一種槽輪換向的汽車廢氣熱磁發(fā)電設(shè)備及發(fā)電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及廢熱發(fā)電裝置領(lǐng)域，具體地講，涉及一種槽輪換向的汽車廢氣熱磁發(fā) 電設(shè)備及發(fā)電方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱磁發(fā)電機是利用高磁導(dǎo)率軟磁材料在居里點附近磁導(dǎo)率發(fā)生巨大變化，從而引 起磁回路中通過線圈的磁通量變化，進而產(chǎn)生電能的裝置。但是，熱磁發(fā)電系統(tǒng)需要交替加 熱和冷卻磁性材料，而如何實現(xiàn)磁性材料的快速加熱和冷卻是該技術(shù)中的難點之一。目前， 國內(nèi)多采用往復(fù)式活塞栗驅(qū)動的熱磁發(fā)電系統(tǒng)，密封安裝較為復(fù)雜，同時高溫換熱器需要 加熱棒供能，一是提供的高溫有限，限制了高居里點軟磁材料的應(yīng)用;二是加熱棒也是電能 的輸入，對于效率的計算以及熱磁發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了制約。同時，隨著中國汽車數(shù)量的 增長，如何提高汽車對能源的利用率已經(jīng)成為了一個非常重要的課題。汽車在運行的過程 中會產(chǎn)生大量的廢氣，這些廢氣中含有很多熱量，如果能夠?qū)⑦@些熱量加以利用必將產(chǎn)生 巨大的經(jīng)濟效益。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種槽輪換向的汽車廢氣熱磁發(fā)電設(shè)備及發(fā)電 方法，合理利用汽車廢氣熱量發(fā)電，節(jié)約能源。
[0004] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)發(fā)明目的：
[0005] -種槽輪換向的汽車廢氣熱磁發(fā)電設(shè)備，包括底座，其特征是:所述底座上設(shè)置有 空氣進氣管，所述底座上設(shè)置有熱廢氣進氣管，所述底座的軟磁體安裝固定架通過深溝球 軸承連接有軟磁體安裝盤，所述軟磁體安裝盤上設(shè)置有開有通孔的對稱的軟磁體，所述空 氣進氣管和熱廢氣進氣管的末端置于進氣管安裝盤，所述進氣管安裝盤通過端面滾子軸承 連接所述軟磁體安裝盤，所述軟磁體安裝盤上設(shè)置有與所述空氣進氣管和熱廢氣進氣管配 合的進氣口，所述軟磁體之間設(shè)置有中心軸，所述中心軸連接勵磁鐵芯的一端，所述勵磁鐵 芯的另一端連接蓄電裝置，所述軟磁體的另一側(cè)設(shè)置有一組排氣管，所述排氣管的末端至 于整流機構(gòu)上，所述軟磁體安裝盤還連接電機驅(qū)動機構(gòu)，所述電機驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機， 所述驅(qū)動電機連接凸輪，所述凸輪通過撥銷位于所述軟磁體安裝盤的開口槽內(nèi)。
[0006] 作為本技術(shù)方案的進一步限定，所述蓄電裝置包括輸電導(dǎo)體和蓄電池，所述輸電 導(dǎo)體連接所述勵磁鐵芯。
[0007] 作為本技術(shù)方案的進一步限定，所述開口槽有4個，均布在所述軟磁體安裝盤的邊 緣上。
[0008] 作為本技術(shù)方案的進一步限定，所述整流機構(gòu)包括整流外環(huán)和整流內(nèi)環(huán)，所述整 流外環(huán)和整流內(nèi)環(huán)之間連接整流環(huán)支架。
[0009] 作為本技術(shù)方案的進一步限定，所述凸輪采用平面凸輪。
[0010] -種槽輪換向的汽車廢氣熱磁發(fā)電方法，其特征是:包括如下步驟：
[0011] (1)采用對心式軟磁體組成磁場，當(dāng)相互對應(yīng)的磁極為同極，這樣當(dāng)有熱廢氣沿著 進氣口流過軟磁體時，軟磁體溫度迅速升高，磁通量迅速升高；
[0012] (2)同時，有空氣沿著空氣進氣管和進氣管安裝盤流過軟磁體，軟磁體內(nèi)部溫度迅 速降低，磁通量迅速降低，這樣，原來勵磁鐵芯所在的空間內(nèi)部平衡的電磁環(huán)境被打破，磁 通量的變化使得線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流；
[0013] (3)熱廢氣進氣管將軟磁體升高到一定溫度后，驅(qū)動電機通過帶動電機輸出軸帶 動凸輪轉(zhuǎn)動，凸輪每轉(zhuǎn)一圈通過安裝在其上的撥銷撥動軟磁體轉(zhuǎn)動特定的角度，下一個進 氣口對準熱廢氣進氣管繼續(xù)為軟磁體的下一個通孔加熱，這樣能夠使得同一塊軟磁鐵的不 同部位依次通過熱廢氣和空氣，保證軟磁體的每一個通孔實現(xiàn)均勻的受熱和冷卻。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:本發(fā)明采用對心式軟磁體組成磁 場，當(dāng)相互對應(yīng)的磁極為同極，如軟磁體都同為陰極或者同為陽極。這樣當(dāng)有熱廢氣沿著進 氣口流過軟磁體時，軟磁體溫度迅速升高，磁通量迅速升高。同時，有空氣沿著進氣口流過 軟磁體時，軟磁體內(nèi)部溫度迅速降低，磁通量迅速降低。這樣，原來勵磁鐵芯所在的空間內(nèi) 部平衡的電磁環(huán)境被打破，磁通量的變化使得線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流。熱廢氣進氣管將軟磁體 升高到一定溫度后，軟磁體安裝盤轉(zhuǎn)動設(shè)定角度，下一個進氣口對準熱廢氣進氣管繼續(xù)為 軟磁體的下一個通孔加熱。這樣能夠使得同一塊軟磁鐵的不同部位依次通過熱廢氣和空 氣，就解決了軟磁材料速熱和速冷的技術(shù)難題，為后續(xù)的磁場改變發(fā)電提供了充足的條件， 軟磁體安裝盤轉(zhuǎn)角準確，機械效率高。
【附圖說明】
[0015] 圖1為槽輪換向的汽車廢氣熱磁發(fā)電設(shè)備的三維圖。
[0016] 圖2為槽輪換向的汽車廢氣熱磁發(fā)電設(shè)備的立體圖。
[0017] 圖3為本發(fā)明的軟磁體安裝盤、軟磁體、排氣管和整流環(huán)支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖4為本發(fā)明的軟磁體安裝盤的俯視圖。
[0019] 圖5為本發(fā)明的主視圖。
[0020] 圖6為本發(fā)明的平面凸輪輪廓計算原理示意圖。
[0021] 圖中，1、底座，2、空氣進氣管，3、空氣氣管支撐架，4、熱廢氣進氣管，5、熱廢氣氣管 支撐架，6、軟磁體安裝固定架，7、深溝球軸承，8、軟磁體安裝盤，9、軟磁體，10、進氣管安裝 盤，11、端面滾子軸承，12、開口槽，13、進氣口，14、中心軸，15、勵磁鐵芯，16、排氣管，17、輸 電導(dǎo)體，18、蓄電池，19、整流外環(huán)，20、整流內(nèi)環(huán)，21、整流環(huán)支架，22、驅(qū)動電機，23、凸輪， 24、撥銷。
【具體實施方式】：
[0022]下面結(jié)合實施例，進一步說明本發(fā)明。
[0023]參見圖1-圖6,本發(fā)明包括底座1，所述底座1上設(shè)置有空氣進氣管2,所述底座1上 設(shè)置有熱廢氣進氣管4，所述底座1的軟磁體安裝固定架6通過深溝球軸承7連接有軟磁體安 裝盤8,所述軟磁體安裝盤8上設(shè)置有開有通孔的對稱的軟磁體9,所述空氣進氣管2和熱廢 氣進氣管4的末端置于進氣管安裝盤10內(nèi)，所述進氣管安裝盤10通過端面滾子軸承11連接 所述軟磁體安裝盤8，所述軟磁體安裝盤8上設(shè)置有與所述空氣進氣管2和熱廢氣進氣管4配 合的進氣口 13，兩個所述軟磁體9之間設(shè)置有中心軸14，所述中心軸14連接勵磁鐵芯15的一 端，所述勵磁鐵芯15的另一端連接蓄電裝置，所述軟磁體9的另一側(cè)設(shè)置有一組排氣管16， 所述排氣管16的末端置于整流機構(gòu)上，進入軟磁體9通孔內(nèi)的空氣或者熱廢氣通過排氣管 16排出，所述軟磁體安裝盤8還連接電機驅(qū)動機構(gòu)。
[0024]所述底座1的空氣氣管支撐架3上設(shè)置有所述空氣進氣管2。
[0025] 所述底座1的熱廢氣氣管支撐架5上設(shè)置有所述熱廢氣進氣管4。
[0026] 所述蓄電裝置包括輸電導(dǎo)體17和蓄電池18,所述輸電導(dǎo)體17連接所述勵磁鐵芯 15。
[0027] 所述整流機構(gòu)包括整流外環(huán)19和整流內(nèi)環(huán)20，所述整流外環(huán)19和整流內(nèi)環(huán)20之間 通過整流環(huán)支架21連接。
[0028] 所述電機驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機22,所述驅(qū)動電機22連接凸輪23,所述凸輪23通 過撥銷24位于所述軟磁體安裝盤8的開口槽25內(nèi)。
[0029]所述開口槽12有4個，均布在所述軟磁體安裝盤8的邊緣上。
[0030] 采用對心式軟磁體9組成磁場，當(dāng)相互對應(yīng)的磁極為同極，如軟磁體9都同為陰極 或者同為陽極。這樣當(dāng)有熱廢氣沿著進氣口 13流過軟磁體9時，軟磁體9溫度迅速升高，磁通 量迅速升高。同時，有空氣沿著空氣進氣管2和進氣管安裝盤10流過軟磁體9時，軟磁體9內(nèi) 部溫度迅速降低，磁通量迅速降低。這樣，原來勵磁鐵芯15所在的空間內(nèi)部平衡的電磁環(huán)境 被打破，磁通量的變化使得線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流。
[0031] 軟磁體9對稱式安裝在軟磁體安裝盤12上，且兩者之間置有中心軸14,中心軸14同 時也固定在軟磁體安裝盤12上，勵磁鐵芯15-端內(nèi)置在中心軸14內(nèi)部，另一端與輸電導(dǎo)體 17連接，輸電導(dǎo)體17通過導(dǎo)線與蓄電池18連接，深溝球軸承7內(nèi)置有軟磁體安裝盤8,外部置 有軟磁體安裝盤固定架6。
[0032] 熱廢氣進氣管4將軟磁體9升高到一定溫度后，軟磁體安裝盤12轉(zhuǎn)動設(shè)定角度，下 一個進氣口 13對準熱廢氣進氣管4繼續(xù)為軟磁體的下一個通孔加熱。這樣能夠使得同一塊 軟磁鐵9的不同部位依次通過熱廢氣和空氣，就解決了軟磁材料速熱和速冷的技術(shù)難題，為 后續(xù)的磁場改變發(fā)電提供了充足的條件。
[0033]驅(qū)動電機22通過帶動電機輸出軸帶動凸輪23轉(zhuǎn)動，凸輪23每轉(zhuǎn)一圈通過安裝在其 上的撥銷24撥動軟磁體9轉(zhuǎn)動特定的角度，這樣可以保證軟磁體9的每一個通孔實現(xiàn)均勻的 受熱和冷卻。
[0034] 所述凸輪23采用平面凸輪。平面凸輪采用如下制作步驟：
[0035] (1)依據(jù)滾子測量法獲取凸輪輪廓曲線的坐標數(shù)組以及滾子軸心軌跡的坐標數(shù) 組；
[0036] (2)根據(jù)凸輪輪廓曲線上的一個點的坐標值M(XlJl)以及該點對應(yīng)的滾子軸心的 坐標值S(X2，Y2)，推算