一种槽轮换向的汽车废气热磁发电设备及发电方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及废热发电装置领域，具体地讲，涉及一种槽轮换向的汽车废气热磁发 电设备及发电方法。
【背景技术】
[0002] 热磁发电机是利用高磁导率软磁材料在居里点附近磁导率发生巨大变化，从而引 起磁回路中通过线圈的磁通量变化，进而产生电能的装置。但是，热磁发电系统需要交替加 热和冷却磁性材料，而如何实现磁性材料的快速加热和冷却是该技术中的难点之一。目前， 国内多采用往复式活塞栗驱动的热磁发电系统，密封安装较为复杂，同时高温换热器需要 加热棒供能，一是提供的高温有限，限制了高居里点软磁材料的应用;二是加热棒也是电能 的输入，对于效率的计算以及热磁发电技术的应用产生了制约。同时，随着中国汽车数量的 增长，如何提高汽车对能源的利用率已经成为了一个非常重要的课题。汽车在运行的过程 中会产生大量的废气，这些废气中含有很多热量，如果能够将这些热量加以利用必将产生 巨大的经济效益。
【发明内容】
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[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种槽轮换向的汽车废气热磁发电设备及发电 方法，合理利用汽车废气热量发电，节约能源。
[0004] 本发明采用如下技术方案实现发明目的：
[0005] -种槽轮换向的汽车废气热磁发电设备，包括底座，其特征是:所述底座上设置有 空气进气管，所述底座上设置有热废气进气管，所述底座的软磁体安装固定架通过深沟球 轴承连接有软磁体安装盘，所述软磁体安装盘上设置有开有通孔的对称的软磁体，所述空 气进气管和热废气进气管的末端置于进气管安装盘，所述进气管安装盘通过端面滚子轴承 连接所述软磁体安装盘，所述软磁体安装盘上设置有与所述空气进气管和热废气进气管配 合的进气口，所述软磁体之间设置有中心轴，所述中心轴连接励磁铁芯的一端，所述励磁铁 芯的另一端连接蓄电装置，所述软磁体的另一侧设置有一组排气管，所述排气管的末端至 于整流机构上，所述软磁体安装盘还连接电机驱动机构，所述电机驱动机构包括驱动电机， 所述驱动电机连接凸轮，所述凸轮通过拨销位于所述软磁体安装盘的开口槽内。
[0006] 作为本技术方案的进一步限定，所述蓄电装置包括输电导体和蓄电池，所述输电 导体连接所述励磁铁芯。
[0007] 作为本技术方案的进一步限定，所述开口槽有4个，均布在所述软磁体安装盘的边 缘上。
[0008] 作为本技术方案的进一步限定，所述整流机构包括整流外环和整流内环，所述整 流外环和整流内环之间连接整流环支架。
[0009] 作为本技术方案的进一步限定，所述凸轮采用平面凸轮。
[0010] -种槽轮换向的汽车废气热磁发电方法，其特征是:包括如下步骤：
[0011] (1)采用对心式软磁体组成磁场，当相互对应的磁极为同极，这样当有热废气沿着 进气口流过软磁体时，软磁体温度迅速升高，磁通量迅速升高；
[0012] (2)同时，有空气沿着空气进气管和进气管安装盘流过软磁体，软磁体内部温度迅 速降低，磁通量迅速降低，这样，原来励磁铁芯所在的空间内部平衡的电磁环境被打破，磁 通量的变化使得线圈产生感应电流；
[0013] (3)热废气进气管将软磁体升高到一定温度后，驱动电机通过带动电机输出轴带 动凸轮转动，凸轮每转一圈通过安装在其上的拨销拨动软磁体转动特定的角度，下一个进 气口对准热废气进气管继续为软磁体的下一个通孔加热，这样能够使得同一块软磁铁的不 同部位依次通过热废气和空气，保证软磁体的每一个通孔实现均匀的受热和冷却。
[0014] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明采用对心式软磁体组成磁 场，当相互对应的磁极为同极，如软磁体都同为阴极或者同为阳极。这样当有热废气沿着进 气口流过软磁体时，软磁体温度迅速升高，磁通量迅速升高。同时，有空气沿着进气口流过 软磁体时，软磁体内部温度迅速降低，磁通量迅速降低。这样，原来励磁铁芯所在的空间内 部平衡的电磁环境被打破，磁通量的变化使得线圈产生感应电流。热废气进气管将软磁体 升高到一定温度后，软磁体安装盘转动设定角度，下一个进气口对准热废气进气管继续为 软磁体的下一个通孔加热。这样能够使得同一块软磁铁的不同部位依次通过热废气和空 气，就解决了软磁材料速热和速冷的技术难题，为后续的磁场改变发电提供了充足的条件， 软磁体安装盘转角准确，机械效率高。
【附图说明】
[0015] 图1为槽轮换向的汽车废气热磁发电设备的三维图。
[0016] 图2为槽轮换向的汽车废气热磁发电设备的立体图。
[0017] 图3为本发明的软磁体安装盘、软磁体、排气管和整流环支架的结构示意图。
[0018] 图4为本发明的软磁体安装盘的俯视图。
[0019] 图5为本发明的主视图。
[0020] 图6为本发明的平面凸轮轮廓计算原理示意图。
[0021] 图中，1、底座，2、空气进气管，3、空气气管支撑架，4、热废气进气管，5、热废气气管 支撑架，6、软磁体安装固定架，7、深沟球轴承，8、软磁体安装盘，9、软磁体，10、进气管安装 盘，11、端面滚子轴承，12、开口槽，13、进气口，14、中心轴，15、励磁铁芯，16、排气管，17、输 电导体，18、蓄电池，19、整流外环，20、整流内环，21、整流环支架，22、驱动电机，23、凸轮， 24、拨销。
【具体实施方式】：
[0022]下面结合实施例，进一步说明本发明。
[0023]参见图1-图6,本发明包括底座1，所述底座1上设置有空气进气管2,所述底座1上 设置有热废气进气管4，所述底座1的软磁体安装固定架6通过深沟球轴承7连接有软磁体安 装盘8,所述软磁体安装盘8上设置有开有通孔的对称的软磁体9,所述空气进气管2和热废 气进气管4的末端置于进气管安装盘10内，所述进气管安装盘10通过端面滚子轴承11连接 所述软磁体安装盘8，所述软磁体安装盘8上设置有与所述空气进气管2和热废气进气管4配 合的进气口 13，两个所述软磁体9之间设置有中心轴14，所述中心轴14连接励磁铁芯15的一 端，所述励磁铁芯15的另一端连接蓄电装置，所述软磁体9的另一侧设置有一组排气管16， 所述排气管16的末端置于整流机构上，进入软磁体9通孔内的空气或者热废气通过排气管 16排出，所述软磁体安装盘8还连接电机驱动机构。
[0024]所述底座1的空气气管支撑架3上设置有所述空气进气管2。
[0025] 所述底座1的热废气气管支撑架5上设置有所述热废气进气管4。
[0026] 所述蓄电装置包括输电导体17和蓄电池18,所述输电导体17连接所述励磁铁芯 15。
[0027] 所述整流机构包括整流外环19和整流内环20，所述整流外环19和整流内环20之间 通过整流环支架21连接。
[0028] 所述电机驱动机构包括驱动电机22,所述驱动电机22连接凸轮23,所述凸轮23通 过拨销24位于所述软磁体安装盘8的开口槽25内。
[0029]所述开口槽12有4个，均布在所述软磁体安装盘8的边缘上。
[0030] 采用对心式软磁体9组成磁场，当相互对应的磁极为同极，如软磁体9都同为阴极 或者同为阳极。这样当有热废气沿着进气口 13流过软磁体9时，软磁体9温度迅速升高，磁通 量迅速升高。同时，有空气沿着空气进气管2和进气管安装盘10流过软磁体9时，软磁体9内 部温度迅速降低，磁通量迅速降低。这样，原来励磁铁芯15所在的空间内部平衡的电磁环境 被打破，磁通量的变化使得线圈产生感应电流。
[0031] 软磁体9对称式安装在软磁体安装盘12上，且两者之间置有中心轴14,中心轴14同 时也固定在软磁体安装盘12上，励磁铁芯15-端内置在中心轴14内部，另一端与输电导体 17连接，输电导体17通过导线与蓄电池18连接，深沟球轴承7内置有软磁体安装盘8,外部置 有软磁体安装盘固定架6。
[0032] 热废气进气管4将软磁体9升高到一定温度后，软磁体安装盘12转动设定角度，下 一个进气口 13对准热废气进气管4继续为软磁体的下一个通孔加热。这样能够使得同一块 软磁铁9的不同部位依次通过热废气和空气，就解决了软磁材料速热和速冷的技术难题，为 后续的磁场改变发电提供了充足的条件。
[0033]驱动电机22通过带动电机输出轴带动凸轮23转动，凸轮23每转一圈通过安装在其 上的拨销24拨动软磁体9转动特定的角度，这样可以保证软磁体9的每一个通孔实现均匀的 受热和冷却。
[0034] 所述凸轮23采用平面凸轮。平面凸轮采用如下制作步骤：
[0035] (1)依据滚子测量法获取凸轮轮廓曲线的坐标数组以及滚子轴心轨迹的坐标数 组；
[0036] (2)根据凸轮轮廓曲线上的一个点的坐标值M(XlJl)以及该点对应的滚子轴心的 坐标值S(X2，Y2)，推算