Термомагнитный генератор

11 811466 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И Я Сооз Советских Социалистических Республик(51) М.Кл."Н 02 Я 11,0 цсосдицснцсм заявки Государственный ком ите(45) Дата опубликования описания 07.03.81 ссслает изобретениик открытий 2) Авторы изобретения А. А. Финкель г". Новицкий, И, С, Петренко и ьковский государственный орд тхна Трудового "итет расцого Знамени уциве им. А.М. Горького(54) ТЕРМОМАГН ИТН Ы Й ГЕН ЕРАТ Изобретение относится к преобразованию энергии, в часности, к устройствам для преобразования тепловой энергии в электрическую, основанного ца тсрмоццклировании магнитных матсрцалов в постоянном магнитном полс, и мокст использоваться в различных электротехнических приборах и конструкциях, работающих при низких температурах.Извсстен термомагнцтный гсцсратор, содержащий подковообразный постоянный магнит, рабочее тело, помещенное мсдкду полюсами магнита, источник тепла, поглотитель тепла и электрическую катушку для снятия выходного напряжения, намотаннуо на постоянный магнит 11.В качсствс рабочего тсла в генераторс применяется гадолиний.Известен также тсрмомагцитный гснратор аналогичной конструкции, в котором в качествс рабочего тела прцмсняются жслезо-родиевыс сплавы (Рс - Й 1 д), железо-родисвые сплавы с содержанием цо крайней мере 20 ат. О/О другого элемента (Ве, Мд, Л 1, 1 а и др.), а такжс сплавы ца основс марганца 2.Эти устройства нс позволяют получить достаточно высокое выходное напряжснис, поскольку в качестве рабочих тел применяются материалы, обеспечивающие сравни 71) Заявитсль дар тсл ьно цсоол ьп 1 ос цзм енсцс удсл ьцой и амагничснцости.Извсстсц тсрмомагццтцый гсцсратор, содс 1 джа 1 п,ий постоянн.11"1 магнит, мсж,д 1люсами которого разменси сердечник скатушкой так, что магнитное цолс направлено по осц катудкц, источник тспла ц поглотитсль тепла )13.Сердечник (рабочее тсло) в известномсцсраторс выполнен цз никеля, Измсцснцемагнитного потока црц тсрмоццклцрованпцрабочего тела вблизи точки Кюри (ЬТ =.= Т, - Т=- 10"-) приводит к появлению выходного напряжения в электрической ка 15 тушеНедостатком пзвсстного устройства является ццзкос выходное нацряжсццс. Обусловлсцнос цсбольшцм цзмсцсццсм удсльцоц, гс смднамагниченности 1)або 1 сГО тс;1 1 (620гв магнитном поле "-0,5 кЗ),Целью изобретения является повышениевыходного напряжения путем увеличенияпределов изменения удельной намагничен 25 ности рабочего тела.Поставленная цель достцгастся тсм, тов тсрмомагццтном генераторе, содсржашсмпостоянный магнит, между полюсами которого размещен сердечник с катушкой так,ЗО что магнитное полс направлено цо осцкатушки, источник сила и по;лотитсль тепла, сердечник выполнен из диспрозия.Выполнение рабочего тела из диспро. зия, прстерпевающсго прп температуре магнитного фазового перехода 1 рода, рав. ной 86 К, превращение типа ферромагнитное состояние = антиферромагн 1 тОс 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 величин 300"в магнитном поле 0,5 кЭ.гСледовательно, выполнение рабочего тела из диспрозия позволяет достичь резкого изменения удельной намагниченности рабочего тела при термоциклировании - практически от нуля в антиферромагнитном согс смзстоянии до 300в ферромагнитном,гНа чертеже схематически изображен термомагнитный генератор.Генератор содержит сердечник (рабочее тело) 1 из поликристаллического диспрозия, номеценный между полюсами постоянного магнита 2, источник 3 тепла (окружающая среда) и поглотитель 4 тепла (жидкий азот). Электрическая катуниа 5 намотана вокруг сердечника так, что магнитное поле направлено вдоль сс оси.Устройство работает следующим образом.Рабочее тело 1 охлажда 1 от с помощью поглотитсля 4 тепла до температуры77 К в магнитном поле "-0,5 кЭ, создаваемом постоянным магнитом 2. Намагничен. ность 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 помощно источника 3 тепла до температуры выше 86 К. При этом материал переходит из ферромагнитного состояния в антифсрромагнитное. Намагниченность диспрозия в анти- ферромагнитном состоянии практически равна нулю. Следовательно, рабочее тело 1 изменяет своо намагниченность на величину ЛМ=М,. 2500 гс,Измсен 1 ц памгни 1 енност 11 рабочеготела, вызывая изменение магнитного потока, пронизывающего шггки элекгри 1 сской катушки 5, приводит к возникновенио в 5 ней электродвикупсй силы. Период 1 ческоеохлаждение и нагрсванис сердечника (термоциклирование) приводит к возникновению периодической ЭДС, среднее значение которой, снимаемое с электрической кацо тушки, можст быть подсчитано по формуле:4 М,5 Лв=Кгтгде К - коэффициент, учптываюпп 1 й рассеяние магнитного потока;М, - намагниченность материала в состоянии насьпцсния;с - скорость света;т - время нагрева (охлаждения), нсобходимое для перехода рабочего тела из одного мапнтного состояния в другое;5 - площадь сечения образна в плоскости, перпендикулярной нанрав лению магнитного ноля;Х - число витков электрической катушки.Прп К = 0,3; Н =- 0,5 кЭ; М, = 2500 гс;т = 5 с; 5 = 6 мм; и У =- 1000, термомагнитный генератор дает среднее значение ЭДС, равное в =1,15 мВ, т. е. позволяет повысить выходное напряжен;1 с, по сравнению с известными устройствами нри прочих равых параметрах, примерно на полтора по РЯДкаФормула изобрстенияТсрмомагнитны 1 генератор, содержащий10 постоянный магнит, между полюсами которого размещен сердечник с катушкой так,что магнитное полс наиравлено по осикатушки, источник тепла и поглотительтепла, отл и ч а ю щи Йс я тем, что, с цельюповышения выходного напряжения путемувеличения пределов изменения удельнойнамагниченности рабочего тела, сердечникВЫПОЛНС ИЗ ДИСПРОЗИЯ,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. США, Л. о Арр 1, Р 11 уз. . 30. ЛЪ 11,1959, р. 1774.2. Патент США М 3274405, кл, 310-4,опублик, 1966,3. США, 3. о 1 Арр 1. Р 11 ув. . 30, Хц 10,959, р. 1622 (прототип).811466 дактор Б. федотов Корректор В. Нам аказ 14 одписн агорская типография Унрполирафиздата Мособлисполкома оставитель Б. Бахред Р. Берковм Изд. М 182 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений ь 13035, Москва, Ж, РаушсТираж комитета СС открытий ая наб д.