熱磁気モーターの開発

热磁电机的开发

• 批准号: 11878080
• 负责人: 小林 光征
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11878080/
• 关键词: エネルギー; 熱磁気モーター; 感温磁性材料; 磁気回路; 磁場; キュリー温度; 低温熱源; 温排水; 永久磁石

熱磁気モーターとは、比較的低温度にキュリー点を有する磁性材料を用いてその磁気特性の温度依存性を利用し、磁気エネルギーと熱エネルギーを組み合わせて機械エネルギーに変換する装置である。本研究では、これまで開発した試作機の問題点を考慮したうえで、より強力な磁場を発生する磁気回路を設計し、回転軸に複数枚の回転子を取り付けた連装型熱磁気モーターを試作した。また、感温磁性材料の形状は、回転子装着時の機械的ガタを減少させること及び温度応答性が向上するように設計した。本試作機を用いて、モーターの回転に適切な加熱位置と冷却領域を実験によって調査した。また、加熱温度とモーターの回転数の関係を実験によって調査した。さらに、加熱温度60℃および40℃における回転子1枚および2枚の場合について、モーターの出力を測定した。このとき温水の温度は、温泉の源泉とその捨て湯を想定したものであり、冷却水の温度はすべての実験で11℃であった。本研究で得られた結果は以下のとおりである。(1)加熱位置は磁極の上部かつ磁性体片先端部分であり、冷却領域は磁場が十分減衰した領域で行うことがより効果的であった。(2)加熱温度が高いほどモーターの回転数が増加した。(3)回転子を2枚とした場合のモーターの出力は0.7Wで、1枚のときの出力0.36Wに対して約1.8倍となり、回転子の枚数を増やすことが出力向上に有効であることが明らかになった。本研究におけるモーターの出力が回転子の枚数に比例しなかった理由は、各磁気回路の相互作用による磁気特性の低下によるものと思われる。

热磁电动机是一种使用具有相对较低温度的库丽点的磁性材料，并利用其磁性特性的温度依赖性，并将磁能和热能结合到机械能中。在这项研究中，考虑到到目前为止开发的原型问题，我们设计了一个磁路，产生更强的磁场，并创建了一个原型的热磁力电动机，其中多个转子在旋转轴上附着多个转子。此外，对温度敏感的磁性材料的形状设计为减少连接转子时的机械嘎嘎声并改善温度响应。使用该原型，通过实验研究了适合运动旋转的加热位置和冷却区域。此外，通过实验研究了加热温度与运动旋转速度之间的关系。此外，在60°C和40°C的加热温度下，测量了一个和两个转子的电动机输出。此时，假定热水的温度是温泉的来源，并且在所有实验中，冷却水的温度为11°C。从这项研究中获得的结果如下。 （1）加热位置位于磁极的顶部和磁性材料的尖端，并且在磁场充分衰减的区域内进行冷却区域更有效。 （2）加热温度越高，电动机的旋转速度越高。 （3）当两个转子为0.7W时的电动机输出，约为一个转子输出的1.8倍，而0.36W，这已被证明通过增加转子数量有效地改善输出。这项研究中的电动机输出与转子数量不成比例的原因可能是由于每个磁路相互作用引起的磁性特性下降。