Магнитно-тепловой двигатель

 

И:)()б)С 1Ч ||И1 v;. б. игш..;...ив. п |.-;. ве стационарны.х ii iU pr.i ii:/K ii,ix (.п. i4ii..i 19 yriiiHOBOK и iio.iBo, 1яе i iKiiu.ri . , : i. ,i;iinnoi. гь 11(ц-Г()Я11111 11 магниты 9 12 вьпи i, пимил в ви.и iTKTopon, сдвину 1 ы отнгц и с :.; 0 др I труга B.U), ib оси poio|ia и равпор м Н 1.o/ cllны 110 |)кр /кносги. Э. icAUMi .S I) ; рикрсп.к ны к i-. 1, I hiiii I. |иг: Ч( Ii ; НШ оиро i.ncMori Ма 1Ч |1| ,1. Н1,К магниты 1 рм 1с,1Ы1о на iii i.i ГаКОС НЫНО I 1:4 : . iai НИ 1 Hblii MO .U i: ни г. 11,110 ( и rpiiCI и I. KI : . i .: . I ili I :ii,/h ,h. :iOC 10Я11 1; I ; ii г.. . Н Ч ДВа a; г,I . ca I iBi). :(( Hf, illHH rl) i;i,i : ; i. кип). I - ;....; ixojiiix ca . , ij :ы. Ч 11,1. (Л

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 I. 03 (i 7700

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11iIl llll lill>ill 1И) It! > ),>,< I fl t . l l I I ()! < >!

<. tI l<>ll<).1

t <>!>!! > (, I

iI, I! l t I f > < > t 1 l i I I, k t, < <, 1 -, ,7 (0 иг. 2

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

3855)050 <225-06 (22) 13.02.85 (46) 30.0 .).87 13к)гк ¹, 3(j (75) А. Г1. 1(llh()1(111<(ук (53) 62!.363(088 8) (56) Автор h()(оии I(I(. Il I!<< (.((,Р

Л(> 649877, к,l 1 0,> () 7< (10, f

Авторсh(>(< ви(((I(. .II>(!:<> <,(;(1>

ЛЪ 1004!)8.3, к" I 03 (), ")0 !(}82 (54) МАГ111! Г)(()-Т(.11. 1()13()11 .113111

ТЕЛЬ (57) Изоор 1(ии(!. о и(,1,,1, >в;>1, в((. Т в((и о!(и 1>! I I>I." и, i (f>t I!t i,> ° I I I, t >< t>I (.

„„SU„„1341377 А 1

>, < I iI 1I() I)()h II и<)и и<) I H(i Il< > II I I < < 1 > ill lit)(I I>

I 1(>((()M!IIII>lt "1111! Ill I i>l .) 1" iii>i! « I lit ll! I в lill.((t (k l <) f>()lI, (,(IIII II >, I 1>1>, О I ll< >t ll (> .. t > (Р(I (f>X I t

И (<),11> (1(И f)<>1() f>il II !);1ИИ<>f> < 1 >,1<)>I)(IIIII>l), Il<»>kf» rkII<)(I >l .). I(1(II I i>l .3 (>,, икр(Il,l(lli>i ! ° I I> < t t I < I «, lilt. !< > 11 li : ., I! I I >lI f1< >

1< !. >., « ><(>i (> 1(l > (! > < t, >t> !,I> i, >t l ())i!

И! !< :!IГIIII (I I 1! < 1, «! I >i >(.iи(!

Рl! > . il>ilо lii! 1!;! > . . ;!< <,i >(», Ii(t ;I

1;! ко(I!i>III(> I I И< I ll

1341377

Изобретение относится к машиностроению, 3 именно к магнитно-тепловым двига-! еляч, н которых магнитный момент на рогоре 06pE3,<лется 33 счет изменения намагничс нн<>сти Ttрчоча HHTE(btx элементов при наI р«вс и охг!()ждении, и может быть ис»оль i<>H;»10 в составе стационарных и»еp(. звижны силовых установок.

1(«Г»,н> »добр T(ния является повышение ч»1»н<)сти нлтс ч использования для увелич<. II » 51 л! <3 Гt!11TItOI O чоч(Нта ()OTOp3 30!IO 1 НИ

Гt,л t)iloп) í

x(ча» 11(длагаечого днигагсля, на фиг. 2

»рс.>л;<г с исхс>дным полокс нис ч a,it ÷otiгов»ерсд на !3.н>ч работы, низ в четрии; на фиг 3 один из

1,! t I h<)I< Ч;» ll!11!IOH ЦЕПИ НР«ДЛЗГ)И МС>П> ДВИI)l, Р;! <РС<:!<> Ч;3!1»tгам f)01»PH Н ГЕРМС> 1:! i!Иllll>i . Э1ЕМЕ111 !Ч h»ÐI13,С3. л);»:!» Г и< >-T

-, )р»(с 1, 1 i 1;<Н»13, I(» I I lл(и H Неч HC Il(>. E,HHHt» I )! I i l » 0 (Г < ) 5»»»)! м Н )! < 3 Г l I H Г и м И 2 И т с р л1 0 л! <3 I 1» ! ычн s.it ÷t í i »ìII 3 t1 в 13»,l(тс нловых

i f)V<) Б h<>f)lit t 1 На IIO;IIIIHtltlHK3X 7 установ»»;1,»»и! нь!Й !н»ор 8, и;l Kolopox1 уст3I <)l3. I(liI)l IOIlO,! HH ГЕ,»)»l>l(»0С!0ЯННЬ!(Л1!3! НИ! 2 II<) 0 с»»чу !I(i каждыи элечен! ! ) i ) )< > Г !3(Гt Г E3(. !I El». М<1Г II llTI>1 > 1 вы нол !

< l»>l н н» it сок!»ров !3, взаимно сдвину-!

1!х li с< !ь !33.13 14 рот» )f><»3 1,1. h<>pili(1 13 нидс !)ыполненIi, ч,» I» I<)» f101»»13t xi»I î матери;!ла ч; I I»l I<)!I f)OH<),13 <)611<3 )уст t Неll».tíè5KEtt>!ttii

1;» нн Г;)ми 2 л1;» н!! I I»>I< цс»и н поло кс нии

i t h1Of)OB 13 ii;I»p» IHH э, I(л<ентс>в 3 6 1!»-!

I<);I I3I1 h il t l(ll0t. ГOH I»» I(. м;1ГIIIITI I 2 для ) Il>< >»it I»i Я к»нст f)ч5, » I! It ч»Гч) 6 Ы 1 E) til>l IEOГI Н(Н Ы

II 3 н Р(!13;i P ii 1<. Г»>»o » <1лl(1 Гl»1 I(I!i»>l х част(Й

h<1f)»3 t I 1. 11(. pe.iIIHB 1:) и .3

1< 1 1 »I< ),1!1(l»>I 11 3 I!i )131 I»»! Il»1 0 Ч Ei ! (р»;!. 1;! Г< рч >xl;li нитныс эг!()1ент!>! 3 Е)

i3. »I<>.ii!(lli)i !3 НН,И t Сг<)НОНЛС ННЫХ ВДОЛЬ ! р;lt !)л )ри» Ilt. pñ чс пиния чагнитов 9 2 длI <)<)6р;13»1,<х и 1

tIIl1t. р»3,1;1, h ко!»рыч 0,1»ичи концачи нрикрс», I»>l »олые герм(тнчньн радиальные

I f) t 6hIt 8, дрл ги ми концами закре»ленные

H h()f1»ti t. !. Трубка 18 вакуучированы, час-!

»)»Io 3;3»олнены теплоносителем и выполне»ы» 3 Герчочагнитноп> материала, который»p«»E)tp(tt(., например, до !ОО 110 С тс ряс г ча! »итные свойства, а нри 80 — 90 С ,!е! KO и сн.!ьно намагничивается в слабых

ttili i»tTHt)IX»<),tHX Трлбки 18 1!рсдсTÇE) 15t>OT

i»6ñ>й»рснтсйшие тепловые трлбы !термоi »фоны (30»ачи ис»Зрения и конденсации, р;!0»»ложс ннычи с<я)тв Tiтвс н»0 на наружны и внутрснних Hx KOt»ldx.

С. 06(и стс>рс>н тс рмочагнитных элеменГ»H 3 б toò;3!t»E).toны форсx нки 19 для 1101""-13 гор" !"0»ара " форсунки 2() -сз" ""- tt3o iI! охлаждаю!цей жидhoiти. Форсунки

1О !

l9 соединены со змеевиком 21, расположенным внутри теплового аккумулятора 22, посредством трубопроводов с установленными в них электромагнитными клапанами 23.

Форсунки 20 соединены с резервуаром 24 охлаждающей жидкости посредством трубоцроводов с установленными в них электромагнитными клапанами 25.. .=)Г!ектромагнитные клапаны 23 !фиг. 2! связаны с распределителем 26 электроимпульсов, расположенным на валу 14 ротора 8 и выполненным в виде кулачков 27, вершины которы расположены в плоскости вращения параллельно осям симметрии постоянных магнитов 9---12 ротора 8, взаимодействующих с парами контактов 28 с некоторым экспериментально определенным опе-!

)с женисч. )лектрол(агнитные клапаны 25 связаны с дрл I ич распределителем 29 элеKгроил>пульсов. также расположенным на валу 14 ротора 8 и вы»с)лненным в виде ку,!ачкс)н 3(! и Ei3p контактов 31.

Выклк)чатель 32»редназначен для однонрс менной ш>дачи элек 1 роимнульса на все элс ктрочагнитные кла»аны 23 .T Itt Hx открытия. ЭГ! Kiðîtt3<.00 33 с клапаном 34 преД(, »>но!.0 Да в, 1(. ни Я слл iK HT, 3. 1 и созД3 и и я

iit06х0дил!ого E;)t),E(HH53 охлаждающей жидкости в системе и для вцрыскивания ее в змеевик 21 теплового аккумулятора 22 через обратный клапан 35 в моменты, когда давление пара ниже нормы. Распределительный клапан 36 подключен к дагчикл 37 T(. чцерс>тчры и предназначен для направления части lloT»K3 (>хлаждающей жидкости в p3;!H;!Top 38 Ito сигналу датчиК3 37. Датчик 39 служит для >амера давления пара внутри Змеевика 21 и связан с сигнальной лампой 40. эроссес!>ный кран

41 предназначен;1ля регулир<>нания расхода

»3р3, »осту! IÇK>lit(. I o к электромагнитным клапанам 23, К зчеевикч 21 цодклк>чен эзск-! рочагнитный клапан 42, снабженный выкл>очателеvl 43. Термометр 44 предназначен для:>амера температуры термомагнитных элел(ентов 3 6.

Для накопления тепловой энергии в тепловом аккумуляторе 22 установлены электронагреватель 45 и плоская тепловая труба 46. Полости вокруг термомагHHT>tbtx элементов 3- 6 связаны с резервуаром 24 дренажttûttH- трубками 47. Обратный клапан

48 предназначен для обеспечения необходимой величины давления в системе охлаждения. Главный выключатель 49 предназначен для подключения к электроцепи источника 50 тока и связан для совместного управления с выключателями 43, 32 и дроссельным краном 41.

Двигатель работает следующим обра:30Ч.

В исходном положении !фиг. 1 и 2) теп..loBoH аккумулятор 22 заряжен тепловой .энергией, ротор 8 находится в положении, ког.са один его магнит 9 расположен напро1341377 тив термомагнитного элемента 3, термомагнитные элементы 3 6 холодные (после длительной стоянки). Дроссельный кран 41 закрыт, пар внутри змеевика 21 отсутствует, электромагнитный клапан 42 обесточен и закрыт, главный выключатель 49 выключен.

Температура жидкости в резервуаре 24 равна температуре окружающей среды, и по команде датчика 37 радиатор 38 отсоединен от системы охлаждения распределительным клапаном 36.

Запуск двигателя осуществляется рычагом дроссельного крана 41. 3о начала открытия дозирующего сечения крана 41 включаются выключатели 49 и 43, при этом начинает работать электронасос 33, открывается электромагнитный клапан 42, жидкость из системы охлаждения впрыскивается через обратный клапан 35 в змеевик 21, где под действием высокой температуры теи 10аккумулирующего состава образуется пар с температурой 700 -750 С. Когда дав,и ии< пара достигает заданного значения, срабатывает датчик 39, загорается сигнальная лампа 40 и обратный клапан 35 закрывается.

При дальнейшем перел<сии нии рычага дроссельного крана 41 Включается главный выключатель 32 и одноврсм< нно начинает открываться дозирующее сечение, через которое пар, имеющий высокое давление и температуру, устремляется llo грубоир<Я<одам и электромагнитным клапаиач 23.

Поскольку при включении !3! !кг!ючатсlH 32 OTKpbtHHtOT(.H f3(.(. K7àïHíû 23 IlT у.(ерживаться элементами 3 — 6. При дальней!ием движении рычага крана 41 кнопочный выключатель 32 выключается, все клапаны 23, кроме клапана 23 элемента 3, закрывак>тся и пар продолжает поступать только на термочагнитный элемент 3. Ранее включенный электронасос 33 подает жидкость к э7t KTp(>магнитным клапанам 25, пройдя через которые распыленная в форсунках 20 жидкость попадает на элементы 4 и 5,так как Нх клапаны 25 открыты (контакты 28 замкнуты).

После выключения кнопочного выключателя 32 жидкость охлаждает только элементы 4 и 5, а элементы 3 и 6 остаются нагретыми: элемент 3 за счет того, что на него действует пар с высокой температурой, а элемент 6 — из-за остаточной температуры.

Поскольку элементы 3 и 6 нагреты выше температуры Кюри сплава, из которого они изготовлены, они не обладают магнитными свойствачи и не удерживают магниты 9 и 12 около себя, а элемент 5 не взаимодействует с магнитом 11, так как оНН в этот момент диаметрально расположены. (1Ос, 1(. то!О, K(1 k О Гl;(rk 1(l toll!it >3 ж и, lк<и ть прогрее Гся <а < ч< I > !(В)р;I Г< ИГ(;1 () I элечеитОВ 3 6 до 8О !<О (. (IIII rkt Г(>Яки

ЗЮ Кюри их „,.„,„„,, „,,„-,„,,„,.„,,„„„, li

И OTKpt>IB(ICT(K, 1, И р< 3 k() Г()pl)1 I( ча< Tl> жидкос! и II< репуск;и l < я ч< р< 3 p<3,(и;31()p 38, В ре <у?(l>1<1(ñ 1< I(> T<ч(и р;IIX р;3 жпдk()v Ги II() 7, t(.рж и Ва(. 7 <. Я 13 (I р(И . ((1 х 8(I

Т;!к как Верен;1,1 температур(,! и ж 1л <и;(чеииячи 80 .)О С (ниже 1<)чки Кк>ри ч;(Г< ри;3ла эг!Г ментов 3 ()) и 1(и) (. I it()(ill< Г())lkll Кк> ри) составля T 20 30 (., I() и;(гр< В и ()хлаждение элементов 3 6 It эгоч интервале

Осуществляется за чалый прочсжлт()k Вр<40 мени. Ь!>!стрг>л(л и Р 3!3(3<) и Риол(л IIP()I Р< !<л и Ох,1 а >и. И t

Ti1KrK(> И Х Bt>I II()7 H() И И< В 1<И.И Г< ll. (О!)Ь! Х T)) V ()

Когда иар, Itxtt K>lïtlé vI<1k< ич;1.)ьнун> течисp

<1) О р с ч I < K I! 1 9 (ф и Г . 1,, ) ) I I < I I (l I rk 1111 t ) 1 <1 < T K l!

45 Грубок 18, Tt 1)7()t<(>t I<.1(.,(I<1

В ЭТО И ЗОН< H< (lit/ß(. Т< Я II (. I (> I I к 18 13 3<)ll;lx K()ltД< ИС

HH(Т ИХ, IIPlf ЭТОЧ О, 1<3 ÃÎ (РЯ t (3()H< T(tt Т(П50 l(>Bh(X труб теч и(р;(тл рп 3()Ill>l k() I< и и ;3 (11111 приближаетсH за очень ч;3 ll>llt !!ром< жл ток

Вр< чени к T(чператур< 3()lit исп;(р«иия. (.ре1няя зона трубок 18 II() Toãpt lt;It l <. я, 1()ll() Il пароч из ())<>@<) ики I!).

К(н 1а кула loK 27 р;3 <чык;I<. Г конт;<кт!

8, к,l;Iплн 3 1;1крl)IВ;и I< и, Il(> ()x. (!Irk (;(к)(led и ж и (h<)P< )) l< klt, II() к<1 со(>гветствл к>щии ч;<г«11) !!, 1О, 11 или 12 p<)торil 8 н«выйдет 113 3(>III и 3;(ичод< иствия

Ма(3<ит 10, llлизи кромки элемента 4, иачииасT притягиваться к Il()<. .илнему и поворачивает ротор 8 против часовой стрелки (фиг. 2) . М!<гни гиок поле постоянного магнита 10 иачагиичива T терчомагнитный л<атериал элемента 4 и ча Th корпуса 1 двигателя. Увеличеник> си lt I llpt

KoToP t>l H У H.7 H Bi< C T м;3 г нитный ll()Tok 13 lie(I H.

После того, как Вал 14 ротоpi< 8 повернется на 90 и л<агHHT 10 ротора 8 окажется напротив терчомагнитного элемента 4, кулачок 27, также повернувшийся на 90". замыкает контакты 28 (вторую пару), в результате чего через соответствук)щий клапан 23 и форсунки 19 на терчомагиитный элемснт 4 начинает поступать иар из змеевикil 21, э,!ечеит -1 прогрева ) t H ш,(ill(.) т< чпсратуры Кк>ри и Ttðÿt T чагfllfTflt)lt. свой TH<1.

При То» чагиит 10 иерес7?и т у:и ржи!3;(ться эле%1CIIT()X1 4, It() It))p;3 8 продолжается за счет взаимо.и Й THHH м;!гнита 11 с элементом 5. Далее ()lilt< аииый !(икл

II<) ВТОРЯ(Т(. Я С ИООЧ(P(> (Ч В 3;1!3 ЧИТЕ И<ТВИ<)Л1 тсрчочагнитных элеч<нтОВ 3 f) с ч;1! нитами 9 12 ро(ор;1 8 с Il().l и р к;)н(и ч (и пр(—

pl>IHf1()I пращ(нии (3;1.(;1 1-4

1341377

Фор.чули изобретения

2З ч 5

Фиг. 1

1

ЗЗ З4 с соответствующим термомагнитным элементом 3,4,5 нли 6.

Для увеличения скорости вращения вала

l4 увеличивают проходное сечение в дроссельном кране 41, при этом на элементы

3 6 через форсунки 19 подается большее количество пара с высокой температурой и элементы 3 6 быстрее прогреваются. Для предотвращения черезмерного перегрева элементов 3 6 температура контролируется термометром 44. При превышении температуры элементов 3 6 110 — 120 С прикрывают кран 41 и расход пара уменьшается.

Применение в качестве источника тепловой энергии теплового аккумулятора 22 высокотемпературных промышленных тепловых отходов, электроэнергии или сконцентрированной солнечной энергии позволит исключиiü или уменьшить загрязнение окружаюгцей среды.

l. Магнитно-тепловой двигатель, содержащий корпус с установленным в нем неподвижным постоянным магнитом, термомагнитные элементы в виде тепловых труб, связанные со средствами их нагрева и охлаждения, и установленный в корпусе магнитный ротор, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности путем использования для увеличения магнитного момента ротора дополнительного намагничивания массы корпуса, он снабжен установленными на роторе дополнительными постоянными магнитами — по одному ня каждый элемент, выполненными в виде секторов, взаимно сдвинутых вдоль оси ротора и равнорасположенных по его окружности, элементы прикреплены к корпусу в плоскостях секторов, а корпус в виде выполненного из магнитопроницаемого материала

15 магнитопровода образует с неподвижным магнитом магнитную цепь в положении секторов напротив элементов.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в магнитопроводе установлено дополнительно не менее одного неподвижного по29 стоянного магнита.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, неподвижные постоянные магниты выполнены из предварительно намагниченных частей корпуса.

1341,">77 иг, <.»< I,>ttèT<.tt,>3 Т I tð> и

Рс;<акт<>р М. Гэана3 р; Г< крс;< 31 Б< 3><> Карр> hl <>fi Л <)t>f» <ар

Заки > 44 I 3!) Тира к 42<3> 1<>анисtl(>l

f3fIffIff III Г»сс <:tf»t tt< tt!tt>t<> лол<итста «..<,I и .t<,t;>ì и <»<>р< т> ний t«>thf>t,>

l l,,3<> 3й>, М»скв<>. Ж:3й>, Р;» >и л,ltt II;It> ..t 4 5

» р<и< >н<>,<стн< tltf» II(lфин<< л<к нр< нти<, t У к< >р» t >и I If»» лтн:I>I, !