Магнито-тепловой двигатель Советский патент 1980 года по МПК H02N11/00 

1

Изобретение относится к устройствам преобразования тепловой энергии в механическую и может быть использовано для преобразования тепловой энер- гии, содержащейся в жидких, парообразных или газообразных теплоносителях, в механическую энергию.

Известны устройства, функционирование которых.обеспечивается посредством изменения магнитных свойств от- дельных конструктивных элементов или их частот под воздействием температур.

Известно устройство, содержащее трубопровод, заполненный термомагнит-15 ной жидкостью, и постоянный магнит jJLj.

Однако нагрев жидкости в области магнитного поля изменяет ее магнитную проницаемость, что вызывает движение жидкости по трубопроводу. , 20

Известен магнитно-тепловой двигатель, содержащий статор с укрепленным на нем по крайней мере одним постоянным магнитом, цилиндрический ротор из термомагнитного материала, нагре- 25 ватель и охладитель .

Однако в этом двигателе статор выполнен в виде цилиндрического корпуса, на боковой поверхности которого расположено окно, частично перекры- 30

ваемое постоянным магнитом,- охладитель выполнен в виде поддона, заполHeHFioro жидкостью, в которую погружены концы фитильной пластины, изогнутой по форме ротора и имеющей разрыв в зоне окна, а нагревателем является поток солнечных лучей, проходящий через окно. Двигатель предназначен преимущественно для преобразования sHef)Гии солнечных лучей в механическую энергию и не может быть использован для работы от тепла газообразных, парообразных или жидких теплоносителей, что сужает область его применения. : Целью изобретения является расширение, области применения двигателя путем обеспечения его работы от тепла газообразных, парообразных или жидких теплоносителей.

Указанная цель достигается тем, что в магнитно-тепловом двигателе, содержащем статор с укрепленным на нем по крайней мере одним постоянным магнитом, цилиндрический ротор из термомагнитного материала, нагреватель и охладитель, ротор выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров, пространство между которыми разделено на рабочие камеры радиальными перегородками, статор выполнен в виде подшипниковых щитов оси ротора, причем у одного полюса магнита, закрепленного на статоре, расположен нагреватель в виде узла, содержащего распределитель ный коллектор с патрубком подвода теплоносителя с одной стороны ротора, и желоб с заслонкой с патрубком отвода теплоносителя с другой стороны ротора, а у другого полюса магнита расположен охладитель в виде аналогичного узла с патрубками подвода и отвода хладагента. С целью обеспечения регулирования скорости на патрубках подвода теплоно сителя и хладагента установлены регулирующие, органы. В качестве теплоносителя использована термальная вода. На фиг. 1 показан двигатель вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-гБ на фиг. 1. Магнитно-тепловой двигатель содержит ротор 1 из термомагнитного материала, выполненный из двух консольно расположенных цилиндров 2 и 3, соединенных между собой радиальными перегородками 4, делящими пространство между цилиндрами на ряд рабочих камер 5, магнитную систему, состоящую из магнита б и 7, распределительный кол лектор 8 с патрубками 9 подвода тепло носителя, предназначенными для подвода теплоносителя 10 (например термаль ных вод) в рабочие камеры ротора, заслонку 11, предотвращающую выход теплоносителя из камер, подлежащих запол не.нию, желоб 12с патрубком 13 отвода теплоносителя, обеспечиваквдие отвод отработанного теплоносителя от ротора распределительный коллектор 14 с патрубками 15, заслонку 16 и желоб 17 с патрубком 18, предназначенные для под вода хладагента 19 к рабочей камере и отвода от нее. На патрубках подвода теплоносителя и хладагента установлены регулирующие органы 20 и 21, обеспечивающие возможность регулирования скорости времени ротора. Ротор посред ством фланцев 22 закреплен с возможностью вращения на вертикально установленной и неподвижно закрепленной . Работа магнитно-теплового двигателя заключается в следующем. В исходном положении температура поверхности ротора 1 во всех точках одинакова и ниже точки Кюри для термомагнитного материала, из которого он выполнен, в связи с чем силы магнитного притяжения магнитов 6 и 7 рас пределены таким образом,что ротор 1 будет находиться в одном из устойчивых уравновешенных положений. В том случае, если через патрубок 9 и распределительный коллектор 8 в рабочие камеры 5 будет подан теплоноситель 10 способный нагреть материал ротора 1 до температуры выше точки Кюри, камеры 5 будут заполняться теплоносителем 10,поскольку их выходные отверстия перекрыты заслонкой 11.В результате этого часть ротора 1, представляющая собой заполненные теплоносителем 10 рабочие камеры 5, потеряет магнитные свойства и перестанет взаимодействовать с соответствующими полюсами магнитов 6 и 7. Это приведет к такому распределению сил магнитного притяжения, что ротор 1 начнет вращаться (в данном случае против часовой стрелки). При вращении ротора 1 под распределительный коллектор 8 будут подводиться последующие рабочие камеры 5, а предыдущие будут освобождаться от теплоносителя 10 (заслонка 11 в этом случае не перекрывает выходное отверстие). Поскольку процесс заполне 1ия и освобождения рабочих камер носит непрерывный характер, то и вращение ротора 1 будет непрерывным. В том случае, если температура рабочих камер 5 при подходе их к противоположным полюсам магнитов б и 7 не снизится ниже точки Кюри, то в них через патрубок 1 и распределительную камеру 14 вводится хладагент (например вода с температурой ниже точки Кюри материала ротора 1). Таким образом, благодаря непрерывному поддержанию температуры части ротора 1, расположенной вблизи одного полюса, ниже точки Кюри для материала ротора 1, и одновременному поддержанию температуры части ротора 1, расположенной возле второго полюса, выше точки Кюри, обеспечивается непрерывное вращение ротора. При необходимости остановить вращение ротора 1, прекращается подвод теплоносителя 10 в рабочиекамеры 5. Увеличение мощности двигателя достигается установкой нескольких магнитных систем с соответствующей арматурой подвода и отвода теплоносителя и хладагента. Регулирование расхода теплоносителя и хладагента и скорости вращения двигателя осуществляется регулирующими органами 20 и 21. Формула изобретения . 1. -Магнитно-тепловой двигатель, содержащий статор, с укрепленным на нем по крайней мере одним постоянным магнитом, цилиндрический.ротор из термомагнитного материала, нагреватель и охладитель, отличающийся тем, что, с.целью расширения области применения двигателя путем обеспечения его работы от тепла газообразных, парообразных или жид-ких теплоносителей, ротор выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров, пространство ме)еду которыми разделено на рабочие камеры радиальными перегсродками, статор выполнен в виде подшипниковых щитов оси ротора, причем у одного полюса магнита, закрепленного на статоре, расположен нагреватель в виде узла, содержащего распределительный коллектор с патрубком подвода теплоносителя с одной стороны ротора, и желоб с заслонкой с патрубком отвода теплоносителя с другой стороны ротора, а у другого полюса магнита расположен охладитель в виде аналогичного узла с патрубками подвода и отвода хладагента.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью

обеспечения регулирования скорости, на патрубках подвода теплоносителя и хладагента установлены регулирующие органы.

3. Двигатель по пп. 1 и 2,о т л ичающийся тем,что в качестве теплоносителя используется термальна вода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3616645, кл. СО-1,опублик. 1971.

2.Авторское свидетельство СССР

590476, кл. F 03 G 7/02, 12,10.76. (прототип).

1 г 3 и. 5

12 /3 /7 8