Устройство для преобразования тепловой энергии в электрическую и/или механическую, тепловая труба. Российский патент 2020 года по МПК H01L35/00 H02N2/00 H02N10/00 

Область техники

Изобретение относится к области преобразования тепловой энергии в электрическую и/или механическую посредством устройств на основе термоэлектрического и термомагнитного метода преобразования тепловой энергии.

Уровень техники.

Известны устройства преобразования тепловой энергии в электрическую, основанные на эффекте Пельтье (Зеебека), например [1].

Их общим недостатком является низкая эффективность и ограниченные возможности по мощности. Известны способ и устройства [2-5], непосредственно преобразующие тепловую энергию в электрическую путем периодического нагревания и охлаждения (термоциклирования) термочувствительного ферромагнитного сердечника нелинейной катушки индуктивности вблизи точки Кюри. Недостаток, присущий этим способам и устройствам, реализующим эти способы, - низкая эффективность, что связано с необходимостью использования относительно продолжительных процессов термоциклирования магнитных материалов. Прототип [6]. Также существует множество видов тепловы труб [7, 8, 9]. Прототип [10].

Раскрытие сущности изобретения

Во всех существующих устройствах общим недостатком является низкая эффективность и ограниченные возможности по мощности, что связано с необходимостью использования относительно продолжительных процессов термоциклирования магнитных материалов. В предлагаемом устройстве это ограничение устраняется путем нагревания и охлаждения термоэлектрических и термомагнитных преобразователей посредством тепловых труб.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 вариант реализации устройства, в котором термочувствительный ферромагнитный элемент 1 прикреплен к испарительной зоне 2 тепловой трубы 3. Тепловая труба 3 висит на нити или веревке 4, прикрепленной к перекладине 5, которая в свою очередь крепится к опоре 6. Опора 6 зафиксирована на поверхности 7. Термочувствительный ферромагнитный элемент 1, посредством магнитного взаимодействия притянут к постоянному магниту 8, также зафиксированному на поверхности 7, посредством опор 6. На Фиг. 1 термочувствительный ферромагнитный элемент 1 притянут к постоянному магниту 8. При нагревании термочувствительного ферромагнитного элемента 1 источником тепла 9, в данном варианте реализации это свеча, происходит нагрев термочувствительного ферромагнитного элемента 1 и изменение его магнитных свойств. Материал термочувствительного ферромагнитного элемента 1 изменит свои магнитные свойства и он перестанет притягиваться к магниту 8 и повиснет на нити 4 в вертикальном положении - Фиг. 2. После прекращения нагрева термочувствительного ферромагнитного элемента 1 и отхода тепловой трубы 3 от магнита 8 и источника тепла 9, будет происходить охлаждение термочувствительного ферромагнитного элемента 1. Нагретый термочувствительный ферромагнитный элемент 1 будет остывать вследствии перемещения теплоносителя находящегося внутри тепловой трубы 3. Теплоноситель будет переносить тепло от испарительной зоны находящейся на конце 2 трубы 3, к конденсационной зоне 10 находящейся на конце трубы 3. К наружной оболочке конденсационной зоны 10 трубы 3 прикреплен пластинчатый радиатор 11, который будет ускорять теплообмен с окружающей средой, в данном варианте реализации с воздухом, и ускорит остывание термочувствительного ферромагнитного элемента 1. После остывания термочувствительного ферромагнитного элемента 1, он обретет ферромагнитные свойства и будет вновь притянут к магниту 8 - Фиг. 1. Циклическое маятниковое движение тепловой трубы 3 на нити 4 с термочувствительным ферромагнитным элементом 1 с изменяющимися магнитными свойствами, будет вызывать изменение магнитного поля магнита 8 и возбуждать электрический ток в обмотке 12. В данном варианте реализации тепловая труба 3 служит для ускорения охлаждения термочувствительного ферромагнитного элемента 1.

На Фиг. 3 вариант реализации устройства, в котором термочувствительный ферромагнитный элемент 1 обладает возможностью перемещаться между двумя тепловыми трубами, одна из которых служит для нагрева термочувствительного ферромагнитного элемента 1, а другая для его охлаждения. Термочувствительный ферромагнитный элемент 1 находится между двумя тепловыми трубами. Тепловая труба 3 расположенная справа от термочувствительного ферромагнитного элемента 1, служит для охлаждения термочувствительного ферромагнитного элемента 1, а труба 13, расположенная слева от термочувствительного ферромагнитного элемента 1, служит для его нагревания. Термочувствительный ферромагнитный элемент 1 расположен на подставке 14, закрепленной на опоре 6, и обладает возможностью по подставке 14 перемещаться. Внутри тепловой трубы 13 расположенной слева и служащей для нагрева термочувствительного ферромагнитного элемента 1, находится постоянный магнит 8, который обладает постоянными магнитным свойствами и не изменяет их при нагреве левой тепловой трубы 13. В холодном, ненагретом состоянии термочувствительный ферромагнитный элемент 1 прижат посредством магнитного взаимодействия с постоянным магнитом 8 находящимся внутри тепловой трубы 13, расположенной слева. При нагреве термочувствительного ферромагнитного элемента 1 посредством источника тепла 9, в данном варианте реализации это свеча, происходит нагрев термочувствительного ферромагнитного элемента 1 и изменение его магнитных свойств. Нагрев элемента 1 осуществляется посредством передачи тепла от источника тепла 9 через тепловую трубу 13, расположенную слева от термочувствительного ферромагнитного элемента 1. Магнитное взаимодействие между постоянным магнитом 8, находящимся внутри тепловой трубы 13, расположенной слева и термочувствительным ферромагнитным элементом 1 ослабевает, и он под действием пружины 15, установленной на стойках 16, 17, притягивается к концу тепловой трубы 3, расположенной справа и служащей для охлаждения термочувствительного ферромагнитного элемента 1 - Фиг. 4. После прижатия нагретого термочувствительного ферромагнитного элемента 1 к трубе 3 расположенной справа, и нагрева теплоносителя находящегося в трубе 3 начинается процесс охлаждения термочувствительного ферромагнитного элемента 1, путем переноса тепла трубой 3 от испарительной зоны 2 к конденсационной зоне 10, снабженной радиатором 11. После охлаждения термочувствительного ферромагнитного элемента 1, он вновь обретет ферромагнитные свойства и будет притянут посредством магнитного взаимодействия с магнитом 8 к тепловой трубе 13, расположенной слева - Фиг. 3. Для преобразования изменения магнитного потока, возникающего вследствии движения термочувствительного элемента 1 и изменения его магнитных свойств в электрический ток, имеется постоянный магнит подковообразной формы 18, снабженный обмоткой 12. При движении термочувствительного ферромагнитного элемента 1, с изменяемыми магнитными свойствами между концами постоянного магнита подковообразной формы 18, в обмотке 12 будет возникать электрический ток. На термочувствительном ферромагнитном элементе 1, возможно размещение термомагнитных преобразователей энергии 19 любой конструкции [11], для более полного использования тепловой энергии, излучаемой с нагретой поверхности термочувствительного ферромагнитного элемента 1. Периодические колебания температуры на поверхности термочувствительного ферромагнитного элемента 1, будут вызывать генерацию электрического тока посредством элементов 19, закрепленных на поверхности элемента 1. Постоянный магнит 8 установлен внутри тепловой трубы 13, на опорах 6, прикрепленных к внутренней стенке тепловой трубы 13. Опоры 6 внутри трубы 13, не взаимодействуют с материалом фитиля 20, служащего для переноса теплоносителя от конденсационной зоны 10 трубы 13 к испарительной зоне 2 трубы 13. На Фиг. 5 вариант реализации устройства, в котором термочувствительный ферромагнитный элемент 1 распложен между двумя тепловыми трубами 3, 13 и составляет с ними единое целое. Термочувствительный ферромагнитный элемент 1 находится в кондесационной зоне 10, левой тепловой трубы 13. Одна из поверхностей элемента 1 является поверхностью конденсационной зоны трубы 13. В левой тепловой трубе 13 находится подвижный магнит 21, который при охлажденном состоянии элемента 1, притягивается к нему посредством магнитного взаимодействия. В состоянии прижатом к элементу 1, подвижный магнит 21 открывает канал 22 внутри тепловой трубы 13 для перемещения теплоносителя, находящегося в тепловой трубе. После нагрева элемента 1, посредством тепловой трубы 13 от источника тепла, в данном варианте реализации от свечи 9, происходит изменение магнитных свойств элемента 1 и магнитное взаимодействие между элементом 1 и подвижным магнитом 21 ослабевает. Магнит 21 под действием пружины 23 изменяет свое пространственное положение внутри трубы 13 и закрывает канал 22 для переноса теплоносителя к элементу 1 - Фиг.6. Магнит 21 является частью затвора изменяющего проходное сечение внутри трубы 13 открывая и закрывая канал 22. Изменение проходного сечения в путем закрывания канала 22 происходит посредством прижатия к седлу конусной формы 24, запирающего конусного элемента 25, который вместе с магнитом 21, является частью затвора. Седло конусной формы 24, образуется сужением трубы 13. Теплоноситель перестает нагревать элемент 1, происходит его остывание и изменение его магнитных свойств. После остывания элемента 1 происходит взаимное притяжение элемента 1 и магнита 21, открывающего канал 22 и доступ газообразного теплоносителя к элементу 1 становится свободным - Фиг. 5.

В правой трубке 3, в холодном, охлажденном состоянии элемента 1, - Фиг.5, имеется подвижный магнит 21, который в охлажденном состоянии, прижат к элементу 1 посредством магнитного взаимодействия и закрывает канал 22 внутри трубы 3. Перенос теплоносителя не осуществляется. При повышении температуры элемента 1, происходит ослабление магнитного взаимодействия между элементом 1 и подвижным магнитом 21. Магнит 21 под действием пружины 23 изменяет свое пространственное положение внутри трубы 3 и открывает канал 22 для переноса теплоносителя от испарительной зоны, соприкасающейся с элементом 1, к конденсационной зоне 10, снабженной радиатором 11 - Фиг. 6. После охлаждения элемента 1, посредством магнитного взаимодействия подвижный магнит 21 будет притянут к элементу 1 и закроет канал 22 для переноса теплоносителя от испарительной зоны 2 к конденсационной зоне 10 трубы 3 - Фиг. 5, канал 22 будет закрыт.Магнит 21 является частью подвижного затвора изменяющего проходное сечение в трубе 3 путем открывания и закрывания канала 22. Изменение проходного сечения в трубе 3 происходит посредством прижатия к седлу конусной формы 24, запирающего конусного элемента 25, который вместе с магнитом 21, является частью затвора. Седло конусной формы 24, образуется сужением трубы 3. Работа обеих тепловых труб 3, 13 позволит ускорить время нагрева и охлаждения элемента 1. Для преобразования изменяющихся магнитных свойств элемента 1 в электрический ток имеется подковообразный магнит 18 и обмотка 12. Подвижные магниты 21 в левой 13 и правой 3 тепловых трубах, являются затворами, которые под действием пружин 23 прижимаются к седлам 24, изменяя площадь проходного сечения в трубах 3, 13. Часть материала элемента 1 может быть выполнена из капиллярно-пористого материала, для увеличения поверхности теплообмена элемента 1 с теплоносителем. Капиллярно-пористое строение имеет поверхность 26 контактирующая с теплоносителем в трубе 3 или 13. Пружины 23 в правой и левой тепловых трубах крепятся к затвору и к стенке тепловых труб. В данном варианте реализации подвижный затвор на обеих трубах, может быть полностью выполнен из однородного ферромагнитного материала, являющегося постоянным магнитом взаимодействующим с элементом 1.

На Фиг. 7 вариант реализации тепловой трубы 13, служащей для нагрева элемента 1 неподвижно соединенного с трубой 13. Одна из поверхностей элемента 1 является стенкой конденсационной зоны трубы 13. На Фиг. 7 элемент 1 находится в ненагретом, охлажденном состоянии и посредством магнитного взаимодействия притягивает к себе подвижный магнит 21. Магнит 21 является частью затвора, открывающего на данном рисунке канал 22. Затвор содержит коническую часть 25, которая совмещается с седлом клапана 24, образованном сужением просвета тепловой трубы 13. В ненагретом, охлажденном состоянии магнит 21 притянут к элементу 1 и открывает канал 22 для возможности перемещения теплоносителя к элементу 1. Коническая часть 27, также являющаяся частью затвора, в ненагретом состоянии элемента 1, закрывает доступ теплоносителя в ответвление 28 трубы 13. При нагреве испарительной зоны 2 трубы 13 от источника тепла, в данном варианте реализации свеча 9, происходит нагрев элемента 1, он изменяет свои магнитные свойства, магнитное взаимодействие с магнитом 21 ослабевает и затвор, состоящий из магнита 21, конуса 25 и конуса 27, перемещается под действием пружины 23 и закрывает канал 22 для перемещения теплоносителя к элементу 1 и открывает канал 29, для перемещения теплоносителя в ответвление 28, трубы 13 - Фиг. 8. На Фиг. 7 канал 29 закрыт конусом 27 и не обозначен. В нагретом состоянии элемента 1, теплоноситель движется не для нагрева элемента 1, а для нагрева термоэлектронных преобразователей энергии 19, расположенных в конденсационной зоне 10 ответвления 28 трубы 13. На Фиг. 8 элемент 1 находится в нагретом состоянии и теплоноситель поступает в ответвление 28 трубы 13. Ответвление 28 функционирует как отдельная тепловая труба до остывания элемента 1 и закрытия канала 29 и открытия канала 22. Для расширения возможности управления работой тепловой трубы, часть фитиля тепловой трубы, в виде ответвления 28, может быть выполнена, из капиллярно пористого материала, с управляемой степенью смачивания теплоносителя перемещающегося по ответвлению 28. На участок фитиля 30 ответвления 28 подается электрический потенциал от источника тока 31 по проводам 32 и 33. В зависимости от величины и полярности подаваемого на участок 30 тока, будет изменяться степень смачиваемости и скорости прохождения теплоносителя по фитилю тепловой трубы.

На Фиг. 9 вариант реализации устройства, в котором осуществляется преобразование тепловой энергии как в механическую, так и в электрическую энергии. Устройство содержит ротор 34, закрепленный на опоре 6. На роторе 34 радиально и равномерно расположены жестко закрепленные тепловые трубы 3 на свободных концах которых закреплены элементы 1. Тепловые трубы 3 применяемые в данном варианте реализации имеют конструкцию, аналогичную тепловой трубе 3 применяемой на Фиг. 5, Фиг. 6. При нагреве элементов 1, от источника тепла 9, внутренний затвор совмещенный с магнитом 21 переместится, откроет канал 22 и ускорит остывание элемента 1. Механическое перемещение внутреннего затвора совмещенного с магнитом 21 вызовет весовой дисбаланс и вращение ротора 34 по часовой стрелке. Для генерации электрического тока ненагретые элементы 1 перемещаясь мимо постоянного магнита 8, изменяют его магнитный поток и генерируют электрический ток в обмотке 12. Трубки 3 крепятся к ротору 34 посредством пластинчатых элементов 11, являющихся одновременно радиаторами для рассеивания тепла. В составе элементов 1 возможно наличие намагничивающего приспособления 35. Под намагничивающим приспособлением 35 в данном изобретении понимается источник постоянного магнитного поля с точкой Кюри выше точки Кюри материала элемента 1. Точка Кюри материала намагничивающего приспособления 35 выше точки Кюри температуры максимального нагрева элемента 1, то есть при всех при всех режимах работы устройства магнитные свойства приспособления 35 будут постоянны. Намагничивание элемента 1 после прекращения нагрева будет происходить под действием постоянных магнитов совмещенных с тепловыми трубами, а также под действием намагничивающего приспособления 35. Возможны варианты реализации как с намагничивающим приспособлением, так и без него. То есть возможен вариант реализации, в котором намагничивание элемента 1 будет происходить без намагничивающего приспособления, а только под действием магнитного поля магнитов, совмещенных с тепловыми трубами. Возможна также реализация без размагничивания элементов 1, а только изменение магнитных свойств элемента 1 вблизи точки Кюри.

На Фиг. 10 вариант реализации устройства в котором термомагнитные преобразователи энергии находятся в конденсационной зоне тепловой трубы 36, в которой имеется приспособление для изменения нагрева разных областей конденсационной зоны 10 тепловой трубы. Устройство функционирует следующим образом, от источника тепла, в данном варианте реализации свечи 9, происходит нагрев тепловой трубы 36 расположенной на поверхности 7 с помощью опор 6. Свеча 9 нагревает испарительную зону 2 тепловой трубы 36. Зона конденсации 10 тепловой трубы 36 представляет собой полый диск 37 с зубчатыми краями, внутри которого находится подвижный элемент 38. Подвижный элемент 38 представляет собой полую изогнутую трубку один конец 39 которой вставлен во внутреннюю полость 40 тепловой трубы 36, а другой конец 41 служит для выхода теплоносителя в зону конденсации 10. Конец 41 подвижного элемента 38 снабжен соплом 42 для выхода нагретого теплоносителя в зону конденсации. На боковой поверхности подвижного элемента 38 находится сопло 43 через которое происходит выход части теплоносителя. Струя теплоносителя выходящая из из сопла 43 приводит в движение подвижный элемент 38, который будет совершать круговые движения против часовой стрелки, попеременно направляя струю теплоносителя на разные области конденсационной зоны тепловой трубы 36, и попеременно нагревая термомагнитные преобразователи 19 тепловой энергии в электрическую. Подвижный элемент 38 может также приводиться в движение при помощи внешнего привода, например, двигателя 44 который перемещая внешний магнит 45 находящийся в магнитном взаимодействии с магнитом 46 закрепленным на подвижном элементе 38 приводит в движение подвижный элемент 38. Преобразователи энергии 19 могут находиться как внутри диска 37, так и снаружи. Подвижный элемент 38 может быть просто вставлен в внутреннюю полость 40 тепловой трубы 36 и вращаться преодолевая силу трения возникающую между поверхность внутренней полости 40 тепловой трубы 36, так и быть совмещенным с внутренней полостью 40 посредством подшибника 47.

На Фиг. 11 вариант реализации, в котором элемент 1, выполнен в виде сферы 48, являющейся одновременно конденсационной зоной 10 трубы 36. Подвижный элемент 38 в данном варианте реализации представляет собой полую трубку заглушенную в верхней части, трубка обладает способностью вращения. На трубке имеются ответвления 49 для приведения элемента 38 во вращение и направление теплоносителя на различные участки поверхности элемента 1, выполненного в виде сферы 48. Сопла 43 служат для приведения элемента 38 во вращательное движение, а сопла 42, для направления потока теплоносителя на различные участки внутренней поверхности сферы 48. Для преобразования изменяющихся магнитных свойств элемента 1 в электрический ток имеется подковообразный магнит 18 и обмотка 12. Для намагничивания имеется источник тока 50, с обмоткой 51. Источник тока 50 путем подачи тока на обмотку 50 может изменять степень намагниченности элемента 1.

На Фиг. 12 вариант реализации, в котором затвор изменяющий проходное сечение в канале 22 на Фиг. 5 в трубе 13 выполнен в виде композиционного элемента. Он состоит из магнита 21 и узкого стержня 52. Стержень 52, может быть выполнен из материала не обладающего ферромагнитными свойствами, например парамагнетик или диэлектрик. Корпус магнита 21 с одной стороны выполнен в виде конуса.

На Фиг. 13 вариант реализации, в котором затвор изменяющий проходное сечение в канале 22 на Фиг. 5 в трубе 3 выполнен в виде композиционного элемента. Он состоит из магнита 21, узкого стержня 52 и конусного запирающего элемента 53. Стержень 52, может быть выполнен из материала не обладающего ферромагнитными свойствами, например парамагнетик или диэлектрик.

На Фиг. 14 вариант реализации, в котором элемент 1 имеет композиционного строение, то есть он может состоять из ферромагнитных материалов с разной точкой Кюри. Например материал 54 может иметь одну точку Кюри, а включения 55 другую точку Кюри.

Осуществление изобретения

Под термочувствительным ферромагнитным элементом 1 понимается деталь или элемент устройства изменяющий свои магнитные свойства при нагревании. Точка Кюри материала может быть различна и определяться диапазоном температур, в котором будет работать устройство. В качестве материала ферромагнитного чувствительного элемента могут использоваться материалы с относительно низкой точкой Кюри (300-320 К). Например, материалы, в которых наблюдается магнитный фазовый переход первого рода (Gd 5 (Si, Ge)4, La(Fe, Si, Al) 13, MnFePAs и др. [12]. Однако наиболее интересны, с точке зрения дешевизны и функциональности, могут быть сплавы Гейслера N-Mn-Z (Z=Ga, In, Sn) [13].

Для всех вариантов реализации: термочувствительный ферромагнитный элемент 1 может совмещаться с нагревающей 13 и охлаждающей 3 тепловыми трубами любым известным способом, позволяющим осуществлять между ними контакт для осуществления теплообмена. Элемент может как крепиться к внешней оболочке тепловой трубы, так и являться частью внутренней оболочки тепловой трубы. Как один из вариантов конденсационная зона тепловой трубы полностью совмещена с элементом 1 - Фиг. 11. Под определением тепловой трубы понимается испарительно-конденсационное герметичное устройство с использованием капиллярных сил служащее для передачи тепла и работающее по замкнутому циклу. Как частный случай реализации под определением тепловой трубы понимается испарительно-конденсационное герметичное устройство, служащее для передачи тепла и работающее по замкнутому циклу, без использования капиллярных сил. Устройство работающее без использования капиллярных сил называется термосифоном. В нем возврат теплоносителя осуществляется под действием гравитационных сил [7]. Варианты реализации в которых возможна реализация без фитиля, то есть, без использования капиллярных сил - Фиг. 10, Фиг. 11.

Нить или веревка 4 служит для соединения тепловой трубы 3 с перекладиной 5. Труба 3 соединенная с перекладиной 5 является маятником описывающим дугу окружности при колебании около положения равновесия.

Под перекладиной 5 понимается поперечный брус или палка прикрепленная к опоре 6.

Под опорой 6 понимается узел для переноса веса и других нагрузок с агрегата или детали на корпус или фундамент. Под постоянным магнитом 8, 21 понимается понимается тело, изготовленное из магнитотвердого материала с широкой петлей гистерезиса. Оно является намагниченным, и за счет запасенной энергии служит источником магнитного поля. Точка Кюри материала из которого изготовлен источник постоянного магнитного поля в виде постоянного магнита, выше, чем температура элемента 1. То есть при всех режимах функционирования устройства, магнитный поток создаваемый источником постоянного магнитного поля в виде постоянного магнита неизменен, и является постоянной величиной. Источник тепла может быть любым. Возможна регулировка интенсивности теплового воздействия на трубу 13, в данном варианте реализации - приближение или удаление свечи 9 к испарительной зоне трубы 13.

Под конденсационной зоной 10, понимается часть тепловой трубы, от которой отводится тепло и в которой происходит конденсация паров теплоносителя.

Под трубой 13 понимается тепловая труба служащая для нагревания элемента 1.

Под трубой 3 понимается тепловая труба служащая для охлаждения элемента 1.

Под термомагнитным преобразователем энергии 19 понимается любой существующий вид термомагнитного преобразователя[11].

Под фитилем 20 понимается элемент тепловой трубы, расположенный внутри корпуса и обеспечивающий циркуляцию теплоносителя под действием капиллярных сил. Изменение магнитных свойств элемента 1 может быть как при нагревании вблизи точки Кюри, то есть элемент 1 не утрачивает полностью намагниченность при нагревании вблизи точки Кюри, так и полностью утратить намагниченность при нагревании. Для восстановления намагниченности элемента 1 после охлаждения, возможно наличие намагничивающего приспособления 35 в виде постоянного магнита, либо намагничивающего приспособления в виде источника тока 50 и обмотки 51 которые при включении могут усиливать магнитный поток между концами подковообразного магнита 18 - Фиг. 11 и усиливать намагниченность элемента 1. Сопло это специально спрофилированный закрытый канал, для придания газовому потоку заданного направления. Под теплоносителем понимается движущаяся среда внутри тепловой трубы, используемая для переноса тепла.

Для всех вариантов реализации элемент 1 может быть изготовлен как из однородного материала, так и из композиционного материала. Однородный материал - материал состоящий из одного вещества, сплава или твердого раствора.

Композиционный материал - исскуственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними.

Источники нформации

1. Пат.№2419919, Российская федерация, МПК H01L 35/02. Термоэлектрический элемент.[Текст] / Г. Шпан. - 2008126318/28; заявл. 27.06.2008, опубл. 27.05.2011.

2. АС №811466 СССР, М.Кл. H02N 11/00. Термомагнитный генератор [Текст] / А.П. Новицкий, И.С. Петренко, В.А. Френкель/ - 2736844/24-25; заявл. 19.03.79; опубл. 07.03.1981, Бюл. №9.

3. АС №1015457 СССР, МПК H01L 31/04, H02N 11/00. Магнитотепловой генератор [Текст] / И.П. Копылов, И.Н. Дьяченко. - 3365147/24-25; заявл. 09.12.81; опубл. 30.04.1983, Бюл. №16.

4. Patent No.: US 2005/0062360 A1l, Int. cl.7 H02N 10/00. Thermal engine and thermal power generator both using magnetic body [Text] / Hisato Yabuta. - Appl no: 10/934,512; Filed; Sep.7, 2004; Pub. Date: Mar. 24, 2005.

5. Patent No.: US 8183736 B2, Int. cl. H02N 10/00; F25B 21/00. Device and method for converting energy [Text] / Gunnar Russberg, Mikael Dahlgren, Stefan Thorburn. -Appl. No.: 12/593,465; PCT Filed: Mar. 18, 2008; PCT Pub. Date: Oct. 2, 2008; PCT Pub. No.: WO 2008/116785.

6. Пат.№2620260, Российская федерация.

7. Тепловые трубы. Дан П.Д., Рей Д.А. 1979

8. 1027501 SU

9. 1252642 SU

10. 2387937 RU

11. Самойлович Анатолий Григорьевич Термоэлектрические и термомагнитные методы превращения энергии: Коспект лекций. - М.: Издательство ЛКИ, 2007. - 224 с.

12. Карпенко, А.Ю. Магнитокалорический, магнитообъемный эффекты в сплавах La(Fe, Si) и циклы магнитного охлаждения на основе данных материалов. Автореферат 13 диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук / А.Ю. Карпенко. - Тверь: ТГУ, 2012. - 24 с.

13. Казаков, А.П. Магнитные, тепловые и магнитотранспортные свойства сплавов Гейслера на основе Ni-Mn-In. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук / А.П. Казаков. - М.: МГУ, 2012. - 26 с.

Изобретение относится к области преобразования тепловой энергии в электрическую и/или механическую посредством устройств на основе термоэлектрического и термомагнитного метода преобразования тепловой энергии. Устройство для преобразования тепловой энергии в электрическую и/или механическую содержит один или несколько термоэлектрических и/или термомагнитных преобразователей энергии, содержащих термочувствительный ферромагнитного элемент, один или несколько постоянных магнитов, одну или несколько тепловых труб для нагрева и/или охлаждения одного или нескольких термоэлектрических преобразователей и/или термомагнитных преобразователей энергии. При этом термочувствительный ферромагнитный элемент, входящий в состав термомагнитного преобразователя энергии, обладает способностью перемещаться между тепловыми трубами при изменении своих магнитных свойств или содержит один или несколько постоянных магнитов, перемещающихся внутри тепловых труб при изменении магнитных свойств термочувствительного ферромагнитного элемента. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Устройство для преобразования тепловой энергии в электрическую и/или механическую, содержащее один или несколько термоэлектрических и/или термомагнитных преобразователей энергии, содержащих термочувствительный ферромагнитный элемент, один или несколько постоянных магнитов, одну или несколько тепловых труб для нагрева и/или охлаждения одного или нескольких термоэлектрических преобразователей и/или термомагнитных преобразователей энергии, отличающееся тем, что термочувствительный ферромагнитный элемент, входящий в состав термомагнитного преобразователя энергии, обладает способностью перемещаться между тепловыми трубами при изменении своих магнитных свойств или содержит один или несколько постоянных магнитов, перемещающихся внутри тепловых труб при изменении магнитных свойств термочувствительного ферромагнитного элемента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что один или несколько постоянных магнитов прикреплены к стенке тепловой трубы.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что один или несколько постоянных магнитов выполнены в виде подвижного затвора для изменения проходного сечения в трубах для изменения интенсивности потока теплоносителя от зоны испарения к зоне конденсации.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что одна из поверхностей термочувствительного ферромагнитного элемента является поверхностью конденсационной зоны тепловой трубы.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что поверхность термочувствительного ферромагнитного элемента, являющаяся частью поверхности конденсационной зоны тепловой трубы, выполнена из капиллярно-пористого материала.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тепловая труба является частью вращающегося ротора.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что перемещение постоянного магнита в тепловой трубе при изменении магнитных свойств термочувствительного ферромагнитного элемента вызывает дисбаланс ротора.

8. Тепловая труба, отличающаяся тем, что содержит подвижный элемент для направления теплоносителя на разные области конденсационной зоны тепловой трубы.

9. Тепловая труба по п. 8, отличающаяся тем, что подвижный элемент выполнен в виде трубки, обладающей возможностью вращаться внутри тепловой трубы.

10. Тепловая труба по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что подвижный элемент содержит сопло для выхода теплоносителя.

11. Тепловая труба по п. 10, отличающаяся тем, что содержит сопло для приведения подвижного элемента во вращательное движение.

12. Тепловая труба по п. 10 или 11, отличающаяся тем, что содержит сопло для выхода теплоносителя в зону конденсации.

13. Тепловая труба по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что один или несколько термомагнитных преобразователей находятся в конденсационной зоне тепловой трубы.

14. Тепловая труба по п. 13, отличающаяся тем, что термочувствительный ферромагнитный элемент термомагнитного преобразователя является конденсационной зоной тепловой трубы.

15. Тепловая труба по п. 13 или 14, отличающаяся тем, что материал термочувствительного ферромагнитного элемента термомагнитного преобразователя имеет однородное или композиционное строение.

16. Тепловая труба по п. 15, отличающаяся тем, что термочувствительный ферромагнитный элемент термомагнитного преобразователя может состоять из материалов с разной точкой Кюри.