專利名稱：一種超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，屬于發(fā)電設(shè)備類，是現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中的超 導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的更新?lián)Q代產(chǎn)品。產(chǎn)出綠色電能，改變發(fā)電質(zhì)量，改善發(fā)電效率。改變用傳統(tǒng) 能源發(fā)電的模式，沒(méi)有污染，它可以應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，滿足各種領(lǐng)域使用電能的需要。本發(fā)明涉及的新型超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，它借助特有的超導(dǎo)線圈和超導(dǎo)電機(jī)，不僅可 以通過(guò)超導(dǎo)線圈獲得反常約瑟夫森效應(yīng)，而且在加電時(shí)，在不使用保證超導(dǎo)狀態(tài)的傳統(tǒng)可 旋轉(zhuǎn)低溫容器的情況下通過(guò)永磁體的同極排斥在轉(zhuǎn)子上施加傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)獲得這一效應(yīng)，并 且可以獲得連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣在幾乎不消耗電力和其它能源的情況下可改善發(fā)電效 率。今天的發(fā)電站中，使用的一般都是有限的自然資源，例如油、煤和核燃料，但是它 們產(chǎn)生有害的副產(chǎn)品并且造成環(huán)境污染，而且投資巨大，現(xiàn)在實(shí)際使用的超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī) 都是使用傳統(tǒng)能源做動(dòng)力。本發(fā)明涉及一種新型超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)不使用傳統(tǒng)能源做動(dòng)力， 與現(xiàn)有的超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)相比，無(wú)論是從發(fā)明的技術(shù)還是從制造工藝及材料性能方面有著 本質(zhì)區(qū)別。
背景技術(shù)：
按照傳統(tǒng)的超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，必須提供可旋轉(zhuǎn)低溫容器來(lái)保持超導(dǎo)狀態(tài)。使用氮 氣或者氦氣的可旋轉(zhuǎn)低溫容器來(lái)提供。但是，可旋轉(zhuǎn)低溫容器會(huì)必然地增加設(shè)備尺寸以及具有運(yùn)行難度，并且發(fā)出電力
非常小。永磁體的同極相互排斥，而異極相互吸引，這樣，即使負(fù)極和正極分別切割成非常 薄的小片的話，它們中之一也會(huì)磁化負(fù)極而另一個(gè)會(huì)磁化正極，從而難于獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供新式的超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，它包括有圓柱形框架、圓柱形 永磁定子、包括有一次線圈和二次超導(dǎo)線圈的定子線圈以及在超導(dǎo)線圈之內(nèi)布置的轉(zhuǎn)子， 借此，反常約瑟夫森效應(yīng)就可以獲得，這不僅通過(guò)超導(dǎo)線圈獲得這一效應(yīng)，而且當(dāng)加電時(shí)， 可通過(guò)永磁體的同極排斥在轉(zhuǎn)子上施加傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)獲得自身不停旋轉(zhuǎn)發(fā)電這一效應(yīng)?，F(xiàn)在實(shí)際使用的超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)都是使用傳統(tǒng)能源做動(dòng)力。本發(fā)明涉及一種新型 超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)不使用傳統(tǒng)能源做動(dòng)力，與現(xiàn)有的超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)相比，無(wú)論是從發(fā)明的 技術(shù)還是從制造工藝及材料性能方面等都有著本質(zhì)區(qū)別。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是為超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)提供新式的超導(dǎo)定子線圈，借此，卓越 的反常約瑟夫森效應(yīng)可低成本獲得。本發(fā)明的另一目標(biāo)是為超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)提供新式的永磁體定子，借此，可以保持 連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是為超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)提供新式的轉(zhuǎn)子，借此，可以保持超導(dǎo)狀態(tài)。本發(fā)明的技術(shù)產(chǎn)品能夠產(chǎn)出綠色電能，改變發(fā)電質(zhì)量，改善發(fā)電效率。改變用傳統(tǒng) 能源發(fā)電的模式，沒(méi)有污染，它可以應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，滿足各種領(lǐng)域使用電能的需要。


圖1是本發(fā)明的超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的正視圖；圖2是圖1所示的超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的平面圖；圖3是沿著圖1的III - III線獲取的水平剖面圖；圖4是沿著圖2的IV - IV線獲取的垂直剖面圖；圖5是沿著圖4的V - V線獲取的水平示意剖面圖；圖6是如圖4所示圍繞一次線圈的內(nèi)表面纏繞的超導(dǎo)線圈的較大的方的水平示意 剖面圖；圖7是圖4所示的定子之內(nèi)旋轉(zhuǎn)布置的轉(zhuǎn)子的正視圖；圖8是圖4所示的定子的弓形永磁體的放大平面圖；圖9是圖8所示的弓形永磁體的右視圖；圖10是圖4所示的弓形永磁體的放大平面圖；圖11是圖10所示的弓形永磁體的右視具體實(shí)施例方式把文字?jǐn)⑹鲞B同如下所附圖紙一起予以考慮時(shí)，本發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)可予以實(shí) 現(xiàn)現(xiàn)在參照所附圖紙，在所有的圖紙中，同樣的參考號(hào)指定同樣的零件，如在圖紙1、 2、3中表是本發(fā)明的超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的編號(hào)為10。超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)10包括圓柱形非磁框架12和圍繞圓柱形非磁框架12的內(nèi)表面 整體安裝的定子14。定子14的每一個(gè)環(huán)均包括有三個(gè)弓形永磁體14a、14a和14a，它們?cè)敿?xì)地顯示于 圖8和圖9中。若干的環(huán)縱向地堆疊在圓柱形非磁框架12的內(nèi)表面上。弓形永磁體14a具有一個(gè)外表面，半徑約等于圓柱形框架12的內(nèi)表面的半徑。定子線圈42圍繞圓柱形非磁框架12的內(nèi)表面予以整體安裝，定子線圈42包括有 一次線圈44 (由超細(xì)銅(Cu)絲構(gòu)成)，和二次線圈46 (由包括Cu、Nb3Sn、V3Ga、V3Ge、Bi、Ca、 CuO和Sr的超導(dǎo)合金的超細(xì)絲構(gòu)成)二次線圈46由一層銅(Cu)整體覆蓋，這一銅層又由一層絕緣層來(lái)覆蓋。轉(zhuǎn)子20包括有具有給定直徑和長(zhǎng)度的非磁軸22，圍繞非磁軸22外周整體提供的 圓柱形非磁托架24，圍繞非磁托架24套功的永磁圓筒(柱)，以及在轉(zhuǎn)子20的端部提供的 端盤(pán)26b。永磁圓筒26由若干的永磁環(huán)組成，每一個(gè)環(huán)均包括有一對(duì)弓形或者半圓柱形永 磁體26a和26b，如圖10和11所示。在定子14之內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子20的外周的直徑小于定子14的直徑。轉(zhuǎn)子20的可旋轉(zhuǎn)非磁軸22具有給定的直徑和長(zhǎng)度，這樣轉(zhuǎn)子20可在定子14之內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并且軸22的一端予以伸長(zhǎng)來(lái)允許輔助電機(jī)50的整體提供。轉(zhuǎn)子20在與二次線圈46的內(nèi)表面成并列間隔關(guān)系的定子14之內(nèi)同心并且可旋 轉(zhuǎn)，并且在定子14的內(nèi)周和轉(zhuǎn)子20的外周之間具有圓柱形間隙40。如圖7所示，永磁圓筒26的環(huán)(每一個(gè)環(huán)均由一對(duì)弓形或者辦圓柱形永磁體26a 所組成)相應(yīng)于弓形永磁體14a徑向、同心地提供，并且沿縱向具有15到30度角之間的徑 向延遲。
依據(jù)情況，當(dāng)每一弓形永磁體14a的內(nèi)周磁化負(fù)極時(shí)，半圓形永磁體26a的內(nèi)周也 磁化負(fù)極。另一方面，當(dāng)弓形永磁體的內(nèi)周磁化正極時(shí)，半圓形永磁體26a的內(nèi)周也磁化正 極。所以，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過(guò)永磁體14a和26a的同極排斥力施加到轉(zhuǎn)子20上來(lái)產(chǎn)生持續(xù) 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)軸22的兩個(gè)端部附近配備有一對(duì)軸承28，它們分別接收一對(duì)圓柱形穴 30a,這一對(duì)圓柱形穴30a在各自的非磁形盤(pán)端蓋30的每一內(nèi)中部處構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)軸22穿過(guò) 盤(pán)端蓋30的各自的中央開(kāi)口 30b。在非磁形盤(pán)端蓋30的周邊附近，若干的小開(kāi)口 30c以規(guī)律間隔予以提供。在端蓋 224的配合部分處提供有若干的小開(kāi)孔24a，在非磁框架12的端部的配合部分處提供有若 干的小孔穴12a，在中央開(kāi)孔30b的附近提供有一對(duì)小開(kāi)孔30d，這分別允許一次線圈44和 二次線圈46的一對(duì)導(dǎo)線44a和46a的穿過(guò)。螺栓32螺接到小開(kāi)孔30c上，這樣把端盤(pán)蓋30安到圓柱形非磁框架12的端部， 以便于超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)10可架構(gòu)而成。如圖1和4所示，輔助電機(jī)50在旋轉(zhuǎn)軸22的深長(zhǎng)部分處整體提供。在圖4中，定子線圈42包括有意螺旋形式纏繞的一次銅(Cu)線圈44何以螺旋形 式圍繞一次銅(Cu)線圈44的內(nèi)表面纏繞的二次超導(dǎo)線圈46。按照前述，一次線圈44的導(dǎo)線44a和二次超導(dǎo)線圈46的導(dǎo)線46a穿過(guò)端盤(pán)24的 小開(kāi)孔24b和小開(kāi)孔30d并且這倆個(gè)導(dǎo)線44a和46a連接到蓄電池上。如前所述，一次銅(Cu)線圈44包括有若干的螺旋纏繞的超細(xì)多導(dǎo) (multi-conducting)絲，而二次線圈46也包括有若干的螺旋纏繞的超細(xì)多導(dǎo)絲，每一超導(dǎo) 絲均由由包括Cu、Nb3Sn、V3Ga, V3Ge, Bi、Ca、CuO和Sr的超導(dǎo)合金制成。二次超導(dǎo)線圈46整體用銅(Cu)層48所覆蓋，而在銅層之上又用絕緣層49所覆 蓋(見(jiàn)圖6)。防過(guò)充電路104還連接有防過(guò)充電路108，其擁有過(guò)充表110和防振蕩電路。防過(guò)充電路108連接有控制裝置14，其擁有外翻轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)114a和自動(dòng)-手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi) 關(guān) 114b。此外，定時(shí)器118還連接到外翻轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)114上。具有如一個(gè)D/C逆變器122與控 制裝置114相連接，同時(shí)也與防過(guò)充電路104相連接。超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)10連接到控制裝置 114和D/A逆變器122之間的中點(diǎn)處。而鉛電池106中的電流就會(huì)通過(guò)反過(guò)度充電電路104和其他電路流入到超導(dǎo)旋轉(zhuǎn) 發(fā)電機(jī)10和輔助電機(jī)50中，從而使這倆臺(tái)機(jī)器能夠發(fā)動(dòng)。
當(dāng)電流流過(guò)原線圈44和超導(dǎo)合金制成的次級(jí)線圈46，然后流入輔助電機(jī)50時(shí)，與磁通量成直角的持續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)起來(lái)。圓柱形永磁鐵定子14上的弧形永磁鐵14a與圓柱形永磁鐵定子14上的弧形永磁 鐵26a呈同心圓的輻射狀結(jié)構(gòu)。更確切地說(shuō)，弧形永磁鐵26a沿圓周縱向地圍在弧形永磁鐵14a的外側(cè)，且倆個(gè)永 磁鐵之間是呈15至30度的輻射延遲。因此，當(dāng)弧形永磁鐵14a的內(nèi)圓周被磁化為負(fù)極時(shí)，弧形永磁鐵26a內(nèi)圓周也被磁 化為負(fù)極。與此同時(shí)，當(dāng)弧形永磁鐵26a的外圓周被磁化為正極時(shí)，弧形永磁鐵14a的內(nèi)圓 周也被磁化為正極，這樣的話，弧形永磁鐵14a和26a所產(chǎn)生的同極排斥力就會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子20 施加驅(qū)動(dòng)力矩。在這個(gè)發(fā)明中，不需要使用常規(guī)可旋轉(zhuǎn)低溫系統(tǒng)來(lái)維持超導(dǎo)狀態(tài)，也不需要獲得 極佳的約瑟夫森效應(yīng)。為啟動(dòng)輔助電機(jī)50，電流要首先從供應(yīng)電流的鉛電池106中流出，而 獲得一次持續(xù)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力來(lái)提高發(fā)電效率的話，幾乎是不需要消耗來(lái)源于鉛電池106中的 電流。
權(quán)利要求
超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電裝置的組成部分包括一個(gè)帶有內(nèi)圓周表層圓柱形的架固定在圓柱形框架的內(nèi)圓周表層四周的圓柱形定子，該圓柱形定子由數(shù)個(gè)永磁鐵環(huán)構(gòu)成，其中每個(gè)永磁鐵環(huán)由帶有外部弧形表層的三個(gè)弧形永磁鐵組成，永磁鐵環(huán)的半徑大約等于圓柱形框架的內(nèi)圓周表層半徑，并且這三個(gè)弧形永磁鐵有外部弧形表層，從而可以嚙合圓柱形框架的內(nèi)圓周表層和圓柱形定子另外一端的端蓋；圓柱形定子有一個(gè)內(nèi)表層；圓柱形定子的內(nèi)表層周圍放置的是一個(gè)定子線圈，定子線圈是有一個(gè)原線圈和一個(gè)次級(jí)線圈構(gòu)成，原線圈另外有一個(gè)細(xì)銅絲，該細(xì)銅絲由超導(dǎo)合金構(gòu)成，合金所含元素有Cu、Nb3Sn、V3Ga、V3Ge、Bi、Ca、CuO和Sr。而次級(jí)線圈被鍍了一層銅，并且在銅層外邊包裹著一層絕緣層；在圓柱形定子內(nèi)側(cè)周圍放置的是一個(gè)轉(zhuǎn)子并且該轉(zhuǎn)子可以旋轉(zhuǎn)，而且將其與定子的線圈隔開(kāi)一段距離，而該轉(zhuǎn)子包含一個(gè)不帶磁性的旋轉(zhuǎn)軸和一個(gè)支撐物，該支撐物與這個(gè)不帶磁力的旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成一個(gè)整體，位于該不帶磁力的旋轉(zhuǎn)軸周圍。在這個(gè)不帶磁力的旋轉(zhuǎn)軸周圍放置著幾個(gè)永磁鐵環(huán)，其中轉(zhuǎn)子上的每個(gè)永磁鐵環(huán)由一對(duì)弧形永磁鐵構(gòu)成，并且在轉(zhuǎn)子的另一端有一對(duì)不帶磁性的終盤(pán)。
2.在要求1中的超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電裝置中所提到的轉(zhuǎn)子中，成對(duì)的弧形永磁鐵被放置在圓 柱形的非磁性支撐物的四周位置，并且與其軸成平行方向。轉(zhuǎn)子中的每一個(gè)弧形永磁鐵的 長(zhǎng)度和寬度都是預(yù)先設(shè)置的，并且在軸方向上有一個(gè)15和30度的輻射延遲。
3.要求2中提到的超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電裝置，其中端蓋和不帶磁性終盤(pán)端蓋均有小的開(kāi)口， 并且初級(jí)線圈和次級(jí)線圈上均由陰線穿過(guò)這些小口。
4.要求1中提到的其中端蓋超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電裝置和不帶磁性終盤(pán)端蓋均有小的開(kāi)口，并 且初級(jí)線圈和次級(jí)線圈上均由陰線穿過(guò)這些小口。
5.圓柱形框架的另一端的一對(duì)不帶磁性終盤(pán)端蓋，每個(gè)終盤(pán)端蓋有一個(gè)軸承座支撐著 轉(zhuǎn)子上不帶磁性旋轉(zhuǎn)軸的一端；而且轉(zhuǎn)子中不帶磁性的旋轉(zhuǎn)周的一端連有輔助電機(jī)。一個(gè)反過(guò)度充電電路；連接在反過(guò)度充電電路上的另一個(gè)反過(guò)度充電電路，而這個(gè)被 連接的反過(guò)度充電電路有一個(gè)反充電電表和一個(gè)連接其上的反顫振電路。
全文摘要
一種超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)包括一個(gè)圓柱形框架，一個(gè)圍繞圓柱形框架內(nèi)周整體安裝的定子和一個(gè)同心布置的轉(zhuǎn)子，這一轉(zhuǎn)子在定子之內(nèi)旋轉(zhuǎn)，與定子的內(nèi)表面成并列間隔關(guān)系，并且在定子的內(nèi)周和轉(zhuǎn)子的外周之間具有圓柱形間隙。定子線圈包括有由超細(xì)銅(Cu)絲構(gòu)成的一次線圈和由包括Cu、Nb3Sn、V3Ga、V3Ge、Bi、Ca、CuO和Sr的超導(dǎo)合金的超細(xì)絲構(gòu)成的二次線圈。二次線圈覆蓋有絕緣層。沒(méi)有傳統(tǒng)的可旋轉(zhuǎn)低溫容器的情況下，強(qiáng)烈反常約瑟夫森效應(yīng)也能獲得，產(chǎn)出綠色電能，改變發(fā)電質(zhì)量，改善發(fā)電效率。改變用傳統(tǒng)能源發(fā)電的模式，沒(méi)有污染，它可以應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，滿足各種領(lǐng)域使用電能的需要。
文檔編號(hào)H02K55/00GK101847925SQ20101019609
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者彭浩 申請(qǐng)人:彭浩