專利名稱：一種降溫觸動式磁力發(fā)動方法及發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁力發(fā)動機，特別是利用降溫觸動方法對熱敏磁性材料進行控制的發(fā)動機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的熱能發(fā)動機中以內(nèi)燃機為代表，內(nèi)燃機工作時在輸出動力的同時還產(chǎn)生大量的熱能，為了避免過高的溫度對內(nèi)燃機造成破壞，這些熱能大部分被散熱系統(tǒng)或隨尾氣排放。如果能夠充分利用這些排放的熱能來產(chǎn)生動力，就不但可以節(jié)省燃油，同時也保護了環(huán)境。專利申請?zhí)枮?5103699名稱為“利用低熱能產(chǎn)生動力的方法及低熱能發(fā)動機”介紹了一種利用低熱熱能產(chǎn)生動力的方法及發(fā)動機，該發(fā)動機機體上裝有一個由熱敏磁性材料做成的轉(zhuǎn)子及位于轉(zhuǎn)子周邊的一對或多對磁，通過冷熱工質(zhì)控制轉(zhuǎn)子熱敏磁性材料的磁性消失與否來產(chǎn)生磁動力從而驅(qū)動發(fā)動機工作。此類發(fā)動機把熱敏磁性材料安置在轉(zhuǎn)子上，為了保證加熱件對熱敏材料的控制，加熱件必須與快速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子保持同步以保證兩者的相對靜止，這種結(jié)構(gòu)增加了實施的難度，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受到限制的同時也限制了發(fā)動機的功率。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)方案是提供一種采用降溫觸動方式來使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方法，并采用此方法實現(xiàn)環(huán)保的降溫觸動式磁力發(fā)動機。
降溫觸動式磁力發(fā)動方法是指轉(zhuǎn)子的偏轉(zhuǎn)是在對指定定子磁極組降溫，熱敏磁極磁性恢復(fù)狀態(tài)下才發(fā)生的。具體方法是先通過導(dǎo)氣管把廢氣中的熱能對定子上的熱敏磁性材料進行加熱，使其高于居里點從而喪失磁性，再向指定的定子磁極組輸入冷工質(zhì)降溫，使該磁極組上的熱敏磁極的磁性恢復(fù)。熱敏磁極居里點可在冷、熱工質(zhì)控制溫度范圍之間。在磁場力的作用下，該定子磁極組的延伸部分和與它相隔一定距離的轉(zhuǎn)子磁極延伸部分因相互吸引而重疊，帶動轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子延伸磁極之間的磁阻接近最小時，切斷冷工質(zhì)并輸入熱工質(zhì)，消除該磁極組上熱敏磁極上的磁性，同時按轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向向下一定子磁極組輸入冷工質(zhì)，依照上述程序開始新的控制循環(huán)，不斷連續(xù)下去，就能在轉(zhuǎn)子上獲得一個連續(xù)的單向轉(zhuǎn)矩，從而帶動轉(zhuǎn)子產(chǎn)生動力。
采用降溫觸動式磁力發(fā)動方法的發(fā)動機包括外殼、缸體、轉(zhuǎn)軸、定子和轉(zhuǎn)子，其定子由前磁環(huán)、后磁環(huán)、熱敏磁性材料做成的延伸磁極、金屬導(dǎo)熱支架以及用隔熱材料做成的環(huán)形框架構(gòu)成，前磁環(huán)和后磁環(huán)安裝在機體外殼內(nèi)，并將隔熱環(huán)形框架和定子磁極組夾在中間；兩片熱敏延伸磁極片固定安裝在金屬支架的兩邊，它們的一端分別與定子前磁環(huán)中的一個磁極和后磁環(huán)中的一個磁極相貼近，且兩個磁極的極性相異，另一端則沿徑向向轉(zhuǎn)子延伸構(gòu)成定子磁極組并安裝在隔熱環(huán)形框架中。
此發(fā)動機的定子、轉(zhuǎn)子都采用永磁體共同來提供作用力磁場，轉(zhuǎn)子永磁體可以是環(huán)型或扇型，扇型的個數(shù)由轉(zhuǎn)子延伸磁極數(shù)決定，轉(zhuǎn)子與定子磁極組數(shù)的比例可以是1比3。
此發(fā)動機也可將多個相同的由定子、轉(zhuǎn)子以及冷、熱工質(zhì)控制系統(tǒng)組成的單體同軸串連組成多層結(jié)構(gòu)，各層轉(zhuǎn)子都固定在同一輸出轉(zhuǎn)軸上，定子的熱敏磁性材料由統(tǒng)一的冷、熱工質(zhì)輸入系統(tǒng)控制。
本發(fā)明通過對發(fā)動機進行改造，能充分利用廢棄的熱能使之轉(zhuǎn)換成動能，廢氣利用實現(xiàn)環(huán)保的同時產(chǎn)生額外的動力以供它用，而且結(jié)構(gòu)簡單、易于實施。


圖1是磁力發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是磁力發(fā)動機的A-A剖視圖。
具體實施例方式
在圖1、圖2中，定子的作用力磁場由前磁環(huán)4和后磁環(huán)7提供，每個定子磁極組包括帶有導(dǎo)熱片33的銅質(zhì)支架14、兩片熱敏磁極片12、15、隔熱骨架31和隔熱層13組成，其中熱敏磁極片分別固定在銅質(zhì)支架的兩邊，并安裝進由隔熱骨架和隔熱層構(gòu)成的框架中，熱敏磁極15的一端與前磁環(huán)中的一個磁極相貼近，熱敏磁極12的一端與后磁環(huán)中的一個磁極相貼近，兩片熱敏磁極的另一端則向轉(zhuǎn)子延伸，并且極性相異。轉(zhuǎn)子的作用力磁場由磁環(huán)19提供，轉(zhuǎn)子磁極組由兩片鐵質(zhì)磁極16、20和非磁性金屬做成的隔離軸套3組成，其中兩片鐵質(zhì)磁極的一端將轉(zhuǎn)子磁環(huán)夾在中間，并用螺釘32固定在隔離軸套上，兩片鐵質(zhì)磁極的另一端則向定子延伸，并將定子磁極組延伸部分夾在中間，它們之間要留出一定的間隙，以保證轉(zhuǎn)子能自由轉(zhuǎn)動，定子磁極組也兩片熱敏磁極之間的磁場方向與轉(zhuǎn)子兩片鐵質(zhì)磁極之間的磁場方向是相反的。隔離軸套與輸出轉(zhuǎn)軸1之間用銷釘18連接，輸出轉(zhuǎn)軸安裝在機體外殼2軸套內(nèi)的軸承17上。每個定子磁極組都有冷、熱兩個氣流輸入系統(tǒng)，其中冷氣流輸入系統(tǒng)是由與氣閥35、導(dǎo)氣管36和逆向阻流閥37相同的部件構(gòu)成，熱氣流輸入系統(tǒng)則是由與氣閥8、導(dǎo)氣管6和逆向阻流閥5相同的部件構(gòu)成。冷氣閥門的閥桿頂上時為閥門開通狀態(tài)；而熱氣閥門卻相反，它的閥桿頂上時為閥門關(guān)閉狀態(tài)。熱氣閥控制凸輪9和冷氣閥控制凸輪11用銷釘10與輸出轉(zhuǎn)軸連接在一起，聯(lián)動控制氣閥的打開與關(guān)閉。
在內(nèi)燃機排氣口與尾氣通之間接入一個熱交換器，用來加熱從氣泵的一條支路泵入的室外空氣，加熱后的壓縮氣體經(jīng)導(dǎo)管送到氣流輸入系統(tǒng)26、28、30的氣閥接口處，向發(fā)動機提供熱介質(zhì)。氣泵另一支路泵入的室外空氣則經(jīng)過一個制冷器，冷卻后的壓縮氣體經(jīng)導(dǎo)管送到氣流輸入系統(tǒng)25、27、29的氣閥接口處，向發(fā)動機提供冷介質(zhì)。
在圖2中，21為轉(zhuǎn)子磁極的延伸部分，冷氣輸入系統(tǒng)25、27、29和熱氣輸入系統(tǒng)26、28、30分別為22、23、24三個定子磁極組提供冷介質(zhì)和熱介質(zhì)；每個定子磁極組上都有一個與34相同的氣孔，用來排出進入磁極組的氣體。如圖4所示凸輪9和凸輪11所處的位置時，磁極組22上冷輸入系統(tǒng)27的氣閥打開，熱輸入系統(tǒng)28的氣閥關(guān)閉；而磁極組23、24上冷輸入系統(tǒng)25、29的氣閥關(guān)閉，熱輸入系統(tǒng)26、30的氣閥打開。冷、熱壓縮空氣流入使得磁極組22上熱敏磁極的磁導(dǎo)率因溫度降低至居里點以下而升高，磁極組23、24上熱敏磁極的磁導(dǎo)率則因溫度升高至居里點以上而降低；結(jié)果轉(zhuǎn)子磁極21上的磁場力方向轉(zhuǎn)向磁極組22，在引力作用下轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)使轉(zhuǎn)子磁極21移到磁極組22的位置上，同時帶動兩個凸輪，使凸點轉(zhuǎn)移到磁極組23兩個氣閥的閥桿上，繼續(xù)下一個循環(huán)。只要冷、熱壓縮空氣不斷流入，轉(zhuǎn)子磁極21上的磁場力方向就會按順序依次改變，使轉(zhuǎn)子獲得一個連續(xù)的單向轉(zhuǎn)矩。
在熱能供應(yīng)允許的情況下，磁力發(fā)動機可按相同的單體構(gòu)造同軸多個串連在一起組合成多層結(jié)構(gòu)，各層轉(zhuǎn)子都固定在同一輸出轉(zhuǎn)軸上，由統(tǒng)一的冷、熱工質(zhì)輸入系統(tǒng)控制，這樣可以成倍提高發(fā)動機的輸出扭矩。
磁力發(fā)動機所采用的冷工質(zhì)可以是冷卻的壓縮氣體，也可以采用液體或者其他制冷劑(如氟利昂等)，熱工質(zhì)則采用加熱的壓縮氣體。
權(quán)利要求
1.一種降溫觸動式磁力發(fā)動方法，其特征在于轉(zhuǎn)子的偏轉(zhuǎn)是在對指定定子磁極組降溫，熱敏磁極磁性恢復(fù)狀態(tài)下才發(fā)生的，即先通過導(dǎo)氣管把廢氣中的熱能對定子上的熱敏磁性材料進行加熱使其高于居里點從而喪失磁性，再向指定的定子磁極組輸入冷工質(zhì)降溫，使該磁極組上的熱敏磁極的磁性恢復(fù)，在磁場力的作用下，該定子磁極組的延伸部分和與它相隔一定距離的轉(zhuǎn)子磁極延伸部分因相互吸引而重疊，帶動轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子延伸磁極之間的磁阻接近最小時，切斷冷工質(zhì)并輸入熱工質(zhì)，消除該磁極組上熱敏磁極上的磁性，同時按轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向向下一定子磁極組輸入冷工質(zhì)開始循環(huán)控制，就能在轉(zhuǎn)子上獲得一個連續(xù)的單向轉(zhuǎn)矩，從而帶動轉(zhuǎn)子產(chǎn)生動力。
2.一種采用降溫觸動式磁力發(fā)動方法的磁力發(fā)動機，包括外殼、缸體、轉(zhuǎn)軸、定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于定子由前磁環(huán)(4)、后磁環(huán)(7)、熱敏磁性材料(12)做成的延伸磁極、金屬導(dǎo)熱支架(14)以及用隔熱材料(13)做成的環(huán)形框架構(gòu)成，前磁環(huán)和后磁環(huán)安裝在機體外殼內(nèi)，并將隔熱環(huán)形框架和定子磁極組夾在中間；兩片熱敏延伸磁極片固定安裝在金屬支架的兩邊，它們的一端分別與定子前磁環(huán)中的一個磁極和后磁環(huán)中的一個磁極相貼近，且兩個磁極的極性相異，另一端則沿徑向向轉(zhuǎn)子延伸構(gòu)成定子磁極組并安裝在隔熱環(huán)形框架中，定子磁極組內(nèi)兩片熱敏磁極之間的磁場方向與轉(zhuǎn)子兩片延伸磁極之間的磁場方向是相反的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降溫觸動式磁力發(fā)動機，其特征在于定子、轉(zhuǎn)子都采用永磁體來共同提供作用力磁場，轉(zhuǎn)子可以是環(huán)型或扇型。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降溫觸動式磁力發(fā)動機，其特征在于發(fā)動機由一個或多個相同的單體同軸串連組成多層結(jié)構(gòu)，各層轉(zhuǎn)子都固定在同一輸出轉(zhuǎn)軸上，由統(tǒng)一的冷、熱工質(zhì)輸入系統(tǒng)控制。
全文摘要
一種采用降溫觸動方式來使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方法及采用該方法的磁力發(fā)動機，通過加熱或冷卻定子上的熱敏磁性材料進行磁性控制來帶動轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)，從而獲得一個連續(xù)的單向轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生動力，其定子由前磁環(huán)、后磁環(huán)、熱敏磁性材料做成的延伸磁極、金屬導(dǎo)熱支架以及用隔熱材料做成的環(huán)形框架構(gòu)成，定子、轉(zhuǎn)子都采用永磁體，轉(zhuǎn)子可以是環(huán)型或扇型，發(fā)動機也可將多個相同的單體同軸串連組成多層結(jié)構(gòu)，各層轉(zhuǎn)子都固定在同一輸出轉(zhuǎn)軸上，定子的熱敏磁性材料由統(tǒng)一的冷、熱工質(zhì)輸入系統(tǒng)控制。
文檔編號H02N11/00GK1564453SQ20041001293
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月27日
發(fā)明者陳曉林 申請人:陳曉林