[發明專利]熱磁引擎與熱磁引擎系統

無效

• 申請號: 201210101541.4
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN103362765A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 郭鐘榮;毛之成;林銘賜;劉玠成;徐懋仁;鄭雅云;史承彥
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: F03G7/04
• 分類號: F03G7/04;H02K57/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;鄭特強

技術領域

本發明內容是有關于一種熱磁引擎及系統，且特別是有關于一種具有鰭片結構的熱磁引擎及系統。

背景技術

自從幾次石油危機以及核能災變之后，人們開始積極尋找各種替代能源，主要目標便在于找出可以持續利用且低污染的替代能源。常見的替代能源包含生物能源(生物燃料)、地熱、太陽能、風力、潮汐、海水溫差發電等。其中，又以能重復利用的再生能源最為大家期待。

其中，利用溫度差(或溫度梯度)來產生或轉換電能或機械能，算是其中一種廣受關注的再生能源實現方式，其可利用海水溫差、不同溫度的工作流體或環境溫度來實現溫度差進而產生或轉換能量。

熱磁引擎的運作基礎主要是基于一種工作材料(working?material)或工作元件(working?element)的材料特性。其中，工作材料的導磁率會隨著環境溫度的變化而改變，工作材料的導磁率會在某一溫度范圍有著顯著的變化，此處所謂某一溫度范圍或一特定溫度我們稱之為居里溫度(Curie?temperature，Tc)，而一階(first?order)工作材料在居里溫度附近的導磁率變化程度又大于相同條件下二階(Second?order)工作材料的導磁率變化程度。進而，熱磁引擎或稱居里馬達(Curie?motor)，則是利用此一工作材料在居里溫度的導磁率變化的特性，間接將環境熱能轉變為機械能或其它能源的一種裝置。

熱磁引擎即是應用一外加磁場于工作材料制成的工作環上，利用外界提供的熱源及/或冷源使磁場處的工作材料產生一溫度梯度(溫度變化范圍涵蓋居里溫度Tc更佳)，因而使工作材料產生不同的導磁率變化，造成工作環上不同區域的磁場分布不均勻，故于磁場中產生磁力矩變化造成工作環轉動，此處工作環例如是樞設于一架體。利用前述工作環轉動效果及特定的傳動裝置將工作環轉動的動能導出，便完成將溫差轉變為機械能的流程；若傳動裝置與電梳之類的裝置連接，更可進一步將動能轉換成電能。

一般來說，熱磁引擎的熱/冷源往往是利用工作流體(如海水、河水、泉水、自來水等)，將產熱/冷處的溫度帶至熱磁引擎所指定的部位(如含有工作材料的可轉動部份)。可利用抽泵、高低落差的重力或各種方式帶動工作流體，待工作流體流動至熱磁引擎處時，再與熱磁引擎中的工作材料進行熱交換。然而，上述方式僅只利用到兩工作流體之間的溫度差，忽略了工作流體流經熱磁引擎時亦帶有一定程度的動能或位能，降低整體能源轉換量。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種熱磁引擎及其系統，其中熱磁引擎中包含有鰭片結構，設置在轉動件上，當工作流體流經轉動件時，不僅因溫度差使含有工作材料的轉動件受磁力影響開始轉動，同時也因為工作流體流動時所帶有的動能或位能，使鰭片結構基于工作流體的動能或位能，帶動轉動件沿旋轉方向旋轉。如此，便可更加且全面性地利用工作流體所具有的各種能量。

因此，本發明內容的一形態是在提供一種熱磁引擎，其包含固定件、轉動件、第一工作流體以及鰭片結構。轉動件包含工作材料，轉動件可相對固定件旋轉。第一工作流體流經轉動件并使工作材料產生溫度差，帶動轉動件沿旋轉方向旋轉。鰭片結構設置于轉動件上，當第一工作流體流經轉動件時，鰭片結構用以基于第一工作流體流動，帶動轉動件沿旋轉方向旋轉。

根據本發明的一實施例，熱磁引擎更包含磁性元件，磁性元件設置于固定件上并用以建立一磁場，磁場的磁力線通過該工作材料。

根據本發明的一實施例，該工作材料包含第一部份以及第二部份，該第一工作流體的第一溫度異于環境的第二溫度，該第一工作流體流動至該工作材料的該第一部份，使該工作材料的該第一部份與該第二部份之間形成該溫度差。

根據本發明的一實施例，熱磁引擎更包含第二工作流體，其中該工作材料包含第一部份以及第二部份，該第一工作流體流動至該工作材料的該第一部份，該第二工作流體流動至該工作材料的該第二部份

根據本發明的一實施例，其中該第一工作流體的第一溫度與該第二工作流體的第二溫度相異，由此使該工作材料的該第一部份與該第二部份之間形成該溫度差。

根據本發明的一實施例，其中該工作材料的一導磁率于一臨界溫度區間明顯改變，該第一溫度與該第二溫度分別位于該臨界溫度區間以外的兩側。

根據本發明的一實施例，其中該轉動件包含一轉動軸，該鰭片結構包含多個鰭片，所述鰭片由該轉動軸的至少一側表面上延伸設置，所述鰭片與該第一工作流體流經該轉動件的一流道方向夾一特定角度。

根據本發明的一實施例，其中該轉動件包含一轉動框以及一轉動軸，該轉動軸與該轉動框連動并樞接于該固定件上。