JPH0311985A - 熱エネルギーを力学的エネルギーに変換する方法及び熱機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気力を利用して、熱エネルギーを力学的エ
ネルギーに変換する方法及び熱機関に関するものである
。

（従来の技術） 従来、磁石を磁場中に通し、磁場中における磁石に、磁
石のキュリー温度に応じた高温域と低温域の温度差域を
与えて、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換する方
法及び熱機関が発明されているが、磁石は極めて熱伝導
率が小さいこと、また加熱、冷却の繰り返しによる磁力
の劣化が著しいこと等の課題があり、熱エネルギーの変
換効率は極めて低かった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の課題を解決し、極めて熱効率が高く、
かつ安定して熱エネルギーを力学的エネルギーに変換す
る方法及び熱機関を、提供する目的からなされたもので
ある。

（課題を解決するための手段） 磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁石
（１）を、磁性材（２）をもって磁気遮蔽する手段を講
じて通し、磁場中における磁性材（２）に、磁性材（２
）のキュリー温度に応じた低温域と高温域の温度差域を
与え、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を移
動させる。

以上の如くの、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換
する方法。

また、磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に
、磁石（１）を、磁性材（２）をもって磁気遮蔽する手
段を講じて通し、磁場中における磁性材（２）に、冷却
手段（４）または加熱手段（５）を用いて、磁性材（２
）のキュリー温度に応じた低温域と高温域の温度差域を
与え、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を移
動させる。

以上を特徴とする熱機関。

さらに、磁石（１）側を環状とし、磁石（１）側または
、磁場印加手段（３）側が１回転移動可能な機構とした
ことを特徴とした熱機関。

（作用） Ｎ、、Ｆ、、Ｃ，等の強磁性体および、これらの化合物
の透磁率や磁化率は、−船釣にキュリー・ワイスの法則
に基づき、温度の上昇と伴に低下し、指数関数的な低減
特性を示す。

感温フェライトを代表とする。感温性磁性体の透磁率や
磁化率は、その素材固有のキュリー温度近傍において、
急激に低減する。

アモルファス磁性体の中には、特定温度において、透磁
率や磁化率が急激に変化するものもある。

本発明は、磁石（１）と磁場印加手段（３）間に働く磁
気力と、これら磁性材（２）の磁気遮蔽特性を組み合わ
せることによって、熱効率が高く、かつ安定して熱エネ
ルギーを力学的エネルギーに変換する方法及び熱機関を
、確立したものである。

第１図は、本発明の動作原理図である。

本図は、磁石（１）と磁場印加手段（３）間で。

磁気の反発力が働く極性とした場合の動作原理図である
。以下説明する。

磁場中における磁性材（２）全体が、キュリー温度Ｔ６
以下の均一温度である場合は、磁性材（２）の透磁率や
磁化率は、はぼＯとなるので、磁石（１）と場印加手段
（３）間には、主に磁気の反発力が働き、この磁気の反
発力は、ｍ場の中心点の左右で等しく、この場合、力学
的エネルギーは生じない。

また、磁性材（２）全体が、キュリー温度ＴＩ。

以下の均一温度である場合は、磁石（１）と磁場印加手
段（３）間は、磁性材（２）によって磁気遮蔽され、か
つ磁石（１）、磁場印加手段（３）と磁性材（２）間に
は、それぞれ磁気の吸引力が生じる。

この磁気の吸引力や磁気遮蔽効果は、磁性材（２）の磁
化率や透磁率と厚みによって異なるが、磁場の中心点の
左右で等しく、この場合も、力学的エネルギーは生じな
い。

いま、磁場中における磁性材（２）に、磁性材（２）の
キュリー温度Ｔ１以下の低温域とＴ、：以上の高温域の
温度差域を与えると、高温域側では主に、磁石（１）と
磁場印加手段（３）間で磁気の反発力が働き、低温域側
では磁性材（２）と磁場印加手段（３）間で磁気の吸引
力が働く。

この結果、磁石（１）側は高温域側に、磁場印加手段（
３）側は低温域側に移動しようとする。

力学的エネルギーが生じる。

従って、磁場印加手段（３）側を固定すると、磁石（１
）側を連続して移動できる。

同様に、磁石（１）側を固定した場合は、磁場印加手段
（３）側を連続して移動できる。

第１図において、冷却手段（４）または加熱手段（５）
の配置を反転させると、直進移動や回転移動において、
その移動方向を反転できる。

（実施例）　第２図は、磁場印加手段（３）を対面させ
て磁場を作り、この磁場中に、磁石（１）を磁性材（２
）をもって磁気遮蔽する手段を講じて通した１本発明の
実施例の斜視図である。

この様に、複数個の磁場印加手段（３）を対面させると
、その内部に、強い磁場を形成できる。

第３図は、磁場印加手段（３）が２円筒形である場合の
実施例の斜視図である。

第４図は、磁場印加手段（３）の周囲全体に、磁石（１
）を磁性材（２）をもって磁気遮蔽する手段を講じて通
した場合の、実施例の一部断面斜視図である。

磁石（１）を、磁性材（２）をもって磁気遮蔽する形状
としては、連続した形状のもの、適度な大きさの磁石（
１）を、磁性材（２）をもって磁気遮蔽する手段を講じ
て連ねた形状のもの、磁石（１）粒体または粉体を、磁
性材（２）をもって磁気遮蔽する手段を講じた形状のも
の等、いろいろな形状がある。

磁石（１）、磁場印加手段（３）としては、永久磁石、
電磁石、超電導磁石や、これらを組み合わせて使用でき
る。

ン令却手段（４）としては、水ン令、油ン令、空ン令。

冷却器による冷却、液体窒素等の低温液化ガス（７）に
よる冷却等、磁性材（２）のキュリー温度に応じた。い
ろいろな手段がある。

加熱手段（５）としては、燃料を燃焼させる方法、加熱
器による方法、太陽熱や地熱による方法、レザー光線等
の熱光線による方法等、磁性材（２）のキュリー温度に
応じた。いろいろな手段がある一部５図は、磁石（１）
側を２円盤状の環状として、磁石（１）側が１回転移動
可能な構造とした。

本発明の熱機関の実施例の構成図である。

磁石（１）側の環状の形状としては１円盤状。

円筒状１円錐状、輪状、ベルト状、無限軌道状等の形状
がある。

キュリー温度Ｔ　１１が、常温以下にある磁性材（２）
を使用し、冷却手段（４）として、液体窒素等の低温液
化ガス（７）を用いると、冷熱エネルギーと体積膨張に
よるエネルギーの１両方の物理的エネルギーを有効に利
用でき、小型でかつ熱効率の高い、完全に無公害な熱機
関を構成できる。

第６図は、Ａ−λ断面図である。

本図のように、磁石（１）側の円盤を複数枚にしたり、
磁場印加手段（３）、冷却手段（４）。

加熱手段（５）を複数個にすると、馬力の大きい熱機関
を構成できる。

本発明では、原理的に磁石（１）には温度差を与える必
要がないので、磁石（１）と磁性材（２）間を断熱構造
にできる。

断熱構造には、断熱材を使用する構造や真空断熱構造等
がある。

磁性材（２）には、優れた磁気遮蔽特性があるが、熱伝
導率が小さいものもある。

熱伝導の改善方法としては、磁性材（２）に無数の穴を
あけたり、網目構造として、表面積を大きくしたり、熱
伝導率の大きい物質と嵌合または混合する改善方法等が
ある。

これとは逆に、磁性材（２）の熱伝導によって、磁場中
における磁性材（２）に、定量的な温度差が生じにくい
場合は、磁性材（２）間を適度に熱絶縁して連ねる方法
等がある。

尚、本発明の実施態様として、次ぎの如きができる。

１磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁
石（１）を、磁性材（２）をもって磁気遮蔽する手段を
講じて通し、磁場中における磁性材（２）に、磁性材（
２）のキュリー温度に応じた低温域と高温域の温度差域
を与え、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を
移動させる。

以上の如くの、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換
する方法。

２磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁
石（１）を、磁性材（２）をもって磁気遮蔽する手段を
講じて通し、磁場中における磁性材（２）に、冷却手段
（４）または加熱手段（５）を用いて、磁性材（２）の
キュリー温度に応じた低温域と高温域の温度差域を与え
、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を移動さ
せる。

以上を特徴とする熱機関。

３磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁
石（１）を、磁性材（２）をもって磁気遮蔽する手段を
講じて通し、磁場中における磁性材（２）に、冷却手段
（４）および加熱手段（５）を用いて、磁性材（２）の
キュリー温度に応じた低温域と高温域の温度差域を与え
、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を移動さ
せる。

以上を特徴とする熱機関。

４磁石（１）側を環状とし、磁石（１）側または。

磁場印加手段（３）側が１回転移動可能な機構としたこ
とを特徴とした実施態様項２または３項の熱機関。

５本発明において、磁性材（２）として１強磁性体を使
用する。

６本発明において、磁性材（２）として、感温性磁性体
を使用する。

７本発明において、磁性体（２）として、アモルファス
磁性体を使用する。

（発明の効果） 本発明は、磁石と磁場印加手段間に働く磁気力と、磁性
材の磁気遮蔽特性を組み合わせることによって、熱効率
が高く、かつ安定して熱エネルギーを力学的エネルギー
に変換する方法及び熱機関を、確立したものである。

特に、液体窒素等の冷熱エネルギーや太陽熱を使用する
と、完全に無公害な熱機関が構成でき、地球規模の環境
破壊が進む今日、極めて有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動作原理図。 第２図は本発明の実施例の斜視図。 第３図は本発明の他の実施例の斜視図。 第４図は本発明の他の実施例の一部断面斜視図。 第５図は本発明の熱機関の実施例の構成図。 第６図はＡ−λ断面図。 （１）は磁石 （２）は磁性材 （３）は磁場印加手段 は冷却手段 は加熱手段 は回転軸 は低温液化ガス は熱回収器 は昇圧器 は空圧エンジン は変速機 は太陽熱コレクター

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁
   石（１）を、磁性材（２）をもって磁気遮蔽する手段を
   講じて通し、磁場中における磁性材（２）に、磁性材（
   ２）のキュリー温度に応じた低温域と高温域の温度差域
   を与え、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を
   移動させる。 以上の如くの、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換
   する方法。 ２磁場印加手段（３）で磁場を作り、この磁場中に、磁
   石（１）を、磁性材（２）をもって磁気遮蔽する手段を
   講じて通し、磁場中における磁性材（２）に、冷却手段
   （４）または加熱手段（５）を用いて、磁性材（２）の
   キュリー温度に応じた低温域と高温域の温度差域を与え
   、磁石（１）側または、磁場印加手段（３）側を移動さ
   せる。 以上を特徴とする熱機関。 ３磁石（１）側を環状とし、磁石（１）側または、磁場
   印加手段（３）側が、回転移動可能な機構としたことを
   特徴とした請求項２の熱機関。