Преобразователь электромагнитной энергии в механическую Советский патент 1981 года по МПК F03G7/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, а именно, к устройствам преобразования электромагнитной энергии в механическую. Известен преобразователь электромагнитной энергии в механическую, содержащий равно расположенные по окружности одинаковые преобразующие рабочие элементы, одни концы которых закреплены на неподвижном основании, а противоположные свободные концы соприкасаются с охватывающим их кольцевым ротором 1. Недостатком известного преобразователя является невозможность непосредственного преобразования световой энергии в механическую. Цель изобретения - обеспечение непосредственного преобразования световой энергии в механическую. Указанная цель достигается тем, что рабочие элементы выполнены из фотосегнетоэлектрика, на их боковых поверхностях нанесены прозрачные электроды, один из электродов каждого рабочего элемента постоянно заземлен через неподвижное основание, и на роторе напротив рабочих элементов установлен светонепроницаемый экран с отверстиями. Один электрод каждого рабочего элемента подключен к коммутатору, одна из клемм которого соединена с источником переменного электрического напряжения, вторая - с источником постоянного напряжения и третья заземлена. При таком выполнении устройства обеспечивается получение деформаций его рабочих элементов при их облучении световым потоком и преобразование этих деформаций во вращение ротора. На фиг. 1 представлен предлагаемый преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - преобразователь, вид вдоль оси на светонепроницаемый экран. Преобразователь содержит равно расположенные по окружности одинаковьге рабочие элементы 1, число которых может быть 1, 2, 3, ..., изготовленные из фотосегнетоэлектрика с сильным электрострикционным взаимодействием, меняющего свои размеры под действием светового излучения вследствие фотодеформации неравновесными носителями заряда, например, из сульфойодида сурьмы SbSJ или из сульфобромида сурьмы SbSBr. Рабочие элементы 1 одними своими концами закреплены на неподвижном основании 2, а их противоположные свободные концы соприкасаются с охватывающим их кольцевым ротором 3. На основании 2 установлены светозащитные кольца 4 для предотвращения попадания света на рабочие элементы в зазоре между ротором 3 и неподвижным основанием 2. На обе боковые поверхности рабочих элементов 1 нанесены прозрачные электроды 5, изготовленные, например, из IniOj-f SnO, Аи, Pt. Один из электродов каждого рабочего элемента 1 постоянно заземлен через выступ 6 неподвижного основания 2, а второй электрод подключен к коммутатору 7, одна из клемм которого соединена с источником 8 переменного электрического напряжения, вторая соединена через потенциометр 9 с источником 10 постоянного напряжения, третья заземлена. Напряжение к незаземленным электродам 5 подается проводом 11, продетым через отверстие в неподвижном основании 2. На роторе 3 для осуществления прерывистого освещения рабочих элементов 1 напротив последних установлен светонепроницаемый экран 12 с отверстиями 13, щирина которых регулируется заслонками 14.

В другом варианте исполнения все электроды 5 рабочих элементов 1 заземлены.

Преобразователь работает следующим образом.

Электроды 5 всех рабочих элементов I заземляются, либо на один электрод каждого рабочего элемента подается напряжение, а другие электроды заземляются. При освещении рабочих элементов 1 и придании начального вращательного движения ротору 3 извне рабочие элементы приводятся в колебательное движение, которое поддерживается за счет прерывистого воздействия светового потока через отверстия 13 экрана 12. При этом точки 15 касания рабочих элементов 1 о ротор 3 движутся под некоторым углом к касательной окружности ротора. Во время одного полупериода колебаний рабочих элементов 1 их свободные концы давят на ротор 3 в точках 15 и поворачивают его в направлении, указанном стрелками на фиг. 2. Во время другого полупериода колебаний элементов 1 происходит их возврат в исходное положение и отпускание ротора 3. Синхронность и частота колебаний рабочих элементов поддерживается импульсами светового потока, проходящего через отверстия 13 экрана 12. Частота колебаний элементов и скорость вращения ротора зависят от количества отверстий 13, времени релаксации фотодеформаций рабочих элементов, а также, в случае приложения напряжения к электродам 5, от величины этого напряжения.

Скорость вращения ротора 3 регулируется изменением величины приложенного к электродам 5 напряжения и интенсивности освещения рабочих элементов. Освещенность фотосегнетоэлектрических элементов, необходимая для возбуждения колебаний в случае их изготовления из сульфойодида сурьмы SbSJ, фоточувствительность которого находится в видимой области спектра с максимумом при 630 нм, составляет не менее 100 Вт/м.

Начальное вращение ротору 3 может быть придано подачей переменного напряжения от источника 8 на один из электродов каждого рабочего элемента. После достижения ротором заданной скорости вращения переменное напряжение отключается.

Использование предлагаемого преобразователя обеспечивает расщирение области его применения за счет получения возможности непосредственного преобразования световой энергии в механическую, он может быть использован, в частности, в космической технике для создания малогабаритных двигателей, работающих от солнечной энергии.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 399036, кл. Н 02 N 11/00, 1971.

(ригЛ

фиг.1