專利名稱：磁能船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶推進技術(shù)，特別是一種磁能推進船。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有船只的發(fā)動機通過傳動軸穿過隔板直接驅(qū)動推進螺旋槳或噴水推進 器，傳動軸與隔板用密封材料密封，傳動軸轉(zhuǎn)動時與密封材料發(fā)生劇烈摩擦， 密封材料易損壞，造成滲漏或冒漏，會使船內(nèi)進水或船內(nèi)機械裝置的潤滑油 或廢油泄漏到船外污染環(huán)境，傳動時有振動和噪聲，而且摩擦?xí)哪苌鸁幔?降低船只的機械效率。另外，更換損壞的密封零件工作量大、麻煩、耽誤生 產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開一種磁能船，設(shè)計一種噴水推進器，利用電磁能和永磁能驅(qū) 動，旨在克服現(xiàn)有船只的上述缺陷，且節(jié)能。 本發(fā)明按下述技術(shù)方案實現(xiàn)。
本發(fā)明由噴水推進器和船體構(gòu)成，噴水推進器由定子、轉(zhuǎn)子、控制系統(tǒng)、
及管道構(gòu)成，管道與船體聯(lián)接；在轉(zhuǎn)子的葉輪(或螺旋漿)外周固結(jié)一個有 若干永磁磁極的圓環(huán)，在管道外圓上固定定子，定子鐵心有若干被漆包線圈 包圍的齒，形成電磁極，所述定轉(zhuǎn)子及控制系統(tǒng)構(gòu)成一種特殊電機，控制系 統(tǒng)由轉(zhuǎn)子位置傳感器、控制器、蓄電池及整流調(diào)壓器組成，控制器才艮據(jù)傳感 器測取轉(zhuǎn)子-茲極相對于定子鐵心齒的位置信號，從蓄電池取電給定子各組線 圈有規(guī)律地通電，則轉(zhuǎn)子因其永磁極受到定子齒的電磁極的吸引力矩和排斥 力矩而旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動葉輪推船前進，并驅(qū)動電機的發(fā)電機發(fā)電，發(fā)出的電 經(jīng)整流調(diào)壓器存入蓄電池。
假設(shè)將所述電機的電動機部分的轉(zhuǎn)子的永磁磁極用純軟鐵做成有若干齒 的轉(zhuǎn)子代替，那么它的工作原理與開關(guān)磁阻電機很相似，不計損耗，開關(guān)磁 阻電機輸出能量等于輸入的電能，并不節(jié)能。而本發(fā)明使轉(zhuǎn)子永磁極同時獲
得相應(yīng)定子一個電磁極吸引力矩和另一個電》茲^l的斥力矩，而且引力矩或斥
力矩均由電磁場與永磁場共同提供；開關(guān)磁阻電機僅是定子齒的電磁力吸引 其轉(zhuǎn)子的軟鐵齒，而且這個引力僅由電磁場提供。所以，本發(fā)明的電機的電 動機輸出能量大于需輸入的電能。本發(fā)明的電機的電動機定子的電磁極與轉(zhuǎn) 子永磁極之間作用力大小與在它們之間間隙中的磁感應(yīng)強度的平方成正比， 而此磁感應(yīng)強度值是電磁極和永磁極磁感應(yīng)強度的疊加值，若保持此值不變， 提高永;茲極在所述間隙中的磁感應(yīng)強度值，等量地減小電》茲極在所述間隙中 的磁感應(yīng)強度值的，則所述電動機機輸出能量值不變，但大幅度地降低了所 需輸入的電能，這就是說能量輸出輸入差值變大。所以本發(fā)明巧妙使用永J茲 體能，使能量增值，而且增值隨永^磁場的增強而大幅度增長，這個增值的能 量的大部分向外輸出驅(qū)動所述噴水推進器的葉輪，小部分用于所述發(fā)電才幾發(fā) 電，以支持所述電動機運行。
還應(yīng)該指出，本發(fā)明的電動機結(jié)構(gòu)和工作原理與永磁電機(詳細了解可 參考有關(guān)資料)有實質(zhì)上的不同，永磁電機利用定子的旋轉(zhuǎn)電磁場與含有永 磁體的轉(zhuǎn)子磁場相互作用驅(qū)動轉(zhuǎn)子，是基于電磁感應(yīng)原理，而本發(fā)明的電動 機基于電磁體與永磁體之間的引力和斥力。永磁電機定子電磁力與轉(zhuǎn)子永磁 力對其轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不如本發(fā)明的大，原因是這種定子電磁力僅對轉(zhuǎn)子產(chǎn)
生引力矩，而本發(fā)明電動機的轉(zhuǎn)子永磁極同時受到相應(yīng)定子齒的電磁極的吸 引力矩和排斥力矩。永磁電機定子的旋轉(zhuǎn)電磁場會在轉(zhuǎn)子鐵心和永磁體中感 應(yīng)出渦流造成能量損耗，而且渦流生熱造成危害，旋轉(zhuǎn)電磁場還會在轉(zhuǎn)子鐵 心中產(chǎn)生磁滯損耗。而本發(fā)明電動機的定子磁場進入轉(zhuǎn)子的磁力線很少，在 轉(zhuǎn)子中感應(yīng)很弱，所以本發(fā)明節(jié)能比永磁電機顯著的多。 本發(fā)明有以下優(yōu)點
1、充分地將永磁能轉(zhuǎn)換為可直接實際使用的機械能，使永磁能機輸出的 能量比輸入的能量顯著增值，因而本發(fā)明耗電很少，損耗小，節(jié)能，效率極 高，運行費用很低；2、 本發(fā)明產(chǎn)生動力和驅(qū)動葉輪同時發(fā)生在所述控制系統(tǒng)及定轉(zhuǎn)子，而且
只有轉(zhuǎn)子一個運動件，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，所以可靠性很高，且制造成本低；
3、 完全密封，無泄漏，不產(chǎn)生有害氣體，振動小，噪音小，發(fā)熱較少， 環(huán)保。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的A-A剖面圖； 圖3為圖1的B-B剖面圖4為圖2的中轉(zhuǎn)子相對于定子轉(zhuǎn)過一個角度的示意圖。
圖5為圖4中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到其磁極與定子鐵心齒正對時的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1至圖3示。船體為件l，船殼為件2;噴水推進器的管道為件5， 管道5用高電阻率的金屬材料或非金屬材料制作，噴水推進器與船體聯(lián)接；
噴水推進器的葉輪(或螺旋槳)21固定在轉(zhuǎn)軸8上，導(dǎo)磁環(huán)29固結(jié)于 葉輪21的外周，導(dǎo)磁環(huán)29上均勻地鑲著沿厚度方向充磁的若干長方體永磁 塊或沿徑向充磁的瓦片形永磁體28，且沿周向相鄰的永磁塊極性是交替的， 導(dǎo)磁塊27和非磁性塊33與導(dǎo)磁環(huán)29和永磁體28固結(jié)在一起形成一長圓筒， 其外周離開管道5內(nèi)圓一間隙；導(dǎo)磁塊14、導(dǎo)磁環(huán)16、永磁體15的橫截面 尺寸依次與導(dǎo)磁塊27、導(dǎo)磁環(huán)29、永磁體28的相同，導(dǎo)磁塊14和非磁性塊 34與導(dǎo)磁環(huán)16和永磁體15固結(jié)在一起形成一短圓筒；用一非磁性絕緣圓環(huán) 30將所述長圓筒和短圓筒聯(lián)結(jié)成一大圓筒；非磁性整流圏11和19固結(jié)于所 述大圓筒的端面，在整流圏11上沿圓周均布有若干小永一磁柱3;上述所有件 組成了本發(fā)明噴水推進器的轉(zhuǎn)子；在葉輪21的右方是導(dǎo)葉，由磁浮軸承(或 其它軸承)7、導(dǎo)葉支架6及葉片9固結(jié)組成；磁浮軸承7和22的內(nèi)圈與轉(zhuǎn) 軸8固定，磁浮軸承7的外圈與導(dǎo)葉支架6的中孔固定，磁浮軸承22的外圈
與支架23的中孔固定，水流能沿軸向通過導(dǎo)葉支架6及支架23，導(dǎo)葉支架6 及支架23的外圓與管道5的內(nèi)圓固定。
本發(fā)明噴水推進器的定子類似于普通電機的定子，由硅鋼片疊成的定子 鐵心13和17、漆包線圈12和18、長條形永^磁體31和32、定子圓筒10及 圓盤20固結(jié)組成，漆包線圈12包圍著定子鐵心13的齒，定子漆包線圈18 包圍著定子鐵心17的齒，定子鐵心13和17的橫截面相同；長條形永;茲體 31和32的長方向沿轉(zhuǎn)子軸8的軸線方向，且軸對稱地嵌在定子鐵心17之中， 定子固定在管道5的外圓及船的后面板，且使定子鐵心13和17的端面與前 述的轉(zhuǎn)子的短圓筒及長圓筒的端面對齊，保證轉(zhuǎn)子軸8、轉(zhuǎn)子及定子同軸。
控制系統(tǒng)由若干轉(zhuǎn)子位置f茲敏傳感器4、控制器24、蓄電池25、整流調(diào) 壓器26及連接導(dǎo)線組成，整流調(diào)壓器26輸入端與定子線圈12用導(dǎo)線連接， 定子線圏18的接線端與控制器24用導(dǎo)線連接，磁敏傳感器4固定于導(dǎo)葉支 架7的端面?？刂破?4用現(xiàn)代硬軟件技術(shù)易實現(xiàn)。
如圖4示，本發(fā)明在停止?fàn)顟B(tài)，由于永磁體異極間的吸引，轉(zhuǎn)子上有兩 塊永磁體28的磁極與永磁體31和32沿徑向正對。若要啟動，通過控制器 24給定子線圈18通電，且使定子鐵心17的每個齒的內(nèi)弧磁極極性如圖4示、 那么，轉(zhuǎn)子每一個磁極受到與它鄰近的定子鐵心17齒的電磁推拉力矩(永磁 體31和32對轉(zhuǎn)子的作用力矩很小),使轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)到圖2所示位置，這時， 傳感器傳感頭4將此位置信號傳給控制器24,控制器24立即改變定子線圈 18中的電流方向，定子鐵心17齒的極性同時改變，如圖5示，由于轉(zhuǎn)子的 磁極極性與定子各齒的極性相同而產(chǎn)生相互排斥力，轉(zhuǎn)子受到的排斥力的合 力為零，轉(zhuǎn)子依慣性轉(zhuǎn)過圖5所示位置，接著轉(zhuǎn)子每一個磁極又受到與它鄰 近的定子鐵心17齒的電磁推拉力矩而繼續(xù)轉(zhuǎn)動，此過程重復(fù)循環(huán)，轉(zhuǎn)子不斷 被驅(qū)轉(zhuǎn)。結(jié)果葉輪21將管道5中的水向?qū)~旋進，導(dǎo)葉將旋進水流梳理成直 流，從管道5的尾口噴出，從而產(chǎn)生反噴力，推船前進。
控制器2 4還可控制定子線圈18中的電流的大小以改變軸8的輸出功率，
從而改變船速。啟動時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向由控-制器24控制線圈18中的電流 方向確定。轉(zhuǎn)子不斷被驅(qū)轉(zhuǎn)時，所述短圓筒與定子鐵心13及定子線圏12組 成的發(fā)電機發(fā)電，通過整流調(diào)壓器26給蓄電池25充電，定子線圏18的工作 電流通過控制器24從蓄電池25得到，使本發(fā)明一磁能船運行。 本發(fā)明轉(zhuǎn)子^t極還可采用其它結(jié)構(gòu)形式。
本發(fā)明一磁能船首次啟動前，必須從外部給蓄電池25充足夠的電，運行 后不再需要從外部充電。
實施例二將實施例一所述噴水推進器作為泵應(yīng)用于其它設(shè)備或工程。
權(quán)利要求
1.一種磁能船，其特征是由噴水推進器和船體構(gòu)成，噴水推進器由定子、轉(zhuǎn)子、控制系統(tǒng)、及管道構(gòu)成，管道與船體聯(lián)接；在轉(zhuǎn)子的葉輪或螺旋漿外周固結(jié)一個有若干永磁磁極的圓環(huán)，在管道外圓上固定定子，定子鐵心有若干被漆包線圈包圍的齒，形成電磁極，所述定轉(zhuǎn)子及控制系統(tǒng)構(gòu)成一種特殊電機，控制系統(tǒng)由轉(zhuǎn)子位置傳感器、控制器、蓄電池及整流調(diào)壓器組成，控制器根據(jù)傳感器測取轉(zhuǎn)子磁極相對于定子鐵心齒的位置信號，從蓄電池取電給定子各組線圈有規(guī)律地通電，則轉(zhuǎn)子因其永磁極受到定子齒的電磁極的吸引力矩和排斥力矩而旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動葉輪推船前進，并驅(qū)動電機的發(fā)電機發(fā)電，發(fā)出的電經(jīng)整流調(diào)壓器存入蓄電池。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力能船，其特征是船體為件(1)，船殼為 件(2);噴水推進器的管道為件(5),管道(5)用高電阻率的金屬材料或非 金屬材料制作；噴水推進器與船體聯(lián)接；噴水推進器的葉輪或螺旋槳(21)固定在轉(zhuǎn)軸(8)上，導(dǎo)磁環(huán)(29)固 結(jié)于葉輪(21)的外周，導(dǎo)磁環(huán)(29)上均勻地鑲著沿厚度方向充磁的若干 長方體永磁塊或沿徑向充磁的瓦片形永磁體(28 )，且沿周向相鄰的永磁塊極 性是交替的，導(dǎo)磁塊(27 )和非磁性塊(33 )與導(dǎo)磁環(huán)(29 )和永磁體(28 ) 固結(jié)在一起形成一長圓筒，其外周離開管道(5)內(nèi)圓一間隙；導(dǎo)磁塊(14)、 導(dǎo)磁環(huán)(16 )、永磁體(15 )的橫截面尺寸依次與導(dǎo)磁塊(27 )、導(dǎo)磁環(huán)(")、 永磁體(28 )的相同，導(dǎo)磁塊(14 )和非磁性塊(34 )與導(dǎo)磁環(huán)(16 )和永 磁體(15)固結(jié)在一起形成一短圓筒；用一非磁性絕緣圓環(huán)(30)將所述長 圓筒和短圓筒聯(lián)結(jié)成一大圓筒；非磁性整流圈(11)和(19)固結(jié)于所述大 圓筒的端面，在整流圈(11)上沿圓周均布有若干小永磁柱(3);上述所有 件組成了本發(fā)明噴水推進器的轉(zhuǎn)子；在葉輪(21)的右方是導(dǎo)葉，由磁浮軸 承或其它軸承(7)、導(dǎo)葉支架(6)及葉片(9)固結(jié)組成；磁浮軸承(7)和 (22)的內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸(8)固定，磁浮軸承(7)的外圏與導(dǎo)葉支架(6)的中孔固定，磁浮軸承(22)的外圈與支架(23)的中孔固定，水流能沿軸向通 過導(dǎo)葉支架(6 )及支架(23 )，導(dǎo)葉支架(6 )及支架(23 )的外圓與管道(5 ) 的內(nèi)圓固定；本發(fā)明噴水推進器的定子類似于普通電機的定子，由硅鋼片疊成的定子 鐵心(13 )和(17 )、漆包線圈(12 )和(18 )、長條形永磁體(31 )和(32 )、 定子圓筒(IO)及圓盤(20)固結(jié)組成，漆包線圈(12)包圍著定子鐵心(13) 的齒，定子漆包線圈(18)包圍著定子鐵心(17)的齒，定子鐵心(13)和 (l7 )的一黃截面相同；長條形永》茲體(31)和(32 )的長方向沿轉(zhuǎn)子軸(8 ) 的軸線方向，且軸對稱地嵌在定子鐵心(17)之中，定子固定在管道(5)的 外圓及船的后面板，且使定子鐵心(13)和(17)的端面與前述的轉(zhuǎn)子的短 圓筒及長圓筒的端面對齊，保證轉(zhuǎn)子軸(8)、轉(zhuǎn)子及定子同軸；控制系統(tǒng)由若干轉(zhuǎn)子位置》茲壽文傳感器(4)、控制器(24)、蓄電池(25)、 整流調(diào)壓器(26 )及連接導(dǎo)線組成，整流調(diào)壓器(26 )輸入端與定子線圈(12 ) 用導(dǎo)線連接，定子線圏(18)的接線端與控制器(24)用導(dǎo)線連接，磁敏傳 感器(4)固定于導(dǎo)葉支架(7)的端面；本發(fā)明轉(zhuǎn)子磁極還可采用其它結(jié)構(gòu)形式。 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁力能船，其特征是將所述噴水推進器作為泵應(yīng)用于其它設(shè)備或工程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁能船，它由噴水推進器和船體構(gòu)成，噴水推進器由定子、轉(zhuǎn)子、控制系統(tǒng)、及管道構(gòu)成，管道與船體聯(lián)接；在轉(zhuǎn)子的葉輪外周固結(jié)一個有若干永磁磁極的圓環(huán)，在管道外圓上固定定子，定子鐵心有若干被漆包線圈包圍的齒，形成電磁極，所述定轉(zhuǎn)子及控制系統(tǒng)構(gòu)成一種特殊電機，控制系統(tǒng)由轉(zhuǎn)子位置傳感器、控制器、蓄電池及整流調(diào)壓器組成，控制器根據(jù)傳感器測取轉(zhuǎn)子磁極相對于定子鐵心齒的位置信號，從蓄電池取電給定子各組線圈有規(guī)律地通電，則轉(zhuǎn)子因其永磁極受到定子齒的電磁極的吸引力矩和排斥力矩而旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動葉輪推船前進，并驅(qū)動電機的發(fā)電機發(fā)電，發(fā)出的電經(jīng)整流調(diào)壓器存入蓄電池。本發(fā)明節(jié)能、環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
文檔編號B63H21/00GK101355272SQ20071013076
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月24日
發(fā)明者劉新廣 申請人:劉新廣