Магнитно-тепловой двигатель Советский патент 1981 года по МПК F03G7/02 

t

Изобретение относится к технике преобразования тепловой энергии све- та в механическую и может быть исполь зовано для преобразования лучистой энергии солнца в механическую энергию

Известен магнитно-тепловой двигатель, преимущественно для преобразования энергии солнечных лучей в механичекую, содержащий корпус с окном на боковой поверхности и расположенные в корпусе ротор в виде полого цилиндра, установленного в подшипниках, и постоянный магнит.

Поинцип действия этого устройства основан на явлении обратимого перехода ферромагнитного материала под влиянием темгкратуры в парамагнитное состояние.

Участок ротора, на который падают солнечные лучи, под их действием .нагревается и переходит в парамагнитное состояние. В результате этот участок испытывает со стороны магнита значительно меньшее притяжение, чем в ферромагнитном состояний. Соседний (холодный) участок ротора находится в ферромагнитном состоянии и продолжает испытывать сильное притяжение со стороны магнита, в результате чего ротор поворачивается вокруг своей оси на некоторый угол. Когда в зону освещения входит этот второй участок, он, в свою очередь, нагревается и переходит в парамагнитное состояние. Тогда к магниту притягивается третий участок.

Притяжение третьего участка приводит к новому повороту ротора,и так далее. Если магнитное поле магнита дос10 .таточно интенсив но, а материал ротора подобран так, что солнечные лучи способны нагревать до температуры превращения ферромагнетик - парамагнетик , то ротор при попадании на него

15 через окно в корпусе солнечных лучей вращается flj.

Однако это устройство обладает рядом недостатков. Основным недостатке является то,, что переход ферро20магнетизм- - паршлагнетизм, используемый в этом устройствеJявляется roiaBным Поэтому для получения вращения ротора необходимо производить нагрев и охлаждение его участков в широком

25 интервале температур. Другим недостатке этого устройства является то, что в нем используется полосковый постоянный магнит.За счет большого рассеяния поля этого магнита ферромаг30нитные участки ротора притягиваются

«глаб магнитным полем.В результате этих недостатков ротор вращается медленно.

Цель изобретения - повышение мйщности двигателя путем увеличения скорости вращения ротора.

Поставленная цель достигается тем, что на наружной поверхности ротора эакрейпены пластины, выполненные из железородиевогр сплава, а а окне корпуса может быть установлена собирающая линза.

На чертеже показан магнитно-тепловой двигатель.

Двигатель содержит корпус 1 с окном 2 на боковой поверхности и рас положенные в корпусе ротоР 3 в виде полого цилиндра, установленного в подшипниках 4, и постоянный магнит 5

На наружной поверхности ротора 3 закреплены пластины 6, выполненные и железородиевого сплава (FeRh) при следузещем соотношении компонентов в сплаве, вес.%: Rh - 47-53,, Fe - остальное. В окне 2 корпуса 1 установлена собирающая линза 7.

Двигатель работает следующим образом.

. Каждая пластина 6 железо-родиевого сплава при температуре окружающей среды находится в антиферромаг-. нитном состоянии и практически не притягивается магнитом. При попадании на одну из НИХ световых лучей она нагревается до температуры, равной критической температуре Тц перехода антиферромагнетик - ферромагнетик (для сплава эквиатомного состава ) и переходит в ферромагнитное состояние. В результате этого пластина притягивается магнитом 5 и двигается к нему, увЛекая за собой весь ротор 3. При своем движении пластина выходит из зоны нагрева и, охлаждаясь, возвращается в антиферромагнитное состояние. Но в это врем в зону нагрева .входит соседняя пластина, которая, нагреваясь до критической температуры, также становится ферромагнитной и притягивается магнте 5, увлекая, за ссэ&ой ротор. Вслед за второй, в зону нагрева входит третья пластина, и так далее. При достаточно расстоянии между пластинами сплава ротор совершает равномерное вращение. Для увеличения скорости вращения ротора 3 в окне корпуса установлена собирающая линза 7.

Для того, чтобы ротор вращсшся равномерно, желательно, чтобы все пластины сплава имели одинаковую форму. Однако форма этих пластин может быть любой, поскольку она не влияет на параметры перехода антиферромагнетик-ферромагнетик и, следовательно, не влияет на скорость вращения ротора. Масса каждой пластины зависит от массы ротора и его диаметра. Например, на роторе массой 10 г и диаметром 5 см достаточно укрепить 20 пластин массой по 200 мг.

Железородиев{з1й сплав получен

О сплавлением шихты, гфиготовленной из стружки чистого железа и порошка чистого роАия. Состав сплава определяется методом рентгеноспектрального флюоресцентного анализа.Для гомогени5 зации сплава и осущест рления в нем дальнего атс 4ного порядка он выдерживается при температуре 1000°С в вакууме в течение двух суток. Вырезка из сплава пластин осущестQ вляется электроискровым способом. После вырезки они обжигаются в ваку уме при 1000°С в течение одних суток, а -затем подвергаются закалке в холодной воде.

fВ двигателе использован постоянный магнит в виде кольца с зазором. Рассеивание магнитного поля в зазоре мало, в результате пластины притягиваются большим полем. Использование в двигателе чувствительного к 0 тепловой энергии сплава железо-родий, обладающего резким переходом антиферромагнетик-ферромагнетик, и кольцевого постоянного магнита с зазором позволяет увеличить скорость

5 вращения ротора.

Формула изобретения

1. Магнитно-тепловой двигатель.

0 преимущественно для преобразования энергии солнечных лучей в механическую, содержащий корпус с окном на боковой поверхности и расположенные в корпусе ротор в виде полого цилинf дра, установленного в подшипниках, и постоянный магнит, отличающийся тем, что, с целью повышения мсяцности двигателя путем увеличения скорости вращения ротора.

на наружной поверхности последнего

закреплены пластины, выполненные и железородиевого сплава.

2. Двигатель по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в окна кор-. пуса установлена собирающая линза. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 590476,. ,кл. G 7/02, 1976.