超導發電機的製作方法

2023-05-19 16:23:01 1

專利名稱：超導發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及發電設備領域，特別涉及一種超導發電機。
背景技術：
現有的超導發電機，必須提供可旋轉低溫容器來保持超導狀態。使用氮氣或者氦氣的可旋轉低溫容器來提供低溫才能保持超導效應。可旋轉低溫容器會必然地增加設備尺寸以及具有運行難度。現有的超導發電機設備體積很大，必須有低溫容器才能保證超導效應。製造成本和運營費用都很昂貴。

發明內容
本發明的目的在於提供一種超導發電機，解決的現有技術存在的上述問題。本發明超導發電機產出綠色電能，改變發電質量，改善發電效率。改變現有超導發電機結構，它可以應用到各個領域，滿足各種領域對發電機的需要。本發明涉及的超導發電機，它藉助特有的超導線圈和特殊的定子及轉子不僅可以通過超導線圈獲得反常約瑟夫森效應，而且在加電時，在不使用保證超導狀態的傳統可旋轉低溫容器的情況下就能獲得這一效應。本發明的上述目的通過以下技術方案實現
超導發電機I包括圓柱形非磁框架2、非磁性端蓋3、旋轉非磁軸4、輔助電機5、永磁圓筒6、圓柱形非磁託架10、一次線圈11、二次超導線圈12、弓形永磁體13、圓柱形間隙14、弧形或半圓形永磁體15、軸承16、端盤17、導線I 18、II 19、中央開口 20、螺栓21、端蓋22、小開孔I、11、11123、27、28、銅層24、絕緣層25、圓柱形穴26、轉子8及定子7，所述的圓柱形非磁框架2的兩端分別與端蓋3固定連接，圓柱形非磁框架2的內表面安裝定子7，所述定子7內設置轉子8，且定子7與轉子8之間具有圓柱形間隙14，所述轉子8的旋轉非磁軸4的底部延伸端與輔助電機5連接；
所述定子7包括定子線圈9及弓形永磁體13，所述定子線圈9圍繞圓柱形非磁框架2的內表面予以整體安裝，定子線圈9包括有一次線圈11及二次超導線圈12，所述定子7的每一個環均包括有三個弓形永磁體13,定子7的環縱向堆疊在圓柱形非磁框架2的內表面上；
所述轉子8包括旋轉非磁軸4、圍繞旋轉非磁軸4外周的圓柱形非磁託架10、圍繞圓柱形非磁託架10運動的永磁圓筒6以及設置在轉子8端部的端盤17。所述的弓形永磁體13具有一個外表面，半徑等於圓柱形框架2的內表面的半徑。所述的一次線圈11由直徑為60納米的銅絲構成，二次超導線圈12由Cu、Nb3SruV3Ga, V3Ge, Bi、Ca、CuO和Sr的超導合金的直徑為60納米的絲構成，所述的二次超導線圈12外設有層銅24，銅層24外設有絕緣層25。所述的永磁圓筒柱6由若干的永磁環組成，每一個環均包括有一對弧形或者半圓形永磁體15，所述永磁圓筒6的環相對於弓形永磁體13徑向、同心設置，並且沿縱向具有15 30度的徑向延遲。
所述的轉子8的直徑小於定子7的直徑。所述的旋轉非磁軸4的兩端分別設置軸承16，它們分別安裝在圓柱形穴26內，圓柱形穴26設置在非磁性端蓋3的內中部，旋轉非磁軸4的兩端分別穿過非磁性端蓋3的中央開口 20。所述的非磁性端蓋3的周邊設置若干的小開孔II 27，在端蓋22相對應位置設有若干的小開孔I 23，圓柱形非磁框架2的端部對應處設有若干的小開孔III28，一次線圈11、二次超導線圈12的導線I 18、導線II 19分別穿過中央開孔20附近的一對小開孔I 23。本發明的有益效果在於結構新穎、簡單，不但可以用傳統能源做動力，它還可以 用電動機、風能、太陽能等其它能源來做動力。本發明的超導發電機提供新式的超導定子線圈和新式的轉子，藉此，卓越的反常約瑟夫森效應可低成本獲得，進而保持超導狀態。本發明的技術產品能夠產出綠色電能，改變發電質量，提高發電效率。改變使用傳統能源發電的模式，高效率產能，它可以應用到各個領域，滿足各種領域使用電能的需要。實用性強。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。圖I為本發明的主視示意 圖2為本發明的俯視不意 圖3為圖I的A-A首I]視不意 圖4為本發明的縱向剖視示意 圖5為圖4的B-B剖視示意 圖6為本發明的一次線圈的剖視放大示意 圖7為本發明的轉子的主視示意 圖8為本發明的弓形永磁體的放大示意 圖9為圖8的右視不意 圖10為本發明的弧形或半圓形永磁體的放大示意 圖11為圖10的右視示意圖。I、超導發電機；2、圓柱形非磁框架；3、非磁性端蓋；4、旋轉非磁軸；5、輔助電機；6、永磁圓筒；7、定子；8、轉子；9、定子線圈；10、圓柱形非磁託架；11、一次線圈；12、二次超導級圈；13、弓形永磁體；14、圓柱形間隙；15、弧形或半圓形永磁體；16、軸承;17、端盤;18、導線I ;19、導線II ;20、中央開口 ；21、螺栓；22、端蓋；23、小開孔I ;24、銅層；25、絕緣層；26、圓柱形穴；27、小開孔II ;28、小開孔III。
具體實施例方式下面結合附圖進一步說明本發明的詳細內容及其具體實施方式
。參見圖I至圖5，本發明的超導發電機I包括圓柱形非磁框架2、非磁性端蓋3、旋轉非磁軸4、輔助電機5、永磁圓筒6、圓柱形非磁託架10、一次線圈11、二次超導線圈12、弓形永磁體13、圓柱形間隙14、弧形或半圓形永磁體15、軸承16、端盤17、導線I 18、II 19、中央開口 20、螺栓21、端蓋22、小開孔I、11、11123、27、28、銅層24、絕緣層25、圓柱形穴26、轉子8及定子7，所述的圓柱形非磁框架2的兩端分別與端蓋3固定連接，圓柱形非磁框架2的內表面整體安裝定子7，所述定子7內設置轉子8，且定子7與轉子8之間具有圓柱形間隙14，所述轉子8的旋轉非磁軸4的底部延伸端與輔助電機5連接；
所述定子7包括定子線圈9及弓形永磁體13，所述定子線圈9圍繞圓柱形非磁框架2的內表面予以整體安裝，定子線圈9包括有一次線圈11及二次超導線圈12，所述定子7的每一個環均包括有三個弓形永磁體13，如圖8及圖9所示。定子7的環縱向堆疊在圓柱形非磁框架2的內表面上；
參見圖7所示，所述轉子8包括有具有預定直徑和長度的旋轉非磁軸4，圍繞旋轉非磁軸4外周的圓柱形非磁託架10，圍繞圓柱形非磁託架10運動的永磁圓筒6，以及設置在轉子8端部的端盤17。轉子8的旋轉非磁軸4具有預定的直徑和長度，這樣轉子8可以在定子7內旋轉，並且旋轉非磁軸4的一端予以伸長與輔助電機5連接。轉子8在與二次超導線圈12的內表面成並列間隔關係的定子7之內同心並且可旋轉，並且在定子7的內周和轉子8的外周之間具有圓柱形間隙14。 參見圖8及圖9所示,所述的弓形永磁體13具有一個外表面,半徑約等於圓柱形框架2的內表面的半徑。參見圖6所示，所述的一次線圈11由直徑為60納米的銅(Cu)絲構成，二次超導線圈12由Cu、Nb3Sn、V3Ga, V3Ge, Bi、Ca、CuO和Sr的超導合金的直徑為60納米的絲構成，所述的二次超導線圈12外設有層銅24，銅層24外設有絕緣層25。如圖10和11所示，所述的永磁圓筒柱6由若干的永磁環組成，每一個環均包括有一對弧形或者半圓形永磁體15。如圖7所不,所述的永磁圓筒6的環相對於弓形永磁體13徑向、同心設置，並且沿縱向具有15 30度的徑向延遲。所述的轉子8的直徑小於定子7的直徑。實際使用時依據情況，當每一弓形永磁體13的內周磁化負極時，弧形或半圓形永磁體15的內周也磁化負極。反之，當弓形永磁體13的內周磁化正極時，弧形或半圓形永磁體15 15的內周也磁化正極。傳動轉矩通過弓形永磁體13和弧形或半圓形永磁體15的同極排斥力施加到轉子8時讓超導態得以保持。所述的旋轉非磁軸4的兩端分別設置軸承16，它們分別安裝在圓柱形穴26內，圓柱形穴26設置在非磁性端蓋3的內中部。旋轉非磁軸4的兩端分別穿過非磁性端蓋3的中央開口 20。所述的非磁性端蓋3的周邊設置若干的小開孔II 27，在端蓋22相對應位置設有若干的小開孔I 23，圓柱形非磁框架2的端部對應處設有若干的小開孔III28，一次線圈11、二次超導線圈12的導線I 18、導線II 19分別穿過中央開孔20附近的一對小開孔I 23。非磁性端蓋3通過螺栓21及小開孔III 28與圓柱形非磁框架2的端部固定連接， 以便於超導發電機I可架構而成。如附圖4所示，定子線圈9包括螺旋形式纏繞的一次銅(Cu)線圈11和以螺旋形式圍繞一次銅(Cu)線圈11的內表面纏繞的二次超導線圈12。所述一次線圈11的導線I 18和二次超導線圈12的導線II 19穿過端盤17的小開孔II 27和小開孔III 28，並且導線I 18和導線II 19分別連接到蓄電池上。所述一次線圈11包括有若干的螺旋纏繞的直徑為60納米的銅(multi-conducting)絲,而二次超導線圈12也包括有若干的螺旋纏繞的直徑為60納米的超導絲組成，每一超導絲均由包括Cu、Nb3Sn、V3Ga、V3Ge、Bi、Ca、CuO 和 Sr 的超導合金製成。參見圖8至圖11所示，圓柱形永磁鐵的定子7上的弓形永磁體13與圓柱形永磁鐵定子7上的弧形或半圓形永磁體15呈同心圓的輻射狀結構。更確切地說，弓形永磁體13沿圓周縱向地圍在弧形或半圓形永磁體15的外側，且兩個永磁鐵之間是呈15 30度的輻射延遲。因此，弓形永磁體13的內圓周被磁化為負極時,弧形或半圓形永磁體15內圓周也被磁化為負極。與此同時，當弓形永磁體13的外圓周被磁化為正極時,弧形或半圓形永磁體15的內圓周也被磁化為正極,這樣的話，弓形永磁體13和弧形或半圓形永磁體15所產生同極排斥力。在本發明中，不需要使用常規可旋轉低溫系統來維持超導狀態，也不需要獲得極 佳的約瑟夫森效應。以上所述僅為本發明的優選實例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種超導發電機，其特徵在於圓柱形非磁框架(2)的兩端分別與端蓋(3)固定連接，圓柱形非磁框架(2)的內表面安裝定子(7)，所述定子(7)內設置轉子(8)，且定子(7)與轉子(8)之間具有圓柱形間隙(14)，所述轉子(8)的旋轉非磁軸(4)的底部延伸端與輔助電機(5)連接； 所述定子(7)包括定子線圈(9)及弓形永磁體(13)，所述定子線圈(9)圍繞圓柱形非磁框架(2)的內表面予以整體安裝，定子線圈(9)包括有一次線圈(11)及二次超導線圈(12)，所述定子(7)的每一個環均包括有三個弓形永磁體(13)，定子(7)的環縱向堆疊在圓柱形非磁框架(2)的內表面上； 所述轉子(8)包括旋轉非磁軸(4)、圍繞旋轉非磁軸(4)外周的圓柱形非磁託架(10)、圍繞圓柱形非磁託架(10)運動的永磁圓筒(6)以及設置在轉子(8)端部的端盤(17)。
2.根據權利要求I所述的超導發電機，其特徵在於所述的弓形永磁體(13)具有一個外表面，半徑等於圓柱形框架(2)的內表面的半徑。
3.根據權利要求I所述的超導發電機，其特徵在於所述的一次線圈(11)由直徑為60納米的銅絲構成，二次超導線圈(12)由Cu、Nb3Sn、V3Ga、V3Ge、Bi、Ca、CuO和Sr的超導合金的直徑為60納米的絲構成，所述的二次超導線圈(12)外設有層銅(24)，銅層(24)外設有絕緣層(25)。
4.根據權利要求I所述的超導發電機，其特徵在於所述的永磁圓筒柱(6)由若干的永磁環組成，每一個環均包括有一對弧形或者半圓形永磁體(15)，所述永磁圓筒(6)的環相對於弓形永磁體(13)徑向、同心設置，並且沿縱向具有15 30度的徑向延遲。
5.根據權利要求I所述的超導發電機，其特徵在於所述的轉子(8)的直徑小於定子(7)的直徑。
6.根據權利要求I所述的超導發電機，其特徵在於所述的旋轉非磁軸(4)的兩端分別設置軸承(16)，它們分別安裝在圓柱形穴(26)內，圓柱形穴(26)設置在非磁性端蓋(3)的內中部，旋轉非磁軸(4)的兩端分別穿過非磁性端蓋(3)的中央開口(20)。
7.根據權利要求I或6所述的超導發電機，其特徵在於所述的非磁性端蓋(3)的周邊設置若干的小開孔II (27)，在端蓋(22)相對應位置設有若干的小開孔I (23)，圓柱形非磁框架(2)的端部對應處設有若干的小開孔111(28)，一次線圈(11)、二次超導線圈(12)的導線I (18)、導線II (19)分別穿過中央開孔(20)附近的一對小開孔I (23)。
全文摘要
本發明涉及一種超導發電機，屬於發電設備領域。圓柱形非磁框架的兩端分別與端蓋固定連接，圓柱形非磁框架的內表面安裝定子，所述定子內設置轉子，且定子與轉子之間具有圓柱形間隙，所述轉子的旋轉非磁軸的底部延伸端與輔助電機連接；所述定子包括定子線圈及弓形永磁體，所述定子線圈圍繞圓柱形非磁框架的內表面予以整體安裝；所述轉子包括旋轉非磁軸、圍繞旋轉非磁軸外周的圓柱形非磁託架、圍繞圓柱形非磁託架運動的永磁圓筒以及設置在轉子端部的端盤。優點在於結構新穎、簡單，能夠產出綠色電能，改變發電質量，提高發電效率。改變使用傳統能源發電的模式，高效率產能，它可以應用到各個領域，滿足各種領域使用電能的需要。實用性強。
文檔編號H02K55/00GK102684452SQ20121018427
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月6日 優先權日2012年6月6日
發明者彭浩 申請人:彭浩