超导磁阻式磁力机制造技术

本发明专利技术涉及一种超导磁阻式磁力机，主要包括定子导磁体、高温超导屏蔽体(2)、支承构件、转子磁铁、极靴(5)、隔热层(6)、力矩管(7)、转轴(13)和制冷器(14)。转子为一对极或一对极以上的转子，转子磁铁的两极或其中一个磁极设有极靴；转子磁铁的两极或其中一个磁极的1/3至2/3部份和/或相邻的两个转子磁铁之间用高温超导屏蔽体屏蔽磁感线，极靴将高温超导屏蔽体与被其磁屏蔽的磁极隔开。根据磁感线总是沿着最小磁阻路线闭合的原理，利用超导体将磁感线的闭合曲线拉长、扭曲，在磁感线“试图”沿着最小磁阻路线闭合的过程中获得转矩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种自由能源动カ机械，特别是ー种超导磁阻式磁力机。
技术介绍
超导体是ー种具有完全抗磁性和零电阻特性的材料，众多自由能源研究者试图利用超导体的完全抗磁特性制造磁能动力机，但都不成功。本专利技术根据磁感线总是沿着最小磁阻路线闭合的原理，利用超导体将磁感线的闭合曲线拉长、扭曲，在磁感线“试图”沿着最小磁阻路线闭合的过程中获得转矩。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能将磁能转换成机械能的超导磁阻式磁力机。本专利技术是这样实现的一种超导磁阻式磁力机，主要包括定子导磁体、高温超导屏蔽体(2)、支承构件、转子磁铁、极靴(5)、隔热层(6)、カ矩管(7)、转轴(13)和制冷器(14)，其特征是转子为一对极或ー对极以上的转子，转子磁铁的两极或其中一个磁极设有极靴；转子磁铁的两极或其中一个磁极的1/3至2/3部份和/或相邻的两个转子磁铁之间用高温超导屏蔽体屏蔽磁感线，极靴将高温超导屏蔽体与被其磁屏蔽的磁极隔开；隔热层设在磁力机的外部，定子与转子之间没有隔热层，或者，定子与转子之间及磁力机的外部都设有隔热层，其中，定子与转子之间的隔热层采用厚度小于IOmm的隔热材料制成，或者，隔热层设在定子与转子之间，磁力机的外部没有隔热层；转子磁铁为永磁体⑷和/或高温超导电磁铁(15);转子磁铁的支承构件为铁磁性支承构件(3)或非铁磁性支承构件(16)，或者是以上两类材料结合的支承构件；定子导磁体为圆环型导磁体(I)或盘型导磁体(17)或圆柱型导磁体。所述磁力机为内转子磁力机或外转子磁力机或盘式磁力机。内转子磁力机的转子在内，定子在外，转子磁铁的磁极方向为径向，定子导磁体为圆环型导磁体，转子磁铁的外磁极设有极靴；外转子磁力机的转子在外，定子在内，转子磁铁的磁极方向为径向，定子导磁体为圆柱型导磁体，转子磁铁的内磁极设有极靴；盘式磁力机的定子和转子轴向设置，转子磁铁的磁极方向为轴向，转子设在中间，两个定子盘型导磁体设在两侧，转子磁铁的两极都设有极靴。所述カ矩管由内环、外环及连接内环和外环的支撑件组成，カ矩管用隔热材料和/或金属材料制成。力矩管的作用有两方面，ー是向转子输送冷媒，ニ是隔热。カ矩管所采用的隔热材料为硬度高、韧性好、导热系数低的玻璃纤维玻璃钢或碳纤维玻璃钢或硬质树脂或合成纤维。カ矩管还可以用隔热材料与金属材料相结合的方式制造。所述永磁体为钕铁硼永磁体或镨铁硼永磁体或衫钴永磁体或铁氧体永磁体或招镍钴永磁体。所述高温超导电磁铁由高温超导绕组与非铁磁性支承构件组成，或者，高温超导电磁铁由高温超导绕组、非铁磁性支承构件和铁芯组成。非铁磁性支承构件用非铁磁性材料制成，如不锈钢。高温超导绕组由高温超导线材或带材绕制而成。若在支承构件内加入铁芯，可減少高温超导材料的用量，可以降低材料成本，但会增加制冷成本，然而两者相较，在支承构件中加入铁芯，仍有其可取之处。铁芯与极靴做成ー个整体，或两者分别设置。所述定子导磁体、极靴、铁芯和铁磁性支承构件用铁磁性材料制成。当转子磁铁为永磁体吋，一般采用铁磁性支承构件作为磁轭。所述铁磁性材料为电エ纯铁或铁氧体或硅钢或坡莫合金或非晶合金或波明德合金。波明德合金具有比电エ纯铁大10倍的导磁率，采用波明德合金可以减少铁磁性材料的使用量。所述制冷器采用的冷媒为氮或氦或氖或氢。所述隔热层用真空隔热材料制成。真空隔热材料主要包括纤维芯材和外覆层。纤维芯材为玻璃纤维或陶瓷纤维或纸纤维或多种纤维的集合体。外覆层的材料的ー个面上，在最外层优选设置聚酰胺层，作为表面保护层，其内层材料优选为聚对笨ニ甲酸こニ脂层，中间层为铝箔。根据需要真空隔热材料中可包含有吸着剂。所述高温超导屏蔽体、高温超导线材或带材(HTS)由MgB2或镧钡铜氧体或钇钡钙铜氧体或铋锶钙铜氧体或钇钡铜氧体或铊钡钙铜氧体或铅锶钇铜氧体或钡钾铋氧体或钕铈铜氧体或铁基超导体或Bi2212或Bi2223或ReOTPn体等高温超导材料制成。MgB2由镁和硼组成，是ー种成本较低 的高温超导体。所述铁基超导体为铁硒(FeSe)、LaFeAsOl-xFx或镧铁砷氧(LaOFeAs)或钡铁砷或氟掺杂的钐氧铁砷化合物等。Bi2223是铋系超导材料BiB2BSrB2BCAB2BCuB3B0BxB, Bi2212 是铋系超导材料 YBaB2BCuB3B0BxB。ReOTPn 体系由稀土元素、过渡金属Fe和N1、V族元素As和P等合成。高温超导屏蔽体的表面用隔热材料或非隔热材料包裹，通入冷媒直接冷却高温超导屏蔽体，或者，高温超导屏蔽体的表面没有包裹材料，通过支承构件和极靴冷却高温超导屏蔽体。高温超导绕组表面用隔热材料或非隔热材料包裹，通入冷媒直接冷却高温超导绕组，或者，高温超导绕组的表面没有包裹材料，通过支承构件冷却高温超导绕组。高温超导屏蔽体屏蔽转子磁铁两极或其中一个磁极的1/3至2/3的面积，一般屏蔽磁极的1/2面积比较适宜，使磁感线集中于未屏蔽的位置。根据磁感线总是沿最小磁阻路线闭合的原理，在定子导磁体的吸引下，磁铁会朝未屏蔽的方向运动，于是产生了ー个旋转的扭矩。磁铁作用于超导体的力与超导体作用于磁铁的カ是相互抵消的，而定子导磁体作用于磁铁的力全部转换成了使转子旋转的扭力。高温超导屏蔽体与转子磁铁的磁极之间用极靴隔开，使被屏蔽的磁感线可以沿着极靴改道。高温超导屏蔽体不可以直接覆盖在转子磁铁的磁极表面，但可以覆盖在转子磁铁的侧面。高温超导屏蔽体与转子磁铁的磁极之间的极靴的厚度要能让磁感线顺利通过，即磁感线密度要在极靴的饱和点以下，因此极靴适宜采用导磁率较高的软铁材料制造，以降低厚度。为防止外界热空气从轴进入机壳内，磁力机的轴密封采用机械密封或磁流体密封或磁流体密封与机械密封相结合的方式密封。高温超导电磁铁的励磁电源由同轴励磁机提供，或者，高温超导电磁铁的励磁电源为外部直流电源，通过电刷装置导入。附图说明图1、图2、图3为本专利技术第一实施例结构示意图。图4、图5为本专利技术第二实施例结构示意图。图6、图7、图8为本专利技术第三实施例结构示意图。图9为本专利技术第四实施例结构示意图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进ー步描述。第一实施例參见图1截面示意图，图2整体结构示意图，图3磁感线分布图，一种超导磁阻式磁力机，主要包括定子圆环型导磁体(I)、高温超导屏蔽体(2)、铁磁性支承构件(3)、转子永磁体⑷、极靴(5)、隔热层(6)、カ矩管(7)、间格支承构件⑶、冷媒(9)、端盖(10)、轴承(11)、轴密封(12)、转轴(13)和制冷器(14)。转子在内层，定子在外层，是内转子磁力机；转子上设有6个永磁体，是3对极转子，转子磁铁的外磁极的一部份设有极靴；转子磁铁的外磁极的1/2面积以及相邻的两个转子磁铁之间用高温超导屏蔽体做磁屏蔽，极靴将高温超导屏蔽体与被其磁屏蔽的磁极隔开；高温超导屏蔽体覆在极靴的表面及间格支承构件的表面；高温超导屏蔽体的表面没有隔热材料包裹，通过间格支承构件和极靴冷却高温超导磁屏蔽体；隔热层设在磁力机的外部；转子永磁体的支承构件为铁磁性支承构件，即磁轭；制冷器使用的冷媒为液氮；轴密封采用磁流体密封；カ矩管有两条，分别设在转子的两侧，冷媒从一条カ矩管进入转子，从另一条力矩管流回隔热层及制冷器；极靴用波明德合金制成，铁磁性支承构件及定子圆环型导磁体用电エ纯铁制成；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导磁阻式磁力机，主要包括定子导磁体、高温超导屏蔽体(2)、支承构件、转子磁铁、极靴(5)、隔热层(6)、力矩管(7)、转轴(13)和制冷器(14)，其特征是：转子为一对极或一对极以上的转子，转子磁铁的两极或其中一个磁极设有极靴；转子磁铁的两极或其中一个磁极的1/3至2/3部份和/或相邻的两个转子磁铁之间用高温超导屏蔽体屏蔽磁感线，极靴将高温超导屏蔽体与被其磁屏蔽的磁极隔开；隔热层设在磁力机的外部，定子与转子之间没有隔热层，或者，定子与转子之间及磁力机的外部都设有隔热层，其中，定子与转子之间的隔热层采用厚度小于10mm的隔热材料制成，或者，隔热层设在定子与转子之间，磁力机的外部没有隔热层；转子磁铁为永磁体(4)和/或高温超导电磁铁(15)；转子磁铁的支承构件为铁磁性支承构件(3)或非铁磁性支承构件(16)，或者是以上两类材料结合的支承构件；定子导磁体为圆环型导磁体(1)或盘型导磁体(17)或圆柱型导磁体。

【技术特征摘要】
1.一种超导磁阻式磁力机，主要包括定子导磁体、高温超导屏蔽体(2)、支承构件、转子磁铁、极靴(5)、隔热层(6)、力矩管(7)、转轴(13)和制冷器(14)，其特征是转子为一对极或一对极以上的转子，转子磁铁的两极或其中一个磁极设有极靴；转子磁铁的两极或其中一个磁极的1/3至2/3部份和/或相邻的两个转子磁铁之间用高温超导屏蔽体屏蔽磁感线，极靴将高温超导屏蔽体与被其磁屏蔽的磁极隔开；隔热层设在磁力机的外部，定子与转子之间没有隔热层，或者，定子与转子之间及磁力机的外部都设有隔热层，其中，定子与转子之间的隔热层采用厚度小于10_的隔热材料制成，或者，隔热层设在定子与转子之间，磁力机的外部没有隔热层；转子磁铁为永磁体(4)和/或高温超导电磁铁(15);转子磁铁的支承构件为铁磁性支承构件(3)或非铁磁性支承构件(16)，或者是以上两类材料结合的支承构件；定子导磁体为圆环型导磁体(I)或盘型导磁体(17)或圆柱型导磁体。2.根据权利要求1所述一种超导磁阻式磁力机，所述磁力机为内转子磁力机或外转子磁力机或盘式磁力机；内转子磁力机的转子在内，定子在外，转子磁铁的磁极方向为径向，定子导磁体为圆环型导磁体，转子磁铁的外磁极设有极靴；外转子磁力机的转子在外，定子在内，转子磁铁的磁极方向为径向，定子导磁体为圆柱型导磁体，转子磁铁的内磁极设有极靴；盘式磁力机的定子和转子轴向设置，转子磁铁的磁极方向为轴向，转子设在中间，两个定子盘型导磁体设在两侧，转子磁铁的两极都设有极靴。3.根据权利要求1所述一种超导磁阻式磁力机，其特征是所述永磁体为钕铁硼永磁体或镨铁硼永磁体或钐钴永磁体或铁氧体永磁体或铝镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵祥，
申请(专利权)人：李贵祥，
类型：发明
国别省市：