SU1617186A1

SU1617186A1 - Magnetic thermal engine

Info

Publication number: SU1617186A1
Application number: SU884635444A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Савицкий; Любовь Владимировна Савицкая
Original assignee: Крымская Областная Станция Юных Техников; Симферопольский Региональный Центр Научно-Технического Творчества Молодежи "Таврида"
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1990-12-30

Abstract

Изобретение относитс к средствам преобразовани тепловой энергии, например энергии геотермальных вод или солнечной энергии в механическую энергию, и может быть использовано в качестве привода автономно действующих машин и механизмов. Целью изобретени вл етс утилизаци рассе нной тепловой энергии. В исходном состо нии посто нный силовой магнит 15, прит гива сь к элементу 9, выполненному из инверсионного термомагнитного материала, перемещает центр т жести устройства выше оси вращени , проход щей через полуоси 4, 5. В результате устройство опрокидываетс , элемент 9 начинает нагреватьс , а элемент 10, также выполненный из инверсионного термомагнитного материала охлаждатьс . Температура элемента 9 становитс выше критической T_к, а температура элемента 10 ниже критической T_к, где T_к - температура инверсии термомагнитного материала. Происходит инверси полюсов элементов 8, 9, в результате чего магнит 15 прит гиваетс к элементу 8, вызыва повторное опрокидывание устройства. Элемент 9 начинает охлаждатьс , а элемент 8 - нагреватьс . После инверсии полюсов элементов 8, 9 магнит 15 прит гиваетс к элементу 9 и устройство возвращаетс в исходное состо ние. Затем цикл повтор етс . Выполнение подвижным силового магнита относительно оси вращени устройства позвол ет не только использовать рассе нную тепловую энергию, но и получать различные виды движени : вращательное и колебательное. 4 ил.The invention relates to the conversion of thermal energy, such as the energy of geothermal waters or solar energy into mechanical energy, and can be used as a drive for autonomously operating machines and mechanisms. The aim of the invention is the utilization of dissipated heat energy. In the initial state, the permanent force magnet 15, attracted to the element 9 made of an inverted thermomagnetic material, moves the center of gravity of the device above the axis of rotation passing through the semi-axes 4, 5. As a result, the device tilts, element 9 begins to heat up, and element 10, also made of an inverted thermomagnetic material, is cooled. The temperature of element 9 becomes higher than the critical temperature T _k , and the temperature of element 10 is below the critical temperature T _c , where T _c is the inversion temperature of the thermomagnetic material. The inversion of the poles of the elements 8, 9 occurs, as a result of which the magnet 15 is attracted to the element 8, causing the device to re-tilt. Element 9 begins to cool and element 8 begins to heat. After the inversion of the poles of the elements 8, 9, the magnet 15 is attracted to the element 9 and the device returns to its original state. Then the cycle is repeated. The implementation of a moving power magnet relative to the axis of rotation of the device allows not only to use the scattered thermal energy, but also to obtain various types of movement: rotational and oscillatory. 4 il.

Description

Изобретение относитс к средеiвам преобразовани тепловой энергии, например энергии солнечного излучени или тепловой энергии геотермальных вод, в механическую энергию, и может быть использовано 8 качестве привода элементов автоматики, в командных и сигнальных устройствах , использующих нетрадиционные возобновл емые источники энергии.The invention relates to the environment for converting thermal energy, such as solar energy or thermal energy of geothermal waters, into mechanical energy, and can be used as a drive for automation elements, in command and signaling devices using non-traditional renewable energy sources.

Цель изобретени - утилизаци рассе нной тепловой энергии.The purpose of the invention is the utilization of dissipated heat energy.

На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 --температурна зависимость1 shows a general view of the device; figure 2 - temperature dependence

остаточной намагниченности г дл матери-. ала, из которого изготавливаютс инверсионные термсмагнить : на фиг.З а, б, в, г - фазы рабочего цикла двигател в колебательном режи.ме; на фиг.4 а, б. в, г - фазы рабочего цикла двигател во вращательномresidual magnetization g for mother-. The ala from which the inversion thermal magnet is manufactured: in FIG. 3 a, b, c, d - phases of the engine operating cycle in the oscillatory mode; figure 4 a, b. c, d - phases of the engine working cycle in the rotary

режиме.mode.

Двигатель содержит корпус 1, состо щий из двух стержней 2 и 3 с полуос ми 4 и 5. Полуоси 4 и 5 укреплены соответственно в подшипниковых узлах 6 и 7. На концах стержней 2 и 3 жестко укреплены термомэг- нитные элемеип. 8 и 9. Элемент 8 имеетThe engine includes a housing 1 consisting of two rods 2 and 3 with axles 4 and 5. Semi axes 4 and 5 are fastened respectively in bearing assemblies 6 and 7. At the ends of rods 2 and 3, thermo magnetic elements are rigidly fixed. 8 and 9. Element 8 has

QQ

отверсти 10 и 11, в..элемет9 имеет отверсти 12 и 13. В отверсти х 10-13 устанавливаетс направл юща И, выполненна из диамагнитного материала. Направл юща 14 может быть установлена различными способами в отверсти х 10-13 относительно вертикальной оси. По направл ющей 14 перемещаетс посто нный силовой магнит 15, выполненный из высококоэрцитивного ферромагнетика, например из сплава SmCOs. Термомагнитные элементы 8 и 9 выполнены из термочувствительного ферромагнетика , например из интерметаллического соединени .тулли и кобальта ТтаСОу. Особенностью термочувствитель- ного ферромагнетика вл етс то, что создаваемое им поле зависит от температуры и в точке компенсации мен ет свое направление на прот ивоположное.holes 10 and 11, the element 9 has holes 12 and 13. In holes 10-13 a guide AND is made, made of a diamagnetic material. The guide 14 can be installed in various ways in the holes 10-13 with respect to the vertical axis. A direct force magnet 15, made of a highly coercive ferromagnet, such as an SmCOs alloy, moves along the guide 14. The thermomagnetic elements 8 and 9 are made of a thermosensitive ferromagnet, for example, an intermetallic compound, a tullium and a Cobalt TgCOU. A specific feature of a thermosensitive ferromagnet is that the field created by it depends on temperature and at its compensation point changes its direction to opposite.

Термомагнитные элементы 8 и 9 уста- новлены, таким образом, что при одинаковой температуре обраа(ены друг к другу размагниченными полюсами.The thermomagnetic elements 8 and 9 are installed in such a way that at the same temperature they are formed (by demagnetized poles to each other).

Возможны две модификации двигател , позвол ющие ему работать в колебатель- ном.и вращательном режиме.Two modifications of the engine are possible, allowing it to operate in a vibrational and rotational mode.

Двигатель работает следующим образом .The engine works as follows.

При работе в колебательном режиме направл юща 14 устанавливаетс в отвер- сти х 10 и 12. В исходном положении (фиг.За), когда температура термомагнит- ных элементов 8 и 9 ниже Тк, посто нный магнит 15 прит нут к элементу 8, наход щемус внизу в жидкой среде, температура которой выше Тк, При этом центр т жести устройства находитс ниже оси вращени , проход щей через полуоси 4 и 5. .При нагревании элемента В выше температуры Тк, происходит инверси его магнитных полю- сов, магнит 15 перемещаетс вверх по направл ющей 14, прит гива сь к элементу 9 (фиг.36), Центр т жести устройства перемещаетс выше оси вращени , что приводит к опрокидыванию устройства вследствие рас- положени отверстий 10 и 12 по часовой стрелке. Элемент 9 оказываетс в жидкости и нагреваетс , элемент 8 оказываетс на воздухе и охлаждаетс (фиг.Зв). Через некоторое врем температура элемента 8 станО- витс меньше Тк, а температура элемента 9 выше Тк, что приводит к инверсии полюсов обоих элементов 8 и 9. Силовой магнит 15When operating in an oscillating mode, the guide 14 is installed in the holes x 10 and 12. In the initial position (Fig. 3a), when the temperature of the thermomagnetic elements 8 and 9 is lower than Tk, the permanent magnet 15 is attracted to element 8, scramus below in a liquid medium whose temperature is higher than Tc. At the same time, the center of gravity of the device is below the axis of rotation passing through the half axes 4 and 5. When the element B is heated above the temperature Tc, its magnetic poles reverse, the magnet 15 moves up the track 14, attracting element 9 (Fig. 36), The center of gravity of the device moves above the axis of rotation, which leads to the device tilting due to the orifices 10 and 12 in a clockwise direction. Element 9 is in the liquid and is heated, element 8 is in the air and is cooled (Fig. 3b). After some time, the temperature of the element 8 becomes less Tc, and the temperature of the element 9 is higher than Tc, which leads to the inversion of the poles of both elements 8 and 9. The power magnet 15

отталкиваетс от элемента 9 и прит гиваетс к верхнему злементу 8 (фиг.Зг). Центр т жести устройства вновь оказываетс над осью вращени , вследствие чего устройство вновь опрокидываетс , но уже против часовой стрелки, возвраща сь в исходное состо ние (фиг.За).pushes away from element 9 and is attracted to upper element 8 (Fig. 3d). The center of gravity of the device is again above the axis of rotation, as a result of which the device again overturns, but already counterclockwise, returning to the initial state (Fig. 3a).

Устройство двигател позвол ет осуществить также и вращательное движение. При этом направл юща 14 закрепл етс в отверсти х 10 и-13. Работа двигател осуществл етс аналогично за исключением того, что движение двигател становитс вращательным , вследствие перемещени силового магнита 15 после инверсии полюсов элементов 8 и 9 приводит к смещению центра т жести не только снизу вверх, но и справа налево относительно оси вращени (фиг.4 а, б, в, г). Вращение в этом случае происходит против часовой стрелки.The motor device also allows rotational movement. In this case, the guide 14 is fixed in the holes 10 and -13. The operation of the engine is similar, except that the movement of the engine becomes rotational, due to the displacement of the power magnet 15 after inversion of the poles of elements 8 and 9, causes the center of gravity to shift not only from the bottom up, but also from right to left relative to the axis of rotation (Fig.4a , b, c, d). Rotation in this case occurs counterclockwise.

Размеш.ение термомагнитных элементов 8 и 9 на концах стержней 2 и 3 с полуос ми 4 и 5 позвол ет не только использовать различные виды рассе нной тепловой энергии, но и с помощью направл ющей 14, устанавливаемой в отверсти х 10-13, получить различные виды движени : колебательное, вращательное - как по, так и против часовой стрелки.The mixing of the thermomagnetic elements 8 and 9 at the ends of the rods 2 and 3 with the semi-axes 4 and 5 allows not only to use different types of dissipated thermal energy, but also with the help of the guide 14 installed in the holes 10-13, to obtain different Modes of movement: oscillatory, rotational - both counterclockwise and clockwise.

Claims

A magnetically thermal motor comprising a housing, a thermomagnetic element movably mounted relative to each other, made in the form of an inversion thermomagnet, and a power permanent magnet, as well as means for heating and cooling the element, characterized in that in order to utilize the scattered thermal energy , it is equipped with an additional thermomagnetic element, the body is made in the form of two rods with horizontal semi-axes, the elements are rigidly fixed on the ends of the rods and have holes for the installed guide, on which the power magnet is installed, with the possibility of reciprocating motion with the effect of creating unbalance of mass relative to gyulosei, the heating means is made in the form of a reservoir with heat carrier and installed with the possibility of alternately passing through the last thermal elements.