專利名稱：利用材料居里點(diǎn)作動(dòng)力原理的原動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
動(dòng)力機(jī)械背景技術(shù)：
公知的原動(dòng)機(jī)有蒸汽機(jī)，內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)。
蒸汽機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)變成水的高溫高壓蒸汽，再將高溫高壓蒸汽轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。
內(nèi)燃機(jī)是將燃料通過化學(xué)能轉(zhuǎn)換成高溫或高壓氣體，再將高溫或高壓氣體轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。
電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成磁能，再將磁能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。
本發(fā)明也是將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，其關(guān)鍵是先將熱能轉(zhuǎn)換成新型軟磁材料磁場能，再將該磁場能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的利用軟磁材料在常溫或在其居里點(diǎn)溫度以上時(shí)所具有的不同的磁場性質(zhì)，通過該磁場作用力的變化來獲得機(jī)械能。
2、發(fā)明的理論基礎(chǔ)本發(fā)明是利用軟磁材料吸收一定熱量后，溫度上升，當(dāng)溫度高于該軟磁材料的居里點(diǎn)時(shí)，軟磁材料的磁疇排列方向發(fā)生變化(磁疇是軟磁材料的一種基本離子，當(dāng)軟磁材料的溫度低于它的居里點(diǎn)時(shí)，它的磁疇排列方向?yàn)闊o序排列，此時(shí)它具有導(dǎo)磁的性質(zhì)，即磁場力對它有吸引的作用力。而當(dāng)軟磁材料的溫度高于它的居里點(diǎn)時(shí)，它的磁疇排列方向?yàn)橛行蚺帕?，此時(shí)它具有非導(dǎo)磁的性質(zhì))，即磁場力對它沒有吸引的作用力。相反，當(dāng)軟磁材料的溫度由高于居里點(diǎn)降到居里點(diǎn)以下，軟磁材料又重新恢復(fù)其原來的導(dǎo)磁性質(zhì)。如此反復(fù)循環(huán)，可獲得一種機(jī)械力。其能量轉(zhuǎn)換流程如圖1所采。通過圖2可清楚的看出軟磁材料的居里點(diǎn)溫度與它導(dǎo)磁性的關(guān)系，以及其在居里點(diǎn)溫度上、下導(dǎo)磁性的變化情況。
3、技術(shù)方案1)、設(shè)置一個(gè)永磁體，設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上軟磁體，設(shè)置一個(gè)熱源；2)、永磁體和軟磁體之一是固定的，另一是可動(dòng)的；3)、軟磁體排列在永磁體周圍，熱源是用以加熱軟磁體用的；4)、常溫下永磁體吸引住離自己最近的一個(gè)軟磁體，當(dāng)對該軟磁體加熱至其居里點(diǎn)溫度以上時(shí)，該軟磁體失去導(dǎo)磁性，永磁體對其失去了吸引力，此時(shí)永磁體的磁場對在它周圍的第二個(gè)軟磁體的吸引力占優(yōu)勢，第一個(gè)軟磁體被推開，產(chǎn)生一個(gè)位移，第二個(gè)軟磁體被吸引住，又加熱第2個(gè)軟磁體至其居里點(diǎn)溫度以上時(shí)，第二個(gè)軟磁體失去導(dǎo)磁性，永磁體又會(huì)把它推開又產(chǎn)生一個(gè)位移，如此反復(fù)得到所需之機(jī)械動(dòng)力。
下面結(jié)合圖6對其結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行分析。
設(shè)置一個(gè)永磁體1、設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的軟磁體1、2、3、4、5……，設(shè)置一個(gè)熱源6，永磁體固定在支架17上，軟磁體安裝在可旋轉(zhuǎn)的機(jī)架18上，常溫下永磁體吸引住了離其最近的軟磁體3，此時(shí)如對軟磁體3加熱，使其溫度升至其居定點(diǎn)溫度以上，該軟磁體失去導(dǎo)磁性，即永磁體1對軟磁體3失去磁場吸引力，永磁體對軟磁體2，4的磁場吸引力在其切線方向的分力大小相等，方向相反，如略施一個(gè)順時(shí)(或反時(shí))針方向的力，那么旋轉(zhuǎn)機(jī)架就會(huì)順時(shí)針(反時(shí)針)方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，這是因?yàn)閷洿朋w3沒有了吸引力，而對軟磁體4(或2)的吸力占了優(yōu)勢，所以軟磁體3被推開產(chǎn)生了位移軟磁體4(或2)被吸住。繼續(xù)加熱2(或4)，則又出現(xiàn)上面所述的磁場變化，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)。
要說明的是永磁體的居里溫度點(diǎn)比軟磁體高出8～10倍，所以當(dāng)熱源加熱軟磁體時(shí)，對永磁體的磁場沒有影響。
4、優(yōu)點(diǎn)及積極效果本發(fā)明是利用加熱軟磁材料使之達(dá)到居里點(diǎn)溫度以上而改變該軟磁材料的導(dǎo)磁性能，來獲得所需之機(jī)械動(dòng)力的，其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，由于軟磁材料的居里點(diǎn)溫度較低，因此用以加熱軟磁材料的熱源來源廣泛，可以用電，太陽能，可燃物直接燃燒以及工業(yè)高溫廢水，高溫地?zé)崴取Ｆ淠芎牡?，無污染。是繼蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)之后的又一原動(dòng)機(jī)。


圖1為軟磁材料能量轉(zhuǎn)換流程圖；圖2為軟磁材料的溫度與它的導(dǎo)磁性關(guān)系圖；圖3、4為單擺機(jī)構(gòu)示意圖，圖中1為永磁體，2、3為軟磁體，6為熱源，7為固定支架，22為活動(dòng)支點(diǎn)；圖5為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械圖，圖中8、9為電源切換開關(guān)，10為杠桿，11為滑動(dòng)桿，12為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)體，13為杠桿支撐點(diǎn)，14為活動(dòng)連接銷，15為軸向滑動(dòng)軸承，16為電熱線；圖6為利用可燃物直接燃燒作熱源的旋轉(zhuǎn)機(jī)械主視圖，圖中1為永磁體，2、3、4、5為軟磁體，17為永磁體固定支架，18為軟磁體旋轉(zhuǎn)支架，6為可燃物燃燒器(熱源)；圖7為圖6的側(cè)視圖，圖中19為旋轉(zhuǎn)機(jī)械支撐軸，20為旋轉(zhuǎn)機(jī)械支掌座，21為旋轉(zhuǎn)體軸承；圖8為利用工業(yè)高溫廢水及高溫地?zé)崴鳠嵩吹男D(zhuǎn)機(jī)械。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一單擺機(jī)構(gòu)圖3、4是利用軟磁材料居里點(diǎn)作動(dòng)力原理的單擺機(jī)構(gòu)，其由永磁體1，軟磁體2、3、熱源6，固定支架7與活動(dòng)支點(diǎn)22組成，永磁體被固走在支架5上，它是常規(guī)的鍶鐵氧永磁體其居里點(diǎn)溫度為800-900℃。軟磁體2和3是鎳鋅鐵氧體，其居里點(diǎn)溫度為95～105℃，常溫下具有導(dǎo)磁性，它們被卦在支點(diǎn)22上，可以來回罷動(dòng)。當(dāng)其溫度上升到居里點(diǎn)溫度以上，它失去了導(dǎo)磁性；永磁體1不能吸住它，此時(shí)永磁體對軟磁體3的吸引力占優(yōu)勢，加上軟磁體3有一定的勢能，結(jié)果軟磁體2被推開，產(chǎn)生一位移而軟磁體3被吸住，此時(shí)軟磁體3又被加熱，而軟磁體2散熱，當(dāng)軟磁體3被加熱到其居里點(diǎn)溫度以上時(shí)，軟磁體2熱量已喪失，軟磁體2又被吸住，軟磁體3被推開如此反復(fù)，獲得了一個(gè)單擺機(jī)械力。
實(shí)施例二，直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)械圖5是直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)圖。其由永磁體1，軟磁體2、3；熱源(電源)6、電源切換開關(guān)8、9，杠桿10，滑動(dòng)桿11，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)體12、杠桿支撐點(diǎn)13、活動(dòng)連接銷14、軸向滑動(dòng)軸承(15)，電熱絲16組成。軟磁體2、3固定不動(dòng)，永磁體1固定在杠桿10上，由杠桿支撐點(diǎn)13支撐著，使得永磁體可以左右擺動(dòng)，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)體12安裝在滑動(dòng)桿11上，滑動(dòng)桿通過滑動(dòng)軸承15及連接銷14可隨杠桿的左、右擺動(dòng)而實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
若使永磁體吸引住軟磁體2，這時(shí)杠桿1O的下端頭部會(huì)壓迫電源切換開點(diǎn)8的觸點(diǎn)，使電源切換開關(guān)閉合、電源通過電熱絲16給軟磁體2加熱，當(dāng)溫度達(dá)到其居里點(diǎn)溫度以上時(shí)，軟磁體失去導(dǎo)磁性，而永磁體對軟磁體3的磁場力占優(yōu)勢，永磁體將右擺吸引在軟磁體3上，杠桿的下端頭部又會(huì)壓迫電源切換開關(guān)9的觸點(diǎn)使9閉合，8斷開，此時(shí)電源給軟磁體3加熱，與此同時(shí)軟磁體2散熱，溫度下降，當(dāng)其溫度下降到常溫時(shí)軟磁體2又恢復(fù)了導(dǎo)磁性。軟磁體3的溫度達(dá)到居里點(diǎn)以上失去導(dǎo)磁性，永磁體又向左擺。永磁體左、右擺動(dòng)，使杠桿10左右擺動(dòng)，通過活動(dòng)連接銷14使滑動(dòng)桿帶動(dòng)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)體向右，向左作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過公知技術(shù)可將該直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。永磁體是鍶鐵氧體材料。其居里點(diǎn)溫度為800-900℃，而軟磁是體鎳鋅鐵氧體材料，其居里點(diǎn)溫度為95-105℃。
實(shí)施例三、利用可燃物直接燃燒作熱源的旋轉(zhuǎn)機(jī)械利用可燃物直接燃燒作熱源的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，結(jié)構(gòu)原理示意圖如圖6、7所示。主要由永磁體1，八塊完全相同的軟磁體2、3、4……8，永磁體固定支架17、軟磁體旋轉(zhuǎn)支架18、旋轉(zhuǎn)機(jī)械支撐軸19、旋轉(zhuǎn)機(jī)械支撐座20，熱源(可燃物燃燒器)6，旋轉(zhuǎn)體軸承21，等組成。所用軟磁體是鎳鋅鐵氧體，居里點(diǎn)溫度95-105℃，永磁體1是鍶鐵氧體。
利用可燃物直接燃燒作熱源的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其結(jié)構(gòu)永磁體1由固定支架17、固定在支撐軸19上，永磁體1是靜止不動(dòng)的；八塊軟磁體被均分固定在旋轉(zhuǎn)支架18的圓周上，它可圍繞支撐軸19靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。軟磁體旋轉(zhuǎn)支架18，用非導(dǎo)磁材料做成，它通過旋轉(zhuǎn)體軸承21連接在支撐軸19上；整個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械通過支撐軸固定在支撐座20上；旋轉(zhuǎn)機(jī)械的熱源是利用可燃物質(zhì)直接燃燒得到，如酒精、汽油、石油氣等通過燃燒器火焰直接對軟磁體加熱。
工作原理最初，永磁體以很大的磁場力吸引住軟磁體，假定吸引住軟磁體3，永磁體1還對軟磁體2和軟磁體4存在有一定的磁場引力。當(dāng)加熱軟磁體3，其溫度很快達(dá)到居里點(diǎn)以上，它失去導(dǎo)磁性，即永磁體1對軟磁體3失去了磁場吸引力。這時(shí)，永磁體1對軟磁體2和軟磁體4的磁場引力在其切線方向的分力，大小相等，方向相反，旋轉(zhuǎn)體不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，人為的給旋轉(zhuǎn)體順時(shí)或反時(shí)方向施加一旋轉(zhuǎn)作用力，若順時(shí)方向施加一旋轉(zhuǎn)作用力。旋轉(zhuǎn)體就會(huì)沿順時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)45度，直至永磁體1吸引住軟磁體4為止。
這時(shí)，熱源加熱軟磁體4，其溫度很快達(dá)到居里點(diǎn)以上，它失去導(dǎo)磁性，即永磁體對軟磁體4失去了磁場吸引力。同時(shí)，由于軟磁體3的溫度惰性，它的溫度還未下降到常溫，軟磁體3還未恢復(fù)導(dǎo)磁性，永磁性1對軟磁體3沒有磁場力，而對軟磁體5存在有一定的磁場引力，在其切線方向的分力作用下，旋轉(zhuǎn)體就會(huì)自動(dòng)地沿順時(shí)方向再轉(zhuǎn)動(dòng)45度，直至永磁體1吸引住軟磁體5為止。如此繼續(xù)下去，獲得旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)力。
施實(shí)例四、利用工業(yè)高溫廢水、高溫地?zé)崴鳠嵩吹男D(zhuǎn)機(jī)械利用工業(yè)高溫廢水、高溫地?zé)崴鳠嵩吹男D(zhuǎn)機(jī)械，結(jié)構(gòu)原理示意圖如圖8所示。該旋轉(zhuǎn)機(jī)械除熱源與實(shí)施例三不同外，機(jī)械的組成，結(jié)構(gòu)、工作原理與例三相同。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種利用材料居里點(diǎn)作動(dòng)力原理的原動(dòng)機(jī)，其特征是1)設(shè)置一個(gè)永磁體，設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上軟磁體，設(shè)置一個(gè)熱源；2)永磁體和軟磁體中之一是固定的，另一是可動(dòng)的；3)軟磁體排列在永磁體周圍，熱源是用以加熱被永磁體吸引住的那個(gè)軟磁體的；4)常溫下永磁體吸引住離自己最近的一個(gè)軟磁體，當(dāng)對該軟磁體加熱至其居里點(diǎn)溫度以上時(shí)，該軟磁體失去導(dǎo)磁性，永磁體對其失去了吸引力，此時(shí)永磁體的磁場對在它周圍的第二個(gè)軟磁體的吸引力占優(yōu)勢，第一個(gè)軟磁體被推開，產(chǎn)生一個(gè)位移，第二個(gè)軟磁體被吸引住，又加熱第2個(gè)軟磁體至其居里點(diǎn)溫度以上時(shí)，第二個(gè)軟磁體失去導(dǎo)磁性，永磁體又會(huì)把它推開產(chǎn)生一個(gè)位移。如此反復(fù)得到所需之機(jī)械動(dòng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其特征是它是包括一個(gè)永磁體(1)，兩個(gè)軟磁體(2)、(3)、熱源(6)、固定支架(5)、活動(dòng)支點(diǎn)(22)組成的單擺機(jī)構(gòu)，永磁體固定在固定支架(5)上，兩個(gè)軟磁體卦在活動(dòng)支點(diǎn)(22)上，熱源位于被永磁體吸引住的軟磁體的下方，永磁體是鍶鐵氧體、軟磁體是鎳鋅鐵氧體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，是一個(gè)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械，其特征是其由永磁體(1)，軟磁體(2)、(3)、熱源(電源)(6)，電源切換開關(guān)(8)(9)、杠桿(10)、滑動(dòng)桿(11)、直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)體(12)、杠桿支撐點(diǎn)(13)、活動(dòng)連接銷(14)、軸向滑動(dòng)軸承(15)、電熱絲(16)組成，軟磁體(2)(3)是固定不動(dòng)的，永磁體(1)固定在杠桿(10)上由杠桿支撐點(diǎn)(13)支撐著使得永磁體可以左、右擺動(dòng)，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)體(12)安裝在滑動(dòng)桿(11)上，滑動(dòng)桿通過滑動(dòng)軸承(15)及連接銷(14)可隨杠桿的左、右擺動(dòng)而實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其特征是它包括永磁體(1)，八塊完全相同的軟磁體(2)(3)(4)……(8)，永磁體固動(dòng)支架(17)，軟磁體旋轉(zhuǎn)支架(18)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械支撐軸(19)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械支撐座(20)，熱源(可燃物燃燒器)(6)，旋轉(zhuǎn)體軸承(21)組等，永磁體固定在固定支架(17)上，八塊軟磁體均分固定在旋轉(zhuǎn)支架(18)上，它可圍繞支撐軸(19)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，軟磁體旋轉(zhuǎn)支架(18)用非導(dǎo)磁材料做成，它通過旋轉(zhuǎn)體軸承(21)連接在支撐軸(19)上，包括永磁體和軟磁體在內(nèi)的整個(gè)旋轉(zhuǎn)體機(jī)械通過支撐軸固定在支撐座(20)上，熱源是用可燃物質(zhì)直接燃燒得到，永磁體是鍶鐵氧體材料，軟磁體是鎳鋅鐵氧體材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，4所述的原動(dòng)機(jī)，其特征是熱源是工業(yè)高溫廢水，高溫地?zé)崴?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用材料居里點(diǎn)作動(dòng)力原理的原動(dòng)機(jī)。主要由一個(gè)磁體,兩個(gè)或多個(gè)軟磁體以及熱源構(gòu)成,永磁體和軟磁體中之一是固的,另一是活動(dòng)的,軟磁體分布在永磁體周圍,熱源是用以加熱軟磁用。利用軟磁體在其居里點(diǎn)溫度以上和常溫下具有不同的導(dǎo)磁性特征設(shè)計(jì)的這種原動(dòng)機(jī),結(jié)構(gòu)簡單,由于軟磁材料居里點(diǎn)的溫度很低,因此熱來源廣泛,能耗低、無污染,是繼蒸汽機(jī),內(nèi)燃機(jī),電動(dòng)機(jī)之后的又一原動(dòng)機(jī)。
文檔編號H02N10/00GK1344057SQ0112896
公開日2002年4月10日 申請日期2001年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月15日
發(fā)明者李世厚, 李庚 申請人:昆明理工大學(xué)