Магнитно-тепловой двигатель Советский патент 1984 года по МПК F03G7/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам преобразования тепловой энергии, в механическую с использованием зависимости магнитных свойств термомагнитных сплавов от температуры вблизи их точки Кюри, и может быть применено при создании быстроходного магнитнотеплового двигателя.

Известен магнитно-тепловой двигатель, содержащий корпус с окном на боковой поверхности и с установленным в корпусе вблизи окна постоянным магнитом, ротор в виде полого тела вращения из термомагнитного сплава и поддон с жидкостью для охлаждения ротора 1.

Недостатками устройства являются невозможность использования для нагрева ротора тепловой энергии жидкого или газообразного теплоносителей, невозможность регулировки скорости вращения ротора и его реверса, а также недостаточные КПД и быстроходность двигателя, обусловленные медленным протеканием процессов подвода и отвода тепла к монолитному ферромагнитному ротору.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является магнитно-тепловой двигатель, содержащий корпус с установленными в нем постоянным магнитом и ротором в виде полого тела вращения из термомагнитпого сплава, проходящим через зоны нагрева и охлаждения.

В этом двигателе обеспечивается преобразование в механическую энергию тепловой энергии жидких и газообразных теплоносителей за счет наличия охватывающих ротор проточных горячего и холодного теплообменных коллекторов, а также регулирование скорости вращения и реверс ротора за счет возможности поворота и фиксации положения магнита относительно зон нагрева и охлаждения 2.

Однако КПД и быстроходность этого двигателя недостаточны как из-за медленного подвода и отвода тепла к монолитному ротору, так и вследствие потерь тепла, обусл()Е)ленных недостаточной теплоизоляцией между участками ротора, находящимися к зонах нагрева и охлаждения.

Целью изобретения является повышение КПД и быстроходности дв-игателя.

Указанная цель достигается тем, что в магнитно-тепловом двигателе, содержащем корпус с установленными в нем постоянным магнитом и ротором ввиде полого тела вращения из термомагнитного сплава, проходящим через зоны нагрева и охлаждения, ротор вь полнен в виде расположенных по окружности и скрепленных между собой тепловых труб, фитили которых выполнены из пористого термомагнитного сплава.

Полости тепловых труб заключены между двумя усеченными конусами из немагнитного материала, расположенными один внутри другого и скрепленными между собой

теплоизолирующими радиальными перегородками.

При таком выполнении двигателя существенно увеличивается интенсивность теплообмена между зоной нагрева и термомагнитными элементами ротора, составляющими пористый слой тепловой трубы, и уменьщается бесполезный перенос тепла по ротору из зоны нагрева в зону о.хлаждения, что способствует увеличению КПД и быстроо ходности двигателя.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого двигателя, разрез; на фиг. 2 - вид на двигатель сверху в зоне расположения магнита.

Двигатель содержит корпус 1 с укреплен5 ным в нем постоянным магнитом 2 и ротором 3, установленным в корпусе 1 на подщипниках 4. Ротор 3 выполнен в виде наружного усеченного конуса 5 и внутреннего усеченного конуса 6, вставленных один в другой. Оба конуса 5 и 6 изготовлены из немагнитного материала и скреплены между собой теплоизолирующими радиальными перегородками 7. Конусы 5 и. 6 и- перегородки 7 образуют расположенные по окружности и скрепленные между собой тепловые

5 трубы прямоугольного сечения с равновеликими и герметичными полостями, фитили 8 которых установлены на наружном конусе 5, изготовлены из термомагнитного сплава и имеют пористую структуру. Постоянный магнит 2 установлен в районе зоны 9 кон0 денсации тепловых труб с небольшим зазором со стороны фитиля 8.

Для обдува горячим газом расположенных снизу ротора зон 10 испарения тепловых труб напротив этих зон расположен входной патрубок 11 устройства 12 обдува, имеющий

5 внутренние стенки 13 и наружные стенки 14, , образующие лабиринтное уплотнение с кольцевыми пластинами 15 и 16, закрепленны.ми на роторе 3. Для выхода отработанных горячих газов после обдува зон 10 испарения тепловых труб служит вы.чодной патрубок 17.

Устройство 12 обдува закреплено на корпусе подвижно с возможностью поворота на определенный угол относительно постоянного магнита 2 по направлению вращения ротора 3 и против его вращения.

5 Устройство 12 обдува соединено с источником горячего газа работающим на жидком или газообразном топливе газогенератором 18, вход которого через теплообменник 19 соединен с входным фильтром 20. Для предварительного подогрева, подаваемого .

0. в газогенератор воздуха, теплообменник 19 соединен с выходным патрубком 17 устройства 12 обдува.

В корпусе 1 выполнены окна 21 для охлаждающего ротор воздуха. Для подачи воздуха в газогенератор служит вентилятор

5 (не показан). Для подачи охлаждающего воздуха через окна 21 также может быть установлен вентилятор.

1. МАГНИТНО-ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус сустановленными в нем постоянным магнитом и ротором в виде полого тела вращения из термомагнитного силава, проходящим через зоны нагрева и охлаждения, отличающийся тем, что, с целью поБыщения КПД и быстроходности двигателя, ротор выполнен в виде расположенных по окружности и скрепленных между собой тепловых труб, фитили которых выполнены из пористого термомагнитного сп.ава. 2. Двигатель по п. I, отличающийся тем, что полости тепловых труб заключепы между двумя усеченными конусами из немагнитного материала, расположенными один внутри друго1Ч) и скрепленными собой теилоизол11ру|они-1ми радиальными иерегородками. сл со 4 СО ОО оо