專利名稱：一種降溫觸動式磁力發動方法及發動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁力發動機，特別是利用降溫觸動方法對熱敏磁性材料進行控制的發動機。
背景技術：
現有的熱能發動機中以內燃機為代表，內燃機工作時在輸出動力的同時還產生大量的熱能，為了避免過高的溫度對內燃機造成破壞，這些熱能大部分被散熱系統或隨尾氣排放。如果能夠充分利用這些排放的熱能來產生動力，就不但可以節省燃油，同時也保護了環境。專利申請號為95103699名稱為“利用低熱能產生動力的方法及低熱能發動機”介紹了一種利用低熱熱能產生動力的方法及發動機，該發動機機體上裝有一個由熱敏磁性材料做成的轉子及位于轉子周邊的一對或多對磁，通過冷熱工質控制轉子熱敏磁性材料的磁性消失與否來產生磁動力從而驅動發動機工作。此類發動機把熱敏磁性材料安置在轉子上，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的轉子保持同步以保證兩者的相對靜止，這種結構增加了實施的難度，轉子轉速受到限制的同時也限制了發動機的功率。
技術內容本發明要解決的技術方案是提供一種采用降溫觸動方式來使轉子轉動的方法，并采用此方法實現環保的降溫觸動式磁力發動機。
降溫觸動式磁力發動方法是指轉子的偏轉是在對指定定子磁極組降溫，熱敏磁極磁性恢復狀態下才發生的。具體方法是先通過導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降溫，使該磁極組上的熱敏磁極的磁性恢復。熱敏磁極居里點可在冷、熱工質控制溫度范圍之間。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子磁極延伸部分因相互吸引而重疊，帶動轉子偏轉，當轉子與定子延伸磁極之間的磁阻接近最小時，切斷冷工質并輸入熱工質，消除該磁極組上熱敏磁極上的磁性，同時按轉子旋轉方向向下一定子磁極組輸入冷工質，依照上述程序開始新的控制循環，不斷連續下去，就能在轉子上獲得一個連續的單向轉矩，從而帶動轉子產生動力。
采用降溫觸動式磁力發動方法的發動機包括外殼、缸體、轉軸、定子和轉子，其定子由前磁環、后磁環、熱敏磁性材料做成的延伸磁極、金屬導熱支架以及用隔熱材料做成的環形框架構成，前磁環和后磁環安裝在機體外殼內，并將隔熱環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中的一個磁極和后磁環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子延伸構成定子磁極組并安裝在隔熱環形框架中。
此發動機的定子、轉子都采用永磁體共同來提供作用力磁場，轉子永磁體可以是環型或扇型，扇型的個數由轉子延伸磁極數決定，轉子與定子磁極組數的比例可以是1比3。
此發動機也可將多個相同的由定子、轉子以及冷、熱工質控制系統組成的單體同軸串連組成多層結構，各層轉子都固定在同一輸出轉軸上，定子的熱敏磁性材料由統一的冷、熱工質輸入系統控制。
本發明通過對發動機進行改造，能充分利用廢棄的熱能使之轉換成動能，廢氣利用實現環保的同時產生額外的動力以供它用，而且結構簡單、易于實施。
圖1是磁力發動機的結構示意圖；圖2是磁力發動機的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4和后磁環7提供，每個定子磁極組包括帶有導熱片33的銅質支架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支架的兩邊，并安裝進由隔熱骨架和隔熱層構成的框架中，熱敏磁極15的一端與前磁環中的一個磁極相貼近，熱敏磁極12的一端與后磁環中的一個磁極相貼近，兩片熱敏磁極的另一端則向轉子延伸，并且極性相異。轉子的作用力磁場由磁環19提供，轉子磁極組由兩片鐵質磁極16、20和非磁性金屬做成的隔離軸套3組成，其中兩片鐵質磁極的一端將轉子磁環夾在中間，并用螺釘32固定在隔離軸套上，兩片鐵質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，以保證轉子能自由轉動，定子磁極組也兩片熱敏磁極之間的磁場方向與轉子兩片鐵質磁極之間的磁場方向是相反的。隔離軸套與輸出轉軸1之間用銷釘18連接，輸出轉軸安裝在機體外殼2軸套內的軸承17上。每個定子磁極組都有冷、熱兩個氣流輸入系統，其中冷氣流輸入系統是由與氣閥35、導氣管36和逆向阻流閥37相同的部件構成，熱氣流輸入系統則是由與氣閥8、導氣管6和逆向阻流閥5相同的部件構成。冷氣閥門的閥桿頂上時為閥門開通狀態；而熱氣閥門卻相反，它的閥桿頂上時為閥門關閉狀態。熱氣閥控制凸輪9和冷氣閥控制凸輪11用銷釘10與輸出轉軸連接在一起，聯動控制氣閥的打開與關閉。
在內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導管送到氣流輸入系統26、28、30的氣閥接口處，向發動機提供熱介質。氣泵另一支路泵入的室外空氣則經過一個制冷器，冷卻后的壓縮氣體經導管送到氣流輸入系統25、27、29的氣閥接口處，向發動機提供冷介質。
在圖2中，21為轉子磁極的延伸部分，冷氣輸入系統25、27、29和熱氣輸入系統26、28、30分別為22、23、24三個定子磁極組提供冷介質和熱介質；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27的氣閥打開，熱輸入系統28的氣閥關閉；而磁極組23、24上冷輸入系統25、29的氣閥關閉，熱輸入系統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上熱敏磁極的磁導率則因溫度升高至居里點以上而降低；結果轉子磁極21上的磁場力方向轉向磁極組22，在引力作用下轉子偏轉使轉子磁極21移到磁極組22的位置上，同時帶動兩個凸輪，使凸點轉移到磁極組23兩個氣閥的閥桿上，繼續下一個循環。只要冷、熱壓縮空氣不斷流入，轉子磁極21上的磁場力方向就會按順序依次改變，使轉子獲得一個連續的單向轉矩。
在熱能供應允許的情況下，磁力發動機可按相同的單體構造同軸多個串連在一起組合成多層結構，各層轉子都固定在同一輸出轉軸上，由統一的冷、熱工質輸入系統控制，這樣可以成倍提高發動機的輸出扭矩。
磁力發動機所采用的冷工質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)，熱工質則采用加熱的壓縮氣體。
權利要求
1.一種降溫觸動式磁力發動方法，其特征在于轉子的偏轉是在對指定定子磁極組降溫，熱敏磁極磁性恢復狀態下才發生的，即先通過導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降溫，使該磁極組上的熱敏磁極的磁性恢復，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子磁極延伸部分因相互吸引而重疊，帶動轉子偏轉，當轉子與定子延伸磁極之間的磁阻接近最小時，切斷冷工質并輸入熱工質，消除該磁極組上熱敏磁極上的磁性，同時按轉子旋轉方向向下一定子磁極組輸入冷工質開始循環控制，就能在轉子上獲得一個連續的單向轉矩，從而帶動轉子產生動力。
2.一種采用降溫觸動式磁力發動方法的磁力發動機，包括外殼、缸體、轉軸、定子和轉子，其特征在于定子由前磁環(4)、后磁環(7)、熱敏磁性材料(12)做成的延伸磁極、金屬導熱支架(14)以及用隔熱材料(13)做成的環形框架構成，前磁環和后磁環安裝在機體外殼內，并將隔熱環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中的一個磁極和后磁環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子延伸構成定子磁極組并安裝在隔熱環形框架中，定子磁極組內兩片熱敏磁極之間的磁場方向與轉子兩片延伸磁極之間的磁場方向是相反的。
3.根據權利要求2所述的降溫觸動式磁力發動機，其特征在于定子、轉子都采用永磁體來共同提供作用力磁場，轉子可以是環型或扇型。
4.根據權利要求2所述的降溫觸動式磁力發動機，其特征在于發動機由一個或多個相同的單體同軸串連組成多層結構，各層轉子都固定在同一輸出轉軸上，由統一的冷、熱工質輸入系統控制。
全文摘要
一種采用降溫觸動方式來使轉子轉動的方法及采用該方法的磁力發動機，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子偏轉，從而獲得一個連續的單向轉矩產生動力，其定子由前磁環、后磁環、熱敏磁性材料做成的延伸磁極、金屬導熱支架以及用隔熱材料做成的環形框架構成，定子、轉子都采用永磁體，轉子可以是環型或扇型，發動機也可將多個相同的單體同軸串連組成多層結構，各層轉子都固定在同一輸出轉軸上，定子的熱敏磁性材料由統一的冷、熱工質輸入系統控制。
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 優先權日2004年3月27日
發明者陳曉林 申請人:陳曉林