JPH09184473A - 感温磁性材熱機関 - Google Patents
感温磁性材熱機関Info
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- JPH09184473A JPH09184473A JP35501695A JP35501695A JPH09184473A JP H09184473 A JPH09184473 A JP H09184473A JP 35501695 A JP35501695 A JP 35501695A JP 35501695 A JP35501695 A JP 35501695A JP H09184473 A JPH09184473 A JP H09184473A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 天然の低熱源で駆動し、機械エネルギーが得
られる無公害熱機関。 【構成】 案内輪（１ａ）と同（１ｂ）で支持された永
久磁石片（２）を等間隔にて循環ベルト（３）上に配列
したループと、案内輪（１ｃ）と同（１ｄ）で支持され
た感温磁性材片（４）を上記ループの磁石片と等間隔に
て循環ベルト（５）上に配列したループの一部（６〜
７）を接するよう両ループを案内輪軸（１０）で支持
し、感温磁性材片の分離点（７）付近がそのキュリー点
を越えるよう熱源（８）を設定し、冷却部分（９）にお
いて室温に戻し、両ループを駆動せしめる。
られる無公害熱機関。 【構成】 案内輪（１ａ）と同（１ｂ）で支持された永
久磁石片（２）を等間隔にて循環ベルト（３）上に配列
したループと、案内輪（１ｃ）と同（１ｄ）で支持され
た感温磁性材片（４）を上記ループの磁石片と等間隔に
て循環ベルト（５）上に配列したループの一部（６〜
７）を接するよう両ループを案内輪軸（１０）で支持
し、感温磁性材片の分離点（７）付近がそのキュリー点
を越えるよう熱源（８）を設定し、冷却部分（９）にお
いて室温に戻し、両ループを駆動せしめる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大きくは熱機関のうち
外燃機関に属する動力発生装置であり、そのうち、温度
の変化に伴い磁性特性を変化する感温磁性材料を用いて
熱エネルギーを直接機械エネルギーに変換するいわゆる
熱磁気モータの一種である。
外燃機関に属する動力発生装置であり、そのうち、温度
の変化に伴い磁性特性を変化する感温磁性材料を用いて
熱エネルギーを直接機械エネルギーに変換するいわゆる
熱磁気モータの一種である。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の熱磁気モータの考案は、
「松本、山沢、村上：定常回転時におけるＴｈｅｒｍｏ
ｍａｇｎｅｔｉｃＭｏｔｏｒの基礎特性に関する考察、
電気学会磁気応用研究会資料、ＡＭ−７５−２４（昭和
５０、１２）」その他によって提案されていたし、ま
た、やや違った構造のものとしては、「玉城、対馬：ス
ピン再配列を用いた光磁気モーターの試作第７回応用磁
気学術講演論文集、４ａＢ−２（昭和５０、１１）．」
などが散見される程度である。
「松本、山沢、村上：定常回転時におけるＴｈｅｒｍｏ
ｍａｇｎｅｔｉｃＭｏｔｏｒの基礎特性に関する考察、
電気学会磁気応用研究会資料、ＡＭ−７５−２４（昭和
５０、１２）」その他によって提案されていたし、ま
た、やや違った構造のものとしては、「玉城、対馬：ス
ピン再配列を用いた光磁気モーターの試作第７回応用磁
気学術講演論文集、４ａＢ−２（昭和５０、１１）．」
などが散見される程度である。
【０００３】上記従来の熱磁気モータは、従来の電気駆
動モータの考え方にこだわっているため、熱エネルギー
を回転運動エネルギーに直接変換しようとするものであ
って感温磁性材料への加熱冷却の効率的かつ急速転換が
困難で、その加熱装置などの多様化ができず、限定され
た熱源でわずかな熱エネルギー量の変換しか出来ないの
でその実用的開発が進捗していない状況にある。そのた
め、熱エネルギーの機械エネルギーへの効率、出力とも
に極めて低いものであり、利用熱源が限られるととも
に、低出力のため実用化が遅れている。
動モータの考え方にこだわっているため、熱エネルギー
を回転運動エネルギーに直接変換しようとするものであ
って感温磁性材料への加熱冷却の効率的かつ急速転換が
困難で、その加熱装置などの多様化ができず、限定され
た熱源でわずかな熱エネルギー量の変換しか出来ないの
でその実用的開発が進捗していない状況にある。そのた
め、熱エネルギーの機械エネルギーへの効率、出力とも
に極めて低いものであり、利用熱源が限られるととも
に、低出力のため実用化が遅れている。
【０００４】これらの欠点については早くからその改善
が叫ばれ、目下各種研究が進められている実情にある。
が叫ばれ、目下各種研究が進められている実情にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の熱機関における
共通の欠点は、激しい燃焼による燃料の消費により、高
熱を利用する熱エネルギーを動力に変換するもので、低
劣熱源は利用しえないものであった。それに伴う公害問
題も発生した。わずかな温度差によって動力を得ること
は従来技術においては、困難であり、いたずらに、その
温度差によるエネルギーは廃棄され無視され続けてきた
のである。格別、天然に存在する無公害の温度差はその
態様も千差万別であるが、これを利用することは、従来
のエネルギーの有限性や有害性に悩まされてきた人類の
エネルギー開発に関する大きな夢であった。本発明は、
この点の解決の一助に資せんとするものである。その解
決手段として最近注目されてきた熱磁気モータが鍵とな
ると考えられるが、欠陥が多く、上述のように実用化さ
れていない。本発明は、この欠陥を克服し改良した新し
い着想による熱磁気モータの変形である。
共通の欠点は、激しい燃焼による燃料の消費により、高
熱を利用する熱エネルギーを動力に変換するもので、低
劣熱源は利用しえないものであった。それに伴う公害問
題も発生した。わずかな温度差によって動力を得ること
は従来技術においては、困難であり、いたずらに、その
温度差によるエネルギーは廃棄され無視され続けてきた
のである。格別、天然に存在する無公害の温度差はその
態様も千差万別であるが、これを利用することは、従来
のエネルギーの有限性や有害性に悩まされてきた人類の
エネルギー開発に関する大きな夢であった。本発明は、
この点の解決の一助に資せんとするものである。その解
決手段として最近注目されてきた熱磁気モータが鍵とな
ると考えられるが、欠陥が多く、上述のように実用化さ
れていない。本発明は、この欠陥を克服し改良した新し
い着想による熱磁気モータの変形である。
【０００６】（イ）勢源として、なるべく多種類の燃
料、特に天然熱源を使用することを可能にするため外燃
機関とし、（ロ）熱を運動エネルギーに変換する機構
に、温度差による感温磁性材を利用して、磁石との吸引
力と、高温変化によるキュリー点超過温度における磁性
吸引力の消滅をエネルギー源として（ハ）これを機械力
に変換し、動力を得る方法である。
料、特に天然熱源を使用することを可能にするため外燃
機関とし、（ロ）熱を運動エネルギーに変換する機構
に、温度差による感温磁性材を利用して、磁石との吸引
力と、高温変化によるキュリー点超過温度における磁性
吸引力の消滅をエネルギー源として（ハ）これを機械力
に変換し、動力を得る方法である。
【０００７】
【構造】第１図において、中心軸（１０ａ）．（１０
ｂ）で支えられた２個の案内輪（１ａ）と（１ｂ）の間
に永久磁石片（２）を等間隔に固着した帯状の可撓性ベ
ルト（３）を張り渡し、無限軌道の如く回転するように
した磁石ループと、中心軸（１０ｃ）．（１０ｄ）で支
えられた２個の案内輪（１ｃ）と（１ｄ）の間に、感温
磁性体片（４）を永久磁石片（２）と間隔を同じくして
固着した同じ幅の帯状の可撓性べルト（５）を張り渡
し、磁石ループ同様、無限軌道の如く回転するようにし
た感温磁性ループを、互いに反転するよう、その一定部
分を接触させ、その始まり部分（６）の感温磁性体片
（４）においては、感温磁性材のキュリー温度以下の温
度環境に設定するとともに、その終り部分（７）は、感
温磁性体のキュリー温度以上の高温環境に設定する。環
境温度の設定は、燃料、電気による加熱装置、気液体に
よる冷却装置を使用するほか天然温度による加熱、自然
冷却などの方法がある。第１図の第一実施例において
は、電熱による加熱装置と自然冷却が組み合わされてい
る。
ｂ）で支えられた２個の案内輪（１ａ）と（１ｂ）の間
に永久磁石片（２）を等間隔に固着した帯状の可撓性ベ
ルト（３）を張り渡し、無限軌道の如く回転するように
した磁石ループと、中心軸（１０ｃ）．（１０ｄ）で支
えられた２個の案内輪（１ｃ）と（１ｄ）の間に、感温
磁性体片（４）を永久磁石片（２）と間隔を同じくして
固着した同じ幅の帯状の可撓性べルト（５）を張り渡
し、磁石ループ同様、無限軌道の如く回転するようにし
た感温磁性ループを、互いに反転するよう、その一定部
分を接触させ、その始まり部分（６）の感温磁性体片
（４）においては、感温磁性材のキュリー温度以下の温
度環境に設定するとともに、その終り部分（７）は、感
温磁性体のキュリー温度以上の高温環境に設定する。環
境温度の設定は、燃料、電気による加熱装置、気液体に
よる冷却装置を使用するほか天然温度による加熱、自然
冷却などの方法がある。第１図の第一実施例において
は、電熱による加熱装置と自然冷却が組み合わされてい
る。
【０００８】
【作用】両ベルトの接触始まり部分（６）の磁石と磁性
体は引き付けあって磁若すべく図１で右方向へ移動し、
終り部分（７）の感温磁性体片（４）は温度により磁着
力を失い分離して両ベルトが開くように右に移動する。
そして自然冷却部分（９）において放熱し感温磁性体片
（４）は次第に冷却され、始まり部分（６）に還る。し
たがってこの循環運動は続く。本発明の要点は、特に近
年飛躍的に開発された感温磁性材料について、キュリー
点を室温程度にすることが容易になり、その組成材の組
み合わせ、割合の変化によってかなり正確に制御できる
ようになったことに着目して、例えば室温が摂氏２０度
Ｃだとするとそれよりやや高めの摂氏５０度Ｃをキュリ
ー点とする感温磁性材を使用し、永久磁石に対し２０度
Ｃの温度環境については吸着力を、５０度Ｃ以上の温度
環境については吸着力を失うようにして、動力を生みだ
すことを発明した点にある。感温磁性材の温度特性につ
いては、５および６図参照。
体は引き付けあって磁若すべく図１で右方向へ移動し、
終り部分（７）の感温磁性体片（４）は温度により磁着
力を失い分離して両ベルトが開くように右に移動する。
そして自然冷却部分（９）において放熱し感温磁性体片
（４）は次第に冷却され、始まり部分（６）に還る。し
たがってこの循環運動は続く。本発明の要点は、特に近
年飛躍的に開発された感温磁性材料について、キュリー
点を室温程度にすることが容易になり、その組成材の組
み合わせ、割合の変化によってかなり正確に制御できる
ようになったことに着目して、例えば室温が摂氏２０度
Ｃだとするとそれよりやや高めの摂氏５０度Ｃをキュリ
ー点とする感温磁性材を使用し、永久磁石に対し２０度
Ｃの温度環境については吸着力を、５０度Ｃ以上の温度
環境については吸着力を失うようにして、動力を生みだ
すことを発明した点にある。感温磁性材の温度特性につ
いては、５および６図参照。
【０００９】本発明にあっては、ループの幅と加熱部分
の長さを十分大きく策定することが可能であるため、与
える熱エネルギー量を増大し得るばかりか、冷却部分も
自然冷却のばあいでも、同様構造により十分自然冷却が
できるように設計可能であり熱と機械エネルギー変換の
高効率、大出力を得ることができるのが特長である。
の長さを十分大きく策定することが可能であるため、与
える熱エネルギー量を増大し得るばかりか、冷却部分も
自然冷却のばあいでも、同様構造により十分自然冷却が
できるように設計可能であり熱と機械エネルギー変換の
高効率、大出力を得ることができるのが特長である。
【００１０】また、天然の温度差を利用することによ
り、ことさらに、熱源を所与することなく機械的エネル
ギーを得ることも可能である。
り、ことさらに、熱源を所与することなく機械的エネル
ギーを得ることも可能である。
【００１１】
【実施例１】図１ないし図２において本発明の第１実施
例について説明する。
例について説明する。
【００１２】中心軸（１０ａ）を有する案内輪（１ａ）
と中心軸（１０ｂ）を有する案内輪（１ｂ）に、可撓性
ベルト（３）を張架し、そのベルト上に等間隔にベルト
幅の磁石片（２）を固着する。
と中心軸（１０ｂ）を有する案内輪（１ｂ）に、可撓性
ベルト（３）を張架し、そのベルト上に等間隔にベルト
幅の磁石片（２）を固着する。
【００１０】一方、中心軸（１０ｃ）を有する案内輪
（１ｃ）と中心軸（１０ｄ）を有する案内輪（１ｄ）
に、可撓性ベルト（５）を張架し、そのベルト上に磁石
片（２）と等間隔にベルト幅の感温磁性体片（４）を固
着する。
（１ｃ）と中心軸（１０ｄ）を有する案内輪（１ｄ）
に、可撓性ベルト（５）を張架し、そのベルト上に磁石
片（２）と等間隔にベルト幅の感温磁性体片（４）を固
着する。
【００１１】この実施例では、可撓性ベルトに磁石ない
しは感温磁性体を固着する形式を取ったが、両材料によ
るキャタピラー式連鎖状のベルトでも良い。
しは感温磁性体を固着する形式を取ったが、両材料によ
るキャタピラー式連鎖状のベルトでも良い。
【００１２】両ベルトの（６）から（７）の直線部分を
密接するよう各案内輪の中心軸を２枚の支持板（１１）
で軸支して、その各支持板をボルト・ナット（１２）で
固定する。
密接するよう各案内輪の中心軸を２枚の支持板（１１）
で軸支して、その各支持板をボルト・ナット（１２）で
固定する。
【００１３】加熱装置（８）は、本実施例では、電熱源
を用いているが、これに限らない。この加熱により、ベ
ルト（５）の（７）近辺の感温磁性体片（４）がそのキ
ュリー温度を越えるように設定する。
を用いているが、これに限らない。この加熱により、ベ
ルト（５）の（７）近辺の感温磁性体片（４）がそのキ
ュリー温度を越えるように設定する。
【００１４】冷却装置（９）は、本実施例では、自然冷
却（空冷）としてあり、特に装置は設けていないが、必
要に応じて冷却装置を設ける。
却（空冷）としてあり、特に装置は設けていないが、必
要に応じて冷却装置を設ける。
【００１５】ここに使用されている、感温磁性体片
（４）の磁性材料を仮にキュリー点５０度Ｃのものとす
ると、ベルト（５）上の（６）付近の感温磁性体片
（４）は、室温であって、磁気吸引力により右方向に力
をうけ移動し、（７）付近の感温磁性片（４）は、加熱
により上記キュリー点を越えているので、両ベルトは分
離する方向に移動し、機械エネルギーを生ずる。
（４）の磁性材料を仮にキュリー点５０度Ｃのものとす
ると、ベルト（５）上の（６）付近の感温磁性体片
（４）は、室温であって、磁気吸引力により右方向に力
をうけ移動し、（７）付近の感温磁性片（４）は、加熱
により上記キュリー点を越えているので、両ベルトは分
離する方向に移動し、機械エネルギーを生ずる。
【００１６】この機械エネルギーを本実施例では、案内
輪（１ｃ）の中心軸（１０ｃ）の先端（１３）より回転
力として取り出す。
輪（１ｃ）の中心軸（１０ｃ）の先端（１３）より回転
力として取り出す。
【００１７】
【実施例２】第３図による第２実施例は、熱エネルギー
源として、太陽光線（１９）による熱源を使用し冷却は
地下水（１７）の低温を利用して駆動するものであっ
て、駆動原理は第１実施例と同様である。
源として、太陽光線（１９）による熱源を使用し冷却は
地下水（１７）の低温を利用して駆動するものであっ
て、駆動原理は第１実施例と同様である。
【００１８】
【実施例３】図４による第３実施例は、海洋、湖沼など
の表面水域（２３）の温度が水底水域（２４）の温度に
比して高温であることによる温度差を利用して駆動する
ものであって、駆動原理は、実施例１と同様である。
の表面水域（２３）の温度が水底水域（２４）の温度に
比して高温であることによる温度差を利用して駆動する
ものであって、駆動原理は、実施例１と同様である。
【００１９】
【その他の実施例】以上の各実施例は、ごく代表的な事
例を示したもので、その他、地熱、排熱など温度差があ
り、かつ温度の変動が少なく磁石が耐え得る熱源であれ
ばすべてに適用可能である。
例を示したもので、その他、地熱、排熱など温度差があ
り、かつ温度の変動が少なく磁石が耐え得る熱源であれ
ばすべてに適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、わずかな温度差であって従来
顧みられなかった熱エネルギーを活用することが可能に
なり、いわゆる低劣な熱源を新たにエネルギーの戦列に
加えることになるばかりか、天然の熱源のみで機械エネ
ルギーを生みだすことができるものである。しかも、そ
の機構は簡略であって腐食部分や駆動劣化部分が少なく
保守の費用も要らず、高エネルギー積を有する永久磁石
を使用し、装置を大型化すれば大出力を発生させること
ができる。
顧みられなかった熱エネルギーを活用することが可能に
なり、いわゆる低劣な熱源を新たにエネルギーの戦列に
加えることになるばかりか、天然の熱源のみで機械エネ
ルギーを生みだすことができるものである。しかも、そ
の機構は簡略であって腐食部分や駆動劣化部分が少なく
保守の費用も要らず、高エネルギー積を有する永久磁石
を使用し、装置を大型化すれば大出力を発生させること
ができる。
【００２１】
【図ｌ】 本発明の第１実施例における断面図。
Ｉ−ＩＩ
Ｉ−ＩＩ
【図２】 同実施例の斜視図。
【図３】 本発明の第２実施例の断面図。
【図４】 本発明の第３実施例の断面図。
【図５】 感温フェライトの温度特性グラフ。（柳田博
明著セラミックセンサー講談社刊ブルーバックス５８
５、１１０頁）
明著セラミックセンサー講談社刊ブルーバックス５８
５、１１０頁）
【図６】 Ｍｎ−Ｃｕ系感温フェライト磁心の飽和磁束
密度Ｂｍの温度依存性（村上孝一、松本英敏共著感温磁
気応用工学培風館刊１５頁）
密度Ｂｍの温度依存性（村上孝一、松本英敏共著感温磁
気応用工学培風館刊１５頁）
【００２２】
１ （ａ〜ｊ） ベルト案内輪 ２ 永久磁石片 ３ 永久磁石片固定循
環ベルト ４ 感温磁性片 ５ 感温磁性片固定循
環ベルト ６ ベルト吸引部 ７ ベルト分離部 ８ 熱源 （電熱ヒー
ター） ９ 冷却部（空冷） １０ （ａ〜ｊ） ベルト案内輪支持
軸 １１ ハウジング １２ ハウジング固定軸 １３ 出力軸 １４ 透光材 １５ 吸熱材 １６ 断熱材 １７ 地下水面 １８ 地面 １９ 太陽 ２０ 水面 ２１ 水底 ２２ ハウジング基礎 ２３ 温水域 ２４ 冷水域
環ベルト ４ 感温磁性片 ５ 感温磁性片固定循
環ベルト ６ ベルト吸引部 ７ ベルト分離部 ８ 熱源 （電熱ヒー
ター） ９ 冷却部（空冷） １０ （ａ〜ｊ） ベルト案内輪支持
軸 １１ ハウジング １２ ハウジング固定軸 １３ 出力軸 １４ 透光材 １５ 吸熱材 １６ 断熱材 １７ 地下水面 １８ 地面 １９ 太陽 ２０ 水面 ２１ 水底 ２２ ハウジング基礎 ２３ 温水域 ２４ 冷水域
【手続補正書】
【提出日】平成８年６月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
Claims (1)
- 【請求項１】感温磁性体を等間隔に断続循環連鎖配列し
た閉ループ（以下感温磁性体ループという）を軸を平行
する案内輪をもって張架し、一方、永久磁石を等間隔に
断続循環連鎖配列した閉ループ（以下磁石ループとい
う）を軸を平行にする案内輪をもって張架した両ループ
の一定連続部分を相対磁着連動させ、磁着開始部分と分
離部分の付近の感温磁性体に、使用感温磁性体のキュリ
ー点を中心として上下の温度差を生ずるよう、二つの温
度環境部を設けて、両ループを循環させて動力を得る熱
機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35501695A JP2802423B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 感温磁性材熱機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35501695A JP2802423B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 感温磁性材熱機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09184473A true JPH09184473A (ja) | 1997-07-15 |
| JP2802423B2 JP2802423B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=18441407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35501695A Expired - Lifetime JP2802423B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 感温磁性材熱機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2802423B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1111255C (zh) * | 2000-07-31 | 2003-06-11 | 刘立峰 | 转动式温差发动机 |
| WO2014064186A2 (de) * | 2012-10-24 | 2014-05-01 | Nikolaus Vida | Vorrichtung zur erzeugung einer bewegung, diese vorrichtung umfassender motor und deren verwendung |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP35501695A patent/JP2802423B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1111255C (zh) * | 2000-07-31 | 2003-06-11 | 刘立峰 | 转动式温差发动机 |
| WO2014064186A2 (de) * | 2012-10-24 | 2014-05-01 | Nikolaus Vida | Vorrichtung zur erzeugung einer bewegung, diese vorrichtung umfassender motor und deren verwendung |
| WO2014064186A3 (de) * | 2012-10-24 | 2014-08-14 | Nikolaus Vida | Vorrichtung zur erzeugung einer bewegung, diese vorrichtung umfassender motor und deren verwendung |
| US9998036B2 (en) | 2012-10-24 | 2018-06-12 | Nikolaus Vida | Device for generating a movement, motor comprising said device and use of the latter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2802423B2 (ja) | 1998-09-24 |
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