Термомагнитный генератор

Термомагнитный генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

! 3ll466

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

Сон1з Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ ГВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 19.03.79 (21) 2736844/24-25 (51 ) 1. Кл."

Н 02 N 11 00 с прпсосдипснпсм заявки М

Государственный комитет (23) Приоритсг— (43) Опубликовано 07.03.81. Б1оллстс;1ь ЛЪ 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81

СССР по лелеет изобретений и открытий (53) УДК 621.316.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. П. Новицкий, И. С. Петренко и В. А. Финкель

Харьковский государственный ордена Трудового „, Красного Знамени университет им. А. М. Горького

/ (71) За явитсль (54) ТЕРМОМАГН ИТН Ы Й ГЕН ЕРАТОР

Изобрстенис относится к прсобразованию энергии, в час!ности, к устройствам для преобразования тепловой энергии в электрическую, основанного на тсрмоцпклировании магнитных матсрпалов в постоянном магнитном полс, и может использоваться в различных электротехнических приборах и конструкциях, работающих при низких температурах.

Извсстен термомагнитный гснсратор, содержащий подковообразный постоянный магнит, рабочее тело, помещенное между полюсами магнита, источник тепла. поглотитель тепла и электрическую катушку для снятия выходного напряжения, намотанну1о на постоянный магнит (1).

В качсствс рабочего тсла в генераторс применяется гадолиний.

Известен также тсрмомагпитный гс!иратор аналогичной конструкции, в котором в качествс рабочего тела прпмсняются >кслезо-родиевыс сплавы (Fe — Rh), железо-родисвые сплавы с содержанием по крайней мере 20 ат. О/О другого элемента (Ве, Мд, Л1, G3 и др.), а такжс сплавы на основс марганца (2).

Эти устройства нс позволяют получить достаточно высокое выходное напряжснис, поскольку в качестве рабочих тел применяются материалы, обеспечивающие сравни2 тельно нсбольшос изменсн!!с удсльпой па.» а гн ичси ности.

Известен тсрмомагнптный гснсратор, содCp>KÇHI,HII постоянн1.1!"! M3I 3IIT, м >K, I,X люсами которого размспц и сердечник с катушкой так, что магнитное поле направлено по оси катушки, источим!к тспла и поглотитсль тспла 1(3).

Сердечник (рабочее тсло) в известном

1.снсраторс выполнен пз никеля, Измснснне магнитного потока нрн тсрмоциклнрованпн рабочего тела вблизи точки KlopH (,Т =

= — T,— T 10") приводит к появлению выходного напряжения в электрической ка15

Недостатком пзвсстного устройства является ннзкос выходное напряжснис. Обус,Iовлсннос 11сбОль1ппх! нзмсн H !16 .M дс. 1ьно!1 гс cì !

I3M3Гничснности р300чсго тсз (6

Г в магнитном поле "-0,5 кЗ).

Целью изобретения является повышение выходного напряжения путем увеличения пределов изменения удельной намагниченности рабочего тела.

Поставленная цель достига Ti ÿ TLì. !то в тсрмомагнптном гснераторе, содержащем постоянный магнит, между полюсами которого размещен сердечник с катушкой так, ЗО что магнитное полс направлено по осп

811466 катушки, источник гспла и по; лотптсль тепла, сердечник выполнен из диспрозия.

Выполнение рабочего тела из диспрозия, прстерпевающсго прп тем пературе магнитного фазового перехода 1 рода, равной 86 К, превращение типа ферромагнитное состояние => антиферромагнитнос состояние, позволяет значительно повысить выходное напряжение генератора, так как значение индуцируемой ЭДС при прочих равных параметрах определяется изменением намагниченности рабочего тела. а удельная намагниченность диспрозия в ферромагнитном состоянии является максимальной по сравнению с магнитными материалами, используемыми в аналогичных устройствах, составляя величину

300" в магнитном поле 0,5 кЭ. г

Следовательно, выполнение рабочего тела из диспрозия позволяет достичь резкого изменения удельной намагниченности рабочего тела при термоциклировании — практически от нуля в антиферромагнитном согс смз стоянии до 300 в ферромагнитном. г

На чертеже схематически изображен термомагнитный генератор.

Генератор содержит сердечник (рабо се тело) 1 из поликристаллического диспрозия, помегценпый между полюсами постоянного магнита 2, источник 3 тепла (окружающая среда) и поглотитель 4 loll;I;I (жидкий азот) . Электрическая кll I yíè<3 5 намотана вокруг сердечника так, что магнитное поле направлено вдоль сс оси.

Устройство работает следующим oc)разом.

Iэабочес тело 1 охлаждают с помощью поглотитсля 4 тепла до температуры .77 К в магнитном поле "-0,5 кЭ, создаваемом постоянным магнитом 2. Намагниченность единицы объема рабочего тела 1 имеет при этом практически максимальное значение М=. М, 2500 гс, где М, — значение намагниченности единицы объема диспрозия в состоянии насыщения. Затем рабочее тело нагревают с помощью источника 3 тепла до температуры выше 86 К.

При этом материал переходит из ферромагнитного состояния в антифсрромагнитное. Намагниченность диспрозия в антиферромагнитном состоянии практически равна нулю. Следовательно, рабочее тело 1 изменяет свою намагниченность на величину ЛМ=М,. 2500 гс.

Измсненнс намагниченности рабочего тела, вызывая изменение магнитного потока, пронизывающего витки элекгрн1сской катушки 5, приводит к возникновени|о в

I ей электродвижущсй силы. Периодическое охлаждение и нагрсванис сердечника (термоциклирование) приводит к возникновению периодической ЭДС, среднее .",наченпе которой, снимаемое с электрической кацо тушки. можст быть подсчитано по формуле:

4л М,.S Л в=К гт где К вЂ” коэффициент, учитывающий рассеяние магнитного потока;

М, — намагниченность материала в состоянии насыщения; с — скорость света; т. — время нагрева (охлаждения), не20 обходимое для llcpexopa рабочего тела из одного магнитного состояния в другое;

S — площадь сечения образца в плоскости, перпендикулярной нанрав25 лению магнитного ноля;

N — число витков электрической катушки.

Прп К = 0,3; Н =- 0,5 кЭ; 11, = 2500 гс; т = 5 с; S = 6 мм ; и N =- 1000, термомагнитный генератор дает среднее значение

ЭДС, равное в =1,15 мВ, т. е. позволяет повысить выходное напряжен:Ic, llo сравнению с известными устройствам I нри прочих равных параметрах, примерно на полтора по35 ГЯД <а.

Формула изобрстения

Тсрмомагнитный генератор, содержащий

10 постоянный магнит, между полюсами которого размещен сердечник с катушкой так, что магнитное полс нанравлено по оси катушки, источник тепла и поглотитель тепла. о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения выходного напряжения путем увеличения пределов изменения удельной намагниченности рабочего тела, сердечник выполнсн из диспрозия, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. США, J. ot Арр1. Phys. v. 30. ЛЪ 11, 1959, р. 1774.

2. Патент CIA No 33227744440055, кл. 310-4, опублик. 1966.

3. США, J. of Арр1. Phys. x. 30, Ne 10, !

959. р. 1622 (прототип).

811466 редактор Б. Федотов

Заказ 1436

Загорская типография Унрполиграфиздата Мособлпсполкома

Составитель Б. Баев

Техред Р. Беркович

Изд.,i¹ 182 Тираж 749

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор В. Нам

Подписное