一种超导发电装置及发电方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种超导发电装置及发电方法，该发电装置包括超导体、导电线圈、永磁体以及冷却介质，超导体采用第二类超导材料制成，第二类超导材料在环境温度低于其超导临界温度时能够对外磁体产生磁悬浮力使永磁体悬浮，当对永磁体施加作用力后，此时永磁体相对于导电线圈发生了位置变化，使导电线圈周围的磁场分布产生改变，因而穿过线圈的磁通量发生改变，在线圈内部产生诱导电动势，实现从机械能到电能的转换；本发明专利技术的装置能实现超低温环境中环境机械能到电能的转换，从而解决外太阳系中低温天体上的能量来源问题。中低温天体上的能量来源问题。中低温天体上的能量来源问题。

【技术实现步骤摘要】
一种超导发电装置及发电方法


[0001]本专利技术涉及环境能源转换领域，尤其涉及一种超导发电装置及发电方法。

技术介绍

[0002]探索太空是人类科技的发展方向之一。随着科技的发展，太空探索活动越来越频繁，已知的人类足迹已经踏上了月球和火星，并且预计将扩展至更为遥远的天体。受制于太阳对其他天体的光辐照强度的限制，在外太阳系中天体上的环境温度远低于地球的地表温度。这类环境温度接近于第二类超导体的超导转变温度。目前的超导发电装置对超导材料的利用局限于利用超导材料优异的临界电流密度，将其作为发电机部件中的电缆使用，例如旋转式超导发电机、高速悬浮超导发电机，或针对风能进行收集发电的超导风力发电装置，缺乏更为广泛的环境机械能转换的研究。
[0003]针对外太阳系中低温天体上超导发电装置中超导材料应用存在的技术缺陷，有必要对此进行改进。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了一种超导发电装置，以解决或至少部分解决现有技术中存在的技术问题。
[0005]本专利技术提供了一种超导发电装置，包括：
[0006]超导体，其由第二类超导材料制成；
[0007]导电线圈，其位于所述超导体上方；
[0008]永磁体；
[0009]冷却介质，其用于冷却所述超导体至其温度低于超导临界点温度，所述超导体冷却后捕获磁通产生磁悬浮力以使所述永磁体悬浮。
[0010]优选的是，所述的超导发电装置，所述第二类超导材料包括YBa2Cu3O7、(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O
x
、HgBa2CaCu2O
x
、HgBa2Ca2Cu3O
x
、Tl2Ba2Ca2Cu3O
x
、HgTlBaCaCuO、MgB2、PbMo6S8、V3Si、V3Ga、Nb3Ge、Nb3Al、Nb3Sn、Nb
37
Ti
63
、Nb中的至少一种。
[0011]优选的是，所述的超导发电装置，所述导电线圈为金属导电线圈。
[0012]优选的是，所述的超导发电装置，所述永磁体材料为钕铁硼合金、铝镍钴合金、铁氧体永磁材料、稀土钴永磁材料、铁钴钒永磁合金中的任意一种。
[0013]优选的是，所述的超导发电装置，所述永磁体表面磁场强度为30mT～1.0T。
[0014]优选的是，所述的超导发电装置，还包括一容器，所述超导体、导电线圈均位于所述容器内，所述永磁体位于所述容器外，所述容器上还设有一冷却通道，所述冷却介质经所述冷却通道进入容器内，并对所述超导体进行冷却。
[0015]优选的是，所述的超导发电装置，所述冷却介质包括液化四氟化碳、液氮、液氢、液氦中的任意一种。
[0016]优选的是，所述的超导发电装置，所述导电线圈由金属线绕成的多匝线圈，所述金
属线的直径为0.1～1mm。
[0017]优选的是，所述的超导发电装置，所述容器内还填充有保温材料。
[0018]第二方面，本专利技术还提供了一种发电方法，包括以下步骤：
[0019]提供所述的超导发电装置；
[0020]通入冷却介质使超导体冷却捕获磁通产生磁悬浮力以使永磁体悬浮；
[0021]对永磁体施加作用力使永磁体振动，永磁体与导电线圈的相对位置改变，使得穿过导电线圈的磁通量发生改变，进而诱导产生感应电动势，实现环境机械能到电能的转换。
[0022]本专利技术的一种超导发电装置，相对于现有技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术的超导发电装置及发电方法，该发电装置包括超导体、导电线圈、永磁体以及冷却介质，超导体采用第二类超导材料制成，第二类超导材料在环境温度低于其超导临界温度时能够对外磁体产生磁悬浮力使永磁体悬浮，此时对永磁体施加作用力，当力撤销后，此时永磁体相对于导电线圈发生了位置变化，使导电线圈周围的磁场分布产生改变，因而穿过线圈的磁通量发生改变，在线圈内部产生诱导电动势，实现对机械能到电能的转换；本专利技术的装置能实现超低温环境中环境机械能到电能的转换，能解决远太阳低温天体上的能量来源问题。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术的超导发电装置的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术的超导发电装置在外界重物砸落在永磁体上时产生的电压时间曲线图；
[0027]图3为本专利技术的超导发电装置给外电路供电时，对不同负载电阻的输出功率图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0029]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，如“上”等指示方位或位置的关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本
领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]本申请实施例提供了一种超导发电装置，如图1所示，包括：
[0035]超导体1，其由第二类超导材料制成；
[0036]导电线圈2，其位于超导体1上方；
[0037]永磁体3；
[0038]冷却介质，其用于冷却超导体至其温度低于超导临界点温度，超导体冷却后捕获磁通产生磁悬浮力以使永磁体悬浮。
[0039]需要说明的是，本申请实施例的超导发电装置，包括超导体1、导电线圈2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导发电装置，其特征在于，包括：超导体，其由第二类超导材料制成；导电线圈，其位于所述超导体上方；永磁体；冷却介质，其用于冷却所述超导体至其温度低于超导临界点温度，所述超导体冷却后产生磁悬浮力以使所述永磁体悬浮。2.如权利要求1中所述的超导发电装置，其特征在于，所述第二类超导材料包括YBa2Cu3O7、(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O
x
、HgBa2CaCu2O
x
、HgBa2Ca2Cu3O
x
、Tl2Ba2Ca2Cu3O
x
、HgTlBaCaCuO、MgB2、PbMo6S8、V3Si、V3Ga、Nb3Ge、Nb3Al、Nb3Sn、Nb
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63
、Nb中的至少一种。3.如权利要求1中所述的超导发电装置，其特征在于，所述导电线圈为金属导电线圈。4.如权利要求1中所述的超导发电装置，其特征在于，所述永磁体材料为钕铁硼合金、铝镍钴合金、铁氧体永磁材料、稀土钴永磁材料、铁钴钒永...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏彬，马征，闫春泽，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：