and is joined to the cylindrical member 2. The first partition wall 4a, the second partition wall 4b, and the third partition wall 4c are made of a material having thermal conductivity.

伝熱管５は、全体として円筒形状を有する。本実施形態では、伝熱管５は、円筒部材２の外周面２ａと対向するように配置されている。つまり、伝熱管５は、円筒部材２及びカバー４（第１の隔壁４ａ）の外側に配置され、磁石３と隙間を空けて対向する。なお、伝熱管５はカバー４と接触していない。この伝熱管５は、導電性且つ熱伝導性を有する材料からなる。この伝熱管５は、円筒部材２の中心軸ＣＬ回りにらせん状に熱媒体の流路５ａを形成する。 The heat transfer tube 5 has a cylindrical shape as a whole. In the present embodiment, the heat transfer tube 5 is arranged so as to face the outer peripheral surface 2a of the cylindrical member 2. That is, the heat transfer tube 5 is arranged outside the cylindrical member 2 and the cover 4 (first partition wall 4a), and faces the magnet 3 with a gap. The heat transfer tube 5 is not in contact with the cover 4. The heat transfer tube 5 is made of a material having conductivity and thermal conductivity. The heat transfer tube 5 spirally forms a heat medium flow path 5a around the central axis CL of the cylindrical member 2.

本実施形態では、伝熱管５は１本の角管１５からなる。この１本の角管１５は、円筒部材２の中心軸ＣＬ回りにらせん状に巻回される。このようにらせん状に巻回された角管１５により、らせん状の流路５ａが形成される。角管１５の隣接する部分同士は、接触している。角管１５（伝熱管５）の磁石３側の面と、磁石３の伝熱管５側の面との間の距離は一定である。なお、伝熱管５と磁石３との間には、カバー４を構成する第１の隔壁４ａが配置されている。 In the present embodiment, the heat transfer tube 5 is composed of one square tube 15. This one square tube 15 is spirally wound around the central axis CL of the cylindrical member 2. The spiral flow path 5a is formed by the square tube 15 wound in a spiral shape in this way. Adjacent portions of the square tube 15 are in contact with each other. The distance between the surface of the square tube 15 (heat transfer tube 5) on the magnet 3 side and the surface of the magnet 3 on the heat transfer tube 5 side is constant. A first partition wall 4a constituting the cover 4 is arranged between the heat transfer tube 5 and the magnet 3.

伝熱管５には、入側連結部６及び出側連結部７が設けられている。入側連結部６には入側配管（図示省略）が接続され、出側連結部７には出側配管（図示省略）が接続される。入側配管及び入側連結部６を通じて、伝熱管５に熱媒体が供給される。伝熱管５に供給された熱媒体は、伝熱管５内のらせん状の流路５ａを一方向に流れ、出側連結部７及び出側配管を通じて、伝熱管５から排出されて回収される。 The heat transfer tube 5 is provided with an inlet side connecting portion 6 and an outlet side connecting portion 7. An inlet pipe (not shown) is connected to the inlet connecting portion 6, and an outlet pipe (not shown) is connected to the outlet connecting portion 7. A heat medium is supplied to the heat transfer tube 5 through the inlet pipe and the inlet connecting portion 6. The heat medium supplied to the heat transfer tube 5 flows in one direction through the spiral flow path 5a in the heat transfer tube 5, is discharged from the heat transfer tube 5 through the output side connecting portion 7 and the output side pipe, and is recovered.

このような構成の本実施形態の発熱装置１では、円筒部材２が回転軸３０に固定されている。そのため、回転軸３０が回転すれば、磁石３を保持する円筒部材２は、回転軸３０とともに円筒部材２の中心軸ＣＬ回りに回転する。一方、熱媒体が流れる伝熱管５は、磁石３を保持する円筒部材２の外側で静止している。つまり、円筒部材２が伝熱管５に対して回転する。これにより、磁石３と円筒部材２との間に相対的な回転速度差が生じる。 In the heat generating device 1 of the present embodiment having such a configuration, the cylindrical member 2 is fixed to the rotating shaft 30. Therefore, when the rotating shaft 30 rotates, the cylindrical member 2 holding the magnet 3 rotates together with the rotating shaft 30 around the central axis CL of the cylindrical member 2. On the other hand, the heat transfer tube 5 through which the heat medium flows is stationary outside the cylindrical member 2 that holds the magnet 3. That is, the cylindrical member 2 rotates with respect to the heat transfer tube 5. As a result, a relative rotational speed difference is generated between the magnet 3 and the cylindrical member 2.

このとき、磁石３からの磁束（磁界）の作用によって、伝熱管５の磁石３側の面に渦電流が発生する。このように伝熱管５そのものに発生した渦電流によって、伝熱管５が発熱する。伝熱管５で生じた熱は、伝熱管５内のらせん状の流路５ａを流れる熱媒体に直に移動して回収される。らせん状の流路５ａを流れる熱媒体の熱容量は小さい。そのため、回転軸３０の運動エネルギを熱エネルギに有効に変換して回収することができる。 At this time, an eddy current is generated on the surface of the heat transfer tube 5 on the magnet 3 side due to the action of the magnetic flux (magnetic field) from the magnet 3. The heat transfer tube 5 generates heat due to the eddy current generated in the heat transfer tube 5 itself. The heat generated in the heat transfer tube 5 is directly transferred to the heat medium flowing through the spiral flow path 5a in the heat transfer tube 5 and recovered. The heat capacity of the heat medium flowing through the spiral flow path 5a is small. Therefore, the kinetic energy of the rotating shaft 30 can be effectively converted into heat energy and recovered.

さらに、伝熱管５からの輻射熱に対して、磁石３はカバー４によって隔離されている。そのため、磁石３の昇温が抑えられ、磁石３の熱減磁を抑制することができる。 Further, the magnet 3 is isolated by the cover 4 against the radiant heat from the heat transfer tube 5. Therefore, the temperature rise of the magnet 3 can be suppressed, and the thermal demagnetization of the magnet 3 can be suppressed.

また、本実施形態の発熱装置１では、伝熱管５からの輻射熱によってカバー４（特に第１の隔壁４ａ）が昇温したとしても、第１の隔壁４ａの熱は、第２及び第３の隔壁４ｂ及び４ｃに伝播し、さらに円筒部材２に伝播する。つまり、カバー４に与えられた熱は、カバー４に蓄積されることなく、円筒部材２に誘導される。そのため、磁石３の昇温をより抑えることができる。 Further, in the heat generating device 1 of the present embodiment, even if the cover 4 (particularly the first partition wall 4a) is heated by the radiant heat from the heat transfer tube 5, the heat of the first partition wall 4a is the second and third partitions. It propagates to the partition walls 4b and 4c, and further propagates to the cylindrical member 2. That is, the heat applied to the cover 4 is guided to the cylindrical member 2 without being accumulated in the cover 4. Therefore, the temperature rise of the magnet 3 can be further suppressed.

また、本実施形態の発熱装置１では、伝熱管５が円筒部材２の外側で静止している。そのため、伝熱管５内の流路５ａを流れる熱媒体を回収しやすい。 Further, in the heat generating device 1 of the present embodiment, the heat transfer tube 5 is stationary outside the cylindrical member 2. Therefore, it is easy to recover the heat medium flowing through the flow path 5a in the heat transfer tube 5.

また、本実施形態の発熱装置１では、伝熱管５として角管１５が用いられる。この場合、角管１５（伝熱管）の磁石３側の面と、磁石３の伝熱管５側の面との間の距離を一定にすることができる。そのため、伝熱管５の磁石３側の面において、渦電流が広範囲で有効に発生する。したがって、伝熱管５で十分な発熱が生じる。 Further, in the heat generating device 1 of the present embodiment, the square tube 15 is used as the heat transfer tube 5. In this case, the distance between the surface of the square tube 15 (heat transfer tube) on the magnet 3 side and the surface of the magnet 3 on the heat transfer tube 5 side can be made constant. Therefore, an eddy current is effectively generated in a wide range on the surface of the heat transfer tube 5 on the magnet 3 side. Therefore, sufficient heat is generated in the heat transfer tube 5.

さらに角管１５の隣接する部分同士が接触しているため、伝熱管５全体の表面積が小さい。したがって、伝熱管５から外部への放熱が抑えられ、熱回収率が高まる。 Further, since the adjacent portions of the square tubes 15 are in contact with each other, the surface area of the entire heat transfer tube 5 is small. Therefore, heat dissipation from the heat transfer tube 5 to the outside is suppressed, and the heat recovery rate is increased.

［第２実施形態］
図４は、第２実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す側面図である。図５Ａは、図４の線VＡ−VＡにおける横断面図である。図５Ｂは、図４の線VＢ−VＢにおける横断面図である。図５Ｃは、図４の線VＣ−VＣにおける横断面図である。図５Ｄは、図４の線VＤ−VＤにおける横断面図である。図５Ｅは、図４の線VＥ−VＥにおける横断面図である。図６Ａは、図５Ａ及び図５Ｂの線VIＡ−VIＡにおける縦断面図である。図６Ｂは、図５Ｂ及び図５Ｃの線VIＢ−VIＢにおける縦断面図である。図６Ｃは、図５Ｃ及び図５Ｄの線VIＣ−VIＣにおける縦断面図である。図６Ｄは、図５Ｄ及び図５Ｅの線VIＤ−VIＤにおける縦断面図である。図６Ｅは、図５Ｅの線VIＥ−VIＥにおける縦断面図である。第２実施形態の発熱装置１は、上記した第１実施形態の発熱装置１を変形したものである。以下、第１実施形態の発熱装置１と重複する構成についての説明は省略する。後述する第３〜第７実施形態でも同様とする。[Second Embodiment]
FIG. 4 is a side view schematically showing a main part of the heat generating device of the second embodiment. FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the line VA-VA of FIG. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line VB-VB of FIG. FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line VC-VC of FIG. FIG. 5D is a cross-sectional view taken along the line VD-VD of FIG. FIG. 5E is a cross-sectional view taken along the line VE-VE of FIG. FIG. 6A is a vertical cross-sectional view taken along the line VIA-VIA of FIGS. 5A and 5B. FIG. 6B is a vertical cross-sectional view taken along the line VIB-VIB of FIGS. 5B and 5C. FIG. 6C is a vertical cross-sectional view taken along the line VIC-VIC of FIGS. 5C and 5D. FIG. 6D is a vertical cross-sectional view taken along the line VID-VID of FIGS. 5D and 5E. FIG. 6E is a vertical cross-sectional view taken along the line VIE-VIE of FIG. 5E. The heat generating device 1 of the second embodiment is a modification of the heat generating device 1 of the first embodiment described above. Hereinafter, the description of the configuration overlapping with the heat generating device 1 of the first embodiment will be omitted. The same applies to the third to seventh embodiments described later.

図４〜図６Ｅを参照して、第１実施形態と同様に、伝熱管５は、全体として円筒形状を有する。ただし、本実施形態では、伝熱管５は、複数の環状の角管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ及び１５Ｄからなる。ここでは、伝熱管５が４つの環状角管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ及び１５Ｄからなる例を示す。４つの環状角管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ及び１５Ｄは、一列に並べられて順に接合され、全体として円筒形状にされる。つまり、４つの環状角管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ及び１５Ｄは、円筒部材２の中心軸ＣＬに沿って順に積み重なる。説明の便宜上、以下では４つの環状角管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ及び１５Ｄを先頭（図４では上側）から順に、第１の環状角管１５Ａ、第２の環状角管１５Ｂ、第３の環状角管１５Ｃ、及び第４の環状角管１５Ｄと称する場合がある。 With reference to FIGS. 4 to 6E, the heat transfer tube 5 has a cylindrical shape as a whole, as in the first embodiment. However, in the present embodiment, the heat transfer tube 5 is composed of a plurality of annular square tubes 15A, 15B, 15C and 15D. Here, an example is shown in which the heat transfer tube 5 is composed of four annular square tubes 15A, 15B, 15C and 15D. The four annular square tubes 15A, 15B, 15C and 15D are arranged in a row and joined in order to form a cylindrical shape as a whole. That is, the four annular square tubes 15A, 15B, 15C and 15D are stacked in order along the central axis CL of the cylindrical member 2. For convenience of explanation, in the following, the four annular tubes 15A, 15B, 15C and 15D are referred to in order from the head (upper side in FIG. 4), the first annular tube 15A, the second annular tube 15B, and the third annular angle. It may be referred to as a tube 15C and a fourth annular square tube 15D.

図５Ｂ〜図５Ｅを参照して、各環状角管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ及び１５Ｄの内部には、仕切り板１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び１６ｄが設けられている。仕切り板１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び１６ｄによって、環状に連続する環状角管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ及び１５Ｄの内部の一部が閉ざされる。伝熱管５を円筒部材２の中心軸ＣＬに沿って見たとき、仕切り板１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び１６ｄ同士は、中心軸ＣＬ回りに所定のピッチずらされて配置されている。 With reference to FIGS. 5B to 5E, partition plates 16a, 16b, 16c and 16d are provided inside the annular square tubes 15A, 15B, 15C and 15D. The partition plates 16a, 16b, 16c and 16d close a part of the inside of the annularly continuous annular square tubes 15A, 15B, 15C and 15D. When the heat transfer tube 5 is viewed along the central axis CL of the cylindrical member 2, the partition plates 16a, 16b, 16c and 16d are arranged so as to be offset by a predetermined pitch around the central axis CL.

隣り合う第１の環状角管１５Ａ及び第２の環状角管１５Ｂには、第１の環状角管１５Ａ及び第２の環状角管１５Ｂを貫通する連通穴１７ａが設けられている（図５Ｂ及び図６Ｂ参照）。連通穴１７ａは、仕切り板１６ａ及び仕切り板１６ｂの近傍で、且つ仕切り板１６ａと仕切り板１６ｂとの間に配置されている。これと同様に、隣り合う第２の環状角管１５Ｂ及び第３の環状角管１５Ｃには、連通穴１７ｂが設けられている（図５Ｃ及び図６Ｃ参照）。これと同様に、隣り合う第３の環状角管１５Ｃ及び第４の環状角管１５Ｄには、連通穴１７ｃが設けられている（図５Ｄ及び図６Ｄ参照）。伝熱管５を円筒部材２の中心軸ＣＬに沿って見たとき、連通穴１７ａ、１７ｂ及び１７ｃ同士は、中心軸ＣＬ回りに所定のピッチずらされて配置されている。 Adjacent first annular tube 15A and second annular tube 15B are provided with communication holes 17a penetrating the first annular tube 15A and the second annular tube 15B (FIGS. 5B and 5B). See FIG. 6B). The communication hole 17a is arranged in the vicinity of the partition plate 16a and the partition plate 16b, and between the partition plate 16a and the partition plate 16b. Similarly, the adjacent second annular tube 15B and third annular tube 15C are provided with communication holes 17b (see FIGS. 5C and 6C). Similarly, the adjacent third annular tube 15C and fourth annular tube 15D are provided with communication holes 17c (see FIGS. 5D and 6D). When the heat transfer tube 5 is viewed along the central axis CL of the cylindrical member 2, the communication holes 17a, 17b, and 17c are arranged so as to be offset by a predetermined pitch around the central axis CL.

図５Ａ及び図６Ａを参照して、第１の環状角管１５Ａには、入口１８が設けられている。伝熱管５を円筒部材２の中心軸ＣＬに沿って見たとき、入口１８と連通穴１７ａとの間に仕切り板１６ａが配置されている。図５Ｅ及び図６Ｅを参照して、第４の環状角管１５Ｄには、出口１９が設けられている。伝熱管５を円筒部材２の中心軸ＣＬに沿って見たとき、出口１９と連通穴１７ｃとの間に仕切り板１６ｄが配置されている。 With reference to FIGS. 5A and 6A, the first annular tube 15A is provided with an inlet 18. When the heat transfer tube 5 is viewed along the central axis CL of the cylindrical member 2, the partition plate 16a is arranged between the inlet 18 and the communication hole 17a. With reference to FIGS. 5E and 6E, the fourth annular tube 15D is provided with an outlet 19. When the heat transfer tube 5 is viewed along the central axis CL of the cylindrical member 2, the partition plate 16d is arranged between the outlet 19 and the communication hole 17c.

図４を参照して、第１の環状角管１５Ａの入口１８（図６Ａ参照）には、入側連結部６が設けられている。第４の環状角管１５Ｄの出口１９（図６Ｅ参照）には、出側連結部７が設けられている。 With reference to FIG. 4, an inlet side connecting portion 6 is provided at the inlet 18 (see FIG. 6A) of the first annular square tube 15A. An outlet side connecting portion 7 is provided at the outlet 19 (see FIG. 6E) of the fourth annular square tube 15D.

入側配管、入側連結部６及び入口１８を通じて、第１の環状角管１５Ａに熱媒体が供給される。第１の環状角管１５Ａに供給された熱媒体は、第１の環状角管１５Ａ内を一方向に流れ、連通穴１７ａから第２の環状角管１５Ｂに供給される。第２の環状角管１５Ｂに供給された熱媒体は、第２の環状角管１５Ｂ内を一方向に流れ、連通穴１７ｂから第３の環状角管１５Ｃに供給される。第３の環状角管１５Ｃに供給された熱媒体は、第３の環状角管１５Ｃ内を一方向に流れ、連通穴１７ｃから第４の環状角管１５Ｄに供給される。第４の環状角管１５Ｄに供給された熱媒体は、第４の環状角管１５Ｄ内を一方向に流れ、出口１９、出側連結部７及び出側配管を通じて、第４の環状角管１５Ｄから排出されて回収される。 The heat medium is supplied to the first annular square tube 15A through the inlet side pipe, the inlet side connecting portion 6, and the inlet 18. The heat medium supplied to the first annular square tube 15A flows in one direction in the first annular square tube 15A and is supplied to the second annular square tube 15B from the communication hole 17a. The heat medium supplied to the second annular square tube 15B flows in one direction in the second annular square tube 15B and is supplied to the third annular square tube 15C from the communication hole 17b. The heat medium supplied to the third annular square tube 15C flows in one direction in the third annular square tube 15C and is supplied to the fourth annular square tube 15D from the communication hole 17c. The heat medium supplied to the fourth annular square tube 15D flows in one direction in the fourth annular square tube 15D, and passes through the outlet 19, the exit side connecting portion 7, and the exit side pipe, and the fourth annular square tube 15D. It is discharged from and collected.

このように複数の環状角管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ及び１５Ｄで構成された伝熱管５により、らせん状の流路５ａが形成される。したがって、本実施形態の発熱装置１でも、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、本実施形態の場合も、伝熱管５全体の表面積が小さい。隣り合う環状角管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ及び１５Ｄが接合されているからである。したがって、伝熱管５から外部への放熱が抑えられ、熱回収率が高まる。特に、本実施形態の場合、らせん状の流路５ａは、各連通穴１７ａ、１７ｂ及び１７ｃの付近で折れ曲がっている。このため、熱媒体が流路５ａを流れるとき、各連通穴１７ａ、１７ｂ及び１７ｃの付近で圧力損失が生じる。圧力損失が生じた部分では、伝熱管５から熱媒体への熱の移動が促進する。したがって、熱回収率がより高まる。 In this way, the spiral flow path 5a is formed by the heat transfer tube 5 composed of the plurality of annular square tubes 15A, 15B, 15C and 15D. Therefore, the heat generating device 1 of the present embodiment also has the same effect as that of the first embodiment. Further, also in the case of the present embodiment, the surface area of the entire heat transfer tube 5 is small. This is because the adjacent annular square tubes 15A, 15B, 15C and 15D are joined. Therefore, heat dissipation from the heat transfer tube 5 to the outside is suppressed, and the heat recovery rate is increased. In particular, in the case of the present embodiment, the spiral flow path 5a is bent in the vicinity of the communication holes 17a, 17b and 17c. Therefore, when the heat medium flows through the flow path 5a, a pressure loss occurs in the vicinity of the communication holes 17a, 17b, and 17c. In the portion where the pressure loss occurs, the heat transfer from the heat transfer tube 5 to the heat medium is promoted. Therefore, the heat recovery rate is further increased.

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す縦断面図である。第３実施形態の発熱装置１は、上記した第１及び第２実施形態の発熱装置１を変形したものである。[Third Embodiment]
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of the heat generating device of the third embodiment. The heat generating device 1 of the third embodiment is a modification of the heat generating device 1 of the first and second embodiments described above.

本実施形態では、カバー４を構成する第２の隔壁４ｂの外面に、放熱フィン８ｂが設けられている。放熱フィン８ｂの数は、１つでもよいし、複数でもよい。放熱フィン８ｂは、第２の隔壁４ｂの全域にわたって設けられてもよいし、第２の隔壁４ｂの一部の領域に設けられてもよい。これと同様に、第３の隔壁４ｃの外面に、放熱フィン８ｃが設けられている。 In the present embodiment, the heat radiation fins 8b are provided on the outer surface of the second partition wall 4b constituting the cover 4. The number of heat radiating fins 8b may be one or a plurality. The heat radiation fins 8b may be provided over the entire area of the second partition wall 4b, or may be provided in a partial region of the second partition wall 4b. Similarly, the heat radiation fins 8c are provided on the outer surface of the third partition wall 4c.

本実施形態の発熱装置１では、カバー４が昇温したとしても、第２の隔壁４ｂに伝播した熱は、放熱フィン８ｂを通じてカバー４の外部に放出される。第３の隔壁４ｃに伝播した熱は、放熱フィン８ｃを通じてカバー４の外部に放出される。つまり、カバー４に与えられた熱はカバー４に蓄積されることなく、さらに円筒部材２に伝わる熱も少ない。そのため、磁石３の昇温をより抑えることができる。 In the heat generating device 1 of the present embodiment, even if the temperature of the cover 4 rises, the heat propagated to the second partition wall 4b is released to the outside of the cover 4 through the heat radiating fins 8b. The heat propagated to the third partition wall 4c is released to the outside of the cover 4 through the heat radiation fins 8c. That is, the heat given to the cover 4 is not accumulated in the cover 4, and the heat transferred to the cylindrical member 2 is also small. Therefore, the temperature rise of the magnet 3 can be further suppressed.

なお、放熱フィンは、第２の隔壁及び第３の隔壁の少なくとも一方の隔壁に設けられればよい。もっとも、カバーの放熱特性を高める観点からは、第２の隔壁及び第３の隔壁の両方に放熱フィンが設けられることが好ましい。 The heat radiation fins may be provided on at least one of the second partition wall and the third partition wall. However, from the viewpoint of enhancing the heat dissipation characteristics of the cover, it is preferable that the heat dissipation fins are provided on both the second partition wall and the third partition wall.

［第４実施形態］
図８は、第４実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す縦断面図である。第４実施形態の発熱装置１は、上記した第１及び第２実施形態の発熱装置１を変形したものである。[Fourth Embodiment]
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of the heat generating device of the fourth embodiment. The heat generating device 1 of the fourth embodiment is a modification of the heat generating device 1 of the first and second embodiments described above.

本実施形態では、カバー４を構成する第２の隔壁４ｂが起伏している。具体的には、第２の隔壁４ｂが波形に起伏している。第２の隔壁４ｂの全域が起伏していてもよいし、その一部の領域が起伏していてもよい。これと同様に、第３の隔壁４ｃが起伏している。 In the present embodiment, the second partition wall 4b constituting the cover 4 is undulating. Specifically, the second partition wall 4b is wavy. The entire area of the second partition wall 4b may be undulating, or a part of the area may be undulating. Similarly, the third partition wall 4c is undulating.

本実施形態の発熱装置１では、カバー４が昇温したとしても、第２の隔壁４ｂに伝播した熱は、第２の隔壁４ｂ自身からカバー４の外部に放出される。第３の隔壁４ｃに伝播した熱は、第３の隔壁４ｃ自身からカバー４の外部に放出される。つまり、カバー４に与えられた熱はカバー４に蓄積されることなく、さらに円筒部材２に伝わる熱も少ない。そのため、磁石３の昇温をより抑えることができる。 In the heat generating device 1 of the present embodiment, even if the temperature of the cover 4 rises, the heat propagated to the second partition wall 4b is released from the second partition wall 4b itself to the outside of the cover 4. The heat propagated to the third partition wall 4c is released from the third partition wall 4c itself to the outside of the cover 4. That is, the heat given to the cover 4 is not accumulated in the cover 4, and the heat transferred to the cylindrical member 2 is also small. Therefore, the temperature rise of the magnet 3 can be further suppressed.

なお、第２の隔壁及び第３の隔壁の少なくとも一方の隔壁が起伏していればよい。もっとも、カバーの放熱特性を高める観点からは、第２の隔壁及び第３の隔壁の両方が起伏していることが好ましい。 It is sufficient that at least one of the second partition wall and the third partition wall is undulating. However, from the viewpoint of enhancing the heat dissipation characteristics of the cover, it is preferable that both the second partition wall and the third partition wall are undulating.

［第５実施形態］
図９は、第５実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す縦断面図である。第５実施形態の発熱装置１は、上記した第１〜第４実施形態の発熱装置１を変形したものである。[Fifth Embodiment]
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of the heat generating device according to the fifth embodiment. The heat generating device 1 of the fifth embodiment is a modification of the heat generating device 1 of the first to fourth embodiments described above.

本実施形態の発熱装置１は、さらに、断熱カバー１０を備える。断熱カバー１０は、伝熱管５のうち、円筒部材２の外周面２ａと対向する領域を除いて、伝熱管５を包囲する。つまり、断熱カバー１０は、伝熱管５の磁石３側の面を除いて、伝熱管５を包囲する。 The heat generating device 1 of the present embodiment further includes a heat insulating cover 10. The heat insulating cover 10 surrounds the heat transfer tube 5 except for a region of the heat transfer tube 5 that faces the outer peripheral surface 2a of the cylindrical member 2. That is, the heat insulating cover 10 surrounds the heat transfer tube 5 except for the surface of the heat transfer tube 5 on the magnet 3 side.

本実施形態の発熱装置１では、断熱カバー１０によって、伝熱管５から外部への放熱が遮断される。そのため、熱回収率が高まる。 In the heat generating device 1 of the present embodiment, the heat insulating cover 10 blocks heat radiation from the heat transfer tube 5 to the outside. Therefore, the heat recovery rate is increased.

［第６実施形態］
図１０は、第６実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す縦断面図である。第６実施形態の発熱装置１は、上記した第１〜第５実施形態の発熱装置１を変形したものである。[Sixth Embodiment]
FIG. 10 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of the heat generating device of the sixth embodiment. The heat generating device 1 of the sixth embodiment is a modification of the heat generating device 1 of the first to fifth embodiments described above.

本実施形態では、カバー４を構成する第１の隔壁４ａ、第２の隔壁４ｂ及び第３の隔壁４ｃが非磁性材料からなる。さらに、第１の隔壁４ａの外面に磁性材料からなる層９が設けられている。つまり、磁性材料からなる層９が磁石３と伝熱管５との間の第１の隔壁４ａに設けられている。磁性材料からなる層９は、磁性材料の板を第１の隔壁４ａに張り付けることによって形成することができる。 In the present embodiment, the first partition wall 4a, the second partition wall 4b, and the third partition wall 4c constituting the cover 4 are made of a non-magnetic material. Further, a layer 9 made of a magnetic material is provided on the outer surface of the first partition wall 4a. That is, the layer 9 made of a magnetic material is provided on the first partition wall 4a between the magnet 3 and the heat transfer tube 5. The layer 9 made of a magnetic material can be formed by attaching a plate of the magnetic material to the first partition wall 4a.

本実施形態の発熱装置１では、カバー４が非磁性材料からなるため、カバー４は磁石３からの磁束に影響を与えない。そのため、伝熱管５で十分な発熱が生じる。 In the heat generating device 1 of the present embodiment, since the cover 4 is made of a non-magnetic material, the cover 4 does not affect the magnetic flux from the magnet 3. Therefore, sufficient heat is generated in the heat transfer tube 5.

さらに、磁性材料からなる層９が磁石３と伝熱管５との間に設けられているため、磁石３からの磁束は、上記の層９に導かれ、さらに伝熱管５に導かれる。つまり、磁石３からの磁束は伝熱管５に向けて誘導される。そのため、伝熱管５でより十分な発熱が生じる。 Further, since the layer 9 made of a magnetic material is provided between the magnet 3 and the heat transfer tube 5, the magnetic flux from the magnet 3 is guided to the above layer 9 and further to the heat transfer tube 5. That is, the magnetic flux from the magnet 3 is guided toward the heat transfer tube 5. Therefore, more sufficient heat is generated in the heat transfer tube 5.

［第７実施形態］
図１１は、第７実施形態の発熱装置の要部を模式的に示す縦断面図である。第７実施形態の発熱装置１は、上記した第１〜第５実施形態の発熱装置１を変形したものである。[7th Embodiment]
FIG. 11 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of the heat generating device according to the seventh embodiment. The heat generating device 1 of the seventh embodiment is a modification of the heat generating device 1 of the first to fifth embodiments described above.

本実施形態では、カバー４を構成する第１の隔壁４ａが磁性材料からなる。一方、第２の隔壁４ｂ及び第３の隔壁４ｃが非磁性材料からなる。 In the present embodiment, the first partition wall 4a constituting the cover 4 is made of a magnetic material. On the other hand, the second partition wall 4b and the third partition wall 4c are made of a non-magnetic material.

本実施形態の発熱装置１では、第２及び第３の隔壁４ｂ及び４ｃが非磁性材料からなるため、第２及び第３の隔壁４ｂ及び４ｃは磁石３からの磁束に影響を与えない。一方、磁石３と伝熱管５との間に存在する第１の隔壁４ａが磁性材料からなるため、磁石３からの磁束は、第１の隔壁４ａに導かれ、さらに伝熱管５に導かれる。つまり、磁石３からの磁束は伝熱管５に向けて誘導される。したがって、伝熱管５でより十分な発熱が生じる。 In the heat generating device 1 of the present embodiment, since the second and third partition walls 4b and 4c are made of non-magnetic materials, the second and third partition walls 4b and 4c do not affect the magnetic flux from the magnet 3. On the other hand, since the first partition wall 4a existing between the magnet 3 and the heat transfer tube 5 is made of a magnetic material, the magnetic flux from the magnet 3 is guided to the first partition wall 4a and further to the heat transfer tube 5. That is, the magnetic flux from the magnet 3 is guided toward the heat transfer tube 5. Therefore, more sufficient heat generation is generated in the heat transfer tube 5.

その他、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、上記の実施形態では、永久磁石が円筒部材の外周面に保持され、伝熱管が円筒部材の外周面と対向するように配置され、さらに円筒部材が回転軸に固定されている。この場合、伝熱管が円筒部材の外側で静止し、円筒部材が伝熱管の内側で回転する。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the permanent magnet is held on the outer peripheral surface of the cylindrical member, the heat transfer tube is arranged so as to face the outer peripheral surface of the cylindrical member, and the cylindrical member is fixed to the rotating shaft. In this case, the heat transfer tube is stationary outside the cylindrical member, and the cylindrical member rotates inside the heat transfer tube.

これに対し、永久磁石が円筒部材の外周面に保持され、伝熱管が円筒部材の外周面と対向するように配置され、さらに伝熱管が回転軸に固定されていてもよい。この場合、円筒部材が伝熱管の内側で静止し、伝熱管が円筒部材の外側で回転する。 On the other hand, the permanent magnet may be held on the outer peripheral surface of the cylindrical member, the heat transfer tube may be arranged so as to face the outer peripheral surface of the cylindrical member, and the heat transfer tube may be fixed to the rotating shaft. In this case, the cylindrical member is stationary inside the heat transfer tube, and the heat transfer tube rotates outside the cylindrical member.

また、永久磁石が円筒部材の内周面に保持され、伝熱管が円筒部材の内周面と対向するように配置され、さらに円筒部材が回転軸に固定されていてもよい。この場合、伝熱管が円筒部材の内側で静止し、円筒部材が伝熱管の外側で回転する。 Further, the permanent magnet may be held on the inner peripheral surface of the cylindrical member, the heat transfer tube may be arranged so as to face the inner peripheral surface of the cylindrical member, and the cylindrical member may be fixed to the rotating shaft. In this case, the heat transfer tube is stationary inside the cylindrical member, and the cylindrical member rotates outside the heat transfer tube.

また、永久磁石が円筒部材の内周面に保持され、伝熱管が円筒部材の内周面と対向するように配置され、さらに伝熱管が回転軸に固定されていてもよい。この場合、円筒部材が伝熱管の外側で静止し、伝熱管が円筒部材の内側で回転する。 Further, the permanent magnet may be held on the inner peripheral surface of the cylindrical member, the heat transfer tube may be arranged so as to face the inner peripheral surface of the cylindrical member, and the heat transfer tube may be fixed to the rotating shaft. In this case, the cylindrical member stands still outside the heat transfer tube, and the heat transfer tube rotates inside the cylindrical member.

本発明は、渦電流式発熱装置に有効に利用できる。 The present invention can be effectively used in an eddy current type heating device.

１発熱装置
２円筒部材
２ａ外周面
３永久磁石
４カバー
４ａ第１の隔壁
４ｂ第２の隔壁
４ｃ第３の隔壁
５伝熱管
５ａ流路
６入側連結部
７出側連結部
８ｂ、８ｃ放熱フィン
１０断熱カバー
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ角管
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ仕切り板
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ連通穴
１８入口
１９出口
３０回転軸
ＣＬ中心軸
1 Heat generating device 2 Cylindrical member 2a Outer peripheral surface 3 Permanent magnet 4 Cover 4a First partition 4b Second partition 4c Third partition 5 Heat transfer tube 5a Flow path 6 Enter side connection 7 Out side connection 8b, 8c Heat dissipation fins 10 Insulation cover 15, 15A, 15B, 15C, 15D Square tube 16a, 16b, 16c, 16d Partition plate 17a, 17b, 17c Communication hole 18 Entrance 19 Exit 30 Rotation axis CL center axis

Claims

回転する回転軸の運動エネルギを熱エネルギに変換する渦電流式発熱装置であって、
円筒部材と、
前記円筒部材の外周面及び内周面のいずれか一方の周面に保持された永久磁石と、
前記円筒部材に保持された前記永久磁石を包囲するように前記円筒部材に取り付けられたカバーと、
前記円筒部材の前記外周面及び前記内周面のうちの前記一方の周面と対向するように配置された、導電性且つ熱伝導性を有する材料からなる伝熱管であって、前記円筒部材の中心軸回りにらせん状に熱媒体の流路を形成する前記伝熱管と、を備え、
前記円筒部材及び前記伝熱管のいずれか一方が前記回転軸に固定されて、前記円筒部材及び前記伝熱管のいずれか他方に対して前記円筒部材の中心軸回りに回転する、渦電流式発熱装置。An eddy current type heating device that converts the kinetic energy of a rotating rotating shaft into thermal energy.
Cylindrical member and
A permanent magnet held on one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical member, and
A cover attached to the cylindrical member so as to surround the permanent magnet held by the cylindrical member.
A heat transfer tube made of a conductive and thermally conductive material, which is arranged so as to face the peripheral surface of the outer peripheral surface and the one of the inner peripheral surfaces of the cylindrical member. The heat transfer tube that spirally forms a flow path of the heat medium around the central axis is provided.
An eddy current type heat generating device in which one of the cylindrical member and the heat transfer tube is fixed to the rotating shaft and rotates around the central axis of the cylindrical member with respect to either the cylindrical member or the heat transfer tube. ..

請求項１に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記永久磁石が前記円筒部材の前記外周面に保持され、
前記伝熱管が前記円筒部材の前記外周面と対向するように配置され、
前記円筒部材が前記回転軸に固定されて、前記伝熱管に対して前記円筒部材の前記中心軸回りに回転する、渦電流式発熱装置。The eddy current type heating device according to claim 1.
The permanent magnet is held on the outer peripheral surface of the cylindrical member,
The heat transfer tube is arranged so as to face the outer peripheral surface of the cylindrical member.
An eddy current type heat generating device in which the cylindrical member is fixed to the rotating shaft and rotates around the central axis of the cylindrical member with respect to the heat transfer tube.

請求項１又は２に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記伝熱管が角管である、渦電流式発熱装置。The eddy current type heating device according to claim 1 or 2.
An eddy current type heat generating device in which the heat transfer tube is a square tube.

請求項１又は２に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記伝熱管は、らせん状に巻回された１本の角管から構成される、渦電流式発熱装置。The eddy current type heating device according to claim 1 or 2.
The heat transfer tube is an eddy current type heat generating device composed of a single square tube wound in a spiral shape.

請求項１又は２に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記伝熱管は、前記円筒部材の前記中心軸に沿って順に積み重ねられた複数の環状の角管から構成され、前記環状の角管それぞれの内部に仕切り板が設けられ、隣り合う前記環状の角管同士には前記仕切り板の近傍に連通穴が設けられている、渦電流式発熱装置。The eddy current type heating device according to claim 1 or 2.
The heat transfer tube is composed of a plurality of annular square tubes stacked in order along the central axis of the cylindrical member, and a partition plate is provided inside each of the annular square tubes, and the adjacent annular corners are provided. An eddy current type heat generating device in which communication holes are provided between the pipes in the vicinity of the partition plate.

請求項１から５のいずれか１項に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記カバーは、前記永久磁石と前記伝熱管との間に配置された、円筒形状を有する第１の隔壁と、前記第１の隔壁の両端のうちの一方端から延びて前記円筒部材に接合された第２の隔壁と、前記第１の隔壁の両端のうちの他方端から延びて前記円筒部材に接合された第３の隔壁と、を含み、
前記第１の隔壁、前記第２の隔壁及び前記第３の隔壁が、熱伝導性を有する材料からなる、渦電流式発熱装置。The eddy current type heating device according to any one of claims 1 to 5.
The cover extends from one end of a cylindrical first partition wall arranged between the permanent magnet and the heat transfer tube, and one end of both ends of the first partition wall, and is joined to the cylindrical member. A second partition wall and a third partition wall extending from the other end of both ends of the first partition wall and joined to the cylindrical member.
An eddy current type heat generating device in which the first partition wall, the second partition wall, and the third partition wall are made of a material having thermal conductivity.

請求項６に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記第２の隔壁及び前記第３の隔壁の少なくとも一方の隔壁に放熱フィンが設けられている、渦電流式発熱装置。The eddy current type heating device according to claim 6.
An eddy current type heat generating device in which heat radiation fins are provided on at least one of the second partition wall and the third partition wall.

請求項６に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記第２の隔壁及び前記第３の隔壁の少なくとも一方の隔壁が起伏している、渦電流式発熱装置。The eddy current type heating device according to claim 6.
An eddy current type heat generating device in which at least one of the second partition wall and the third partition wall is undulating.

請求項６から８のいずれか１項に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記第１の隔壁、前記第２の隔壁及び前記第３の隔壁が非磁性材料からなる、渦電流式発熱装置。The eddy current type heating device according to any one of claims 6 to 8.
An eddy current type heat generating device in which the first partition wall, the second partition wall, and the third partition wall are made of a non-magnetic material.

請求項９に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記第１の隔壁の外面に磁性材料からなる層が設けられている、渦電流式発熱装置。The eddy current type heating device according to claim 9.
An eddy current type heat generating device in which a layer made of a magnetic material is provided on the outer surface of the first partition wall.

請求項６から８のいずれか１項に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記第１の隔壁が磁性材料からなり、前記第２の隔壁及び前記第３の隔壁が非磁性材料からなる、渦電流式発熱装置。The eddy current type heating device according to any one of claims 6 to 8.
An eddy current type heat generating device in which the first partition wall is made of a magnetic material, and the second partition wall and the third partition wall are made of a non-magnetic material.

請求項１から１１のいずれか１項に記載の渦電流式発熱装置であって、
さらに、前記伝熱管のうち、前記円筒部材の前記外周面及び前記内周面のうちの前記一方の周面と対向する領域を除いて、前記伝熱管を包囲する断熱カバーを備える、渦電流式発熱装置。
The eddy current type heating device according to any one of claims 1 to 11.
Further, an eddy current type including a heat insulating cover surrounding the heat transfer tube except for a region of the heat transfer tube facing the peripheral surface of the cylindrical member and one of the peripheral surfaces of the inner peripheral surface. Heat generator.