JPH033684A - 熱エネルギーを力学的エネルギーに変換する方法及び熱機関 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気力を利用して、熱エネルギーを力学的エ
ネルギーに変換する方法及び熱機関に関するものである
。

（従来の技術） 従来、磁石を磁場中に通し、磁場中における磁石に、磁
石のキュリー温度に応じた高温域と低温域の温度差域を
与えて、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換する方
法及び熱機関が発明されているが、磁石は極めて熱伝導
率が小さいこと、また加熱、冷却の繰り返しによる磁力
の劣化が著しいこと等の課題があり、熱エネルギーの変
換効率は極めて低かった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の課題を解決し、極めて熱効率が高く、
かつ安定して熱エネルギーを力学的エネルギーに変換す
る方法及び熱機関を、提供する目的からなされたもので
ある。

（課題を解決するための手段） 磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁石
（１）を、超電導材（２）をもって磁気遮蔽する手段を
講じて通し、磁場中における超電導材（２）に、超電導
材（２）の臨界温度に応じた低温域と高温域の温度差域
を与え、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を
移動させる。

以上の如くの、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換
する方法。

また、磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に
、磁石（１）を、超電導材（２）をもって磁気遮蔽する
手段を講じて通し、磁場中における超電導材（２）に、
冷却手段（４）または加熱手段（５）を用いて、超電導
材（２）の臨界温度に応じた低温域と高温域の温度差域
を与え、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を
移動させる。

以上を特徴とする熱機関。

さらに、磁石（１）側を環状とし、磁石（１）側または
、磁場印加手段（３）側が、回転移動可能な機構とした
ことを特徴とした熱機関。

（作用） 超電導材（２）には、臨界温度Ｔゎ以下において、外部
磁界を完全に磁気遮蔽する特性がある。

本発明は、磁石（１）と磁場印加手段（３）間に働く磁
気力と、超電導材（２）の完全反磁性特性を組み合わせ
ることによって、熱効率が高く。

かつ安定して熱エネルギーを力学的エネルギーに変換す
る方法及び熱機関を、確立したものである。

第１図は、本発明の動作原理図である。

本図は、磁石（１）と磁場印加手段（３）間で、磁気の
吸引力が働く極性とした場合の動作原理図である。以下
説明する。

磁場中における超電導材（２）全体が、臨界温度１６以
上の均一温度である場合は、磁石（１）と場印加手段（
３）間に働く磁気の吸引力は、磁場の中心点の左右で等
しく、この場合、力学的エネルギーは生じない。

また、超電導材（２）全体が、臨界温度Ｔｃ以下の均一
温度である場合は、磁石（１）と磁場印加手段（３）間
は、超電導材（２）によって磁気遮蔽され、かつ磁石（
１）、磁場印加手段（３）と超電導材（２）間には、そ
れぞれ磁気の反発力が生じる。

この磁気の反発力は、磁場の中心点の左右で等しく、こ
の場合も、力学的エネルギーは生じない。

いま、磁場中における超電導材（２）に、超電導材（２
）の臨界温度Ｔｃ以下の低温域とＴｃ以上の高温域の温
度差域を与えると、高温域側では磁石（１）と磁場印加
手段（３）間で磁気の吸引力が働き、低温域側では超電
導材（２）と磁場印加手段（３）間で磁気の反発力が働
く。

この結果、磁石（１）側は低温域側に、磁場印加手段（
３）側は高温域側に移動しようとする、力学的エネルギ
ーが生じる。

従って、磁場印加手段（３）側を固定すると。

磁石（１）側を連続して移動できる。

同様に、磁石（１）側を固定した場合は、磁場印加手段
（３）側を連続して移動できる。

第１図において、冷却手段（４）または加熱手段（５）
の配置を反転させると、直進移動や回転移動において、
その移動方向を反転できる。

（実施例） 第２図は、磁場印加手段（３）を対面させて磁場を作り
、この磁場中に、磁石（１）を超電導材（２）をもって
磁気遮蔽する手段を講じて通した、本発明の実施例の斜
視図である。

この様に、複数個の磁場印加手段（３）を対面させると
、その内部に、強い磁場を形成できる。

第３図は、磁場印加手段（３）が１円筒形である場合の
実施例の斜視図である。

第４図は、磁場印加手段（３）の周囲全体に。

磁石（１）を超電導材（２）をもって磁気遮蔽する手段
を講じて通した場合の、実施例の一部断面斜視図である
。

磁石（１）を、超電導材（２）をもって磁気遮蔽する形
状としては、連続した形状のもの、適度な大きさの磁石
（１）を、超電導材（２）をもって磁気遮蔽する手段を
講じて連ねた形状のもの、磁石（１）粒体または粉体を
、超電導材（２）をもって磁気遮蔽する手段を講じた形
状のもの等、いろいろな形状がある。

磁石（１）、磁場印加手段（３）としては、永久磁石、
電磁石、超電導磁石や、これらを組み合わせて使用でき
る。

冷却手段（４）としては、水冷、油冷、空冷、冷却器に
よる冷却、液体窒素等の低温液化ガス（７）による冷却
等、超電導材（２）の臨界温度に応じた、いろいろな手
段がある。

加熱手段（５）としては、燃料を燃焼させる方法、加熱
器による方法、太陽熱や地熱による方法、レザー光線等
の熱光線による方法等、いろいろな手段がある。

第５図は、磁石（１）側を５円盤状の環状として、磁石
（１）側が、回転移動可能な構造とした。

本発明の熱機関の実施例の構成図である。

磁石（１）側の環状の形状としては、円盤状。

円筒状１円錐状１輪状、ベルト状、無限軌道状等の形状
がある。

冷却手段（４）として、液体窒素等の低温液化ガス（７
）を使用すると、冷熱エネルギーと体積膨張によるエネ
ルギーの、両方の物理的エネルギーを有効に利用でき、
小型でかつ熱効率の高い、完全に無公害な熱機関を構成
できる。

第６図は、Ａ−λ断面図である。

本図のように、磁石（１）側の円盤を複数枚にしたり、
磁場印加手段（３）、冷却手段（４）、加熱手段（５）
を複数個にすると、馬力の大きい熱機関を構成できる。

本発明では、原理的に磁石（１）には温度差を与える必
要がないので、磁石（１）と超電導材（２）間を断熱構
造にできる。

断熱構造には、断熱材を使用する構造や真空断熱構造等
がある。

超電導材（２）には、優れた磁気遮蔽特性があるが、熱
伝導率が小さいという欠点がある。

熱伝導の改善方法としては、超電導材（２）に無数の穴
をあけたり、網目構造として、表面積を大きくしたり、
熱伝導率の大きい物質と嵌合または混合する改善方法等
がある。

磁石（１）として、永久磁石を使用する代りに、磁性材
を一次磁石として使用しても、同様の効果がある。

尚、本発明の実施態様として、次ぎの如きができる。

１磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁
石（１）を、超電導材（２）をもって磁気遮蔽する手段
を講じて通し、磁場中における超電導材（２）に、超電
導材（２）の臨界温度に応じた低温域と高温域の温度差
域を与え、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側
を移動させる。

以上の如くの、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換
する方法。

２磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁
石（１）を、超電導材（２）をもって磁気遮蔽する手段
を講じて通し、磁場中における超電導材（２）に、冷却
手段（４）または加熱手段（５）を用いて、超電導材（
２）の臨界温度に応じた低温域と高温域の温度差域を与
え、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を移動
させる。

以上を特徴とする熱機関。

３磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁
石（１）を、超電導材（２）をもって磁気遮蔽する手段
を講じて通し、磁場中における超電導材（２）に、冷却
手段（４）および加熱手段（５）を用いて、超電導材（
２）の臨界温度に応じた低温域と高温域の温度差域を与
え、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を移動
させる。

以上を特徴とする熱機関。

４磁石（１）側を環状とし、磁石（１）側または。

磁場印加手段（３）側が２回転移動可能な機構としたこ
とを特徴とした実施態様項２または３項の熱機関。

５磁石（１）の代りに、磁性材を一次磁石として使用し
た実施態様項１の熱エネルギーを力学的エネルギーに変
換する方法。

６磁石（１）の代りに、磁性材を一次磁石として使用し
た実施態様項２または３項あるいは４項の熱機関。

（発明の効果） 本発明は、磁石と磁場印加手段間に働く磁気力と、超電
導材の完全反磁性特性を組み合わせることによって、熱
効率が高く、かつ安定して熱エネルギーを力学的エネル
ギーに変換する方法及び熱機関を、確立したものである
。

特に、液体窒素等の冷熱エネルギーや太陽熱を使用する
と、完全に無公害な熱機関が構成でき、地球規模の環境
破壊が叫ばれる今日、極めて有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動作原理図。 第２図は本発明の実施例の斜視図。 第３図は本発明の他の実施例の斜視図。 第４図は本発明の他の実施例の一部断面斜視図。 第５図は本発明の熱機関の実施例の構成図。 第６図はＡ−、＜断面図。 （１）は磁石 （２）は超電導材 （３）は磁場印加手段 （４）は冷却手段 （５）は加熱手段 （６）は回転軸 （７）は低温液化ガス （８）は熱回収器 （９）は昇圧器 （１０）は空圧エンジン （１１）は変速機

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁
   石（１）を、超電導材（２）をもって磁気遮蔽する手段
   を講じて通し、磁場中における超電導材（２）に、超電
   導材（２）の臨界温度に応じた低温域と高温域の温度差
   域を与え、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側
   を移動させる。 以上の如くの、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換
   する方法。 ２磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁
   石（１）を、超電導材（２）をもって磁気遮蔽する手段
   を講じて通し、磁場中における超電導材（２）に、冷却
   手段（４）または加熱手段（５）を用いて、超電導材（
   ２）の臨界温度に応じた低温域と高温域の温度差域を与
   え、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を移動
   させる。 以上を特徴とする熱機関。 ３磁石（１）側を環状とし、磁石（１）側または、磁場
   印加手段（３）側が、回転移動可能な機構としたことを
   特徴とした請求項２の熱機関。