一种快速热磁循环发电方法和系统与流程

本发明属于热磁发电，尤其涉及一种快速热磁循环发电方法和系统。

背景技术：

1、在19世纪后期，就已经有了关于热磁发电机的专利。在任何导电体中产生的电能是由于磁场变化造成的，铁或其他磁性物质的磁性特性，在其升温到一定温度后部分或完全消失，但通过再次降低到一定温度，其磁性特性程度部分或完全恢复。特斯拉根据这一磁性物质的温度特性，将铁作为磁性物质并绕一圈绝缘线圈，并放在一个磁场中。通过火炉对铁加热，使铁软磁体升温，在铁升温到约600°c摄氏度以上时，铁软磁体从有磁状态变为无磁状态，这个有磁到无磁状态的改变，会影响线圈内的磁场强度，使线圈中产生电流。再利用人工冷却装置，降低铁软磁体的温度，铁软磁铁的温度降低到约600°c以下时，铁的磁性的恢复。这个无磁到有磁状态的改变，也会影响线圈内的磁场强度，线圈中会产生和上述加温过程相反方向的电流。

2、当软磁体随着温度升高时，金属点阵热运动的加剧影响磁畴磁矩的有序排列，当温度达到足以破坏磁畴磁矩的整齐排列时，磁畴被瓦解，平均磁矩变为零，铁磁物质的磁性消失，其变为顺磁物质。与铁磁性消失时对应的温度即为居里温度，在居里温度的相变是不需要吸热与放热的。但在这个温度附近的相变需要一定的时间去完成。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种快速热磁循环发电方法和系统，能够快速进行循环发电。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明描述一种快速热磁循环发电方法，包括以下步骤：

3、1）、判断起始温度是否高于居里温度：若否，则进入步骤2）；若是，则进入步骤3）；

4、2）、通过对软磁体快速启动加热，使软磁体温度到达过热相变温度；进入步骤5）；

5、3）、通过对软磁体使用快速冷却启动装置，使无磁的软磁体温度快速到达低于居里温度的过冷相变温度，这个过程是启动温度与发电循环的过程，然后进入步骤4）；

6、4）、过冷相变温度低于居里温度，软磁体由无磁状态变为有磁状态，线圈中磁场强度变化，导致线圈中产生电流并发电；同时由于相变的过程软磁体的自身也会快速放热，加上外界快速辅助加热，因此放热后导致软磁体的自身温度的快速升高，进入步骤5）；

7、5）、软磁体在过热相变温度下发生相变，由有磁状态变为无磁状态，软磁体周围缠绕的线圈中磁场强度变化，导致线圈中产生电流并发电；同时由于过热相变过程中软磁铁自身也会快速吸热，因此快速吸热加上外界的自然散热，导致软磁体自身的快速冷却；进入步骤6）；

8、6）、软磁体自身的快速冷却，使其快速达到低温相变温度；软磁体在低温相变温度下发生相变，软磁体由无磁状态变为有磁状态，线圈中磁场强度变化，导致线圈中产生与步骤5）相反的电流并发电；进入步骤7）；

9、7）、低温相变温度的相变过程中软磁体的自身也会快速放热，导致软磁体自身的快速加热，外界快速辅助加热，加上低温相变过程中磁体自身的快速加热，使其快速达到过热相变温度；

10、8）、重复5）至7），使软磁体循环发电，且每个循环的过热相变温度与低温相变温度的温差为恒定值；

11、上述循环过程的步骤7）中辅助加热的部分能量转变为电能，循环过程中的软磁体自身的快速吸热、快速放热的热能只是用于循环，不能转变为电能。其中所述的步骤1）中的快速启动加热采用快速热脉冲加热方法。

12、进一步，可以这样实施：所述的过热相变温度为高于居里温度的过热相变温度；所述的低温相变温度为低于居里温度的过冷相变温度，通过过热磁体自身的快速吸热相变和过冷磁体的快速放热相变，实现快速热磁循环发电，并把循环期间的部分辅助加热的热能转换为电能。

13、进一步，也可以这样实施：其中所述的过热相变温度为高于居里温度的过热相变温度，所述的低温相变温度为居里温度，通过过热磁体的快速吸热相变与在居里温度的相变，把循环期间的部分辅助加热的热能转换为电能。

14、其中所述的步骤7）中外界快速辅助加热采用对软磁体施加一个小脉冲加热，或者全程施加一个连续加热。所述步骤3）中的快速冷却用来启动自冷却-加热循环。

15、本发明还公开了一种快速热磁循环发电系统，包括有软磁体、软磁体上缠绕有绝缘线圈，软磁体上设置有用来给磁体加热的磁体快速加热装置和用来给磁体冷却的磁体快速冷却装置，磁体快速加热装置和磁体快速冷却装置连接有控制装置。所述的磁体快速加热装置可以包括大脉冲加热装置和小脉冲加热装置。所述的磁体快速冷却装置可以包括大脉冲冷流冷却装置。

16、本发明具有的优点是：

17、1.快速自循环：本发明通过对过热磁体的快速吸热相变和过冷磁体的快速放热相变，用连续的辅助加热，或只在软磁体的加热过程中的脉冲加热，把循环期间的辅助加热热能转化为电能，能够达到快速循环发电的目的。

18、2. 热能利用效率高：本发明可以简化常规的外界对磁铁的循环加热与冷却。常规的加热与冷却整个过程本身会耗费很多能量（比如对软磁体以外的物体加热、冷却，耗费热能）。本发明的软磁体相变放热给自身加热，相变吸热给自身冷却，这个循环时间短，被加热与冷却的物体是软磁体本身，循环过程中的热损耗比较小，因此提高了热能利用率。

技术特征：

1.一种快速热磁循环发电方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的快速热磁循环发电方法，其特征在于：所述的步骤1）中的快速启动加热采用快速热脉冲加热方法。

3.如权利要求1或2所述的快速热磁循环发电方法，其特征在于：所述的过热相变温度为高于居里温度的过热相变温度；所述的低温相变温度为低于居里温度的过冷相变温度，通过过热磁体自身的快速吸热相变和过冷磁体的快速放热相变，实现快速热磁循环发电，并把循环期间的部分辅助加热的热能转换为电能。

4.如权利要求1或2所述的快速热磁循环发电方法，其特征在于：所述的过热相变温度为高于居里温度的过热相变温度，所述的低温相变温度为居里温度，通过过热磁体的快速吸热相变与在居里温度的相变，把循环期间的部分辅助加热的热能转换为电能。

5.如权利要求1所述的快速热磁循环发电方法，其特征在于：所述的步骤7）中外界快速辅助加热采用对软磁体施加一个小脉冲加热，或者全程施加一个连续加热。

6.如权利要求1所述的快速热磁循环发电方法，其特征在于：所述步骤3）中的快速冷却用来启动自冷却-加热循环。

7.一种快速热磁循环发电系统，其特征在于：包括有软磁体、软磁体上缠绕有绝缘线圈，软磁体上设置有用来给磁体加热的磁体快速加热装置和用来给磁体冷却的磁体快速冷却装置，磁体快速加热装置和磁体快速冷却装置连接有控制装置。

8.如权利要求7所述的快速热磁循环发电系统，其特征在于：所述的磁体快速加热装置包括大脉冲加热装置和小脉冲加热装置。

9.如权利要求7所述的快速热磁循环发电系统，其特征在于：所述的磁体快速冷却装置包括大脉冲冷流冷却装置。

技术总结
本发明公开了一种快速热磁循环发电方法，包括以下步骤：1）、通过对软磁体快速启动加热，使软磁体温度到达过热相变温度；2）、软磁体在过热高温相变温度下发生相变，由有磁状态变为无磁状态，软磁体周围缠绕的线圈中磁场强度变化，导致线圈中产生电流并发电；3）、软磁体的过热相变吸热导致磁体自身快速冷却，使其快速达到低温相变温度，导致线圈中产生与步骤2）相反方向的电流并发电；4）、软磁体的低温相变放热导致磁体自身的快速加热，再加上外界辅助加热，使其快速达到过热相变温度；5）、重复2）至4），使软磁体循环发电。本发明通过对过热软磁体的快速吸热相变和过冷软磁体的快速放热相变，把循环期间的辅助加热的部分热能转化为电能，能够达到快速发电的目的。

技术研发人员：丁勇,丁大路,丁大威,江蓉芝,金灵燕
受保护的技术使用者：上海爱德赞医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12