热磁发电机
特斯拉正式提交了发电机换向器的专利，而佩克和布朗则对他的把燃煤中的热能直接转化为电的想法更感兴趣。17 他们广泛关注能源问题，所以这个想法才吸引了他们。佩克和布朗很清楚美国工业对廉价电力日益增长的需求，而之前有一个工程师曾找到他们，提议利用海洋温差产生蒸汽。在特定条件下，海洋中深处的冷水与表面的温水温差可高达60度。利用这个温差的方法之一是采用英国科学家W. H. 渥拉斯顿（W. H. Wollaston）开发的凝冰器中的原理。在研究热的本质时，渥拉斯顿把两个容器用管子连接起来，并抽出了所有的空气。让渥拉斯顿非常吃惊的是，两个容器的温差导致第一个容器中的水变成蒸汽，通过管子流到第二个容器并在那里凝结。基于这个想法，那个工程师向佩克和布朗计算出如何利用一个更大规模的管道、抽气机、发动机、锅炉和冷凝器系统来从海洋中产生出看似取之不尽的蒸汽供应，然后通过管道运送到蒸汽机。尽管佩克和布朗对这个计划很感兴趣，他们还是担心建立所提议的试验工厂需要大量资本。同时，他们不知道如何分配这个巨大的蒸汽工厂所可能产生的所有电力：怎样把电力传送给无数的工厂、商店和家庭？18
17 NT, Motor Testimony, 212.
18 NT, “Our Future Motive Power,” Everyday Science and Mechanics , December 1931, pp. 26–28ff., in Ratzlaff, Tesla Said , 230–236.
曾经对海洋蒸汽这样雄心勃勃的计划感兴趣的佩克和布朗，自然会被特斯拉的直接把燃煤中的热能转化为电能的想法吸引。考虑到使用蒸汽机加直流发电机的成本和复杂性，直接从热能中产生电力的可能性对发明者和投资者是非常有吸引力的。在19世纪80年代（甚至在今天），要发电，必须烧煤以加热锅炉并产生蒸汽，然后蒸汽被发动机使用并进而驱动发电机。在这个系统的每一步中都有能量以发热或摩擦的形式损耗掉。如果能消除所有这些步骤而直接从燃煤中产生电能，那么就会产生出一个甚至比直流发电机更具革命性的高效的发明。（特斯拉在几年以后的机械振荡器中再次体现了这种提升发电效率的想法，参见第十章。）
在热磁发电机中，特斯拉组合使用了他在热磁电动机中采用过的原理以及法拉第电磁感应定律。在热磁电动机中，特斯拉发现加热磁铁会使其磁场减弱或改变。法拉第指出，磁场改变时，磁场中的导体中会感应出电流。因此，如果把导体放在被交替加热和冷却的磁铁所产生的场中，导体中就会感应出电流。19
19 TAE, “On the Pyromagnetic Dynamo: A Machine for Producing Electricity Directly from Fuel,” Electrical World 10 (27 August 1887): 111–113.
为结合这两个原理做出实用的热磁发电机，特斯拉从一个大的马蹄形磁铁入手（图4.2）。他把一个特制的铁芯跨在磁铁的两极上，铁芯中有一个内含若干空心铁管的热绝缘金属盒。铁芯跨坐在马蹄形磁铁上，因而其中的铁管被磁化。铁芯的外面缠绕着两个导线线圈。铁芯正中下方是一个加热铁管的燃烧室，而铁芯正中上方是一个锅炉，它被一个管道连接到铁芯因而蒸汽能在铁管内循环。为了控制蒸汽何时在铁芯中循环，特斯拉在锅炉与铁芯之间的管道上装了一个阀门。20
20 TCM, Inventions, Researches, and Writings , 429–431.
关键部件：
A 马蹄形磁铁
B 热绝缘金属盒
C B中的空心铁管
E′,F 两个导线线圈
D 加热铁管的燃烧室
K 锅炉
H 连接锅炉和铁芯的管道，使得蒸汽在铁管里循环
V 控制铁芯中循环蒸汽的阀门//图片来源：TCM, The Inventions, Researches, and Writings of Nikola Tesla , 2nd ed. (1894; reprinted 1995), Fig. 242 on p. 430.
运行时，燃烧室中的燃煤把铁管加热到大约600°C的暗红状态。在这个温度下，铁管会退磁，而这个变化的磁场会在线圈中感应出电流。接下来，阀门会被打开，并且蒸汽（100°C）会在铁管中循环使之降温。这个冷却过程恢复了铁管中的磁场，而这个磁场的变化则在线圈中感应出另一个电流。由于加热和冷却所感应出的电流方向相反，因此特斯拉的热磁发电机产生的是交流电。
特斯拉认为这个热磁发电机是一个“伟大的发明”，并从1886年秋至1887年夏末干劲十足地扑在上面。21 他极有可能是在获得冷热过程之间的足够温差方面遇到了问题。为能产生可观的电力，铁芯的温度必须要能急剧地上升和下降；如果铁芯中的热量不能快速消退，那就只能发出少量的电。特斯拉确曾为这一发明申请了专利，但没有获批。
21 NT, Motor Testimony, 207.
陷入不能完善发明的困境中的特斯拉害怕佩克和布朗会像韦尔和莱恩在拉威时所做的那样放弃他。然而，佩克对特斯拉有充足的信心，反过来鼓励他继续发明。越来越明显，这个热磁发电机不可行。特斯拉回忆道：“我就在他办公室所在建筑的门口遇到了佩克先生，他非常客气地对我说：‘现在对于这个伟大发明的结果不如意不要气馁，你终究能把它搞成。如果你换着去试你的一些别的想法，而把这个想法先放一放，可能会好些。我试过这么做会奏效。’我重新受到了鼓舞。”22
22 Ibid., 213.
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