CN103216405B

CN103216405B - 一种热动系统及其方法

Info

Publication number: CN103216405B
Application number: CN201310070764.3A
Authority: CN
Inventors: 金培育; 王利明; 金鑫; 黄焦宏
Original assignee: Baotou Rare Earth Research Institute
Current assignee: Baotou Rare Earth Research Institute
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2033-03-07
Also published as: CN103216405A

Abstract

本发明提供了一种热动系统及其方法，包括：导流装置、受磁体、共轴且内外嵌套的两个管状磁体；所述管状磁体由多个磁块拼接而成，两个所述管状磁体之间形成强、弱间隔的磁场；所述导流装置设置在两个所述管状磁体之间，与两个所述管状磁体共轴；所述受磁体为热敏磁性材料，填充在所述导流装置的内部，所述受磁体上设有缝隙，用于温度不同的流体间隔流过，所述受磁体与不同温度的流体接触而被改变其当前温度，进而处于间隔转换的铁磁或者顺磁状态；处于铁磁状态的所述热敏磁性材料受到所述磁场产生的磁力后驱动导流装置持续转动；该热动系统及方法实现了将热能转变为机械能，且转变过程没有燃料的燃烧以及有害物质的排放，整个转变环保、无污染。

Description

一种热动系统及其方法

技术领域

本发明涉及能量转换领域，尤其涉及一种热动系统及其方法。

背景技术

能量既不能产生也不能消失，而会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体。在人类的生产生活中，各种动机的使用大多数都是通过不同能量之间的转换进而达到其使用目的，例如，发电机是将其他形式的能量转换为电能输出，其被转换的能量可以是，机械能、化学能、热能等；而日常生活中最常见的电动机则与发电机正好相反，是将电能转换为其他形式的能量以供人们使用。

依据其性质和产生的效果，常见的能量包括机械能、电能、化学能、光能和热能等，其可实现的转换的方式也比较多，常见的，

1、电能转换为热能，一般通过热电阻或热辐射，例如家用的电热炉，是在热阻丝内通过大量电流使热阻丝产生大量热能，通过热辐射传导给周围环境；也可以通过微波装置，使电能转化成微波，通过热辐射转为热能；

2、光能转换为电能，可以通过光电效应使光照射在金属表面而辐射出电子，通过这种方法，人类设计了太阳能板，实现了光能转换为电能的过程。随着不可再生能源的枯竭，人类越来越重视可再生清洁能源的应用，光能就是最受关注的清洁能源之一。

3、化学能转换为电能，通过化学反应使得正电子和负电子分别在阳极和阴极汇聚，此过程也是电池充电的过程。

4、电能转换为机械能，借助电磁感应效应，人类设计了电动机，可以使电能轻松转化为机械能。

5、机械能转换为热能，机械做功摩擦可以产生热能，但是，转换效率一般不高，而且在实际应用中无法通过这样的转换大量的机械能进而提供热能，只作为机械能的能量损耗而已。

6、光能转化热能、机械能和化学能，光能在照射到物体时，就会伴随热能的传导，但不同波段的光波导热能力不同；通过太阳帆可实现光能转换为机械能，植物的光合作用则是光能转换为化学能的典型例子。

但是，综合以上所举的例子，以及在目前人们所能认知的领域中，热能转换为其他形式的能量的方式是较难实现的，例如，目前人们所能想到的较好的将热能转换为机械能的方法就是：内燃机，即将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入汽缸内部的高压燃烧室燃烧爆发进而产生动力推动气缸做工，实现热能转换为机械能的目的。内燃机在使用的时候，虽然具有体积小、便于移动、起动性能好等特点；但是内燃机一般使用石油烃类物质作为燃料，对原料的损耗大，同时排出的废气中含有害气体（如，二氧化硫，氮氧化物）的成分较高，对环境会造成污染，不能满足绿色、环保的需求以及能量清洁使用的要求。

发明内容

本发明提供了一种热动系统，该热动系统将热能转换为机械能的过程中环保、无污染。

本发明的技术方案具体是这样实现的：一种热动系统，包括：导流装置、受磁体、共轴且内外嵌套的两个管状磁体；

所述管状磁体由多个磁块拼接而成，两个所述管状磁体之间形成强、弱间隔的磁场；

所述导流装置设置在两个所述管状磁体之间，与两个所述管状磁体共轴；

所述受磁体为热敏磁性材料，填充在所述导流装置的内部，所述受磁体上设有缝隙，用于温度不同的流体间隔流过，所述受磁体与不同温度的流体接触而被改变其当前温度，进而处于间隔转换的铁磁或者顺磁状态；

处于铁磁状态的所述热敏磁性材料受到所述磁场产生的磁力后持续转动，并驱动所述导流装置转动。

可选的，组成所述管状磁体的多个所述磁块呈海尔贝克阵列分布。

可选的，所述导流装置为一个环形框架盒，所述框架盒沿所述磁体长度方向均匀形成至少1倍于所述组成其中一个所述管状磁体的磁块数量的条形仓。

可选的，Gd、Gd₅（SiGe）₄、La（FeSi）₁₃中的一种或多种。

可选的，所述温度不同的流体包括大于所述热敏磁性受磁体居里温度的第一流体和小于所述热敏磁性受磁体居里温度的第二流体。

可选的，每个所述条形仓中填充有所述热敏磁性材料；每相邻的两个填充有所述热敏磁性材料的所述条形仓为一组，每组所述条形仓中间隔通入所述第一流体和所述第二流体，并改变对应热敏磁性材料的当前温度。

可选的，还包括外壳、定位轴、两个盒盖、套轴；

所述外壳为中空圆柱形，并配合套接在所述管状磁体的外壁；

所述定位轴位于所述管状磁体的中心轴线上并与所述管状磁体的内壁固接；

所述盒盖包括一个圆盘状底座，所述底座的一端均匀设置与所述条形仓配合套接的凸台；且所述每个凸台上设置有与所述条形仓接通的第一通孔，所述盒盖通过所述凸台套接在所述框架盒的两端。

所述套轴为一端开口一端封闭的中空的柱形结构，设置在所述盒盖的中心位置，所述盒盖通过所述套轴套接在所述定位轴上。

可选的，所述底座上还设置多个沿其轴心对称分布的扇形孔。

可选的，还包括两个壳盖，所述壳盖的形状与所述外壳相配合，分别封堵在所述外壳的两端，所述壳盖的中心位置设置一个第二通孔，所述壳盖上设置与所述第一通孔对应的用于接通所述流体的通管，所述壳盖、所述盒盖共轴且依次套接在所述定位轴上，所述通管与所述盒盖为滑动密封连接。

一种热动方法，包括：设置环形、并且强、弱间隔的磁场；

将多份设置有间隙的热敏磁性材料置于所述磁场中；

将与所述热敏磁性材料对应设置的多股温度间隔变化的流体依次通入所述热敏磁性材料中；

不同温度的所述流体与所述热敏磁性材料进行热量传递，使得所述热敏磁性材料间隔处于铁磁或者顺磁状态；

处于铁磁状态的所述热敏磁性材料受到所述磁场产生的磁力后持续转动，并驱动所述导流装置转动，进而输出转动机械能。

从以上技术方案可以看出，本发明提供的这种热动系统具有以下至少一种有益效果：

1、共轴且内、外嵌套的两个管状磁体均由多个磁块拼接而成，进而会在磁体之间产生强、弱间隔的磁场，导流装置设置在两个管状磁体之间，并且与两个管状磁体共轴，受磁体为热敏性材料，并填充在导流装置的内部，并且在受磁体上设置间隙，这样，当温度不同的流体接触所述受磁体之后，受磁体的温度就会被改变，受磁体进而会处于间隔转换的铁磁或者磁状态；受磁体处于铁磁状态时，就会受到磁场较大的磁力，处于顺磁态的受磁体就受到较小的磁力，因此当受磁体以及导流装置处于内外磁体产生的磁场中，当受磁体的当前温度被温度不同的流体改变后，受磁体就会呈现铁磁或者顺磁两种状态，而处于顺磁状态的受磁体受到很小的磁力，几乎可以忽略；处于铁磁状态的受磁体就会受到磁力作用进而持续转动，转动的过程会驱动导流装置一起转动。

因此，整个过程实现了流体将热量传递到受磁体，受磁体受到磁场磁力后作用在导流装置上，进而使得导流装置转动，即将实现了热能转换为机械能的过程，在整个能量转换的过程中，没有燃料的燃烧以及有害物质的排放，因此实现了环保、无污染的热能转换为机械能。

2、海尔贝克阵列分布的磁块会产生明显的强、弱间隔磁场，更利于铁磁性的受磁体受力。

3、环形框架盒可便于与内外磁体之间套合，且沿磁体长度方向延伸的多个条形仓可便于放置受磁体。

4、热敏磁性材料其磁化强度大，且其居里温度接近室温，在磁场磁力的作用下，易实现顺磁性和铁磁性的转变。

5、第一流体和第二流体自身的温度高于/低于热敏性受磁体的居里温度，通过与受磁体进行热量传递之后可使受磁体呈现顺磁性和铁磁性的转变，进而受到磁场磁力的作用；第一流体和第二流体的温度不同，可方便快捷的将受磁体的当前温度改变，进而使其呈现顺次或者铁磁状态。

6、以组为单位的条形仓间隔通入第一流体和第二流体，每组相邻条形仓接入不同温度的流体；并使相应的受磁体具有不同的温度，进而处于不同的受力状态。

7、外壳、定位轴、盒盖以及壳盖起到固定、支撑及封堵等作用，因此更好的使得热动系统实现能量转换。

附图说明

图1为本发明实施例1的热动系统中磁体以及导流装置组合的示意图；

图2为本发明实施例1的热动系统中内、外磁体、导流装置的示意图；

图3为本发明实施例2的热动系统中外壳套接内、外磁体的示意图；

图4为本发明实施例2的热动系统中盒盖以及输出管组成示意图；

图5为本发明实施例2的热动系统中盒盖以及输出管套装图；

图6为本发明实施例2的热动系统中壳盖的组成图；

图7为本发明实施例2的热动系统整体外形示意图；

图8为本发明实施例2的热动系统各装置套装示意图；

图9为本发明实施例2的热动系统中条形仓中通入流体的示意图；

图10为本发明实施例2的热动系统中条形仓处于强弱磁场区的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如,“连接”可以是固定连接；可以是拆卸连接；也可以是点连接；可以是直接连接；可以是通过中间媒介间接连接，可以使两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

需要说明的是，在附图中，凡是出现箭头，均表示对应磁块磁力线的方向。

请参考图1，本发明实施例1提供的热动系统，包括：导流装置102、受磁体、共轴且内外嵌套的两个管状磁体101；

所述管状磁体101由多个磁块拼接而成，两个所述管状磁体101之间形成强、弱间隔的磁场；

所述导流装置102设置在两个所述管状磁体101之间，与两个所述管状磁体101共轴；

所述受磁体为热敏磁性材料，填充在所述导流装置102的内部，所述受磁体上设有缝隙，用于温度不同的流体间隔流过，所述受磁体与不同温度的流体接触而被改变其当前温度，进而处于间隔转换的铁磁或者顺磁状态；

处于铁磁状态的所述热敏磁性材料受到所述磁场产生的磁力后持续转动，并驱动所述导流装置102转动。

共轴且内、外嵌套的两个管状磁体101均由多个磁块拼接而成，进而会在磁体之间产生强、弱间隔的磁场，导流装置102设置在两个管状磁体之间，并且与两个管状磁体101共轴，受磁体为热敏性材料，并填充在导流装置102的内部，并且在受磁体上设置间隙，这样，当温度不同的流体接触所述受磁体之后，受磁体的温度就会被改变，受磁体进而会处于间隔转换的铁磁或者磁状态；受磁体处于铁磁状态时，就会受到磁场较大的磁力，处于顺磁态的受磁体就受到较小的磁力，因此当受磁体以及导流装置102处于内外磁体产生的磁场中，当受磁体的当前温度被温度不同的流体改变后，受磁体就会呈现铁磁或者顺磁两种状态，而处于顺磁状态的受磁体受到很小的磁力，几乎可以忽略；处于铁磁状态的受磁体就会受到磁力作用进而持续转动，转动的过程会驱动导流装置102一起转动。

因此，整个过程实现了流体将热量传递到受磁体，受磁体受到磁场磁力后作用在导流装置上，进而使得导流装置102转动，即将实现了热能转换为机械能的过程，在整个能量转换的过程中，没有燃料的燃烧以及有害物质的排放，因此实现了环保、无污染的热能转换为机械能。

请参考图3-图10，为使得本发明在具体操作的过程中更加易于实现，便利操作，本发明实施例2提供的热动系统是在实施例1的基础上作出的进一步的限定和增加，现做进一步的阐述和说明：

附图9-10中：H:强磁场区；L:弱磁场区；c:通入第二流体的条形仓；h:通入第一流体的条形仓；

进一步的，组成所述管状磁体101的多个所述磁块呈海尔贝克阵列分布。

磁块的拼接状态决定了其产生磁场磁力的大小，在本实施例中，呈海尔贝克阵列分布的多个磁块在产生磁场的时候，其具有明显的强、弱磁场区域，因而能够使得受磁体受到的磁力是间隔的，在强磁场区受力大，而在弱磁场去基本不受力。

在本实施例中，呈海尔贝克阵列分布的磁块形成的管状磁体101在使用的过程是静止不动的，类似于发电机中的定子。

此外，多个磁块之间可以采取粘合的方式形成内外管状磁体101，粘合的方式会使得多个磁块紧密的结合，且不影响其形成的磁场磁力的大小。

进一步的，所述导流装置102为一个环形框架盒，所述框架盒沿所述磁体长度方向均匀形成至少1倍于所述组成其中一个所述管状磁体101的磁块数量的条形仓201。

导流装置102在本实施例具有两方面的作用，一方面，可以将热敏磁性材料构成的受磁体装盛和收集，利于流体接触受磁体并通过热量传导改变其当前温度；另一方面导流装置102起到疏导流体的作用，并使受磁体和流体接触。本实施例中的导流装置102可以采用一个环形的框架盒，环形的框架盒可以很好的与管状磁体之间的空间相配合，利于转动，同时，框架盒上沿所述磁体长度方向均匀形成至少1倍于组成其中一个所述管状磁体101的磁块数量的条形仓201，条形仓201放置受磁体。

同时，条形仓201的数量可优选为组成一个管状磁体101的磁块数量的2倍，这样，每两个条形仓201就可以对应一个磁块，当条形仓201处于磁场中，尤其是处于每相邻两个磁块之间时，处于铁磁性的热敏磁性材料受到的受力明显，在具体的设计中，可以设置4、8、16、32、64个条形仓，条形仓201的数量也可以是组成一个管状磁体101磁块数量的奇数倍，例如，1、3、5、7倍等；条形仓201的数量越多，其可以装盛的受磁体也就会更多，因而使得其受到的磁力也就更大，进而使得导流装置102越容易转动。

考虑到框架盒和改变受磁体温度的流体是时刻接触的，所以框架盒一般采用绝热性能好的材质制成，例如，可利用玻璃棉隔热板材制成；也可以采用非金属材料或者无金属材料制成，例如，尼龙、工程塑料、奥氏体不锈钢等。

进一步的，所述受磁体为Gd、Gd₅（SiGe）₄、La（FeSi）₁₃中的一种或多种；

任何铁磁性材料都有其居里温度，居里温度是指材料可以在铁磁性和顺磁性之间改变的温度，即铁电体从铁电相转变成顺电相的相变温度；或者是称为发生二级相变的转变温度，当受磁体的自身温度低于居里温度时，受磁体表现为铁磁性，会受到所处磁场产生的磁力；而当受磁体本身的温度高于其居里温度时，该物质表现为顺磁性，很少或者基本不受到所处磁场产生的磁力。

本实施例中的受磁体采取热敏性受磁体，热敏性受磁体的磁变温度恒定，且接近于室温，通过流体改变其温度的较易实现；具体的，在热敏性受磁体的选择上，一般遵循以下原则：

1、磁化强度大；

2、M-T曲线在居里温度附近的变化明显，变化幅度大。

比如，热敏性受磁体可以选择稀土金属钆（Gd），其居里温度为21℃；Gd₅（SiGe）₄—钆5（硅锗）4合金或La（FeSi）₁₃—镧（铁硅）13合金，其居里温度接近室温，同时热敏材料的选择也不局限在固定单一的成分，可以将不同的材料组合。

进一步的，所述流体包括大于所述热敏性受磁体居里温度的第一流体和小于所述热敏性受磁体居里温度的第二流体。

本实施例中，流体包括第一流体和第二流体，第一流体和第二流体的温度不同，第一流体的温度高于所述受磁体居里温度，第二流体的温度低于受磁体的居里温度；两种流体在与受磁体接触的过程中，由于第一流体的温度较高，所以可以将热量传递到第一流体并使得第一流体的温度高于其本身的居里温度，这样在磁场中，就会表现为顺磁性，顺磁性的受磁体在磁场中受到的磁力很小，相反的，第二流体与受磁体接触的过程中，通过热量传递，使得受磁体温度低于居里温度，进而会使得受磁体表现为铁磁性，进而会在磁场中受到磁力。

在本实施例中，温度不同的流体可优选为水，第一流体通常为热水，第二流体通常为冷水，热水和冷水的温度满足大于或小于热敏磁性材料本身的居里温度即可。

在具体的操作中，当热水使热敏磁性材料处于居里温度以上时，热敏磁性材料就表现为顺磁性，在磁场中不受磁力作用或受磁力作用很小；当凉水使热敏磁性材料处于居里温度以下时，热敏磁性材料表现为铁磁性，在磁场中受磁力作用很大，在磁力作用下会产生运动。

进一步的，每个所述条形仓201中填充有所述热敏磁性材料；每相邻的两个填充有所述热敏磁性材料的所述条形仓201为一组，每组所述条形仓201中间隔通入所述第一流体和所述第二流体，并改变对应热敏磁性材料的当前温度。

在将受磁体填充到条形仓201的后，在将流体通入条形仓改变受磁体温度的时候，较佳的，可以选择以两个条形仓201为一组，然后以组为单位，间隔通入第一流体和第二流体，通入第一流体的条形仓201中的受磁体表现为顺磁性，在磁场中受力很小，而通入第二流体的条形仓中的受磁体表现为铁磁性，在磁场中受到的力较大，例如，当通入第二流体的两个条形仓201处于强、弱磁场间隔区时，表现为铁磁性的受磁体会受到磁力作用，这种磁力作用使得整个铁磁性的受磁体处于一个不平衡的受力状态，因而其会向强磁场区移动，多个铁磁性的受磁体受到的磁力得到累加进而会产生转动，受磁体转动的时候导流装置也会转动，因而实现了将热能转变为机械能的目的。

进一步的，还包括外壳202、定位轴203、两个盒盖204、套轴208；

所述外壳202为中空圆柱形，并配合套接在所述管状磁体101的外壁；

所述定位轴203位于所述管状磁体101的中心轴线上并与所述管状磁体101的中空内壁固接；

所述盒盖204包括一个圆盘状底座205，所述底座205的一端均匀设置与所述条形仓201配合套接的凸台206；且所述每个凸台206上设置有与所述条形仓201接通的第一通孔207，所述盒盖204通过所述凸台206套接在所述框架盒的两端。

所述套轴208为一端开口一端封闭的中空的柱形结构，设置在所述盒盖204的中心位置，所述盒盖204通过所述套轴208套接在所述定位轴203上。

在具体的设置中，外壳202配合套接在所述管状磁体101的外壁，起到固定的作用，定位轴203固接将管状磁体101中部，一方面可以起到将管状磁体101固定的作用，同时也能支撑磁体。盒盖204包括一个圆盘状的底座204，底座204通过其上设置的凸台206套接框架盒的条形仓201上，因为凸台206上还对应设置了通孔207，因此可以保证流体能够通入条形仓101中。盒盖204在具体的使用中起到将条形仓101封口的作用，条形仓101的两端套上盒盖201之后，其条形仓101中的受磁体就不会轻易的外流。在转动的过程中，盒盖201会随着框架盒一起转动。

同时，在具体的设置中，凸台206的端部设置有丝网，可以很好的封住条形仓201中的热敏磁性材料。

套轴208设置在盒盖204的中心位置，并且与定位轴204套接，这样，在转动的时候，可以通过外接一个输出装置接在套轴208上进而将转变的机械能输出。

进一步的，底座205上还设置多个沿其轴心对称分布的扇形孔。

考虑到底座205如果是个实心板的情况下，其重量较大，其随着导流装置102转动时，可能会较难实现，因此，在底座205上设置对称分布的扇形孔，减轻其重量，更加容易转动。

进一步的，还包括两个壳盖210，所述壳盖210的形状与所述外壳202相配合，分别封堵在所述外壳202的两端，所述壳盖210的中心位置设置一个第二通孔，所述壳盖上设置与所述第一通孔对应的用于接通所述流体的通管211，所述壳盖210、所述盒盖204共轴且依次套接在所述定位轴203上，所述通管211与所述盒盖204为滑动密封连接。

壳盖210进一步可将设置有盒盖204的热动系统的两端连接，套接有输出管208的定位轴203可以穿过壳盖210中心位置的第二通孔，进而不影响转变的机械能输出，同时壳盖210上还对应设置了与盒盖204上的第一通孔连通的通管211，通管211用于将第一流体和第二流体间隔通入到条形仓201中，导流装置102在转动的过程中，每个条形仓201对应的通管211将会持续性的通入第一流体和第二流体。

这样，条形仓201中的受磁体就会间隔的受到冷、热流体的热传导，受磁体自身的温度也就一直处于变化的过程，因而在整个转动的过程中，呈现顺磁性和铁磁性互相转变的过程，只要其当前温度低于自身居里温度时，就会受到管状磁体101产生的磁力进而运动，而运动的过程就会驱动整个导流装置102一起转动，实现热能转变为机械能的过程，同时，本实施例提供的热动系统在将热能转变为机械能输出的过程中，环保，无污染。

在本实施例中，由于导流装置102是可以转动的，填充有热敏磁性材料的导流装置102以及与其套接的并设置有套轴208的盒盖204，类似于发电机中的转子，其转动原理可简单的概述为，热敏磁性材料与温度不同的流体进行热量交换之后，呈现出铁磁/顺磁状态，由上述定子形成的强弱间隔的磁场产生的磁力使得铁磁状态的热敏磁性材料受力进而导致转子转动，即实现了将热能转换为机械能的目的。

本发明还提供了一种热动方法，包括，设置环形、并且强、弱间隔的磁场；将多份设置有间隙的热敏磁性材料置于所述磁场中；

通过上述热动系统及方法，即可实现使导流装置102在管状磁体101之间持续转动，进而输出转动机械能。

其中，本发明是利用工业废热水或热气为能源，将热能转换为旋转的机械能输出的一种系统。与电动机类比，电动机是将电能转换为旋转的机械能，而本发明是将热能转换为旋转的机械能的一种系统。

本发明由定子和转子组成，定子由内外环形磁体组合而成，由海尔贝克阵列形成内外磁体间的环形的工作空间，工作空间中沿环形方向磁场呈强弱间隔分布。转子在磁场工作空间中转动，转子由框架盒和盒中填充的粒状热敏磁性材料组成，框架盒由若干个独立分隔的条形仓组成，每个仓中填充粒状热敏磁性材料，水或气体可以流过。框架盒左右端有盒盖，盒盖一方面起密封条形仓端口的作用，另一方面支撑框架盒绕轴旋转，同时将旋转机械能输出。盒盖外侧有左右壳盖，壳盖与热动机外壳固定，其内侧与盒盖外侧光滑紧密配合，盒盖可以随转子框架盒自由转动并保持水或气体等流体不外漏，壳盖外侧有若干管接口，用于连接热水和凉水。

其工作原理概述：任何铁磁性材料都有其居里温度，当在居里温度以上该材料表现为顺磁性，在磁场中受磁场力作用很小，当在居里温度以下时该材料表现为铁磁性，在磁场中受磁场力的作用很大。为了表述方便，用于本发明的铁磁材料，称为热敏磁性材料。本发明是基于上述原理实现的，选择热敏磁性材料的居里温度居于热水和凉水温度之间，其磁化强度（M）越大越好，M-T曲线在居里温度附近变化越陡越好，变化幅度越大越好。

比如，可以选择稀土金属Gd，它的居里温度为21℃；Gd₅（SiGe）₄合金，其居里温度在室温附近，且随成分可调；La（FeSi）₁₃合金，其居里温度在室温附近，且随成分可调。当热水使其处于居里温度以上时，表现为顺磁性，在磁场中不受磁力作用或受磁力作用很小；当凉水使其处于居里温度以下时，表现为铁磁性，在磁场中受磁力作用很大，在磁力作用下会产生运动。

以本发明实施例为例说明其工作原理，磁场工作空间沿环形分为16个区域，磁场强度呈强弱间隔依次分布。转子盒优选为32个条形仓，每两个条形仓占据一个磁场区域，每个仓中均填充热敏磁性材料，通过外接热水和冷水，使每相邻两条形仓通热水，下一组相邻两条形仓通凉水，依次类推。

通热水和凉水时，使热水区与强磁场区相错开半个磁场区域，这样通有热水的条形仓不受磁力作用，而通有凉水的条形仓受磁力作用，转子会按一定方向连续转动，可以输出旋转机械能。改变热水和凉水通过区域，可以改变转动方向。

从以上描述可以看出，本发明实施例提供的热动系统及其方法通过管状磁体101、导流装置102、温度不同的流体、热敏磁性材料、盒盖204等实现了将流体的热量通过热敏磁性材料的受力转动的形式转换为转动的机械能，并且，将转动机械能转动输出的过程中，环保、无污染。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种热动系统，其特征在于，包括：导流装置、受磁体、共轴且内外嵌套的两个管状磁体、外壳、定位轴、两个盒盖、套轴；

处于铁磁状态的所述热敏磁性材料受到所述磁场产生的磁力后持续转动，并驱动所述导流装置转动；

所述导流装置为一个环形框架盒，所述框架盒沿所述管状磁体的长度方向均匀形成至少1倍于组成其中一个所述管状磁体的磁块数量的条形仓；

所述盒盖包括一个圆盘状底座，所述底座的一端均匀设置与所述条形仓配合套接的凸台；且每个凸台上设置有与所述条形仓接通的第一通孔，所述盒盖通过所述凸台套接在所述框架盒的两端；

2.如权利要求1所述的热动系统，其特征在于，组成所述管状磁体的多个所述磁块呈海尔贝克阵列分布。

3.如权利要求1所述的热动系统，其特征在于，所述受磁体为Gd、Gd₅(SiGe)₄、La(FeSi)₁₃中的一种或多种。

4.如权利要求3所述的热动系统，其特征在于，所述温度不同的流体包括大于热敏磁性受磁体居里温度的第一流体和小于热敏磁性受磁体居里温度的第二流体。

5.如权利要求4所述的热动系统，其特征在于，每个所述条形仓中填充有所述热敏磁性材料；每相邻的两个填充有所述热敏磁性材料的所述条形仓为一组，每组所述条形仓中间隔通入所述第一流体和所述第二流体，并改变对应热敏磁性材料的当前温度。

6.如权利要求5所述的热动系统，其特征在于，所述底座上还设置多个沿其轴心对称分布的扇形孔。

7.如权利要求6所述的热动系统，其特征在于，还包括两个壳盖，所述壳盖的形状与所述外壳相配合，分别封堵在所述外壳的两端，所述壳盖的中心位置设置一个第二通孔，所述壳盖上设置与所述第一通孔对应的用于接通所述流体的通管，所述壳盖、所述盒盖共轴且依次套接在所述定位轴上，所述通管与所述盒盖为滑动密封连接。