磁能转换为机械能的磁通路与磁能发动机制造技术

一种磁能转换为机械能的磁通路，其特征是：将一个经过预充磁压缩处理的永磁体（６１）紧密连接一个具有高磁导率特性的软磁材料（６２），以此作为一个基本节段；一个或多个基本节段组合形成一个封闭等截面环形无极磁容器（６），所述磁容器的永磁体（６１）两磁极Ｎ、Ｓ分别与软磁材料（６２）两端紧密连接，磁力线Ｂ↓［ＮＳ］集中在软磁材料（６２）内部单向连续运行，外部接近无磁场；沿磁容器外围间隔设置激发磁体（５），所述激发磁体的Ｎ↓［０］极靠近磁容器，Ｓ↓［０］极连接回路轭铁（４）及外回路磁桥（３）、呈包围磁容器态势的激发磁体Ｎ↓［０］极激发并使磁容器中软磁材料（６２）显示Ｎ、Ｓ极性，Ｎ↓［０］极排斥磁容器中的Ｎ极向外部放射形成强磁区，而激发磁体Ｎ↓［０］极与磁容器中的Ｓ端相吸，磁力线Ｂ↓［Ｎ０］与磁容器同向运行，其外部形成无磁区，与激发磁体Ｎ↓［０］极相邻区域附近形成的强大磁场差产生方向稳定的切向力矩，推动转子激发磁体（５）高速转动而获得有效机械能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种动力机械，特别是一种利用磁能转换为动能的动力机械。
技术介绍
随着人类社会的飞速发展，能源需求成倍增加，而当前贮存的石油、天然气存贮量是不可再生的能源，总有消耗殆尽的忧虑；核能应用方兴未艾，但也存在核废料难以处理的问题；为此，人们在不断的寻求探索清洁、安全的绿色能源，利用永磁体作为发动机动能的尝试，也在不断探讨之中。中国专利申请92106522.1、99101214.3提出了永磁能作为能源转换为动能的设想，但它们提出的构想与结构存在诸多缺陷，致使无法连续旋转。例如两项申请都是应用两组有极磁体作为定子和转子，通过极与极的互相作用而产生转动。但实验证明一个磁系统如果没有采取特殊的手段消除其自动平衡的趋势是无法实现连续转动的。异极相吸必须做到“吸而不住”；同极相斥必须“斥而不阻”。这也是实现永磁能发动机动作的最大困难。它们都没有跨越出自平衡趋势的束缚，因此难以转动。它们设置的传动机构，如齿轮传动、曲柄连杆机构、凸轮机构等，其传动机构的旋转必须消耗功率，如不对这些功率进行分析计算，难以获知有用功率数。至于采用的飞轮、弹簧构件等辅助动力，也存在同样的有效功率问题。磁力与机械力的关系和永磁能的应用，是磁应用领域的难题之一，人们普遍认为，磁铁之间的吸力，不能自行放去，欲使其恢复原有位置，必须有人用力把它们分开，然后磁铁才能作第二次的吸引，故单纯的磁铁不能连续作功。申请人通过理论探索和十余年的试验运转，发现了两项有趣的试验结果其一是，传统对藕合磁场的看法，如任何磁藕极子都有不可分割的两个极，N极和S极，同极相斥异极相吸这一磁体相互作用的基本规律，在某些特定条件下，是可以改变的，申请人发现，磁体的极是相对存在的，磁极只是磁场所及范围内场强最强的一个区域，随着磁体形状和周围条件的变化，这两个极的变化是十分复杂的，在特殊情况下，极也可以消失而不复存在。请注意，这一特殊情况，并非是指从外部不断施加的电力或机械力，例如，用一对永磁材料制成的圆环，把它沿周向磁化，这一圆环就不会出现极，也就是说一个正磁荷置于周向连续的无极磁环中，它必定沿着指定方向不断运动。第贰项试验结果是磁感应线在外磁场中或在其它磁性材料附近会偏离原来的方向而发生畸变，畸变后的磁感应线会产生畸变能，这个畸变能可用来作有用功。因此，畸变弯曲后的磁感应线贮存着弹力势能，它与其它自然界任何物体一样，都有自发地使自己趋向势能最小的稳定状态的特性。
技术实现思路
为了克服永磁能作为能源转换为动能不能连续旋转以及传动机构耗功大的缺点，本专利技术的目的是提出一种利用磁能作为动力的发动机，它能连续运转，可重复充磁使用，结构简单，成本低，便于工业化生产，且不会对环境造成污染。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的按着本专利技术提供的磁容式磁能转换为机械能的磁通路，是将一个经过预充磁压缩处理的永磁体(61)紧密连接一个具有高磁导率特性的软磁材料(62)，以此作为一个基本节段；一个或多个基本节段组合形成一个封闭等截面环形无极磁容器(6)，所述磁容器的永磁体(61)两磁极N、S分别与软磁材料(62)两端紧密连接，磁力线BNS集中在软磁材料(62)内部单向连续运行，外部接近无磁场；沿磁容器外围间隔设置激发磁体(5)，所述激发磁体的N0极靠近磁容器，S0极连接回路轭铁(4)及外回路磁桥(3)、呈包围磁容器态势的激发磁体N0极激发并使磁容器中软磁材料(62)显示N、S极性，N0极排斥磁容器中的N极向外部放射形成强磁区，而激发磁体N0极与磁容器中的S端相吸，磁力线BN0与磁容器同向运行，其外部形成无磁区，与激发磁体N0极相邻区域附近形成的强大磁场差产生方向稳定的切向力矩，推动转子激发磁体(5)高速转动而获得有效机械能。按着本专利技术提供的磁容式磁能转换为机械能的磁通路，还具有如下附属技术特征将漏磁重新引入工作磁场的漏磁回路，由高磁导率软磁材料组成；所述漏磁回路环绕磁容器外围并相隔小气隙空间。按着本专利技术提供的磁容式磁能转换为机械能的磁能发动机，包括定子、转子、驱动轴、控制机构，磁能发动机内含多个环状的定子磁容器(6)和转子激发磁体(5)；驱动轴(9)分别连接磁开关(1)和永磁耦合式离合器(10)，所述定子磁容器(6)由相同数目经过充磁处理的永磁体(61)和具有高磁导率的软磁材料(62)紧密连接组成封闭等截面；转子激发磁体(5)的N0极靠近定子磁容器(6)，间隔设置于磁容器外围，转子激发磁体的S0极连接回路轭铁(4)。按着本专利技术提供的磁容式磁能转换为机械能的磁能发动机，还具有如下附属技术特征转子激发磁体(5)呈弧形、圆柱面形，包围着定子磁容器(6)的外部周界；所述转子激发磁体(5)与定子磁容器(6)之间留有小气隙空间。定子磁容器外部设置消除漏磁影响的屏蔽套(63)和外回路磁桥(3)，所述屏蔽套(63)与定子磁容器的软磁材料(62)外形相同，两者之间留设小气隙的封闭薄壁结构。间隔设置的转子激发磁体(5)的数目K1与定子磁容器数目K2的比值K＝K1/K2≈0.618。利用现代超强永磁体(稀土钕铁硼等)作为唯一的能源，通过精巧设计的“磁容器”有节奏地充放磁过程，使磁系统中耦合磁场互相作用而产生连续旋转运动，从而输出有效机械功。要使永磁体磁场能量全部转换成有效机械功，应设法将分布在永磁体周围空间的磁能全部聚集“压缩”入一个特定的“容器”内，即完成磁容器的充磁过程(正象电容器充电过程那样)。充磁后的磁容器内部储存着巨大的磁能，而外部磁场近乎零值。再将作为转子的激发磁体接近磁容器表面，导致磁容器内部的磁场因受激发而向外放射，即磁容器的放磁过程(正象电容器放电过程那样)。由此，在转子磁体两侧形成很大的磁场差推动转子作高速转动，获得有效机械功。本专利技术具有下述有益效果(1)打破对耦合磁场任何磁耦极子都有不可分割的N、S极的看法，采用无极环状磁容器使磁系统始终处于不平衡动力状态，而转子激发永磁体始终受到两侧磁场差作用而产生正向力矩，负向力矩为零。建立起由平衡状态(充磁)到不平衡状态(放磁)再到平衡状态(再充磁)的循环过程，从而改变磁场只作静功的状态。(2)除了输出轴外，磁能转换为动能时没有设置传动机构，因而结构简单、磨耗少，其有效功率达到高水平。(3)使用回路轭铁屏蔽和外回路磁桥，使磁容器表面无磁场，通过封闭的无极环状永磁体与连接的具有高磁导率μ的软磁材料62，使磁容器内充满压缩磁能，并使磁力线在磁容器内运行。(4)充满压缩磁能的磁容器在激发磁体的磁化作用下导致“容器”内的强磁场因受激发而向外放射。因而在转子磁场两侧产生强大的磁场差。由此推动转子作高速旋转运动而获得有效机械功。(5)首次组装后的磁机工作寿命约8-10年。当剩磁衰减至初始磁场的80％以下时，再次充磁后可重复使用。附图说明图1无极环状永磁体工作状态图(A)充磁进行中(B)充磁后图2(A)磁力线在磁容器的软磁材料内部运行(B)受外部磁场磁化，磁力线从软磁材料中挤出图3激发磁体工作状态图(A)未受激发磁体磁化前，磁容体的工作状态 (B)放磁状态图4磁机结构径向示意图(A)K-K剖面5磁机结构轴向示意6磁机开关机构示意图(A)驱动轴旋转(B)驱动轴停转图7永磁耦合式离合器示意图(A)工作轴旋转的合状态(B)工作轴停转的离状态具体实施例方式现结合附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范祥位，柳忠彬，徐志平，
申请(专利权)人：范祥位，
类型：发明
国别省市：