JPH01194875A - 超電導モータ - Google Patents
超電導モータInfo
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- JPH01194875A JPH01194875A JP1728088A JP1728088A JPH01194875A JP H01194875 A JPH01194875 A JP H01194875A JP 1728088 A JP1728088 A JP 1728088A JP 1728088 A JP1728088 A JP 1728088A JP H01194875 A JPH01194875 A JP H01194875A
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Landscapes
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は超電導モータに関し、特に詳細には超電導体の
臨界温度の上下の温度差を利用して熱エネルギーを力学
的エネルギーである回転運動に変換することのできる超
電導モータに関するものである。
臨界温度の上下の温度差を利用して熱エネルギーを力学
的エネルギーである回転運動に変換することのできる超
電導モータに関するものである。
[従来の技術]
従来、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換するモー
タには種々のものが知られている。近年注目されている
モータの一例は形状記憶合金を利用したモータである。
タには種々のものが知られている。近年注目されている
モータの一例は形状記憶合金を利用したモータである。
このモータの原理は形状記憶合金の形状転移温度の上下
の温度差を利用して、形状記憶合金からできたモータの
回転子の重心を移動させることにより、回転子を回転さ
せるものである。熱エネルギーを力学的エネルギーに変
換するモータの特性の上で、重要な点は回転運動を得る
ために必要な温度領域、温度差、効率等である。
の温度差を利用して、形状記憶合金からできたモータの
回転子の重心を移動させることにより、回転子を回転さ
せるものである。熱エネルギーを力学的エネルギーに変
換するモータの特性の上で、重要な点は回転運動を得る
ために必要な温度領域、温度差、効率等である。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上述した従来のモータにおいては、回転
を得るに必要な低温度領域において、わずかな温度差を
力学的エネルギーに変換するのが困難であった。しかも
、エネルギーを変換することができたとしても大きな出
力(トルク)を得るようなモータは少なかった。上述し
た形状記憶合金を利用したモータでは、熱エネルギーの
一部は形状記憶合金の変形に使用され、機械的な伸縮を
利用して重心を移動して回転運動に変換する方式を取っ
ているために、モータの構造が複雑化するという問題点
があった。
を得るに必要な低温度領域において、わずかな温度差を
力学的エネルギーに変換するのが困難であった。しかも
、エネルギーを変換することができたとしても大きな出
力(トルク)を得るようなモータは少なかった。上述し
た形状記憶合金を利用したモータでは、熱エネルギーの
一部は形状記憶合金の変形に使用され、機械的な伸縮を
利用して重心を移動して回転運動に変換する方式を取っ
ているために、モータの構造が複雑化するという問題点
があった。
そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解消し、微
少な温度差による熱エネルギーを高効率で力学的エネル
ギーに変換することができ、トルクが高く、構造が簡略
化され、小型化したモータを提供することにある。
少な温度差による熱エネルギーを高効率で力学的エネル
ギーに変換することができ、トルクが高く、構造が簡略
化され、小型化したモータを提供することにある。
[課題を解決するための手段]
かかる目的を達成するために、本発明は、回転運動可能
な超電導体と、超電導体の一部分と対向する磁極を有す
る磁石と、少なくとも超電導体の磁極と対向する領域の
一部分を完全反磁性状態に保持し、磁極と対向する他の
部分を臨界温度以上に加熱せしめ常磁性状態を作り出す
加熱手段とを具備し、完全反磁性状態の超電導体と磁極
との間に反発力を生ぜしめ超電導体を回転せしめるよう
に構成したことを特徴とする。
な超電導体と、超電導体の一部分と対向する磁極を有す
る磁石と、少なくとも超電導体の磁極と対向する領域の
一部分を完全反磁性状態に保持し、磁極と対向する他の
部分を臨界温度以上に加熱せしめ常磁性状態を作り出す
加熱手段とを具備し、完全反磁性状態の超電導体と磁極
との間に反発力を生ぜしめ超電導体を回転せしめるよう
に構成したことを特徴とする。
[作 用]
本発明によれば、磁極間に位置する回転可能な超電導体
に、常磁性の状態と完全反磁性の状態とを作り出して、
完全反磁性の状態にある超電導体と磁極との間の反発力
により超電導体を回転することに構成したので、低温に
おいて超電導体の臨界温度の上下の温度差に起因する熱
エネルギーを回転運動である力学的エネルギーに変換す
ることができ、トルクが高く、構造が簡略化され、小型
化した超電導モータを提供することができる。
に、常磁性の状態と完全反磁性の状態とを作り出して、
完全反磁性の状態にある超電導体と磁極との間の反発力
により超電導体を回転することに構成したので、低温に
おいて超電導体の臨界温度の上下の温度差に起因する熱
エネルギーを回転運動である力学的エネルギーに変換す
ることができ、トルクが高く、構造が簡略化され、小型
化した超電導モータを提供することができる。
[実施例]
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
及ハ」
第1図は本発明実施例の超電導モータの概略構成例を示
す斜視図である。第2図(A) 、 (B)および(C
)は、それぞれ本発明実施例における超電導モータの横
断面図および上面図である。
す斜視図である。第2図(A) 、 (B)および(C
)は、それぞれ本発明実施例における超電導モータの横
断面図および上面図である。
第1図に示したように、本実施例の超電導モータは、円
板状の超電導体からなる回転子1と、回転子1に対向し
て設けられ、回転子1に磁場を印加する磁極を有する磁
石2と、回転子lを加熱するヒータ3とから構成されて
いる。IAは回転子1の回転軸である。以下の図面にお
いて、同一符号は同様の意味を表わす。
板状の超電導体からなる回転子1と、回転子1に対向し
て設けられ、回転子1に磁場を印加する磁極を有する磁
石2と、回転子lを加熱するヒータ3とから構成されて
いる。IAは回転子1の回転軸である。以下の図面にお
いて、同一符号は同様の意味を表わす。
第1図に示した構成の超電導モータの作動原理を第2図
(A) 、 (B)および(C)を参照しつつ説明する
。ここで、回転子1の温度は臨界温度TC以下であフて
完全反磁性の状態になっているものとする。回転子1が
N極とS極の両磁極間に配置されて、回転子1をヒータ
3を用いて加熱する場合を考察する。回転子1をヒータ
3を用いて部分的に加熱すると、回転子1の磁性は臨界
温度TC以上では完全反磁性の状態から常磁性の状態へ
と転移する。−万両[71極間にあって、ヒータ3によ
って加熱されていない回転子1の磁性は完全反671性
の状態を保持する。さて、加熱された回転子1の常磁性
状態の部分は磁力線を通過するが、加熱されていない回
転子の完全反磁性の状態の部分は、6H44からの磁力
線の侵入を拒むために、完全反磁性の状態にある回転子
の一部は磁石の磁極から反発されてトルクを受けて回転
する。
(A) 、 (B)および(C)を参照しつつ説明する
。ここで、回転子1の温度は臨界温度TC以下であフて
完全反磁性の状態になっているものとする。回転子1が
N極とS極の両磁極間に配置されて、回転子1をヒータ
3を用いて加熱する場合を考察する。回転子1をヒータ
3を用いて部分的に加熱すると、回転子1の磁性は臨界
温度TC以上では完全反磁性の状態から常磁性の状態へ
と転移する。−万両[71極間にあって、ヒータ3によ
って加熱されていない回転子1の磁性は完全反671性
の状態を保持する。さて、加熱された回転子1の常磁性
状態の部分は磁力線を通過するが、加熱されていない回
転子の完全反磁性の状態の部分は、6H44からの磁力
線の侵入を拒むために、完全反磁性の状態にある回転子
の一部は磁石の磁極から反発されてトルクを受けて回転
する。
さて、回転子1が連続的に回転を続けるためには、最初
の変位によって磁界中に新しく進入する部分は、常磁性
の状態でなくてはならない。もしも最初の変位によって
、第2図(B)に示すような配置になったとすると、常
磁性状態の回転子1の両側に完全反磁性の部分ができて
しまうために、磁極からの反発力が均等となり、回転子
1は回転運動を続行することはできない。従って、回転
子は、第2図(八)に示したように不均等に回転子1を
加熱するのがよい。
の変位によって磁界中に新しく進入する部分は、常磁性
の状態でなくてはならない。もしも最初の変位によって
、第2図(B)に示すような配置になったとすると、常
磁性状態の回転子1の両側に完全反磁性の部分ができて
しまうために、磁極からの反発力が均等となり、回転子
1は回転運動を続行することはできない。従って、回転
子は、第2図(八)に示したように不均等に回転子1を
加熱するのがよい。
このように回転子1を不均等に加熱すれば、最初の変位
によって、回転子1は常に第2図(A)において右側の
完全反磁性の部分とtin極との反発により回転運動を
続けることができる。
によって、回転子1は常に第2図(A)において右側の
完全反磁性の部分とtin極との反発により回転運動を
続けることができる。
さらに、磁極の中央部を通過する加熱された回転子は、
すみやかに放熱し、常磁性の状態から完全反磁性の状態
へと転移する必要がある。このためには、磁場印加領域
(第2図(C)参照)を放熱に必要なだけ十分長くとっ
ておく必要がある。磁極の中央部を通過すると完全反磁
性の状態となわば、磁極と回転子1の完全反磁性の部分
との反発によって回転子1は回転することができる。放
熱等の熱交換の手段については後述する。超電導体の材
質はニオブ等の合金やY−Ba−Cu−0等のセラミッ
クス焼結体を用いることができる。
すみやかに放熱し、常磁性の状態から完全反磁性の状態
へと転移する必要がある。このためには、磁場印加領域
(第2図(C)参照)を放熱に必要なだけ十分長くとっ
ておく必要がある。磁極の中央部を通過すると完全反磁
性の状態となわば、磁極と回転子1の完全反磁性の部分
との反発によって回転子1は回転することができる。放
熱等の熱交換の手段については後述する。超電導体の材
質はニオブ等の合金やY−Ba−Cu−0等のセラミッ
クス焼結体を用いることができる。
磁石を電磁石とすれば、磁場の強さを制御することによ
りトルクを可変にすることができ、また磁極間の距離を
変化させてもl・ルクを可変にすることができる。
りトルクを可変にすることができ、また磁極間の距離を
変化させてもl・ルクを可変にすることができる。
ヒータは3は熱源であれば、何でもよいし、回転子1の
回転状態に伴い、ヒータ3への熱の供給量を制御し゛て
もよい。本発明の応用例としては例えは太陽熱を利用し
たビルの屋上の回転デイスプレィ等があげられる。
回転状態に伴い、ヒータ3への熱の供給量を制御し゛て
もよい。本発明の応用例としては例えは太陽熱を利用し
たビルの屋上の回転デイスプレィ等があげられる。
第3図は5円板状の回転子lの表面に凹凸を設けて、放
熱、加熱効果を高めたものである。凹凸を設けて、放熱
効果を高めたので、印加磁場領域は狭くすることができ
る。
熱、加熱効果を高めたものである。凹凸を設けて、放熱
効果を高めたので、印加磁場領域は狭くすることができ
る。
第4図は、回転子lの片側を冷却液4のような熱交換媒
体で冷却して、回転子1の完全反磁性の状態を保持する
ような構成としたものである。
体で冷却して、回転子1の完全反磁性の状態を保持する
ような構成としたものである。
第5図は、熱の付与を効率良く行うために回転子lとヒ
ータ3とを一体化したものである。磁場の印加領域は一
部分は常Fln性状態、他の部分は完全反磁性状態とな
るように、複数のヒータ3を順次加熱制御する。この場
合、回転子1の回転状態に伴い、各ヒータ3への熱の供
給量を制御する。
ータ3とを一体化したものである。磁場の印加領域は一
部分は常Fln性状態、他の部分は完全反磁性状態とな
るように、複数のヒータ3を順次加熱制御する。この場
合、回転子1の回転状態に伴い、各ヒータ3への熱の供
給量を制御する。
図においては軸とヒータよりなる回路に電源電圧をブラ
シ接触で与える構成によりこれを実現するものである。
シ接触で与える構成によりこれを実現するものである。
第6図は、超電導体の部材5を回転@6Aに取イづけら
れた円板状の断熱材6に貼り付けて円周方向の断熱によ
り、超電導モータの熱効率を高めたものである。図示を
省略した加熱源によって、第1図の実施例と同様に超電
導体を加熱して、断熱材を回転させることができる。
れた円板状の断熱材6に貼り付けて円周方向の断熱によ
り、超電導モータの熱効率を高めたものである。図示を
省略した加熱源によって、第1図の実施例と同様に超電
導体を加熱して、断熱材を回転させることができる。
第7図は、第5図に示した構成と同様に回転子1とヒー
タ3とを一体化したものである。この場合、回転子1を
プロペラ状にすることで、回転子1が回転することによ
り流体7を穆勤させることができる。回転子1がプロペ
ラ状であるために、ポンプの働きや、船の駆動も可能と
なる。流体7に冷却剤の役目を持たせ、回転子1の片側
に当てることにより第4図と同様の構成とすることがで
きる。
タ3とを一体化したものである。この場合、回転子1を
プロペラ状にすることで、回転子1が回転することによ
り流体7を穆勤させることができる。回転子1がプロペ
ラ状であるために、ポンプの働きや、船の駆動も可能と
なる。流体7に冷却剤の役目を持たせ、回転子1の片側
に当てることにより第4図と同様の構成とすることがで
きる。
第8図は、円板状の回転子1を用いるのではなく、超電
導体微粒子を流体中に分散させた磁性流体8を用いるこ
とにより回転子1と同様の効果を生み出させるものであ
る。ずなわち、ヒータ3によフて加熱された磁性流体8
は常磁性状態となる。一方、加熱されていない完全反磁
性状態にある磁性流体8は磁極から反発を受けて回転す
る。
導体微粒子を流体中に分散させた磁性流体8を用いるこ
とにより回転子1と同様の効果を生み出させるものであ
る。ずなわち、ヒータ3によフて加熱された磁性流体8
は常磁性状態となる。一方、加熱されていない完全反磁
性状態にある磁性流体8は磁極から反発を受けて回転す
る。
これによりデユープ9中を磁性流体8が循環することに
より、チューブ9内の羽根車loが回転する。従って回
転ITiIIIIOAからトルクを取り出すことがてき
る。ポンプ機構を必要としない簡易な熱交換器として利
用することでも大きな効果がある。
より、チューブ9内の羽根車loが回転する。従って回
転ITiIIIIOAからトルクを取り出すことがてき
る。ポンプ機構を必要としない簡易な熱交換器として利
用することでも大きな効果がある。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、磁極間に位置す
る回転可能な超電導体に、常磁性の状態と完全反磁性の
状態とを作り出して、完全反磁性の状態にある超電導体
と磁極との間の反発力により超電導体を回転することに
構成したので、低温において超電導体の臨界温度の上下
の温度差に起因する熱エネルギーを回転運動である力学
的エネルギーに変換することができ、トルクが高く、構
造が簡略化され、小型化した超電導モータを提供するこ
とができる。
る回転可能な超電導体に、常磁性の状態と完全反磁性の
状態とを作り出して、完全反磁性の状態にある超電導体
と磁極との間の反発力により超電導体を回転することに
構成したので、低温において超電導体の臨界温度の上下
の温度差に起因する熱エネルギーを回転運動である力学
的エネルギーに変換することができ、トルクが高く、構
造が簡略化され、小型化した超電導モータを提供するこ
とができる。
機械的エネルギーの損失が少ないので効率が高い。
第1図は本発明の実施例の概略構成を示す斜視図、
第2図(A) 、 (B)および(C)は本発明の実施
例の原理を示す横断面および上面図、 第3図は本発明の第1の変形例を示す断面図、第4図は
本発明の第2の変形例を示す断面図、第5図は本発明の
第3の変形例を示す斜視図、第6図は本発明の第4の変
形例を示す斜視図、第7図は本発明の第1の応用例を示
す斜視図、第8図は本発明の第2の応用例を示す断面図
である。 1・・・超電導回転子、 IA・・・回転軸、 2・・・磁石、 3・・・ヒータ、 4 ・・・冷却ン夜、 5・・・超電導体の部材、 6・・・断熱材、 7・・・流体、 8・・・磁性流体、 9・・・チューブ、 lO・・・羽根車、 10A・・・回転軸。 IA回稚中山 番尤明″L1也イ列の軒セ見図 第1図 「−璽璽−] 本禿朗OX埋【睨明す3図 第2図 木屑5日月のf:ぜじイ列0ずり一面 口笛3図 本茫明の変市Jりの寝昨面図 第4図 本i1a月θ変ぜtブダ弓0余牛ネ佑図第5図 5便電尊体/)軒せ 4−、稽5p月0づ〔干イ列θ斜オ唄し口笛6図 杏負5明0メh月弓イダ1」04ントオ契しし弓第7図
例の原理を示す横断面および上面図、 第3図は本発明の第1の変形例を示す断面図、第4図は
本発明の第2の変形例を示す断面図、第5図は本発明の
第3の変形例を示す斜視図、第6図は本発明の第4の変
形例を示す斜視図、第7図は本発明の第1の応用例を示
す斜視図、第8図は本発明の第2の応用例を示す断面図
である。 1・・・超電導回転子、 IA・・・回転軸、 2・・・磁石、 3・・・ヒータ、 4 ・・・冷却ン夜、 5・・・超電導体の部材、 6・・・断熱材、 7・・・流体、 8・・・磁性流体、 9・・・チューブ、 lO・・・羽根車、 10A・・・回転軸。 IA回稚中山 番尤明″L1也イ列の軒セ見図 第1図 「−璽璽−] 本禿朗OX埋【睨明す3図 第2図 木屑5日月のf:ぜじイ列0ずり一面 口笛3図 本茫明の変市Jりの寝昨面図 第4図 本i1a月θ変ぜtブダ弓0余牛ネ佑図第5図 5便電尊体/)軒せ 4−、稽5p月0づ〔干イ列θ斜オ唄し口笛6図 杏負5明0メh月弓イダ1」04ントオ契しし弓第7図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)回転運動可能な超電導体と、該超電導体の一部分と
対向する磁極を有する磁石と、少なくとも前記超電導体
の前記磁極と対向する領域の一部分を完全反磁性状態に
保持し、前記磁極と対向する他の部分を臨界温度以上に
加熱せしめ常磁性状態を作り出す加熱手段とを具備し、 前記完全反磁性状態の超電導体と前記磁極との間に反発
力を生ぜしめ前記超電導体を回転せしめるように構成し
たことを特徴とする超電導モータ。 2)前記超電導体を微粒子形状とし、かつ液体中に分散
させた構成とすることを特徴とする請求項1記載の超電
導モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1728088A JPH01194875A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 超電導モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1728088A JPH01194875A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 超電導モータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01194875A true JPH01194875A (ja) | 1989-08-04 |
Family
ID=11939567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1728088A Pending JPH01194875A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 超電導モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01194875A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9998036B2 (en) | 2012-10-24 | 2018-06-12 | Nikolaus Vida | Device for generating a movement, motor comprising said device and use of the latter |
-
1988
- 1988-01-29 JP JP1728088A patent/JPH01194875A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9998036B2 (en) | 2012-10-24 | 2018-06-12 | Nikolaus Vida | Device for generating a movement, motor comprising said device and use of the latter |
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