磁动能惯性发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种机械式磁动能惯性发电装置，无需外源性动力驱动，可自行运转，将磁能、机械能(惯性动能)转化为电能，实现稳定、高效、长时间的供电功能，并具有以下优点：易于生产、制造，所需材料、构件工艺技术已普及，成本低廉；储能较多，工作寿命长；低发热、无噪音、无放射性辐射，不产生有害物质或废料，对环境友好，无损耗、无破坏、无损害；安全性与可靠性极高，应用领域广泛，尤其是人造卫星、深空深海探测设备、军事装备等领域。与传统的机械式动能发电装置相比，本发明专利技术具有更高的能量转换效率。

【技术实现步骤摘要】
磁动能惯性发电装置
本专利技术涉及一种机械式动能发电装置，尤其涉及永磁动能发电装置。
技术介绍
现有的机械式动能发电装置均存在轴承结构(导致发电时总是存在非必要的机械能损耗)、均未充分利用“同性磁极相斥”原理，并且，都必须受外源性动力驱动方能发电，例如，水力、风力、火力、石化动力、核能动力等。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供一种能量转换效率更高的机械式动能发电装置。本专利技术下文简称“装置”，利用同性磁极相斥原理、惯性原理，以“同性磁极斥力扭矩驱动转子自转、同性磁极斥力悬浮转子(无需传统的机械轴承)、内部真空”的结构，无需外源性动力驱动，且避免因结构导致的机械能损耗，将磁能、机械能(惯性动能)转化为电能，实现稳定、高效、长时间的供电功能。装置的发电效能、工作寿命，取决于装置中永磁体的剩磁强度。随着时间推移，永磁体的剩磁自然缓慢衰减，当磁力衰弱到不足以驱动转子的程度，则装置不再输出电能。更换永磁体或重新充磁之后，装置可重新运转，持续输出电能，直到永磁体磁力再次衰减至微弱。本专利技术的技术方案是：磁动能惯性发电装置，由外壳、定子、转子、永磁体、发电导体、电流输出接口构成。装置中的各个永磁体均为强力永磁体，其形状无特殊要求(优选“瓦形”或“砖形”)，由高剩磁材料构成(例如，现已常见的“高性能钕铁硼永磁材料”，在常温或低温条件下，具有“高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积”的优点，是迄今为止磁性最强的永磁材料)。转子的基本构形为圆柱体(以圆柱体为基础，可以有盘形、柱形、锥形、橄榄形、卵形、楞柱形、环形等变形)。转子由抗磁性材料与多个永磁体构成；各个瓦形或砖形永磁体围绕圆心呈中心对称均匀分布，一端磁极朝向圆心，另一端磁极朝向定子；朝向定子的各个磁极极性相同。位于转子侧面的定子由抗磁性材料与多个规格相同的永磁体构成；永磁体围绕圆心呈中心对称均匀分布；各个永磁体一端磁极朝向转子，另一端磁极朝向外壳；朝向转子的各个磁极极性，与转子中朝向定子的永磁体磁极极性相同，形成相斥结构，在转子的圆周切线方向产生斥力，驱动转子自行旋转。位于转子2个底面的定子亦分别镶嵌着永磁体，分别与转子底面的永磁体形成相斥结构，在转子的旋转轴方向产生斥力，使转子悬浮于装置内部，转子与装置的其他任何部件均不存在直接的表面接触，因而无需传统的机械轴承结构，以避免惯性动能与机械能的非必要损耗。装置内部空间(定子与转子之间)保持真空状态，转子的旋转不受空气阻力作用，且不存在空气摩擦，进一步避免惯性动能与机械能的损耗，同时，因真空、无摩擦，转子的运动(旋转及振动)不产生噪音。由于真空、无轴承结构，不存在机械摩擦、空气摩擦导致的发热。转子的抗磁性材料，优选高强度且轻质的钛或铝以及合金，可制成框架(或空心)结构安装永磁体，以减轻转子重量，更易于驱动、悬浮。永磁体的磁场为静态稳定磁场，非交变磁场，所以磁性材料与抗磁性材料均不发生晶体分子振荡，定子与转子也就不会出现“自发热”情形。发电导体优选抗磁性的高电导率材料，例如：银、铜等，以降低电阻产生的发热而获得更多电能，并避免对转子的旋转产生不利影响。电阻所产生的热量，可通过壳体及辅助散热结构传导至外部。由于真空、无轴承结构具有阻止热量传导的作用，且不存在摩擦发热、晶体分子振荡发热，所以，在没有其他热源的情况下，定子与转子的温度，均与环境温度水平相差不大。只要保持永磁体的温度远低于耐热工作温度上限，即可避免急剧退磁(消磁)。与传统的电枢绕组不同，发电导体并非镶嵌于定子凹槽内，亦不缠绕于定子或定子的永磁体磁极，而是相对于定子固定、介于定子与转子之间，围绕着转子分布，其构形优选“鸟笼形”，为获得更多电能，发电导体的分布应尽可能的多、密。当转子转动时，发电导体切割运动的磁力线而产生感生电流，并产生与转子旋转方向相反的磁场。反向磁场的强度，远远不足以抵消或改变斥力扭矩，可忽略不计。由于真空、无轴承结构，不存在空气阻力、摩擦阻力，转子的转速可达到较高水平。转子的转速越高，装置的电流输出功率越大，但旋转产生的离心力也越大。一部分离心力可与部分磁场斥力抵消，另一部分离心力作用于转子的结构材料。在结构材料的机械强度安全范围内，转子不因高转速而解体；若转速过高，离心力过大，超出材料的机械强度，可能导致转子解体，因而有必要采用高强度且轻质的钛或铝以及各类合金，作为转子的结构材料。可将定子中的永磁体，设置为“可伸缩”的结构，通过减少或增加与转子的间距，使斥力扭矩增大或减小(同性磁极之间的距离越小，斥力越大)，实现增加或降低转子的转速，也可用于控制装置的启动或停止。根据不同需要，外壳、定子、转子中的抗磁性材料，可采用铝、铜、钛、高强度工程塑料、合金等材质；整个装置可制造成“圆盘形”或“长柱形”结构，满足不同的供电需求，以及适应位置、空间、形状的限制。强力永磁体具有较强的静态稳定磁场，在距离装置一定范围内，可能对其他设备产生磁性影响、干扰甚至破坏。虽然，目前尚无低成本的磁场屏蔽材料，但可以通过保持一定的距离的方法，简单有效地隔离磁场。因磁性材料存在居里温度，所以，装置的工作条件受到一定的温度限制。例如，普通钕铁硼的居里温度为310℃，耐热工作温度上限为80℃；耐高温钕铁硼的居里温度为340～400℃，耐热工作温度上限为200℃。而常温至零下30℃的低温环境中，钕铁硼材料仍然稳定保持极高的磁性能。本专利技术的有益效果是：1、无需外源性动力，装置组装完成即可自行运转、发电，可应用于人造卫星、深空深海探测设备以及军事装备等领域。2、易于生产、制造，所需材料、构件工艺技术已普及，成本低廉。3、储能较多，供电输出稳定，可长时间连续供电，工作寿命长。4、低发热、无噪音、无放射性辐射，不产生有害物质或废料，对环境友好，无损耗、无破坏、无损害。5、安全性、可靠性极高。6、适用环境较为广泛，尤其深空、深海等特殊环境。附图说明图1是本专利技术的结构俯视示意图。图2是本专利技术的结构侧视示意图。图3是本专利技术的发电导体“鸟笼形”结构示意图。图中标记：1、外壳2、定子3、转子4、永磁体5、发电导体6、电流输出接口具体实施方式参照图1所示，位于转子侧面的定子由抗磁性材料与12个规格相同的永磁体构成；转子由抗磁性材料与7个规格相同的永磁体构成；定子与转子中的永磁体，相对端磁极极性必须相同，形成相斥结构。定子与转子中的永磁体分别按照一定角度均匀分布，转子受到的斥力扭矩可最大化。参照图2所示，转子的上部与下部(即圆柱体的2个底面)，分别安装着永磁体，与定子中的永磁体形成相斥结构，使斥力大于转子受到的重力，转子即可悬浮于装置内部。为获得更高性能，装置内部空间应保持真空并密封壳体。若装置内部空间非真空状态，装置仍能自行运转、供电，但效能大大降低并产生噪音与发热。图中永磁体的数量仅为示例，并非固定指标，实际应用可调整。本专利技术的创新之处(也是关键、重要之处)有：1、定子中的永磁体与转子中的永磁体形成相斥结构。2、利用同性磁极相斥结构，结合惯性作用，使转子自行持续旋转。3、利用同性磁极相斥结构，使转子悬浮于装置内部。4、转子所在的内部空间保持真空状态。以上所述和附图仅为本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，仅用于说明技术方案，并非因此限制本专利技术的专利保护范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等同变换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁动能惯性发电装置，包括外壳、定子、转子、永磁体、发电导体、电流输出接口构成，其特征在于：利用同性磁极相斥结构，驱动转子自行持续旋转、使转子悬浮；无需轴承结构；内部空间保持真空状态。

【技术特征摘要】
1.一种磁动能惯性发电装置，包括外壳、定子、转子、永磁体、发电导体、电流输出接口构成，其特征在于：利用同性磁极相斥结构，驱动转子自行持续旋转、使转子悬浮；无需轴承结构；内部空间保持真空状态。2.根据权利要求1所述的磁动能惯性发电装置，其特征在于：定子中与转子中均安装着永磁体。3.根据权利要求1所述的磁动能惯性发电装置，其特征在于：定子中的永磁体与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世刚，
申请(专利权)人：刘世刚，
类型：发明
国别省市：福建,35