SU1755356A1

SU1755356A1 - Magneto-thermal engine

Info

Publication number: SU1755356A1
Application number: SU884443796A
Authority: SU
Inventors: Владимир Борисович Бочаров; Виктор Иванович Гунин; Ефим Семенович Блувштейн; Виктор Васильевич Лазарев
Original assignee: Воронежский Политехнический Институт
Priority date: 1988-05-23
Filing date: 1988-05-23
Publication date: 1992-08-15

Abstract

Изобретение относитс к магнитно-тепловым двигател м, преобразующим тепловую энергию в механическую. Цель изобретени - повышение мощностей КПД Двигатель состоит из ротора 3 с термомзг- нитными элементами а-и, выполненными из различных материалов, установленными последовательно по мере убывани точек Кюри , корпуса 1 с зоной 8 нагрева и зоной 9 охлаждени , прИ этомТй ежду т ермомагнит- йыми элементами с йай6ольшеии наименьшей точкой Кюри в ып|ЬЙнГен зазб р йе ме неё ширины одного термомагнитного элемента, а центр т жести ротора смещен относительно оси вращени в сторону термомагнеуг- ного элемента с наименьшей точкой Кюри. 3 ил.This invention relates to magneto-thermal motors that convert thermal energy into mechanical energy. The purpose of the invention is to increase the power efficiency. The engine consists of a rotor 3 with thermal elements a and u made of various materials installed in series as the Curie points decrease, body 1 with heating zone 8 and cooling zone 9. Elements with the smallest Curie point in Lip | NYGen are smaller than the width of one thermomagnetic element, and the center of gravity of the rotor is shifted relative to the axis of rotation in the direction of the thermomagnetic element with the lowest Curie point. 3 il.

Description

8 Фиг. 18 FIG. one

Изобретение относитс к магнитно-тепловым двигател м, преобразующим тепловую энергию в механическую энергию вращени , и может быть использовано в качестве привода различных элементов ав- томэтики.The invention relates to magneto-thermal motors that convert thermal energy into mechanical energy of rotation, and can be used to drive various elements of automatics.

Известны устройства дл преобразовани тепловой энергии в механическую, содержащие ротор из ферромагнитного материала, корпус с зонами нагрева и ох- лаждени , магнит. Тег/момагнитные элементы ротора чередуютс с участками из термоизол ционного материала.Devices are known for converting thermal energy into mechanical energy, comprising a rotor of ferromagnetic material, a housing with heating and cooling zones, a magnet. Tag / momagnetic elements of the rotor alternate with sections of thermally insulating material.

Недостатком этого устройства вл етс низка мощность и КПД из-за наличи меж- ду магнитными участками ротора зазоров из теплоизол ционного материала, снижающих силу напр жени термомагнитных элементов к магниту.A disadvantage of this device is low power and efficiency due to the presence of gaps of thermal insulation material between the magnetic sections of the rotor, which reduce the strength of the thermomagnetic elements to the magnet.

Цель изобретени - повышение мощно- сти и КПД двигател .The purpose of the invention is to increase the power and efficiency of the engine.

Эта цель достигаетс тем, что термомаг- нитные элементы выполнены из различных термомагнитных материалов и установлены на роторе последовательно по мере убыва- ни их точек Кюри, при этом между термомагнитными элементами с наибольшей и наименьшей точкой Кюри выполнен зазор не менее ширины одного термомагнитного элемента, а центр т жести ротора смещен относительно оси вращени в сторону термомагнитного элемента с наибольшей точкой Кюри,This goal is achieved by the fact that thermomagnetic elements are made of various thermomagnetic materials and are installed on the rotor successively as their Curie points decrease, while between thermomagnetic elements with the largest and smallest Curie points there is a gap no less than the width of one thermomagnetic element, and the center of gravity of the rotor is shifted relative to the axis of rotation in the direction of the thermomagnetic element with the highest Curie point,

На фиг.1 дан общий вид магнитно-теплового двигател в начальный момент рабо- ты; на фиг.2 - вид сбоку двигател ; на фиг.З - положение ротора двигател в конце цикла .Figure 1 shows a general view of the magneto-thermal engine at the initial operation time; figure 2 is a side view of the engine; on fig.Z - the position of the rotor of the engine at the end of the cycle.

Двигатель содержит корпус 1, закрепленный на корпусе посто нный магнит 2, кольцеобразный ротор 3, закрепленный на валу 4. Ротор 3 состоит из отдельных элементов 5, выполненных из разных термомагнитных материалов и расположенных последовательно по мере убывани точек Кюри материалов этих элементов. Термомагнитный элемент а имеет минимальную точку Кюри, а элемент и - максимальную. Между элементами а и и по диаметру зазор заполнен балансировочным грузом 6, вы- полненным из немагнитного и низкотеплопроводного материала. Дл смещени центра т жести ротора в сторону элемента а с наименьшей точкой Кюри на роторе 3 укреплен немагнитный груз 7, Часть ротора 3, прилегающа к посто нному-магниту 2, находитс в зоне 8 нагрева, а противоположна - в зоне 9 охлаждени , Посто нный магнит 2 может быть расположен в зонеThe engine includes a housing 1 fixed to the housing a permanent magnet 2, an annular rotor 3 mounted on the shaft 4. The rotor 3 consists of separate elements 5 made of different thermomagnetic materials and arranged in series as the Curie points of the materials of these elements decrease. The thermomagnetic element a has a minimum Curie point, and the element u has a maximum. Between elements a and and in diameter, the gap is filled with a balancing weight 6 made of a non-magnetic and low heat-conducting material. For displacing the center of gravity of the rotor in the direction of the element a with the lowest Curie point on the rotor 3, a non-magnetic weight 7 is strengthened. The part of the rotor 3 adjacent to the permanent-magnet 2 is in the heating zone 8, and opposite in the cooling zone 9, Permanent magnet 2 may be located in the zone

нагрева и вне ее. Направление вращени ротора показано стрелкой.heating and out of it. The direction of rotation of the rotor is indicated by the arrow.

Двигатель работает следующим образом ,The engine works as follows

В исходном положении ротор двигател расположен так, как показано на фиг.1. Ненагретый элемент а прит гиваетс к магниту 2. В результате нагрева повышаетс температура элемента а и прилегающих к нему элементов б, в. По достижении температуры элемента а выше точки Кюри его материала он перестает прит гиватьс к магниту 2. Нагретый элемент б, имеющий более высокую точку Кюри, сохран ет свои магнитные свойства и прит гиваетс к магниту 2, обеспечива поворот ротора 3. При достижении температуры элемента б выше точки Кюри его материала происходит прит жение к магниту очередного термомагнитного элемента в с поворотом ротора 3. Так как температура в зоне нагрева выше точки Кюри последнего элемента и, то постепенно ротор 3 займет положение, показанное нг фиг.З, в котором термомагнитные элементы а, б... наход тс в зоне охлаждени , а груз 7 сдвинут относительно вертикальной оси и создает крут щий момент, стрем щийс вернуть ротор в состо ние равновеси . После прогрева последнего элемента и выше точки Кюри его материала происходит возврат ротора 3 в исходное положение, показанное на фиг, 1 .Далее цикл повтор етс ,In the initial position, the rotor of the engine is located as shown in figure 1. The unheated element a is attracted to the magnet 2. As a result of the heating, the temperature of the element a and the adjacent elements b, c. Upon reaching the temperature of element a above the Curie point of its material, it ceases to attract magnet 2. The heated element b, which has a higher Curie point, retains its magnetic properties and is attracted to magnet 2, ensuring rotation of the rotor 3. When the temperature of element b is reached above the Curie point of its material, a magnet of the next thermomagnetic element occurs with rotation of the rotor 3. Since the temperature in the heating zone is higher than the Curie point of the last element and, then the rotor 3 will gradually take the position shown by ng An Ig, in which the thermomagnetic elements a, b ... are in the cooling zone, and the load 7 is shifted relative to the vertical axis and creates a torque that tends to return the rotor to a state of equilibrium. After the last element is warmed up and above the Curie point of its material, the rotor 3 returns to its original position shown in FIG. 1. The cycle repeats,

Необходимый закон движени ротора задаетс подбором соответствующих термомагнитных материалов, интенсивности и температуры нагрева и охлаждени , напр женности магнитного пол , величины зазора между первым и последним термомагнитными элементами, величины смещени центра т жести ротора.The required law of motion of the rotor is determined by the selection of appropriate thermomagnetic materials, intensity and temperature of heating and cooling, magnetic field strength, the size of the gap between the first and last thermomagnetic elements, the magnitude of the rotor center of gravity.

Claims

Invention Formula

A magneto-thermal motor, comprising a housing with heating and cooling zones, a permanent magnet located in the housing, and a rotor with thermomagnetic elements, is distinguished by the fact that, in order to increase power and efficiency, thermomagnetic elements are made of various thermomagnetic materials and mounted on the rotor consistently as their Curie points decrease, while between the thermomagnetic elements with the largest and smallest Curie points there is a gap not less than the width of one thermomagnetic element, and the center of gravity of the rotor is shifted about in relative rotation in the direction of axis thermomagnetic element with the lowest Curie point.

Fig 2

Fig 5