专利名称：低温电能输出机的制作方法
技术领域：
本发明属于超导电技术领域，尤其是一种低温电能输出机。
背景技术：
超导体在低于临界磁场时，具有完全抗磁性和完全导电性，如果外加磁场高于临界磁场，超导态被破坏而转变为正常态。
超导磁体可以作为永久磁体使用，根据《超导电技术及其应用》国防工业出版社出版第145页磁通泵“如果想将超导磁体作为一个永久磁体使用，应设法使引线不发热。为了使用引线励磁的超导磁体成为永久磁体，最好是用超导线将磁体两端短路掉，而不再残存任何接触电阻”。
带有绝缘层的超导体卷筒具有分结表面磁场功能。根据我本人于1998年2月20日在中国科学院、低温技术实验中心作实验证实超导卷筒可分结表面磁场。测试报告No9801号铅箔卷筒的超导磁体内部轴向磁场强度测试报告，根据测试报告举例如下，超导箔卷筒是用超导箔卷成，在层间加有绝缘层，超导卷筒是用超导箔卷筒是长50cm，内径5cm，在超导卷筒外有超导永久磁体，超导永久磁体磁场500高斯，这时在超导卷筒内轴向各点磁场是100高斯。
发明内容
本发明的目的是提供一种用一个大能量超导闭合回路冻结磁通永久磁体，通过磁通泵正反转动使超导永久磁体磁场微量变化，使超导卷筒相变，用穿过超导卷筒磁场切割能量输出线圈对外界输出电能的低温电能输出机。
本发明的目的是这样实现的一种低温电能输出机，它是由超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)、超导卷筒(7)(8)(9)、能量输出线圈(10)(11)(12)(13)、磁通泵(85)(86)、脉冲循环发生器(41)，超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)与磁通泵(85)(86)电连接，磁通泵(85)(86)与脉冲循环发生器(41)电连接。
超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)是用超导线绕成的线圈，外形是螺线管形的，超导永久磁体(1)与(2)、(3)与(4)、(5)与(6)每对螺线管绕组方向相反，并与磁通泵(85)(86)超导板(22)(32)和超导开关(23)(24)构成串连超导闭合回路。在超导卷筒(7)(8)(9)左右端装有两个超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)。超导卷筒(7)(8)(9)内有能量输出线圈(10)(11)(12)(13)。磁通泵(85)(86)内超导板(22)(32)下端装有6个超导线圈(15)(16)(17)(18)(19)(20)与(25)(26)(27)(28)(29)(30)(31)每个线圈内装有铁芯(21)(31)。超导线圈(15)(16)(17)(18)(19)(20)与(25)(26)(27)(28)(29)(30)(31)与脉冲循环发生器(41)上电刷(57)(58)(59)(60)(61)(62)(36)与(70)(71)(72)(73)(74)(75)(40)连接。电刷(57)(58)(59)(60)(61)(36)与(70)(71)(72)(73)(74)(75)(40)与绝缘辊(33)(42)上电极组(56)(69)上11个电极依次从右向左转动接通电源。导电环(37)(39)固定在轴(86)上。导电环(37)(39)上引线(43)(46)与电极组(56)(69)上11个电极连接。导电环(37)(39)与电刷(28)(40)连接转动导电。电刷(28)(40)固定在支架(34)上并与电源正极连接。超导线圈(15)(16)(17)(18)(19)(20)与(25)(26)(27)(28)(29)(30)上一端引线接电源负极，绝缘辊(33)(42)由调速电机(38)经皮带(49)带动向下转动，电刷(57)(58)(59)(60)(61)(62)(70)(71)(72)(73)(74)(75)固定在支架(34)上。
本发明的好处是采用小功率磁通泵将大功率超导永久磁体内微量磁场取出、送进，使超导永久磁体内磁场微量变化，使超导卷筒相变，使超导永久磁体进出超导卷筒，磁场切割能量输出线圈对外界输出电能，只要外界给超导永久磁体一次输入几千千瓦小时电能，通过电能循环，就可使输出功率100万千瓦低温电能输出机长期连续对外界输出电能，能够对外界长期不断提供电能。
图1低温电能输出机纵剖面结构图；图2是磁通泵立体图；图3是磁通泵立体图；图4是脉冲循环发生器纵剖面结构图；图5是第一种超导卷筒结构AA剖视图；图6是第二种超导卷筒结构AA剖视图；图7是第三种超导卷筒结构AA剖视图。
图中1、2、3、4、5、6超导永久磁体，7、8、9超导卷筒，10、11、12、13能量输出线圈，14杜瓦瓶，15、16、17、18、19、20超导线圈，21铁芯，22超导板，23超导开关，24超导开关，25、26、27、28、29、30超导线圈，31铁芯，(32)超导板，33绝缘辊，34支架，35线圈，36电刷，37导电环，38调速电机，39导电环，40电刷，41脉冲循环发生器，42绝缘辊，43减振器，44减振器，45减振器，46电源引线，47、48轴承，49皮带，50、51、52、53、54、55减振器56电极组，57、58、59、60、61、62电刷，63、64、65、66、67、68减振器，69电极组，70、71、72、73、74、75减振器，76、77超导卷筒内外套，78、79大块超导板，80、81窄条超导板，82、83大块超导板，84超导板卷筒，85、86磁通泵，具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明一种低温电能输出机，它是由超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)、超导卷筒(7)(8)(9)、能量输出线圈(10)(11)(12)(13)、磁通泵(85)(86)、脉冲循环发生器(41)，超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)与磁通泵电连接，磁通泵(55)(56)与脉冲循环发生器(41)电连接。
超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)是用超导线绕成螺线管形的，每对螺线管绕组方向相反，每对超导永久磁体串连一起与超导板(22)(32)超导开关(23)(24)电连接构成超导闭合回路。
超导卷筒(7)(8)(9)有三种结构第一种超导卷筒(7)(8)(9)每层是用大块低抗磁超导箔(78)(79)与小窄条高抗磁超导箔(80)(81)焊接组成，每圈层与层之间加有绝缘层，并装在内外套(76)(77)中间，超导卷筒(7)(8)(9)每层也可以用溅射方法，在内套(76)外上先溅射一层大块低抗磁超导薄膜(78)(79)，然后再在大块低抗磁超导薄膜(78)(79)上溅射两条高抗磁超导薄膜(80)(81)在每圈层与层之间溅射一层氧化物绝缘层，超导卷筒(1)(2)(3)(4)(5)(6)内高抗磁超导箔(80)(81)与低抗磁超导箔(78)(79)临界磁场相差几至几百高斯；第二种超导卷筒(1)(2)(3)(4)(5)(6)结构每层是用溅射方法制成，在内套外先溅射一层超导薄膜(83)，然后在超导薄膜(83)两端溅射一层窄条氧化物绝缘层，然后再在氧化层上再溅射一层超导薄膜(82)，在超导卷筒(11)外有外套管(37)；
第三种超导卷筒(1)(2)(3)(4)(5)(6)结构每层是用超导箔中间加有绝缘层卷成，超导卷筒(7)(8)(9)装在内外套(76)(77)中间；一、二、三种结构超导卷筒(7)(8)(9)所卷的层数是正整数即N＝1…N1、N2，超导卷筒(1)(2)(3)(4)(5)(6)装在超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)中间内。
能量输出线圈(10)(11)(12)(13)是用普通导线绕成螺线管形的，装在杜瓦瓶内中心室温内，能量输出线圈(10)(11)(12)(13)可用超导线绕成螺线管形的，装在杜瓦瓶内。能量输出线圈(10)、(11)装在超导卷筒(7)一半，能量输出线圈(10)(11)另一半装在超导卷筒(8)(9)内。能量输出线圈(12)(13)装在另一半超导卷筒(8)(9)内，能量输出线圈(10)(11)(12)(13)是每个线圈与一个负载连接对外界输出电能，磁通泵(85)(86)它是由超导板(22)(32)、超导板是用超导材料制成做成圆片形的，超导板(22)(32)下面有六个线圈(15)(16)(17)(18)(19)(20)与(25)(26)(27)(28)(29)(30)是用普通线绕成，做成梯形螺线管形的，在线圈内装有铁芯(21)(31)。超导板(22)(32)与超导永久磁体(1)(2)、(3)(4)(5)(6)超导开关(23)(24)电连接构成超导闭合回路。
脉冲循环发生器(41)，它是在支架(34)内绝缘辊(33)(42)上装有电极组(56)(69)。电极组(56)(69)是由11片金属电极组成，每块电极之间相差半个电极位置，绝缘辊(33)(42)经轴承(47)(48)固定在支架(34)上转动。绝缘辊(33)(42)是由调速电机(38)经皮带(49)带动向下转动。电极组(56)(69)由引线(43)(46)与金属导电环(37)(39)电连接，经电刷(36)(40)与电池正极相连，电刷(57)(58)(59)(60)(61)(62)(70)(71)(72)(73)(74)(75)与线圈(15)(16)(17)(18)(19)(20)(25)(26)(27)(28)(29)(30)另一根引线与电源负极连接。
发明原理本发明先采用先将超导开关(23)(24)打开，用外部电源将超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)内磁场达到饱和时，将超导开关(23)(24)关闭使超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)与磁通泵(55)(56)上超导板(22)(32)构成超导闭合回路，超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)磁场冻结接近超导卷筒(7)(8)(9)失超磁场，这时脉冲循环发生器(41)上绝缘辊(33)(42)向下转动，电极组(56)(56)上电极从右向左依次与电刷(57)(58)(59)(60)(61)(62)接通电源使线圈(15)(16)(17)(18)(19)(20)依次产生磁场带替沃尔格磁通泵(85)上磁棒转动，半周，使超导磁体(1)(2)内磁场增加到使超导卷筒(7)第一种结构中两大块低抗磁超导板(78)(79)失去超导性，两窄条高抗磁超导板(80)(81)不失超，同时超导永久磁体(1)(2)磁场切割能量输出线圈(10)(11)对外界负载输出一个与超导永久磁体(1)(2)储能量相等的能量电能。这时绝缘辊(33)继续向下转动，超导磁体(1)(2)磁场减少，超导卷筒(7)恢复超导态后，这时绝缘辊(42)转动到另一面，电极组(69)上电极从右向左依次与电刷(70)(71)(72)(73)(74)(75)接通通电使线圈(25)(26)(27)(28)(29)(30)依次产生磁场带替沃尔格磁通泵上磁棒转动半周，使超导永久磁体((3)(4)(5)(6)内磁场增加到使超导卷筒(8)(9)第一种结构中两大块低抗磁超导板(78)(79)失去超导性，两窄条高抗磁超导板(80)(81)不失超，同时超导永久磁体(3)(4)(5)(6)磁场切割能量输出线圈(10)(11)另一半线圈与能量输出线圈(12)(13)对外界负载输出一个与超导永久磁体(3)(4)(5)(6)储能量相等的能量电能的交流电。
第二种超导卷筒(7)(8)(9)是在超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)内的超导卷筒(7)与(8)(9)交替失超与恢复超导，超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)磁场磁场切割能量输出线圈(7)(8)(9)对外界负载输出一个与超导永久磁体内储能量相等的能量电能的交流电。
第三种超导卷筒(7)(8)(9)是在超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)内的超导卷筒(7)与(8)(9)交替失超与恢复超导态，超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)磁场切割能量输出线圈(7)(8)(9)对外界负载输出一个与超导永久磁体内储能量相等的能量电能的交流电。
这时绝缘辊(33)(42)继续向下转动电极组(56)(69)上电极再从左向右依次与电刷(57)(58)(59)(60)(61)(62)(70)(71)(72)(73)(74)(75)接通导电，使线圈(15)(16)(17)(18)(19)(20)(25)(26)(27)(28)(29)(30)5依次送电，使超导永久磁体(1)(2)、(3)(4)(5)(6)内微量磁场变化依次励磁、退磁，也同时使三种不同结构的超导卷筒(7)与(8)(9)也同时可全部交替失超与恢复超导态，超导卷筒(7)与(8)(9)失超时超导永久磁体(1)(2)、(3)(4)(5)(6)磁场切割能量输出线圈(10)(11)(12)(13)对外界负载输出一个与超导永久磁体(1)(2)、(3)(4)(5)(6)内储能量相等的能量电能。超导卷筒(10)(11)(12)(13)恢复超导态时，这时超导卷筒(7)与(8)(9)内磁场为零，因为这时超导永久磁体(1)(2)、(3)(4)(5)(6)上磁场在超导卷筒(7)(8)(9)内外相互抵消，这时超导卷筒(7)(8)(9)内磁场为零，这时超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)内先冻结小于超导卷筒(7)(8)(9)的临界磁场没有减少，因为磁场切割不了超导闭合回路，超导卷筒(7)(8)(9)相变一次，超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)磁场就切割能量输出线圈(10)(11)(12)(13)对外界输出一次电能，重复这一操作，在将低温电能输出机发出的电能再供给脉冲循环发生器(41)。这样低温电能输出机，只要外界一次输入一个小能量，就可对外界连续输出大能量电能。
权利要求
1.一种低温电能输出机，包括超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)、超导超导卷筒(7)(8)(9)、量输出线圈(10)(11)(12)(13)、磁通泵(85)(86)、脉冲循环发生器(41)，超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)与磁通泵(85)(86)电连接，磁通泵(85)(86)与脉冲循环发生器(41)电连接，其特征是超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)是用超导线绕成的线圈，外形是螺线管形的，两个线圈绕组方向相反，并串连一起，超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)与超导开关(23)(24)超导板(22)(32)构成超导体闭合回路；
2.根据权利要求1所述的低温电能输出机，其特征是超导卷筒(7)(8)(91)有三种结构，超导卷筒(7)(8)(9)第一种结构，超导卷筒(7)(8)(9)是由大块低抗磁超导箔(78)(79)与高抗磁窄条超导(80)(81)焊接组成，在每圈层之间加有绝缘层，超导卷筒(7)(8)(9)也可以用溅射方法制成，低抗磁超导箔(78)(79)与高抗磁窄条超导箔(80)(81)相互焊接所卷成的圈数是正整数，即N＝1、2…………N1、N2，高抗磁超导箔(80)(81)比低抗磁超导板(78)(79)临界磁场高几十至几百高斯，使大块低抗磁超导板(78)(79)失超后，小块高抗磁超导板(80)(81)不失超。超导卷筒(7)(8)(9)装在内外套(76)(77)内；
3.根据权利要求1中所述的超导卷筒(7)(8)(9)，其特征是超导卷筒(7)(8)(9)第二种结构，超导卷筒(7)(8)(9)是用溅射方法制成，先在内套(76)上溅射一块超导薄膜(82)(82)|，然后再在超导薄膜两端溅射一层氧化层绝缘层，然后再溅射一层超导薄膜(83)，在每圈层与层之间也溅射一层氧化物绝缘层，超导卷筒(7)(8)(9)所卷的层数可是正整数即N＝1……N1、N2…，超导卷筒(7)(8)(9)也可在每块超导板接口处每层之间加绝缘层卷成；
4.根据权利要求2中所述的超导卷筒(7)(8)(9)，其特征是超导卷筒(7)(8)(9)第三接种结构，超导卷筒(7)(8)(9)是用超导箔(84)卷成在每圈层与层之间加有绝缘层，超导卷筒(7)(8)(9)也可以用溅射方法制成，在溅射的每圈超导薄膜(45)之间溅射一层|氧化物绝缘层。超导卷筒(7)(8)(9)装在内外套(16)(37)中间，超导卷筒(7)(8)(9)所卷圈数是正整数即N＝1……N1、N2；
5.根据权利要求1中所述的低温电能输出机，其特征是能量输出线圈(10)(11)(12)(13)是用普通线绕成螺线管形的，两个线圈绕组方向相反串连，能量输出线圈(10)(11)(12)(13)并可放在杜瓦瓶(14)液氦内，能量输出线圈(10)(11)(12)(13)与负载构成串连回路；
6.根据权利要求1中所述的低温电能输出机，其特征是磁通泵((85)(86)中线圈(15)(16)(17)(18)(19)(20)(25)(26)(27)(28)(29)(30)是用普通线绕成，做成长条梯形螺线管形的，在线圈中间加有铁芯(21)(31)，在线圈|(15)(16)(17)(18)(19)(20)(25)(26)(27)(28)(29)(30)上端有超导板(22))(32)，超导板(22)(32)是临界磁场低的超导板制成，外形是圆片形的，超导板(22)(32)与超导永久磁体(1)(2)(3)(4)(5)(6)超导开关(23)(24)构成超导闭合回路；
7.根据权利要求1中所述的低温电能输出机，其特征是，脉冲循环发生器(41)中绝缘辊(33)(42)上电极组(56)(69)30)是由11片金属片组成，每片与每片之间相差半个电极位置，绝缘辊(33)(42)由轴承(47)(48)圈固定在支架(34)上转动。电极组(56)(69)由引线(43)(46)与金属导电环(37)(39)电连接，经电刷(36)(40)与电池正极相连接。电刷(57)(58)(59)(60)(61)(62)(70)(71)(72)(73)(74)(75)与线圈(15)(16)(17)(18)(19)(20)(25)(26)(27)(28)(29)(30)每个线圈一根引线连接，线圈另一根引线与电源负极连接。
全文摘要
本发明属于超导电技术领域，尤其是一种低温电能输出机，它是由超导永久磁体、超导卷筒、能量输出线圈、磁通泵、脉冲循环发生器，超导永久磁体与磁通泵电连接，磁通泵与脉冲循环发生器电连接，超导永久磁体冻结磁通小于超导卷筒临界失超磁场，在用磁通泵使超导永久磁体内磁场微量变化，使超导卷筒相变，超导永久磁体磁场切割能量输出线圈对外界输出电能，只要给超导永久磁体输入一个小功率电能，能量输出线圈就可对外界负载输出一个大功率电能，通过电能循环，能量输出线圈可连续不断对外界输出大功率电能，就可长期连续不断向界提供一种安全可靠、洁净的电能。
文档编号H02K53/00GK1917340SQ20051009592
公开日2007年2月21日 申请日期2005年8月21日 优先权日2005年8月21日
发明者高步 申请人:高步