Магнитно-тепловой двигатель Советский патент 1987 года по МПК F03G7/00 

Изобретение относится к технике преобразования тепловой энергии в механическую энергию вращения вала и может быть, использовано в качестве привода в автоматических системах управления, игрушках и т. п.

Целью изобретения является повышение экономичности путем частичной регенерации тепла.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого двигателя, осевой разрез; на фиг. 2 - вид на ротор двигателя вдоль его оси; на фиг. 3 - схема прохождения термомагнитных пластин ротора мимо средства нагрева и постоянного магнита статора.

Двигатель содержит корпус 1, в нижней части которого размеш,ено средство охлаждения в виде поддона с охлаждающей жидкостью 2. В корпусе 1 на вертикальной оси 3 установлен ротор 4 в виде полого цилиндра из материала, обладающего высокой теплопроводностью, например из меди. В боковой стенке ротора 4 в его нижней части выполнены окна 5 для циркуляции охлаждающей жидкости 2. В верхней части ротор 4 имеет кольцевой бортик 6, к которому жестко прикреплены термочустви- тельные элементы, выполненные в виде поочередно установленных пластин 7 и 8 из различных материалов. Материал пластин 7, например железоникелевый сплав, имеет магнитные свойства при температуре охлаждения и теряет их при нагреве, а материал пластин 8, например железородиевый сплав, имеет магнитные свойства при температуре нагрева и теряет их при охлаждении. Соседние пластины 7 и 8 разделены воздушными промежутками. На корпусе 1 закреплены постоянные магниты 9 для взаимодействия с пластинами 7 и 8, а также средства нагрева последних в виде установленных вблизи магнитов 9 со смещением относительно них по окружности электрических спиралей 10. Спирали 10 подключены к электрической сети 11 через выключатель, выполненный в виде программированного контактного диска 12 и неподвижных щеток 13 и 14. Диск 12 закреплен на оси 3 ротора 4 с возможностью периодического отключения спиралей 10 от сети 11 с частотой, равной частоте прохождения одинаковых пластин 7 и 8 мимо каждого магнита 9.

Магнитно-тепловой двигатель работает следующим образом.

Работа двигателя основана на известном свойстве термомагнитных материалов терять или наоборот приобретать чувствительность к магнитному полю (ферромагнитные свойства) при нагреве выше их точки Кюри.

Пластина 7 (как это показано на фиг. 3), оказавщись в зоне действия постоянного магнита 9, будет притягиваться последним до тех пор, пока не окажется в положении сим5

метрии по отношению к нему. Но в то время, когда передний край пластины 7 дойдет до середины магнита 9, включается нагревательная спираль 10. К моменту, когда пластина 7 установится в положении симметрии относительно постоянного магкита 9, она нагреется выще точки Кюри ее материала и потеряет чувствительность к магнитному полю, т.е. перестанет притягиваться постоянным магнитом 9.

0 Но как показано на фиг. 3, спираль 10 одновременно с нагреванием пластины 7 нагревает и часть пластины 8, находящуюся в зоне действия постоянного магнита 9. Таким образом, в зоне действия постоянного магнита 9 одновременно оказываются целиком потерявшая вследствие нагрева ферромагнитные свойства пластина 7 и часть пластины 8, приобретающей при нагреве ферромагнитные свойства. Следовательно, постоянный магнит 9, не взаимодействующий с

Q нагретой пластиной 7, начинает притягивать пластину 8.

Но в то время, как под нагревательной спиралью 10 окажется передняя половина пластины 8, нагревательная спираль 10 выключается. Однако пластина 8 продолжает

5 притягиваться магнитом 9, так как ее чувствительность к магнитному полю не исчезает одновременно с выключением средства нагрева - спирали 10 а некоторое время сохраняется за счет ее теплоемкости. К тому же времени, когда пластина 8 займет

положение симметрии по отношению к постоянному магниту 9, она потеряет ферромагнитные свойства вследствие остывания ниже точки Кюри ее материала. В это время в зоне действия магнита 9 оказывается передний конец очередной пластины 7, обладающей при температуре окружающей среды чувствительностью к магнитному полю, так как она отделена от нагретой пластины 8 воздушным промежутком и не подвергалась нагреванию электрической спиралью

0 10. которая к ее подходу оказалась выключенной. Следовательно, постоянный магнит 9 начинает притягивать очередную ненагретую пластину 7 и цикл повторяется. Охлаждение термомагнитных пластин 7 и 8 осуществляется через теплопроводные стен5 ки ротора 6 жидкостью 2, залитой в поддон, размещенный в нижней части корпуса 1. Таким образом, повышение экономичности предлагаемого двигателя по сравнению с известным достигается за счет экономии электроэнергии при периодическом отклю чении спиралей 10 и регенерации тепла путем использования тепла, отбираемого от охлаждаемых пластин 7 или 8 для дополнительного нагрева нагреваемых пластин 8 или 7 соответственно.

5

55

Формула изобретения

Магнитно-тепловой двигатель, содержащий корпус, размещенный в корпусе ротор с установленными по его окружности термомагнитными элементами, постоянный магнит, средства нагрева и охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем частичной регенерации тепла, он дополнительно снабжен выключателем средства нагрева, термомагнитные элементы выполнены в виде поочередно установленных пластин из различных материалов, один из которых имеет магнитные свойства при температуре охлаждения и теряет их при на греве, а другой - магнитные свойства при температуре нагрева с потерей их при охлаждении, причем выключатель соединен с ротором с возможностью периодического отключения средства нагрева с частотой, равной частоте прохождения одинаковых пластин мимо магнита.

Изобретение м.б. использовано в качестве привода в автоматических системах управления и игрушках. Изобретение позволяет повысить экономичность путем частичной регенерации тепла. На роторе поочередно установлены пластины (П) 7 и 8 из различных материалов. Материал П 7 имеет магнитные W свойства при т-ре охлаждения и теряет их при нагреве, а материал П 8 имеет магнитные свойства при т-ре нагрева и теряет их при охлажденин. На корпусе закреплены постоянные магниты (ИМ) 9 для взаимодействия с П 7 и 8. Вблизи ПМ 9 со смещением относительно последних по окружности размешены электрические спирали (С) 10. С 10 подключены к электросети через выключатель, который соединен с ротором с возможностью периодического отключения С 10 с частотой, равной частоте прохождения одинаковых П мимо ПМ 9. При периодическом отключении С 10 и регенерации тепла путем использования тепла, отбираемого от охлаждаемых П 7 и 8 для дополнительного нагрева нагреваемых П 8 и 7 соответственно, экономится электроэнергия. 3 ил. (О (Л оо фиг.1

фие.2

//

дзиг.Ъ

/ /