JP3191137U - 熱磁気エンジン - Google Patents

Abstract

【議題】加熱、冷却効率が高く簡易な構成でありながらも、大出力が得られる熱磁気エンジンを提供する。
【解決手段】磁石２を支持体４に固定し、円筒の長手方向に所定の幅と深さの溝が入り、同様の溝が所定の間隔で円周面に複数入った円筒の感温磁性材料のローター１を、磁場中を通して回転軸１０で支持し、ローターの側面の近接位置に加熱物質１２の導入口５あるいは加熱源を具備する。加熱物質回収容器７を具備することが好ましい。またローターを冷却するための冷却物質１３の収納容器１１をローターの下側に設けるのが好ましい。
【選択図】図１

Description

本考案は、加熱、冷却効率が高く簡易な構成ながらも大出力が得られる熱磁気エンジンに関するものである。

従来、感温磁性材料の磁気特性を応用した熱磁気エンジンが発明されているが、一般的にディスク型と呼ばれ、肉厚均一な感温磁性材料のローターあるいは感温磁性材料薄板を密着して積層したローターであり、自然な加熱、冷却では温度差がつきにくく特殊なノズル等を用いて強制加熱、冷却をしていた。

特開平９−２６８９６８（熱磁気エンジン）

近年、感温磁性材料薄板を用いた熱磁気エンジンが考案されているが、加熱物質導入口が上側あるいは下側にあるため大型で大出力が得られる熱磁気エンジンを製作することが困難であった。

実用新案登録第３１８６８３１号（熱磁気エンジン）

本考案は、従来の課題を解決し、加熱、冷却効率が高く簡易な構成でありながらも大出力が得られる熱磁気エンジンを提供する目的からなされたものである。

上記の課題を解決する本考案は、以下の通りである。
磁石を支持体に固定し、円筒の長手方向に所定の幅と深さの溝が入り、同様の溝が所定の間隔で円周面に複数入った円筒の感温磁性材料のローターを、磁場中を通して回転体で支持し、ローターの側面の近接位置に加熱物質導入口あるいは加熱源を具備したことを特徴とする熱磁気エンジン。更に、加熱物質回収容器や冷却物質収納容器を具備したことを特徴とする熱磁気エンジンを考案できたものである。

本考案は、肉厚均一な感温磁性材料のローターではなく、円筒の長手方向に所定の幅と深さの溝が入り、同様の溝が所定の間隔で円周面に複数入った円筒の感温磁性材料のローターとし、加熱、冷却面積を増やし、更に加熱物質導入口あるいは加熱源をローターの側面の近接位置としたことが最大の特徴で、その結果、加熱、冷却効果が高まり自然な加熱、冷却でも十分な温度差を与えることができ、更に、加熱物質導入口あるいは加熱源をローターの側面の近接位置に設けたことで、ローターの長さの制約は無くなり大型で大出力が得られる熱磁気エンジンを製作できたものである。

現在、感温フェライトやＦｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ等の感温磁性材料が生産されており、近年更に磁気特性の優れたＭｎＡｓ、ＭｎＦｅ等の感温磁性材料が開発されているので、これらの素材を用いると１００度Ｃ以下の熱源で駆動する熱磁気エンジンを作ることができ、本考案は大型で大出力が得られる熱磁気エンジンを製作できるので、エネルギーと環境保全上極めて有益なものである。

以下、本考案の実施の形態について図をもって説明する。
図１は、本考案実施例の熱磁気エンジンの一部断面正面図で、磁石２を磁石固定板３に固定して支持体４に固定し、円筒の長手方向に所定の幅と深さの溝が入り、同様の溝が所定の間隔で円筒面に複数入った円筒のローター１を感温磁性材料で成型して、磁場中を通した実施例であるが、実施においてローター１は所定の寸法の感温磁性材料の板材を所定の間隔で環状に並べて作ることもできるし、感温磁性材料薄板を所定の寸法で折り曲げて作ることもできるし、所定の肉厚の円筒を溝加工して作ることもできる。

実施における溝の幅や深さおよび板厚等は、加熱物質、冷却物質、加熱温度、冷却温度や得ようとする出力に応じて最適値を選択できる。

図２は、右側面図である。

図１は、加熱物質１２を高温液体とし、冷却物質１３を低温液体とし、磁石２を磁石固定板３に固定し回転軸の中心に対して約４５度の角度で支持体４に固定した実施例である。

この場合、加熱物質導入口５から供給された加熱物質１２は溝に溜まってローター１を局所的に均等に加熱して磁化を低下させて回転運動エネルギーを生み出し、その重量は回転運動エネルギーを増大させる効果がある。

溝に溜まった加熱物質１２はローター１の回転によって弾き飛ばされて、加熱物質回収容器７で回収され加熱物質排出口８より取り出して再利用できる。

加熱物質回収容器７にて回収できなかった加熱物質１２は、冷却物質１３と接触するまでの過程で所作を講じて更に回収することもできる。

熱磁気エンジンの回転速度はその動作原理上それほど速くないので、加熱されたローター１は、冷却物質１３によって冷却されて磁場中での磁化は大きくなり、加熱物質１２の供給が続く限り回転運動は継続する。

冷却物質収納容器１１に収納された冷却物質１３の温度は、回転運動の継続と供に上昇してくるので、冷却物質入口１４より所定量の低温の冷却物質１３を流し込んで冷却物質出口１５より排出したり、冷却器あるいは放熱器を用いて循環システムを構成して温度上昇を抑えることもできる。

図３は、加熱物質１２として高温蒸気を用いた実施例である。この場合でも図１と同様に、高温蒸気の運動エネルギーをローター１の回転運動に加えることができる。

図３は、高温蒸気を収束し、加熱物質導入口５をノズルにしてローター１に吹きつけた実施例で、この場合溝は羽根車の役割を果たしてローター１の回転に寄与する。

図１と図３とではローター１の回転方向は逆となり、図１では右回りとなり、図３では左回りとなる。

実施においてはこれ以外に、ガスバーナーあるいはトーチ等の加熱源を用いることもできるが、高温の加熱源を用いる場合は、磁石２の温度上昇を抑えることが重要である。

図１および図３はいずれもローター１の内側に磁石２を設けた実施例であるが、実施においては図４に示すように、磁石２をローター１の内側と外側の両側に設けてより強い磁場を作り、より大きな出力が得られる熱磁気エンジンを製作できる。

本考案の熱磁気エンジンの実施例の一部断面正面図である。 本考案の熱磁気エンジンの右側面図である。 本考案の熱磁気エンジンの他の実施例の一部断面正面図である。 本考案の熱磁気エンジンの他の実施例の一部断面正面図である。

１…ローター
２…磁石
３…磁石固定板
４…支持体
５…加熱物質導入口
６…加熱物質収納容器
７…加熱物質回収容器
８…加熱物質排出口
９…軸受
１０…回転軸
１１…冷却物質収納容器
１２…加熱物質
１３…冷却物質
１４…冷却物質入口
１５…冷却物質出口

Claims (3)

1. 磁石を支持体に固定し。円筒の長手方向に所定の幅と深さの溝が入り、同様の溝が所定の間隔で円周面に複数入った円筒の感温磁性材料のローターを、磁場中を通して回転体で支持し、ローターの側面の近接位置に加熱物質導入口あるいは加熱源を具備したことを特徴とする熱磁気エンジン。
2. 熱磁気エンジンは、加熱物質回収容器を具備したことを特徴とする請求項１記載の熱磁気エンジン。
3. 熱磁気エンジンは、冷却物質収納容器を具備したことを特徴とする請求項１記載の熱磁気エンジン。

Images