(57)【要約】  発熱装置（１）は、回転軸（３）と、発熱ドラム（４Ａ）と、複数の永久磁石（５）と、磁石保持リング（６）と、スイッチング機構と、熱回収機構と、を備える。回転軸（３）は、非回転部である本体（２）に回転可能に支持される。発熱ドラム（４Ａ）は回転軸（３）に固定される。磁石（５）は、発熱ドラム（４Ａ）の内周面に隙間を空けて対向する。これらの磁石（５）は、回転軸（３）を中心とする円周方向にわたり配列され、円周方向に隣接するもの同士で磁極の配置が交互に異なる。磁石保持リング（６Ａ）は磁石（５）を保持する。スイッチング機構は、磁石（５）と発熱ドラム（４Ａ）との間に磁気回路を発生する状態と、その磁気回路を発生しない状態とに切り替える。熱回収機構は、発熱ドラム（４Ａ）に生じた熱を回収する。これにより、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できる。
2016136702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非回転部に回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸に固定された円筒状の発熱部材と、
前記発熱部材の外周面又は内周面に隙間を空けて対向し、前記回転軸を中心とする円周方向にわたり配列された複数の永久磁石であって、円周方向に隣接するもの同士で磁極の配置が交互に異なる永久磁石と、
前記永久磁石を保持する円筒状の磁石保持部材と、
前記永久磁石と前記発熱部材との間に磁気回路を発生する状態と、前記磁気回路を発生しない状態とに切り替えるスイッチング機構と、
前記発熱部材に生じた熱を回収する熱回収機構と、を備えた、渦電流式発熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記永久磁石の磁極の配置が前記回転軸を中心とする径方向であり、
前記磁石保持部材が強磁性体であり、
前記スイッチング機構として、前記磁石保持部材が、前記回転軸に沿った軸方向に移動可能である、渦電流式発熱装置。
【請求項３】
請求項１に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記永久磁石の磁極の配置が前記回転軸を中心とする円周方向であり、円周方向で隣接する前記永久磁石同士の間にポールピースが設けられており、
前記磁石保持部材は非磁性体であり、
前記スイッチング機構として、前記磁石保持部材が、前記回転軸に沿った軸方向に移動可能である、渦電流式発熱装置。
【請求項４】
請求項１に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記永久磁石は、磁極の配置が前記回転軸を中心とする径方向である第１磁石と、円周方向で隣接する前記第１磁石同士の間に設けられ、磁極の配置が前記回転軸を中心とする円周方向である第２磁石と、を含み、
前記磁石保持部材は強磁性体であり、
前記スイッチング機構として、前記磁石保持部材が、前記回転軸に沿った軸方向に移動可能である、渦電流式発熱装置。
【請求項５】
請求項１に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記永久磁石の磁極の配置が前記回転軸を中心とする径方向であり、
前記磁石保持部材が強磁性体であり、
前記スイッチング機構として、
前記発熱部材と前記永久磁石との隙間に、前記永久磁石の配置角度と一致するように、前記回転軸を中心とする円周方向にわたり複数の強磁性体のスイッチ板が設けられ、
前記磁石保持部材と前記スイッチ板とのうちのいずれか一方が、前記回転軸を中心に回転可能である、渦電流式発熱装置。
【請求項６】
請求項５に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記スイッチング機構として、
前記磁石保持部材と前記スイッチ板とのうちのいずれか一方が、前記回転軸を中心に回転可能である構成に代えて、
前記永久磁石及び前記磁石保持部材は、前記回転軸の円周方向に沿って２列に分割され、
第１列の前記磁石保持部材と第２列の前記磁石保持部材とのうちのいずれか一方が、前記回転軸を中心に回転可能である、渦電流式発熱装置。
【請求項７】
請求項１に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記永久磁石の磁極の配置が前記回転軸を中心とする円周方向であり、円周方向で隣接する前記永久磁石同士の間にポールピースが設けられており、
前記磁石保持部材は非磁性体であり、
前記スイッチング機構として、
前記永久磁石、前記ポールピース及び前記磁石保持部材は、前記回転軸の円周方向に沿って２列に分割され、
第１列の前記磁石保持部材と第２列の前記磁石保持部材とのうちのいずれか一方が、前記回転軸を中心に回転可能である、渦電流式発熱装置。
【請求項８】
請求項１に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記永久磁石は、磁極の配置が前記回転軸を中心とする径方向である第１磁石と、円周方向で隣接する前記第１磁石同士の間に設けられ、磁極の配置が前記回転軸を中心とする円周方向である第２磁石と、を含み、
前記磁石保持部材は強磁性体であり、
前記スイッチング機構として、
前記永久磁石及び前記磁石保持部材は、前記回転軸の円周方向に沿って２列に分割され、
前記発熱部材と前記第１磁石との隙間に、前記第１磁石の配置角度と一致するように、前記回転軸を中心とする円周方向にわたり複数の強磁性体のスイッチ板が設けられ、
第１列の前記磁石保持部材と第２列の前記磁石保持部材とのうちのいずれか一方が、前記回転軸を中心に回転可能である、渦電流式発熱装置。
【請求項９】
請求項７に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記スイッチング機構として、
前記永久磁石、前記ポールピース及び前記磁石保持部材は、前記回転軸の円周方向に沿って２列に分割され、第１列の前記磁石保持部材と第２列の前記磁石保持部材とのうちのいずれか一方が、前記回転軸を中心に回転可能である構成に代えて、
前記永久磁石、前記ポールピース及び前記磁石保持部材は、前記回転軸の円周方向に沿って３列に分割され、
第１列及び第３列の前記磁石保持部材と第２列の前記磁石保持部材とのうちのいずれか一方が、前記回転軸を中心に回転可能である、渦電流式発熱装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記スイッチング機構として、
前記永久磁石及び前記磁石保持部材は、前記回転軸の円周方向に沿って２列に分割され、第１列の前記磁石保持部材と第２列の前記磁石保持部材とのうちのいずれか一方が、前記回転軸を中心に回転可能である構成に代えて、
前記永久磁石及び前記磁石保持部材は、前記回転軸の円周方向に沿って３列に分割され、
第１列及び第３列の前記磁石保持部材と第２列の前記磁石保持部材とのうちのいずれか一方が、前記回転軸を中心に回転可能である、渦電流式発熱装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の渦電流式発熱装置であって、
前記熱回収機構は、
前記非回転部に固定されて前記発熱部材を包囲する密閉容器であって、前記発熱部材と前記永久磁石との前記隙間に非磁性の隔壁を有する密閉容器と、
前記密閉容器の内部空間に繋がる入口及び出口にそれぞれ接続された配管と、
前記各配管に接続された蓄熱装置と、
前記密閉容器、前記配管、及び前記蓄熱装置を循環する熱媒体と、を含む、渦電流式発熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の運動エネルギ（回転動力）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。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料の燃焼に伴う二酸化炭素の発生が問題視される。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る。自然エネルギの中でも、風力エネルギ、水力エネルギ等は流体の運動エネルギである。従来、流体運動エネルギを活用して発電が行われる。【０００３】
例えば、一般的な風力発電設備では、羽根車が風力を受けて回転する。羽根車の回転軸は発電機の入力軸に連結されており、羽根車の回転に伴って発電機の入力軸が回転する。これにより、発電機で電気が発生する。つまり、一般的な風力発電設備では、風力エネルギが羽根車の回転軸の運動エネルギに変換され、この回転軸の運動エネルギが電気エネルギに変換される。【０００４】
特開２０１１−８９４９２号公報（特許文献１）は、エネルギの利用効率の向上を図った風力発電設備を開示する。特許文献１の発電設備は発熱装置（特許文献１のリターダ装置（３０））を備え、風力エネルギから電気エネルギへの変換過程で熱エネルギを発生する。【０００５】
特許文献１の発電設備においては、風力エネルギが羽根車の回転軸の運動エネルギに変換され、この回転軸の運動エネルギが油圧ポンプの油圧エネルギに変換される。油圧エネルギによって油圧モータが回転する。油圧モータの主軸は発熱装置の回転軸に連結され、この発熱装置の回転軸は発電機の入力軸に連結される。油圧モータの回転に伴って発熱装置の回転軸が回転するとともに、発電機の入力軸が回転する。これにより、発電機で電気が発生する。【０００６】
発熱装置は、永久磁石からの磁界の作用によって生じる渦電流を利用し、発熱装置の回転軸の回転速度を減速する。これにより、油圧モータの主軸の回転速度が減速し、これに伴い油圧ポンプを介して羽根車の回転速度が調整される。【０００７】
また、発熱装置においては、渦電流の発生により、回転軸の回転速度を減速させる制動力が発生すると同時に、熱が発生する。つまり、風力エネルギの一部が熱エネルギに変換される。その熱（熱エネルギ）が蓄熱装置に回収され、回収された熱エネルギによって原動機が駆動する。原動機の駆動によって発電機が駆動し、その結果として発電機で電気が発生する、と特許文献１には記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−８９４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の風力発電設備は、回転軸である羽根車と発熱装置との間に油圧ポンプ及び油圧モータを備える。このため、設備の構造が複雑になる。また、多段階のエネルギ変換が必要であるから、エネルギの変換ロスが著しい。これに伴って、発熱装置で得られる熱エネルギも小さくなる。【００１０】
また、特許文献１の発熱装置の場合、複数の磁石が円筒状のロータの内周面に対向し、円周方向にわたり配列される。これらの磁石の磁極（Ｎ極、Ｓ極）の配置は、回転軸を中心とする円周方向であって、円周方向に隣接する磁石同士で一律である。このため、磁石からの磁界が広がらず、ロータに到達する磁束密度が少ない。そうすると、実質的に、磁石からの磁界の作用によってロータに生じる渦電流が小さくなり、十分な発熱が得られない。【００１１】
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、回転軸の運動エネルギ（回転動力）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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施形態による渦電流式発熱装置は、
非回転部に回転可能に支持された回転軸と、
回転軸に固定された円筒状の発熱部材と、
発熱部材の外周面又は内周面に隙間を空けて対向し、回転軸を中心とする円周方向にわたり配列された複数の永久磁石であって、円周方向に隣接するもの同士で磁極の配置が交互に異なる永久磁石と、
永久磁石を保持する円筒状の磁石保持部材と、
永久磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生する状態と、磁気回路を発生しない状態とに切り替えるスイッチング機構と、
発熱部材に生じた熱を回収する熱回収機構と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の渦電流式発熱装置によれば、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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態の発熱装置の縦断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す縦断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第１実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す縦断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態の発熱装置における発熱部材の好適な態様の一例を示す横断面図である。
【図６】図６は、第２実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。
【図７】図７は、第２実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。
【図８】図８は、第２実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。
【図９】図９は、第３実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、第３実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。
【図１１】図１１は、第３実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。
【図１２】図１２は、第４実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。
【図１３】図１３は、第４実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。
【図１４】図１４は、第５実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、第５実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す縦断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、第５実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、第５実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す縦断面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、第５実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。
【図１７】図１７は、第６実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、第６実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す、円周方向に沿った断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、第６実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、第６実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す、円周方向に沿った断面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、第６実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。
【図２０】図２０は、第７実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、第７実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す、円周方向に沿った断面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、第７実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す縦断面図である。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、第７実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、第７実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す、円周方向に沿った断面図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、第７実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す縦断面図である。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、第７実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。
【図２３】図２３は、第８実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、第８実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す、円周方向に沿った断面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、第８実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、第８実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す、円周方向に沿った断面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、第８実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。
【図２６】図２６は、第９実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。
【図２７Ａ】図２７Ａは、第９実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す、円周方向に沿った断面図である。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、第９実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す縦断面図である。
【図２７Ｃ】図２７Ｃは、第９実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは、第９実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す、円周方向に沿った断面図である。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、第９実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す縦断面図である。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、第９実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。
【図２９】図２９は、本実施形態の発熱装置の変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態による渦電流式発熱装置は、回転軸と、発熱部材と、複数の永久磁石と、磁石保持部材と、スイッチング機構と、熱回収機構と、を備える。回転軸は、非回転部に回転可能に支持される。発熱部材は円筒状であり、回転軸に固定される。複数の永久磁石は、発熱部材の外周面又は内周面に隙間を空けて対向する。これらの磁石は、回転軸を中心とする円周方向にわたり配列され、円周方向に隣接するもの同士で磁極の配置が交互に異なる。磁石保持部材は円筒状であり、磁石を保持する。スイッチング機構は、磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生する状態と、磁気回路を発生しない状態とに切り替える。熱回収機構は、発熱部材に生じた熱を回収する。
【００１６】
本実施形態の渦電流式発熱装置によれば、スイッチング機構の作動によって磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態の場合、発熱部材に対向する磁石の磁極の配置が、互いに隣接する磁石同士で交互に異なるため、磁石からの磁界が広がり、発熱部材に到達する磁束密度が多くなる。これにより、磁石からの磁界の作用によって発熱部材に生じる渦電流が大きくなり、十分な発熱が得られる。したがって、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。また、スイッチング機構の作動の程度を制御すれば、磁石から発熱部材への磁束密度を調整することも可能になる。これにより、発熱部材の発熱量の調整が可能になり、回収する熱量の調整も可能になる。
【００１７】
上記の発熱装置において、磁石の配列形式は、例えば、下記（ａ）〜（ｃ）に分類される。
【００１８】
（ａ）磁石の磁極の配置が回転軸を中心とする径方向である。この場合、磁石保持部材が強磁性体である。以下、この形式を「径方向磁極形式」ともいう。
【００１９】
（ｂ）磁石の磁極の配置が回転軸を中心とする円周方向である。円周方向で隣接する磁石同士の間にポールピースが設けられる。この場合、磁石保持部材は非磁性体である。以下、この形式を「円周方向磁極形式」ともいう。
【００２０】
（ｃ）磁石は、第１磁石と、円周方向で隣接する第１磁石同士の間に設けられた第２磁石と、を含む。第１磁石の磁極の配置は回転軸を中心とする径方向である。第２磁石の磁極の配置は回転軸を中心とする円周方向である。この場合、磁石保持部材は強磁性体である。以下、この形式を「２方向磁極形式」ともいう。
【００２１】
径方向磁極形式の磁石配列が適用された発熱装置には、スイッチング機構として、磁石保持部材が、回転軸に沿った軸方向に移動可能である構成を採用することができる。以下、このような構成のスイッチング機構を「軸方向移動スイッチング機構」ともいう。軸方向移動スイッチング機構は、円周方向磁極形式の磁石配列が適用された発熱装置、及び２方向磁極形式の磁石配列が適用された発熱装置のいずれにも、採用することができる。
【００２２】
径方向磁極形式の磁石配列が適用された発熱装置には、スイッチング機構として、以下に示す構成を採用することができる。発熱部材と磁石との隙間に、回転軸を中心とする円周方向にわたり複数の強磁性体のスイッチ板が設けられる。これらのスイッチ板の配置角度は、磁石の配置角度と一致する。磁石保持部材とスイッチ板とのうちのいずれか一方が、回転軸を中心に回転可能である。以下、このような構成のスイッチング機構を「単列型回転スイッチング機構」ともいう。
【００２３】
径方向磁極形式の磁石配列が適用された発熱装置には、スイッチング機構として、以下に示す構成を採用することができる。磁石及び磁石保持部材は、回転軸の円周方向に沿って２列に分割される。発熱部材と磁石との隙間に、回転軸を中心とする円周方向にわたり複数の強磁性体のスイッチ板が設けられる。これらのスイッチ板の配置角度は、磁石の配置角度と一致する。第１列の磁石保持部材と第２列の磁石保持部材とのうちのいずれか一方が、回転軸を中心に回転可能である。以下、このような構成のスイッチング機構を「２列型回転スイッチング機構」ともいう。
【００２４】
円周方向磁極形式の磁石配列が適用された発熱装置には、スイッチング機構として、２列型回転スイッチング機構を採用することができる。この場合、上記した複数のスイッチ板は、不要である。
【００２５】
円周方向磁極形式の磁石配列が適用された発熱装置には、スイッチング機構として、以下に示す構成を採用することができる。磁石及び磁石保持部材は、回転軸の円周方向に沿って３列に分割される。第１列及び第３列の磁石保持部材と第２列の磁石保持部材とのうちのいずれか一方が、回転軸を中心に回転可能である。以下、このような構成のスイッチング機構を「３列型回転スイッチング機構」ともいう。
【００２６】
２列型回転スイッチング機構及び３列型回転スイッチング機構は、２方向磁極形式の磁石配列が適用された発熱装置に採用することもできる。この場合、上記した複数のスイッチ板は、発熱部材と第１磁石との隙間に設けられる。これらのスイッチ板の配置角度は、第１磁石の配置角度と一致する。
【００２７】
上記の発熱装置において、熱回収機構は、密閉容器と、配管と、蓄熱装置と、熱媒体と、を含む構成とすることができる。密閉容器は、非回転部に固定されて発熱部材を包囲し、発熱部材と磁石との隙間に非磁性の隔壁を有する。配管は、密閉容器の内部空間に繋がる入口及び出口にそれぞれ接続される。蓄熱装置は、各配管に接続される。熱媒体は、密閉容器、配管、及び蓄熱装置を循環する。
【００２８】
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）を利用した発電設備に搭載することができる。例えば、公知の風力発電設備や水力発電設備の発電装置部分を上記の発熱装置に置き換えることによって、熱エネルギを生成できる。そのため、発熱装置以外の部分には、公知の発電設備の構成を適用できる。また、上記の発熱装置は、車両に搭載することができる。いずれの場合でも、発熱装置は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。回収した熱エネルギは、例えば電気エネルギの生成に利用される。
【００２９】
以下に、本発明の渦電流式発熱装置の実施形態について詳述する。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の発熱装置の縦断面図である。図２は、その発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。図３Ａ及び図３Ｂは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す図である。これらの図のうち、図３Ａ及び図４Ａは、発熱装置の縦断面図であり、図３Ｂ及び図４Ｂは、磁気回路の発生状況を示す横断面図である。本明細書で言う縦断面とは、回転軸に沿った断面である。横断面とは、回転軸に直交した断面である。図１〜図４Ｂには、風力発電設備に搭載した発熱装置１を例示する。
【００３１】
図１に示すように、第１実施形態の発熱装置１は、回転軸３と、発熱部材４と、複数の永久磁石５と、磁石保持部材６と、を備える。回転軸３は、非回転部である固定の本体２に対し、軸受７を介して回転可能に支持される。
【００３２】
発熱部材４は、回転軸３に固定される。発熱部材４は、回転軸３を軸心とする円筒状の発熱ドラム４Ａと、この発熱ドラム４Ａの前端部（図１では右側の端部）と回転軸３の後端部（図１では左側の端部）とを繋ぐ円板状の連結部材４Ｂと、を含む。連結部材４Ｂには、軽量化及び熱回収のために、図示しない複数の貫通穴が設けられる。磁石保持部材６は、発熱部材４の内側に配置され、回転軸３の中心線の延長線を軸心とする円筒状の磁石保持リング６Ａを含む。磁石保持リング６Ａは磁石５を保持する。
【００３３】
磁石５は、磁石保持リング６Ａの外周面に固定され、発熱ドラム４Ａの内周面に対し隙間を空けて対向する。ここで、図２、図３Ｂ及び図４Ｂに示すように、磁石５は、円周方向にわたり配列される。これらの磁石５の磁極（Ｎ極、Ｓ極）の配置は、回転軸３を中心とする径方向であって、円周方向に隣接する磁石５同士で交互に異なる。第１実施形態の場合、磁石５を直接保持する磁石保持リング６Ａの材質は、強磁性材料（例：炭素鋼、鋳鉄等の強磁性金属材料）である。要するに、第１実施形態の発熱装置１は、径方向磁極形式の磁石配列が適用されたものである。
【００３４】
図３Ｂ及び図４Ｂに示す磁石５の表面には、強磁性体からなるポールピース１０が固定されているが、このポールピース１０は無くても構わない。なお、図３Ｂ及び図４Ｂでは、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に存在する下記の隔壁１５（図１参照）の図示は省略する。
【００３５】
発熱部材４の材質、特に磁石５と対向する発熱ドラム４Ａの内周面の表層部の材質は、導電性材料である。導電性材料としては、強磁性金属材料（例：炭素鋼、鋳鉄等）、弱磁性金属材料（例：フェライト系ステンレス鋼等）、又は非磁性金属材料（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）が挙げられる。
【００３６】
また、図１に示すように、発熱ドラム４Ａの外側には、発熱ドラム４Ａ全体を包囲するように円筒状のカバー８が配置される。このカバー８の両端部は、本体２に固定される。更に、発熱ドラム４Ａと磁石５との隙間には、円筒状の隔壁１５が配置される。この隔壁１５の前端部（図１では右側の端部）は円板１５ａによって閉塞される。一方、隔壁１５の後端部（図１では左側の端部）は本体２に固定される。これらの本体２、カバー８及び隔壁１５（円板１５ａを含む）は、発熱部材４（発熱ドラム４Ａ）を包囲する密閉容器を形成する。
【００３７】
隔壁１５の材質は非磁性材料（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、耐熱性樹脂、及びセラミックス）である。磁石５から発熱部材４への磁界に悪影響を及ぼさないようにするためである。隔壁１５の発熱ドラム４Ａ側の面は平滑度が高い鏡面としてもよい。そうすることによって、発熱ドラム４Ａから磁石５に熱が移動することを抑制できる。
【００３８】
第１実施形態の発熱装置１は、磁石５と発熱部材４との間に磁気回路を発生する状態と、その磁気回路を発生しない状態と、に切り替えるためのスイッチング機構として、軸方向移動スイッチング機構を備える。具体的には、磁石５を保持する磁石保持リング６Ａは、回転軸３に沿った軸方向に移動可能に構成される。磁石保持リング６Ａには、例えば、図示しないエアシリンダ、電動アクチュエータ等の駆動源が連結される。この駆動源の作動により、磁石保持リング６Ａ及び磁石５が一体で軸方向に沿って進退する。これにより、磁石５は、発熱ドラム４Ａの内側に収納された状態（図３Ａ参照）と、発熱ドラム４Ａの外部に引き出された状態（図４Ａ参照）と、を取り得る。更に、駆動源の作動の程度を制御すれば、磁石５の一部が発熱ドラム４Ａの内側に収納された状態も取り得る。
【００３９】
回転軸３が回転すると、発熱ドラム４Ａが回転軸３と一体で回転する（図１、図３Ａ及び図４Ａ中の白抜き矢印、並びに図３Ｂ及び図４Ｂ中の塗り潰し矢印参照）。これにより、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に相対的な回転速度差が生じる。
【００４０】
その際、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、軸方向移動スイッチング機構の作動によって磁石５が発熱ドラム４Ａの外部に引き出された場合、磁石５が発熱ドラム４Ａの内周面から大きく外れた状態になる。つまり、磁石５が発熱ドラム４Ａの内周面に対向しない状態になる。このため、磁石５からの磁束（磁界）が発熱ドラム４Ａに達することはない。したがって、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間には磁気回路が発生しない。この場合、発熱ドラム４Ａの内周面に渦電流が生じない。これにより、回転軸３と一体で回転する発熱ドラム４Ａには、制動力も熱も発生しない。
【００４１】
これに対し、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、軸方向移動スイッチング機構の作動によって磁石５が発熱ドラム４Ａの内側に収納された場合、磁石５が発熱ドラム４Ａの内周面と同心状に重なった状態になる。すなわち、磁石５が発熱ドラム４Ａの内周面に対向した状態になる。このとき、図２、図３Ｂ及び図４Ｂに示すように、発熱ドラム４Ａの内周面と対向する磁石５に関し、磁極（Ｎ極、Ｓ極）の配置は、回転軸３を中心とする径方向であって、円周方向に隣接する磁石５同士で交互に異なる。また、磁石５を保持する磁石保持リング６Ａが強磁性体である。
【００４２】
このため、磁石５からの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図３Ｂ中の実線矢印参照）。図３Ｂに示すように、互いに隣接する磁石５のうちの一方の磁石５のＮ極からポールピース１０を通じて出た磁束は、この磁石５に対向する発熱ドラム４Ａに達する。発熱ドラム４Ａに達した磁束は、他方の磁石５のＳ極にポールピース１０を通じて達する。他方の磁石５のＮ極から出た磁束は、磁石保持リング６Ａを通じて一方の磁石５のＳ極に達する。つまり、円周方向に隣接する磁石５同士、磁石５を保持する磁石保持リング６Ａ、及び発熱ドラム４Ａとの間に、磁石５による磁気回路が形成される。このような磁気回路が、円周方向の全域にわたり、交互にその磁束の向きを逆向きにして形成される。そうすると、磁石５からの磁界が広がり、発熱ドラム４Ａ（発熱部材４）に到達する磁束密度が多くなる。
【００４３】
磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に相対的な回転速度差が生じた状態において、磁石５から発熱ドラム４Ａに磁界が作用すると、発熱ドラム４Ａの内周面に渦電流が発生する。この渦電流と、磁石５からの磁束密度との相互作用により、フレミングの左手の法則に従い、回転軸３と一体で回転する発熱ドラム４Ａ（発熱部材４）には回転方向と逆向きの制動力が発生する。
【００４４】
更に、渦電流の発生により、制動力が発生すると同時に、発熱ドラム４Ａに熱が発生する。上記のとおり、発熱ドラム４Ａに到達する磁束密度が多いので、磁石５からの磁界の作用によって発熱ドラム４Ａに生じる渦電流が大きくなり、十分な発熱が得られる。
【００４５】
発熱装置１は、発熱ドラム４Ａ（発熱部材４）に生じた熱を回収して活用するために、熱回収機構を備える。第１実施形態では、熱回収機構として、カバー８及び隔壁１５と一体で密閉容器を構成する本体２に、入口１１及び出口１２が設けられる。入口１１及び出口１２は、密閉容器の内部空間、すなわち発熱ドラム４Ａが存在する空間（以下、「発熱部材存在空間」ともいう）に繋がる。この発熱部材存在空間の入口１１及び出口１２のそれぞれには、図示しない入側配管及び出側配管が接続される。入側配管及び出側配管は、図示しない蓄熱装置に接続される。発熱部材存在空間（密閉容器の内部空間）、入側配管、出側配管、及び蓄熱装置は一連の経路を形成し、この経路中を熱媒体が流通して循環する（図１及び図３Ａ中の点線矢印参照）。
【００４６】
熱媒体は、例えば、硝酸塩系の溶融塩（例：硝酸ナトリウム６０％と硝酸カリウム４０％との混合塩）である。熱媒体にはその他に、熱媒油、水（蒸気）、空気、超臨界ＣＯ２等を適用してもよい。
【００４７】
発熱ドラム４Ａに生じた熱は、発熱部材存在空間を流通する熱媒体に伝達される。発熱部材存在空間内の熱媒体は、発熱部材存在空間の出口１２から排出され、出側配管を通じて蓄熱装置に導かれる。蓄熱装置は、熱交換によって熱媒体から熱を受け取って回収し、その熱を蓄える。蓄熱装置を経た熱媒体は、入側配管を通じ、入口１１から発熱部材存在空間に戻る。このようにして、発熱ドラム４Ａに生じた熱が回収される。
【００４８】
第１実施形態の発熱装置１においては、上記のとおり、発熱ドラム４Ａで十分な発熱が得られる。このため、回転軸３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。
【００４９】
また、軸方向移動スイッチング機構の作動の程度を制御し、磁石５の一部が発熱ドラム４Ａの内側に収納された場合、磁石５の全てが発熱ドラム４Ａの内側に収納された場合と比較し、磁石５から発熱ドラム４Ａに到達する磁束密度が変わる。したがって、軸方向移動スイッチング機構の作動の程度に応じ、発熱ドラム４Ａの発熱量の調整が可能になり、回収する熱量の調整も可能になる。このようなスイッチング機構の作動の程度を制御する操作は、例えば、回収する熱量を継続して一定にしようとする場合、図示しない制御装置からの指令によって実行される。具体的には、制御装置は、ロータリエンコーダ等のセンサによって回転軸３の回転数を検出し、検出した回転数に応じてスイッチング機構の作動の程度を制御する。例えば、回転軸３の回転数が低下したとき、磁石５から発熱ドラム４Ａへの磁束密度が増加するように、制御装置はスイッチング機構を作動させる。回転軸３の回転数が増加したとき、磁石５から発熱ドラム４Ａへの磁束密度が減少するように、制御装置はスイッチング機構を作動させる。
【００５０】
また、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路を発生しない状態に切り替える操作は、例えば、蓄熱装置に蓄積された熱量が許容量に達したときに、図示しない制御装置からの指令によって実行される。具体的には、制御装置は、温度センサによって蓄熱装置内の温度を検出し、検出した温度に基づき、熱量が許容量に達しているか否かを判定する。熱量が許容量に達したときには、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路を発生しない状態となるように、制御装置はスイッチング機構を作動させる。その後、蓄熱装置内の熱が消費されて熱量が許容量を下回ったときには、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路を発生する状態となるように、制御装置はスイッチング機構を作動させる。
【００５１】
第１実施形態の発熱装置１は、風力発電設備に搭載される。すなわち、図１に示すように、発熱装置１の回転軸３の延長線上に、風車である羽根車２０が設けられる。羽根車２０の回転軸は、クラッチ装置２３及び増速装置２４を介して、発熱装置１の回転軸３に連結される。羽根車２０の回転に伴って発熱装置１の回転軸３が回転する。このとき、発熱装置１の回転軸３の回転速度は、増速装置２４によって、羽根車２０の回転速度よりも増加する。増速装置２４には、例えば遊星歯車機構を適用できる。
【００５２】
このような風力発電設備では、羽根車２０が風力を受けて回転する（図１の白抜き矢印参照）。羽根車２０の回転に伴って発熱装置１の回転軸３が回転する。これにより、発熱部材４で熱が発生し、発生した熱は蓄熱装置に回収される。すなわち、羽根車２０の回転に基づく発熱装置１の回転軸３の運動エネルギの一部が熱エネルギに変換されて回収される。その際、エネルギの変換ロスが少ない。羽根車２０と発熱装置１との間には、特許文献１の風力発電設備のような油圧ポンプ及び油圧モータが無いからである。蓄熱装置に回収された熱は、例えば、熱素子、スターリングエンジン等による発電に利用される。
【００５３】
更に、発熱装置１の回転軸３が回転することにより、発熱部材４が発熱すると同時に、回転軸３には、回転を減速させる制動力が発生する。これにより、増速装置２４及びクラッチ装置２３を介し羽根車２０の回転速度が調整される。ここで、クラッチ装置２３は以下の機能を有する。発熱装置１で発熱が必要な場合には、クラッチ装置２３は、羽根車２０の回転軸と発熱装置１の回転軸３とを接続する。これにより、羽根車２０の回転動力が発熱装置１に伝達される。蓄熱装置に蓄積された熱量が許容量に達し、発熱装置１で発熱の必要が無くなった場合、メンテナンスのために発熱装置１を停機する場合等には、クラッチ装置２３は、羽根車２０の回転軸と発熱装置１の回転軸３との接続を切る。これにより、羽根車２０の回転動力が発熱装置１に伝達されない。このときに羽根車２０が風力で自由に回転することのないように、羽根車２０とクラッチ装置２３との間に、羽根車２０の回転を止める摩擦式、電磁式等のブレーキ装置を設置するのが好ましい。
【００５４】
上記のとおり、発熱ドラム４Ａに発生した渦電流により、発熱ドラム４Ａが発熱する。このため、磁石５は発熱ドラム４Ａからの熱（例えば輻射熱）によって温度が上昇し、保有する磁力が低下するおそれがある。そこで、磁石５の温度上昇を抑制する工夫を施すことが望ましい。
【００５５】
この点、第１実施形態の発熱装置１では、発熱ドラム４Ａからの熱が密閉容器の隔壁１５によって遮断される。これにより、磁石５の温度上昇を防止することができる。
【００５６】
図５は、第１実施形態の発熱装置における発熱部材の好適な態様の一例を示す横断面図である。図５では、磁石５と対向する発熱部材４（発熱ドラム４Ａ）の内周面近傍を拡大して示す。図５に示すように、発熱ドラム４Ａは、基材４ａの内周面に、第１層４ｂ、第２層４ｃ及び酸化防止皮膜層４ｄが順に積層される。基材４ａの材質は、強磁性金属材料（例：炭素鋼、鋳鉄等）である。第１層４ｂの材質は、熱伝導率の高い導電性金属材料（例：銅合金、アルミニウム合金等）である。第２層４ｃの材質は、非磁性金属材料又は弱磁性金属材料であり、特に第１層４ｂに比べて導電率の高い材料（例：アルミニウム合金、銅合金等）が望ましい。酸化防止皮膜層４ｄは、例えばＮｉ（ニッケル）めっき層である。
【００５７】
基材４ａと第１層４ｂとの間、第１層４ｂと第２層４ｃとの間、第２層４ｃと酸化防止皮膜層４ｄとの間には、それぞれ緩衝層４ｅが積層される。緩衝層４ｅの線膨張係数は、隣接する一方の材料の線膨張係数よりも大きく、他方の材料の線膨張係数よりも小さい。各層の剥離を防止するためである。緩衝層４ｅは、例えばＮｉＰ（ニッケル−リン）めっき層である。
【００５８】
このような積層構造によれば、磁石５からの磁界の作用によって発熱ドラム４Ａに生じる渦電流がより大きくなり、高い制動力とより十分な発熱を得ることが可能になる。ただし、第２層４ｃは省いて構わないし、緩衝層４ｅも省いて構わない。
【００５９】
［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。図７は、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。図８は、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。第２実施形態の発熱装置は、前記第１実施形態の発熱装置の構成を基本とする。後述する第３〜第９実施形態でも同様とする。第２実施形態の発熱装置は、前記第１実施形態と比較し、主に磁石の配列形式が相違する。
【００６０】
図６〜図８に示すように、磁石５は、磁石保持リング６Ａの外周面に、円周方向にわたり配列される。これらの磁石５の磁極（Ｎ極、Ｓ極）の配置は、回転軸３を中心とする円周方向であって、円周方向に隣接する磁石５同士で交互に異なる。第２実施形態の場合、磁石５を直接保持する磁石保持リング６Ａの材質は、非磁性材料（例：アルミニウム合金、オーステナイト系ステンレス鋼、銅合金等の非磁性金属材料）である。円周方向で隣接する磁石５の間に強磁性体からなるポールピース９が設けられる。要するに、第２実施形態の発熱装置は、円周方向磁極形式の磁石配列が適用されたものである。
【００６１】
ポールピース９の外周側の端部は、発熱ドラム４Ａの内周面に向けて磁石５の外周側の端部よりも突出する。一方、ポールピース９の内周側の端部は、磁石５の内周側の端部よりも外周側に配置される。ポールピース９と磁石保持リング６Ａとの間には隙間が確保される。なお、図７及び図８では、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に存在する隔壁１５（図１参照）の図示は省略する。
【００６２】
第２実施形態の発熱装置は、磁石５と発熱部材４との間に磁気回路を発生する状態と、その磁気回路を発生しない状態と、に切り替えるためのスイッチング機構として、前記第１実施形態と同様に、軸方向移動スイッチング機構を備える。
【００６３】
第２実施形態では、軸方向移動スイッチング機構の作動によって磁石５が発熱ドラム４Ａの外部に引き出された場合、図８に示すように、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路が発生しない。これに対し、軸方向移動スイッチング機構の作動によって磁石５が発熱ドラム４Ａの内側に収納された場合、図７に示すように、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路が発生する。具体的には、磁石５からの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図７中の実線矢印参照）。
【００６４】
図７に示すように、円周方向に隣接する磁石５同士は、ポールピース９を挟んで同極が向き合う。また、磁石５を保持する磁石保持リング６Ａが非磁性体である。このため、両磁石５のＮ極から出た磁束は、互いに反発し、ポールピース９を通じて発熱ドラム４Ａに達する。発熱ドラム４Ａに達した磁束は、隣のポールピース９を通じて各々の磁石５のＳ極に達する。つまり、磁石５、ポールピース９、及び発熱ドラム４Ａとの間に、磁石５による磁気回路が形成される。このような磁気回路が、円周方向の全域にわたり、交互にその磁束の向きを逆向きにして形成される。そうすると、磁石５からの磁界が広がり、発熱ドラム４Ａ（発熱部材４）に到達する磁束密度が多くなる。
【００６５】
したがって、第２実施形態の発熱装置でも、前記第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００６６】
［第３実施形態］
図９は、第３実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。図１０は、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。図１１は、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。第３実施形態の発熱装置は、前記第１実施形態と比較し、主に磁石の配列形式が相違する。
【００６７】
図９〜図１１に示すように、磁石は、第１磁石５Ａと第２磁石５Ｂとを含み、磁石保持リング６Ａの外周面に、円周方向にわたり配列される。第１磁石５Ａは、円周方向に間隔を空けて設けられる。第２磁石５Ｂは、円周方向で隣接する第１磁石５Ａ同士の間に設けられる。第１磁石５Ａの磁極（Ｎ極、Ｓ極）の配置は、回転軸３を中心とする径方向であって、円周方向に隣接する第１磁石５Ａ同士で交互に異なる。第２磁石５Ｂの磁極（Ｎ極、Ｓ極）の配置は、回転軸３を中心とする円周方向であって、円周方向に隣接する第２磁石５Ｂ同士で交互に異なる。第３実施形態の場合、磁石５Ａ、５Ｂを直接保持する磁石保持リング６Ａの材質は、前記第１実施形態と同様に強磁性材料である。要するに、第３実施形態の発熱装置は、２方向磁極形式の磁石配列が適用されたものである。
【００６８】
図１０及び図１１に示すように、磁石５Ａ、５Ｂのうちの第１磁石５Ａの表面には、強磁性体からなるポールピース１０が固定されている。また、第２磁石５Ｂと磁石保持リング６Ａとの間には隙間が確保される。第２磁石５ＢのＮ極は、表面側にＮ極が配置された第１磁石５Ａに接する。なお、図１０及び図１１では、磁石５Ａ、５Ｂと発熱ドラム４Ａとの間に存在する隔壁１５（図１参照）の図示は省略する。
【００６９】
第３実施形態の発熱装置は、磁石５Ａ、５Ｂと発熱部材４との間に磁気回路を発生する状態と、その磁気回路を発生しない状態と、に切り替えるためのスイッチング機構として、前記第１実施形態と同様に、軸方向移動スイッチング機構を備える。
【００７０】
第３実施形態では、軸方向移動スイッチング機構の作動によって磁石５Ａ、５Ｂが発熱ドラム４Ａの外部に引き出された場合、図１１に示すように、磁石５Ａ、５Ｂと発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路が発生しない。これに対し、軸方向移動スイッチング機構の作動によって磁石５Ａ、５Ｂが発熱ドラム４Ａの内側に収納された場合、図１０に示すように、磁石５Ａ、５Ｂと発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路が発生する。具体的には、磁石５Ａ、５Ｂからの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図１０中の実線矢印参照）。
【００７１】
図１０に示すように、円周方向に隣接する第１磁石５Ａ同士は、第２磁石５Ｂを挟んで磁極の配置が交互に異なる。同様に、円周方向に隣接する第２磁石５Ｂ同士は、第１磁石５Ａを挟んで磁極の配置が交互に異なる。また、磁石５Ａ、５Ｂを保持する磁石保持リング６Ａが強磁性体である。
【００７２】
このため、互いに隣接する第１磁石５Ａのうちの一方の第１磁石５ＡのＮ極からポールピース１０を通じて出た磁束は、この第１磁石５Ａに対向する発熱ドラム４Ａに達する。この磁束には、その一方の第１磁石５Ａに接する第２磁石５ＢのＮ極からの磁束も重畳する。発熱ドラム４Ａに達した磁束は、他方の第１磁石５ＡのＳ極にポールピース１０を通じて達する。他方の第１磁石５ＡのＮ極から出た磁束は、磁石保持リング６Ａを通じて一方の第１磁石５ＡのＳ極に達する。つまり、円周方向に隣接する第１磁石５Ａ同士、磁石５Ａ、５Ｂを保持する磁石保持リング６Ａ、及び発熱ドラム４Ａとの間に、磁石５Ａ、５Ｂによる磁気回路が形成される。このような磁気回路が、円周方向の全域にわたり、交互にその磁束の向きを逆向きにして形成される。そうすると、磁石５Ａ、５Ｂからの磁界が広がり、発熱ドラム４Ａ（発熱部材４）に到達する磁束密度が多くなる。
【００７３】
したがって、第３実施形態の発熱装置でも、前記第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００７４】
［第４実施形態］
図１２は、第４実施形態の発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す横断面図である。図１３は、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す横断面図である。第４実施形態の発熱装置は、前記第１実施形態を変形したものであり、前記第１実施形態と比較し、磁石配列が径方向磁極形式である点は共通するが、スイッチング機構が相違する。
【００７５】
第４実施形態の発熱装置は、磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生する状態と、その磁気回路を発生しない状態と、に切り替えるためのスイッチング機構として、単列型回転スイッチング機構を備える。具体的には、図１２及び図１３に示すように、磁石５及び磁石保持リング６Ａは、常時、発熱ドラム４Ａの内側に収納した状態にされ、回転軸３に沿った軸方向には移動しない。発熱ドラム４Ａ（発熱部材４）と磁石５との隙間には、回転軸３を中心とする円周方向にわたり複数の強磁性体のスイッチ板３０が設けられる。これらのスイッチ板３０の配置角度は、磁石５の配置角度と一致する。スイッチ板３０のサイズは、磁石５の単体とほぼ同じである。
【００７６】
それらのスイッチ板３０は、各々の両側部を、図示しないスイッチ板保持リングによって保持される。スイッチ板保持リングは、回転軸３を中心とする円筒状であり、本体２に固定される。また、磁石５を保持する磁石保持リング６Ａは、回転軸３を中心に回転可能に構成される。磁石保持リング６Ａには、例えば、図示しないエアシリンダ、電動アクチュエータ等の駆動源が連結される。この駆動源の作動により、磁石保持リング６Ａ及び磁石５が一体で回転する。これにより、スイッチ板３０は、磁石５に完全に重なる状態（図１２参照）と、互いに隣接する磁石５同士を跨ぐ状態（図１３参照）と、を取り得る。更に、駆動源の作動の程度を制御すれば、スイッチ板３０が磁石５同士を跨ぐことなく、スイッチ板３０の一部が磁石５に重なる状態も取り得る。
【００７７】
第４実施形態の発熱装置においては、密閉容器の一部を構成する隔壁１５（図１参照）が、スイッチ板３０と発熱ドラム４Ａとの間に存在する。なお、図１２及び図１３では、その隔壁１５の図示は省略する。
【００７８】
第４実施形態では、単列型回転スイッチング機構の作動によってスイッチ板３０が磁石５同士を跨ぐ状態にされた場合、磁石５からの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図１３中の実線矢印参照）。図１３に示すように、互いに隣接する磁石５のうちの一方の磁石５のＮ極から出た磁束は、スイッチ板３０を通じた後、他方の磁石５のＳ極に達する。他方の磁石５のＮ極から出た磁束は、磁石保持リング６Ａを通じて一方の磁石５のＳ極に達する。つまり、磁石５からの磁束は発熱ドラム４Ａに到達することなく、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路は発生しない。
【００７９】
これに対し、単列型回転スイッチング機構の作動によってスイッチ板３０が各磁石５に完全に重なった場合、磁石５からの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図１２中の実線矢印参照）。図１２に示すように、互いに隣接する磁石５のうちの一方の磁石５のＮ極から出た磁束は、スイッチ板３０を貫き、発熱ドラム４Ａに達する。発熱ドラム４Ａに達した磁束は、他方の磁石５のＳ極にスイッチ板３０を通じて達する。他方の磁石５のＮ極から出た磁束は、磁石保持リング６Ａを通じて一方の磁石５のＳ極に達する。つまり、円周方向に隣接する磁石５同士、磁石５を保持する磁石保持リング６Ａ、スイッチ板３０、及び発熱ドラム４Ａとの間に、磁石５による磁気回路が形成される。このような磁気回路が、円周方向の全域にわたり、交互にその磁束の向きを逆向きにして形成される。
【００８０】
したがって、第４実施形態の発熱装置でも、前記第１実施形態と同様の効果を奏する。特に、第４実施形態で採用する単列型回転スイッチング機構は、発熱装置の全長を縮小することができるため、装置の小型化に有効である。
【００８１】
また、単列型回転スイッチング機構の作動の程度を制御し、スイッチ板３０が磁石５同士を跨ぐことなく、スイッチ板３０の一部が各磁石５に重なる状態にされた場合、スイッチ板３０が磁石５に完全に重なった場合と比較し、磁石５から発熱ドラム４Ａに到達する磁束密度が変わる。したがって、単列型回転スイッチング機構の作動の程度に応じ、発熱ドラム４Ａの発熱量の調整が可能になり、回収する熱量の調整も可能になる。
【００８２】
［第５実施形態］
図１４は、第５実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。図１５Ａ及び図１５Ｂは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す図である。図１６Ａ及び図１６Ｂは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す図である。これらの図のうち、図１５Ａ及び図１６Ａは、発熱装置の縦断面図であり、図１５Ｂ及び図１６Ｂは、磁気回路の発生状況を示す横断面図である。第５実施形態の発熱装置は、前記第１及び第４実施形態を変形したものであり、前記第１及び第４実施形態と比較し、磁石配列が径方向磁極形式である点は共通するが、スイッチング機構が相違する。
【００８３】
第５実施形態の発熱装置は、磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生する状態と、その磁気回路を発生しない状態と、に切り替えるためのスイッチング機構として、２列型回転スイッチング機構を備える。具体的には、図１４〜図１６Ｂに示すように、磁石５及び磁石保持リング６Ａは、常時、発熱ドラム４Ａの内側に収納した状態にされ、回転軸３に沿った軸方向には移動しない。磁石５及び磁石保持リング６Ａは、回転軸３の円周方向に沿って２列に分割される。第１列の磁石５及び磁石保持リング６Ａと、第２列の磁石５及び磁石保持リング６Ａとは、僅かな隙間を空けて互いに独立している。第１列の磁石５の回転軸３に沿った軸方向の長さと、第２列の磁石５の回転軸３に沿った軸方向の長さは、ほぼ同じである（図１４、図１５Ａ及び図１６Ａ参照）。
【００８４】
発熱ドラム４Ａ（発熱部材４）と磁石５との隙間には、回転軸３を中心とする円周方向にわたり複数の強磁性体のスイッチ板３０が設けられる。これらのスイッチ板３０は、磁石５及び磁石保持リング６Ａのようには分割されていない。それらのスイッチ板３０の配置角度は、磁石５の配置角度と一致する。スイッチ板３０のサイズは、次のとおりである。回転軸３を中心とする円周方向の長さは、磁石５の単体とほぼ同じである（図１５Ｂ及び図１６Ｂ参照）。回転軸３に沿った軸方向の長さは、第１列及び第２列の磁石５の合計とほぼ同じである（図１５Ａ及び図１６Ａ参照）。
【００８５】
それらのスイッチ板３０は、各々の両側部を、図示しないスイッチ板保持リングによって保持される。スイッチ板保持リングは、回転軸３を中心とする円筒状であり、本体２に固定される。
【００８６】
また、第１列及び第２列の磁石保持リング６Ａのうち、第１列の磁石保持リング６Ａは、本体２に固定される。一方、第２列の磁石保持リング６Ａは、回転軸３を中心に回転可能に構成される。第２列の磁石保持リング６Ａには、例えば、図示しないエアシリンダ、電動アクチュエータ等の駆動源が連結される。この駆動源の作動により、第２列の磁石保持リング６Ａ及び磁石５が一体で回転する。これにより、回転軸３に沿った軸方向に隣接する第１列及び第２列の磁石５同士の磁極の配置は、完全に一致する状態（図１５Ａ参照）と、交互に異なる状態（図１６Ａ参照）と、を取り得る。更に、駆動源の作動の程度を制御すれば、第１列及び第２列の磁石５同士の磁極の配置が一部で一致する状態も取り得る。
【００８７】
第５実施形態の発熱装置においては、密閉容器の一部を構成する隔壁１５（図１参照）が、スイッチ板３０と発熱ドラム４Ａとの間に存在する。なお、図１５Ａ〜図１６Ｂでは、その隔壁１５の図示は省略する。
【００８８】
第５実施形態では、２列型回転スイッチング機構の作動によって第１列及び第２列の磁石５同士の磁極の配置が交互に異なる状態にされた場合、磁石５からの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図１６Ａ中の実線矢印参照）。図１６Ａに示すように、互いに隣接する第１列及び第２列の磁石５のうちの一方の磁石５のＮ極から出た磁束は、スイッチ板３０を通じた後、他方の磁石５のＳ極に達する。他方の磁石５のＮ極から出た磁束は、磁石保持リング６Ａを通じて一方の磁石５のＳ極に達する。つまり、磁石５からの磁束は発熱ドラム４Ａに到達することなく、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路は発生しない。
【００８９】
これに対し、２列型回転スイッチング機構の作動によって第１列及び第２列の磁石５同士の磁極の配置が完全に一致した場合、磁石５からの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図１５Ａ及び図１５Ｂ中の実線矢印参照）。図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、互いに円周方向で隣接する磁石５のうちの一方の磁石５のＮ極から出た磁束は、スイッチ板３０を貫き、発熱ドラム４Ａに達する。発熱ドラム４Ａに達した磁束は、他方の磁石５のＳ極にスイッチ板３０を通じて達する。他方の磁石５のＮ極から出た磁束は、磁石保持リング６Ａを通じて一方の磁石５のＳ極に達する。つまり、前記第４実施形態と同様の磁気回路が形成される。
【００９０】
したがって、第５実施形態の発熱装置でも、前記第１実施形態と同様の効果を奏する。特に、第５実施形態で採用する２列型回転スイッチング機構は、前記第４実施形態と同様に、発熱装置の全長を縮小することができるため、装置の小型化に有効である。
【００９１】
また、２列型回転スイッチング機構の作動の程度を制御し、第１列及び第２列の磁石５同士の磁極の配置が一部で一致した場合、第１列及び第２列の磁石５同士の磁極の配置が完全に一致した場合と比較し、磁石５から発熱ドラム４Ａに到達する磁束密度が変わる。したがって、２列型回転スイッチング機構の作動の程度に応じ、発熱ドラム４Ａの発熱量の調整が可能になり、回収する熱量の調整も可能になる。
【００９２】
［第６実施形態］
図１７は、第６実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。図１８Ａ及び図１８Ｂは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す図である。図１９Ａ及び図１９Ｂは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す図である。これらの図のうち、図１８Ａ及び図１９Ａは、円周方向に沿った断面図であり、図１８Ｂ及び図１９Ｂは、磁気回路の発生状況を示す横断面図である。第６実施形態の発熱装置は、前記第２実施形態を変形したものであり、前記第２実施形態と比較し、磁石配列が円周方向磁極形式である点は共通するが、スイッチング機構が相違する。
【００９３】
第６実施形態の発熱装置は、磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生する状態と、その磁気回路を発生しない状態と、に切り替えるためのスイッチング機構として、前記第５実施形態と同様に、２列型回転スイッチング機構を備える。具体的には、図１７〜図１９Ｂに示すように、磁石５、ポールピース９及び磁石保持リング６Ａは、常時、発熱ドラム４Ａの内側に収納した状態にされ、回転軸３に沿った軸方向には移動しない。磁石５、ポールピース９及び磁石保持リング６Ａは、回転軸３の円周方向に沿って２列に分割される。第１列の磁石５、ポールピース９及び磁石保持リング６Ａと、第２列の磁石５、ポールピース９及び磁石保持リング６Ａとは、僅かな隙間を空けて互いに独立している。第１列の磁石５及びポールピース９の回転軸３に沿った軸方向の長さと、第２列の磁石５及びポールピース９の回転軸３に沿った軸方向の長さは、ほぼ同じである（図１７、図１８Ａ及び図１９Ａ参照）。
【００９４】
第１列及び第２列の磁石保持リング６Ａのうち、第１列の磁石保持リング６Ａは、本体２に固定される。一方、第２列の磁石保持リング６Ａは、回転軸３を中心に回転可能に構成される。第２列の磁石保持リング６Ａには、例えば、図示しないエアシリンダ、電動アクチュエータ等の駆動源が連結される。この駆動源の作動により、第２列の磁石保持リング６Ａ、磁石５及びポールピース９が一体で回転する。これにより、回転軸３に沿った軸方向に隣接する第１列及び第２列の磁石５同士の磁極の配置は、完全に一致する状態（図１８Ａ参照）と、交互に異なる状態（図１９Ａ参照）と、を取り得る。更に、駆動源の作動の程度を制御すれば、第１列及び第２列の磁石５同士の磁極の配置が一部で一致する状態も取り得る。
【００９５】
第６実施形態の発熱装置においては、密閉容器の一部を構成する隔壁１５（図１参照）が、磁石５及びポールピース９と発熱ドラム４Ａとの間に存在する。なお、図１８Ａ〜図１９Ｂでは、その隔壁１５の図示は省略する。
【００９６】
第６実施形態では、２列型回転スイッチング機構の作動によって第１列及び第２列の磁石５同士の磁極の配置が交互に異なる状態にされた場合、磁石５からの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図１９Ａ中の実線矢印参照）。図１９Ａに示すように、同じ列で円周方向に隣接する両磁石５のＮ極から出た磁束は、ポールピース９内で互いに反発する。反発した磁束は、隣の列のポールピース９を通じ、隣の列の磁石５のＳ極に達する。つまり、磁石５からの磁束は発熱ドラム４Ａに到達することなく、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路は発生しない。
【００９７】
これに対し、２列型回転スイッチング機構の作動によって第１列及び第２列の磁石５同士の磁極の配置が完全に一致した場合、磁石５からの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図１８Ａ及び図１８Ｂ中の実線矢印参照）。図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、互いに円周方向で隣接する両磁石５のＮ極から出た磁束は、互いに反発し、ポールピース９を通じて発熱ドラム４Ａに達する。発熱ドラム４Ａに達した磁束は、円周方向で隣のポールピース９を通じて各々の磁石５のＳ極に達する。つまり、前記第２実施形態と同様の磁気回路が形成される。
【００９８】
したがって、第６実施形態の発熱装置でも、前記第２及び第５実施形態と同様の効果を奏する。
【００９９】
［第７実施形態］
図２０は、第７実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。図２１Ａ〜図２１Ｃは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す図である。図２２Ａ〜図２２Ｃは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す図である。これらの図のうち、図２１Ａ及び図２２Ａは、円周方向に沿った断面図であり、図２１Ｂ及び図２２Ｂは、発熱装置の縦断面図であり、図２１Ｃ及び図２２Ｃは、磁気回路の発生状況を示す横断面図である。第７実施形態の発熱装置は、前記第３実施形態を変形したものであり、前記第３実施形態と比較し、磁石配列が２方向磁極形式である点は共通するが、スイッチング機構が相違する。
【０１００】
第７実施形態の発熱装置は、磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生する状態と、その磁気回路を発生しない状態と、に切り替えるためのスイッチング機構として、前記第５実施形態と同様に、２列型回転スイッチング機構を備える。具体的には、図２０〜図２２Ｃに示すように、磁石５Ａ、５Ｂ及び磁石保持リング６Ａは、常時、発熱ドラム４Ａの内側に収納した状態にされ、回転軸３に沿った軸方向には移動しない。磁石５Ａ、５Ｂ及び磁石保持リング６Ａは、回転軸３の円周方向に沿って２列に分割される。第１列の磁石５Ａ、５Ｂ及び磁石保持リング６Ａと、第２列の磁石５Ａ、５Ｂ及び磁石保持リング６Ａとは、僅かな隙間を空けて互いに独立している。第１列の磁石５Ａ、５Ｂの回転軸３に沿った軸方向の長さと、第２列の磁石５Ａ、５Ｂの回転軸３に沿った軸方向の長さは、ほぼ同じである（図２０、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ及び図２２Ｂ参照）。
【０１０１】
発熱ドラム４Ａ（発熱部材４）と第１磁石５Ａとの隙間には、回転軸３を中心とする円周方向にわたり複数の強磁性体のスイッチ板３０が設けられる。これらのスイッチ板３０は、磁石５Ａ、５Ｂ及び磁石保持リング６Ａのようには分割されていない。それらのスイッチ板３０の配置角度は、第１磁石５Ａの配置角度と一致する。スイッチ板３０のサイズは、次のとおりである。回転軸３を中心とする円周方向の長さは、第１磁石５Ａの単体とほぼ同じである（図２１Ｃ及び図２２Ｃ参照）。回転軸３に沿った軸方向の長さは、第１列及び第２列の第１磁石５Ａの合計とほぼ同じである（図２１Ｂ及び図２２Ｂ参照）。
【０１０２】
それらのスイッチ板３０は、各々の両側部を、図示しないスイッチ板保持リングによって保持される。スイッチ板保持リングは、回転軸３を中心とする円筒状であり、本体２に固定される。
【０１０３】
また、第１列及び第２列の磁石保持リング６Ａのうち、第１列の磁石保持リング６Ａは、本体２に固定される。一方、第２列の磁石保持リング６Ａは、回転軸３を中心に回転可能に構成される。第２列の磁石保持リング６Ａには、例えば、図示しないエアシリンダ、電動アクチュエータ等の駆動源が連結される。この駆動源の作動により、第２列の磁石保持リング６Ａ及び磁石５Ａ、５Ｂが一体で回転する。これにより、回転軸３に沿った軸方向に隣接する第１列及び第２列の磁石５Ａ、５Ｂ同士の磁極の配置は、完全に一致する状態（図２１Ａ及び図２１Ｂ参照）と、交互に異なる状態（図２２Ａ及び図２２Ｂ参照）と、を取り得る。更に、駆動源の作動の程度を制御すれば、第１列及び第２列の磁石５Ａ、５Ｂ同士の磁極の配置が一部で一致する状態も取り得る。
【０１０４】
第７実施形態の発熱装置においては、密閉容器の一部を構成する隔壁１５（図１参照）が、磁石５Ａ、５Ｂと発熱ドラム４Ａとの間に存在する。なお、図２１Ａ〜図２２Ｃでは、その隔壁１５の図示は省略する。
【０１０５】
第７実施形態では、２列型回転スイッチング機構の作動によって第１列及び第２列の磁石５Ａ、５Ｂ同士の磁極の配置が交互に異なる状態にされた場合、磁石５Ａ、５Ｂからの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図２２Ｂ中の実線矢印参照）。図２２Ｂに示すように、隣接する第１列及び第２列の第１磁石５Ａのうちの一方の第１磁石５ＡのＮ極から出た磁束は、スイッチ板３０を通じた後、他方の第１磁石５ＡのＳ極に達する。この磁束には、その一方の第１磁石５Ａに接する第２磁石５ＢのＮ極からの磁束も重畳する。他方の第１磁石５ＡのＮ極から出た磁束は、磁石保持リング６Ａを通じて一方の第１磁石５ＡのＳ極に達する。つまり、磁石５Ａ、５Ｂからの磁束は発熱ドラム４Ａに到達することなく、磁石５Ａ、５Ｂと発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路は発生しない。
【０１０６】
これに対し、２列型回転スイッチング機構の作動によって第１列及び第２列の磁石５Ａ、５Ｂ同士の磁極の配置が完全に一致した場合、磁石５Ａ、５Ｂからの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図２１Ｂ及び図２１Ｃ中の実線矢印参照）。図２１Ａ〜図２１Ｃに示すように、互いに円周方向で隣接する第１磁石５Ａのうちの一方の第１磁石５ＡのＮ極からスイッチ板３０を通じて出た磁束は、この第１磁石５Ａに対向する発熱ドラム４Ａに達する。この磁束には、その一方の第１磁石５Ａに接する第２磁石５ＢのＮ極からの磁束も重畳する。発熱ドラム４Ａに達した磁束は、他方の第１磁石５ＡのＳ極にスイッチ板３０を通じて達する。他方の第１磁石５ＡのＮ極から出た磁束は、磁石保持リング６Ａを通じて一方の第１磁石５ＡのＳ極に達する。つまり、前記第３実施形態と同様の磁気回路が形成される。
【０１０７】
したがって、第７実施形態の発熱装置でも、前記第３及び第５実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０８】
［第８実施形態］
図２３は、第８実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。図２４Ａ及び図２４Ｂは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す図である。図２５Ａ及び図２５Ｂは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す図である。これらの図のうち、図２４Ａ及び図２５Ａは、円周方向に沿った断面図であり、図２４Ｂ及び図２５Ｂは、磁気回路の発生状況を示す横断面図である。第８実施形態の発熱装置は、前記第６実施形態を変形したものであり、前記第６実施形態と比較し、磁石配列が円周方向磁極形式である点は共通するが、スイッチング機構が相違する。
【０１０９】
第６実施形態の発熱装置は、磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生する状態と、その磁気回路を発生しない状態と、に切り替えるためのスイッチング機構として、３列型回転スイッチング機構を備える。具体的には、図２３〜図２５Ｂに示すように、磁石５、ポールピース９及び磁石保持リング６Ａは、常時、発熱ドラム４Ａの内側に収納した状態にされ、回転軸３に沿った軸方向には移動しない。磁石５、ポールピース９及び磁石保持リング６Ａは、回転軸３の円周方向に沿って３列に分割される。第１列の磁石５、ポールピース９及び磁石保持リング６Ａと、第２列の磁石５、ポールピース９及び磁石保持リング６Ａと、第３列の磁石５、ポールピース９及び磁石保持リング６Ａとは、僅かな隙間を空けて互いに独立している。第１列及び第３列の磁石５及びポールピース９の回転軸３に沿った軸方向の長さは、それぞれ、第２列の磁石５及びポールピース９の回転軸３に沿った軸方向の長さのほぼ半分である（図２３、図２４Ａ及び図２５Ａ参照）。
【０１１０】
第１列〜第３列の磁石保持リング６Ａのうち、第１列の磁石保持リング６Ａと第３列の磁石保持リング６Ａは、本体２に固定される。一方、第２列の磁石保持リング６Ａは、回転軸３を中心に回転可能に構成される。第２列の磁石保持リング６Ａには、例えば、図示しないエアシリンダ、電動アクチュエータ等の駆動源が連結される。この駆動源の作動により、第２列の磁石保持リング６Ａ、磁石５及びポールピース９が一体で回転する。これにより、回転軸３に沿った軸方向に隣接する第１列〜第３列の磁石５同士の磁極の配置は、完全に一致する状態（図２４Ａ参照）と、交互に異なる状態（図２５Ａ参照）と、を取り得る。更に、駆動源の作動の程度を制御すれば、第１列〜第３列の磁石５同士の磁極の配置が一部で一致する状態も取り得る。
【０１１１】
第８実施形態の発熱装置においては、密閉容器の一部を構成する隔壁１５（図１参照）が、磁石５及びポールピース９と発熱ドラム４Ａとの間に存在する。なお、図２４Ａ〜図２５Ｂでは、その隔壁１５の図示は省略する。
【０１１２】
第８実施形態では、３列型回転スイッチング機構の作動によって第１列〜第３列の磁石５同士の磁極の配置が交互に異なる状態にされた場合、磁石５からの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図２５Ａ中の実線矢印参照）。図２５Ａに示すように、同じ列で円周方向に隣接する両磁石５のＮ極から出た磁束は、ポールピース９内で互いに反発する。反発した磁束は、隣の列のポールピース９を通じ、隣の列の磁石５のＳ極に達する。つまり、磁石５からの磁束は発熱ドラム４Ａに到達することなく、磁石５と発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路は発生しない。
【０１１３】
これに対し、３列型回転スイッチング機構の作動によって第１列〜第３列の磁石５同士の磁極の配置が完全に一致した場合、磁石５からの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図２４Ａ及び図２４Ｂ中の実線矢印参照）。図２４Ａ及び図２４Ｂに示すように、互いに円周方向で隣接する両磁石５のＮ極から出た磁束は、互いに反発し、ポールピース９を通じて発熱ドラム４Ａに達する。発熱ドラム４Ａに達した磁束は、円周方向で隣のポールピース９を通じて各々の磁石５のＳ極に達する。つまり、前記第６実施形態と同様の磁気回路が形成される。
【０１１４】
したがって、第８実施形態の発熱装置でも、前記第６実施形態と同様の効果を奏する。
【０１１５】
［第９実施形態］
図２６は、第９実施形態の発熱装置における磁石の配列状況を示す斜視図である。図２７Ａ〜図２７Ｃは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生した状態を示す図である。図２８Ａ〜図２８Ｃは、その発熱装置において、スイッチング機構の作動により磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生しない状態を示す図である。これらの図のうち、図２７Ａ及び図２８Ａは、円周方向に沿った断面図であり、図２７Ｂ及び図２８Ｂは、発熱装置の縦断面図であり、図２７Ｃ及び図２８Ｃは、磁気回路の発生状況を示す横断面図である。第９実施形態の発熱装置は、前記第７実施形態を変形したものであり、前記第７実施形態と比較し、磁石配列が２方向磁極形式である点は共通するが、スイッチング機構が相違する。
【０１１６】
第９実施形態の発熱装置は、磁石と発熱部材との間に磁気回路を発生する状態と、その磁気回路を発生しない状態と、に切り替えるためのスイッチング機構として、３列型回転スイッチング機構を備える。具体的には、図２６〜図２８Ｃに示すように、磁石５Ａ、５Ｂ及び磁石保持リング６Ａは、常時、発熱ドラム４Ａの内側に収納した状態にされ、回転軸３に沿った軸方向には移動しない。磁石５Ａ、５Ｂ及び磁石保持リング６Ａは、回転軸３の円周方向に沿って３列に分割される。第１列の磁石５Ａ、５Ｂ及び磁石保持リング６Ａと、第２列の磁石５Ａ、５Ｂ及び磁石保持リング６Ａと、第３列の磁石５Ａ、５Ｂ及び磁石保持リング６Ａとは、僅かな隙間を空けて互いに独立している。第１列及び第３列の磁石５Ａ、５Ｂの回転軸３に沿った軸方向の長さは、それぞれ、第２列の磁石５Ａ、５Ｂの回転軸３に沿った軸方向の長さのほぼ半分である（図２６、図２７Ａ、図２７Ｂ、図２８Ａ及び図２８Ｂ参照）。
【０１１７】
発熱ドラム４Ａ（発熱部材４）と第１磁石５Ａとの隙間には、回転軸３を中心とする円周方向にわたり複数の強磁性体のスイッチ板３０が設けられる。これらのスイッチ板３０は、磁石５Ａ、５Ｂ及び磁石保持リング６Ａのようには分割されていない。それらのスイッチ板３０の配置角度は、第１磁石５Ａの配置角度と一致する。スイッチ板３０のサイズは、次のとおりである。回転軸３を中心とする円周方向の長さは、第１磁石５Ａの単体とほぼ同じである（図２７Ｃ及び図２８Ｃ参照）。回転軸３に沿った軸方向の長さは、第１列〜第３列の第１磁石５Ａの合計とほぼ同じである（図２７Ｂ及び図２８Ｂ参照）。
【０１１８】
それらのスイッチ板３０は、各々の両側部を、図示しないスイッチ板保持リングによって保持される。スイッチ板保持リングは、回転軸３を中心とする円筒状であり、本体２に固定される。
【０１１９】
また、第１列〜第３列の磁石保持リング６Ａのうち、第１列の磁石保持リング６Ａと第３列の磁石保持リング６Ａは、本体２に固定される。一方、第２列の磁石保持リング６Ａは、回転軸３を中心に回転可能に構成される。第２列の磁石保持リング６Ａには、例えば、図示しないエアシリンダ、電動アクチュエータ等の駆動源が連結される。この駆動源の作動により、第２列の磁石保持リング６Ａ及び磁石５Ａ、５Ｂが一体で回転する。これにより、回転軸３に沿った軸方向に隣接する第１列〜第３列の磁石５Ａ、５Ｂ同士の磁極の配置は、完全に一致する状態（図２７Ａ及び図２７Ｂ参照）と、交互に異なる状態（図２８Ａ及び図２８Ｂ参照）と、を取り得る。更に、駆動源の作動の程度を制御すれば、第１列〜第３列の磁石５Ａ、５Ｂ同士の磁極の配置が一部で一致する状態も取り得る。
【０１２０】
第９実施形態の発熱装置においては、密閉容器の一部を構成する隔壁１５（図１参照）が、磁石５Ａ、５Ｂと発熱ドラム４Ａとの間に存在する。なお、図２７Ａ〜図２８Ｃでは、その隔壁１５の図示は省略する。
【０１２１】
第９実施形態では、３列型回転スイッチング機構の作動によって第１列〜第３列の磁石５Ａ、５Ｂ同士の磁極の配置が交互に異なる状態にされた場合、磁石５Ａ、５Ｂからの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図２８Ｂ中の実線矢印参照）。図２８Ｂに示すように、隣接する第１列〜第３列の第１磁石５Ａのうち、例えば、第１列及び第２列の第１磁石５Ａのうちの一方の第１磁石５ＡのＮ極から出た磁束は、スイッチ板３０を通じた後、他方の第１磁石５ＡのＳ極に達する。この磁束には、その一方の第１磁石５Ａに接する第２磁石５ＢのＮ極からの磁束も重畳する。他方の第１磁石５ＡのＮ極から出た磁束は、磁石保持リング６Ａを通じて一方の第１磁石５ＡのＳ極に達する。このような状況は、第２列及び第３列の第１磁石５Ａにおいても、同様である。つまり、磁石５Ａ、５Ｂからの磁束は発熱ドラム４Ａに到達することなく、磁石５Ａ、５Ｂと発熱ドラム４Ａとの間に磁気回路は発生しない。
【０１２２】
これに対し、３列型回転スイッチング機構の作動によって第１列〜第３列の磁石５Ａ、５Ｂ同士の磁極の配置が完全に一致した場合、磁石５Ａ、５Ｂからの磁束（磁界）は、次のような状況になる（図２７Ｂ及び図２７Ｃ中の実線矢印参照）。図２７Ａ〜図２７Ｃに示すように、互いに円周方向で隣接する第１磁石５Ａのうちの一方の第１磁石５ＡのＮ極からスイッチ板３０を通じて出た磁束は、この第１磁石５Ａに対向する発熱ドラム４Ａに達する。この磁束には、その一方の第１磁石５Ａに接する第２磁石５ＢのＮ極からの磁束も重畳する。発熱ドラム４Ａに達した磁束は、他方の第１磁石５ＡのＳ極にスイッチ板３０を通じて達する。他方の第１磁石５ＡのＮ極から出た磁束は、磁石保持リング６Ａを通じて一方の第１磁石５ＡのＳ極に達する。つまり、前記第７実施形態と同様の磁気回路が形成される。
【０１２３】
したがって、第９実施形態の発熱装置でも、前記第７実施形態と同様の効果を奏する。
【０１２４】
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。例えば、上記第４実施形態の単列型回転スイッチング機構においては、磁石保持リング６Ａが本体２に固定され、スイッチ板３０を保持するスイッチ板保持リングが回転可能である構成に変更することができる。要するに、磁石保持リング６Ａとスイッチ板３０とのうちのいずれか一方が、回転軸３を中心に回転可能であればよい。
【０１２５】
上記第５〜第７実施形態の２列型回転スイッチング機構においては、第２列の磁石保持リング６Ａが本体２に固定され、第１列の磁石保持リング６Ａが回転可能である構成に変更することができる。要するに、第１列の磁石保持リング６Ａと第２列の磁石保持リング６Ａとのうちのいずれか一方が、回転軸３を中心に回転可能であればよい。
【０１２６】
上記第８及び第９実施形態の３列型回転スイッチング機構においては、第２列の磁石保持リング６Ａが本体２に固定され、第１列及び第３列の磁石保持リング６Ａが回転可能である構成に変更することができる。要するに、第１列及び第３列の磁石保持リング６Ａと第２列の磁石保持リング６Ａとのうちのいずれか一方が、回転軸３を中心に回転可能であればよい。
【０１２７】
上記の実施形態では、磁石５及び磁石保持リング６Ａが発熱ドラム４Ａの内側に配置され、磁石５が発熱ドラム４Ａの内周面に対向する構成である。これとは逆に、図２９に示すように、磁石５及び磁石保持リング６Ａが発熱ドラム４Ａの外側に配置され、磁石５が発熱ドラム４Ａの外周面に対向するように変更することもできる。この場合、磁石５は、磁石保持リング６Ａの内周面に保持される。
【０１２８】
また、上記の発熱装置は、風力発電設備のみならず、水力発電設備等のように流体運動エネルギを利用した発電設備に搭載することができる。
【０１２９】
更に、上記の発熱装置は、車両（例えば、トラックやバス等）に搭載することができる。この場合、上記の発熱装置は、補助ブレーキとしての渦電流式減速装置とは別個に設けられてもよいし、補助ブレーキとして兼用されてもよい。補助ブレーキとして兼用される場合、制動と非制動とを切り替えるスイッチ機構を設置すればよい。上記の発熱装置は、補助ブレーキ（減速装置）として用いられる場合、プロペラシャフト、ドライブシャフト等のような回転軸の回転速度を減速する。これにより、車両の走行速度が調整される。その際、回転軸の回転速度を減速させる制動力が発生すると同時に、熱が発生する。車両に搭載した発熱装置によって回収された熱は、例えば、車体内を暖めるための暖房機の熱源に利用されたり、コンテナ内を冷却するための冷凍機の熱源に利用されたりする。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明の渦電流式発熱装置は、風力発電設備、水力発電設備等のように流体運動エネルギを利用した発電設備、及びトラック、バス等の車両に有用である。
【符号の説明】
【０１３１】
１：渦電流式発熱装置
２：本体
３：回転軸
４：発熱部材
４Ａ：発熱ドラム
４Ｂ：連結部材
４ａ：基材
４ｂ：第１層
４ｃ：第２層
４ｄ：酸化防止皮膜層
４ｅ：緩衝層
５、５Ａ、５Ｂ：永久磁石
６：磁石保持部材
６Ａ：磁石保持リング
７：軸受
８：カバー
９、１０：ポールピース
１１：入口
１２：出口
１５：隔壁
１５ａ：円板
２０：羽根車
２３：クラッチ装置
２４：増速装置
３０：スイッチ板
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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