专利名称：磁力发动机的制作方法
技术领域：
本发明属于一种磁力发动机和磁动力发电机，即所谓的磁力永动机及磁永动发电机，它具有转子和定子。
长期以来，许多人在努力试图利用永磁材料制成发动机或发电机，使磁力发动机长期运转做功，输出动力。从而许多人将这种磁力发动机视为不用能源的永动机。但是，至今并未见到一个能长期自动运转的磁力发动机。所以，研究这种“永动机”性质的磁动机，一般被认为是违反能量守恒定律的，是根本不可能的是徒劳的。然而，尽管如此，关于磁力发动机的研究和专利申请却并未终止，参见《国际专利分类表》H02K 53/00、H02N 11/00、F03G 7/10类专利资料。(把用磁装置得到的发动机与发电机划入了所谓的机电永动机范畴，但未见一个国家的专利局批准一个这类发明。)我们分析过去提出的各种磁动机之所以实际上不能自动持续运转，根本原因是没有解决转子磁体与定子磁体之间正反向斥力及吸力和阻力的总平衡问题。这涉及磁动机的结构及材料。
永磁体产生稳恒强磁场，已广泛应用于电子仪器仪表、电器设备、小型电机、磁疗器和磁控器等领域。现在已可制成多种超强永磁体，如中国1988年的钕铁硼(Nd-Fe-B)35H已达到剩磁Br＞12500高斯(1.25特斯拉)，矫顽力Hc＞11300奥(90000安培/m)，磁能积(BH)m＞36兆高·奥(0.29焦尔/cm3)。国际上1983年的理论值已达到(BH)m＝65兆高·奥(0.52焦尔/cm3)。更高强磁性材料还在涌现。超导材料的应用，正在普及。这就是说材料问题解决了。
因此，将磁能连续不断地转换成机械能或电能的真正困难是磁动机的结构。这是一个技术问题。
我们的待批专利“多层齿轨磁力发动机”(中国实用新型专利申请号90216878.9)、“动定子磁力发动机”(中国发明专利申请号90108299.6)和“磁力发动机”(中国实用新型专利申请号91204142.0)提出了新颖的磁动机型式，其特征是转子由一个或多个转子轮构成;转子轮为轮式(定子磁极不进入转子磁极的运动轨迹)或齿轮式(定子磁极进入转子磁极的运动轨迹);定子磁极采用固定式或活动式磁极。
这些待批专利还有三点未提出①转子(或转子轮)上的磁极可以采用相对运动的活动式结构，②磁动力发电机的结构形式，③方法问题。
本发明的目的正是提供一种能长期持续、均衡地旋转做功的磁动机和磁动力发电机，使其做的功远大于为此而耗去的能所对应的功，从而保证有实用的剩余能量输出。(这里涉及到现代自然科学支柱之一的能量守衡和转换定律，另详论。)本发明包括两方面，一是方法，二是产品。
方法。一种磁力发动机定子推动转子连续旋转做功的方法，其特征是采用齿轮式磁极(或称凸极式，其定子齿式磁极要进入转子齿式磁极的运动轨迹)、动磁极(转子磁极除随转子旋转外，同时自身还运动，或定子磁极是活动者，称为动磁极)和多层磁极(至少两层，每层由若干个齿式同性磁极构成，每层转子与定子的齿式磁极至少有一方是动磁极，各层磁极相斥的时间错开)技术，使定子和转子磁极的结构(极面形状、大小及相对位置)和磁场(磁路走向及磁通密度)，
保证定子推动转子正向运动做功的同性磁极主方向相斥力，简称主斥力V，远大于反向相斥阻力V1与侧向推力T(为克服侧向阻力Vt所需的)之和，即V》T+V1;这就是说，主斥力V做的功Wv远大于造成该状态所需推力T消耗的能所对应的功Wt与反向相斥力V1做的功W1之和，即，Wv＞＞Wt+W1，并能避开或/和打破转子磁体与定子磁体之间正反向斥力V、V1及异性吸引力Vo和阻力Vt的总平衡问题(参见
图1，图2)。
本发明产品的特征是转子具有一个或多个转子轮(一个即转子本身);转子轮和定子的磁极按结构位置采用轮式(或称隐极式，其定子磁极不进入转子磁极的运动轨迹)或齿轮式(或称凸极式，其定子磁极进入转子磁极的运动轨迹);转子磁极或/和定子磁极采用静定磁极或动磁极(转子和定子上的磁极，按其运动形态分为静定磁极与可动磁极①固定在转子上随转子旋转或固定在定子上静止不动者，称为静定或简称定磁极;②转子磁极除随转子旋转外，同时自身还可活动，或定子磁极可活动者，称为动磁极)。
定子和转子轮上，①有一层或多层磁极，每层由若干个同性磁极构成，②无或有非磁性内啮合齿轮传动层(有非磁性内啮合齿轮层时，转子与定子协调工作的具体步骤是定子磁极相斥转子磁极，使转子轮沿定子内啮合齿公转且反向自转，推动转子轴旋转做功)。
转子或/和定子上的动磁极有4种基本运动形式①沿转子径向运动的磁极，②沿转子轴向运动的磁极，③斜向运动的磁极，④转动齿式磁极。
使动磁极的运动与转子或定子紧密协调一致的推动力方式有5种①由转子轮轴旋转(通过齿轮、凸轮、间歇、棘轮、连杆或组合机构)直接自动调控传动;②用外部动力机构自动适时调控传动;③用瞬时增力装置(汽油发动机、电磁铁或超导体);④用弹性件传动;⑤以上方法的组合调控传动。
转子具有转子主轴、转子支架、转子轮和磁轭;转子支架有中心体和支臂，其作用是将主轴与转子轮和磁轭连接及传动。支臂形式为杆、构架或盘状件。
磁轭的主要作用是固定磁极(动磁极即固定在动磁轭上)，它也是磁路的一部分。转子磁轭与定子转动磁轭还产生转动惯量。
转子和定子有多层磁极时，各层磁极的极性关系设置方式有四种①N-S极对称式(若六层即N-S-S-N-N-S)，②N-S极间隔式(若六层即N-S-N-S-N-S)，③同极式(即全部为同性极)，④N-S极分段集中式;其相邻两层磁极，用或不用N-S极的U形磁体9组成。
各层磁极的强度、形状、规格及相位设置相同或不同;同层各磁齿轮或磁轮的磁极与定子磁极相斥的时间相同或错开。各层或各轮磁极的位置不同，相互相差一个滞后时间，使磁极相斥的时间错开，有利于避免或冲破转子轮的运动死点，使转子运动平稳，并使推动转子或/和动磁极所需的总动力减小。
磁极形式为矩形28、斜面形29、锥形或弧形。
磁极采用高强永磁体、电磁铁或超导体。
轮式转子上的磁体设置为整圈式或间断式。
轮式转子和定子均采用静定磁极的磁动机，至少有一个电磁铁磁极，以便转子受力达到瞬时平衡的极限位置前夕，自动启动电磁铁增生瞬时主方向斥力，使转子通过死点位置继续旋转。
用本发明做成的磁动力发电机，其特征是感生电流的导线安置位置有5种①在动磁极处(参见图9)，②在两层磁极之间，③在U形磁极中腰断开处，④转子轴带动专门发电机，⑤上列几种的组合(其发电机制是当转子磁极或定子磁极的气隙磁力线构成旋转或往复移动磁场，与导线或线圈系统之间发生相对运动而切割磁力线时，导线中则产生感生电势和电流)。
用高强永磁体做的磁动力发电机，体积小、重量轻、效率高、单位磁能积价廉，必将引起发电机结构的变革。
用本发明的磁动机或磁力发电机制成的玩具，将别具一格。
本发明的效率取决于磁材料强度和结构形式，特别是能否充分发挥转子与定子磁能的磁路协调性。
本发明解决了磁力永动机和磁力永动发电机的结构问题，使人类的宿愿终于实现了。作为一种所谓的永动机，显然具有重大的理论意义。它突破了一个思想禁区。这种无污染、结构简单且价廉、可有各种型号的磁力发动机和发电机，可广泛应用于工农业、交通运输、军事、家庭及玩具业。这对缺能、缺电的乡间更迫切。它必将引起能源结构的变化;对缓解煤炭、石油、天然气和电力的紧张局面，有很大的现实意义。即使它的磁极表面场强度每年消失10%，在其失效报废之前，投资也早已收回。可见它对生产、节能、经济和环保等各方面得到的效益，将极其可观。
英文名称拟专用为磁动力发动机-Mageng或Magengene(Magnetic Engene)和磁动力发电机-Magenerator。
在前列的三个待批专利中，已列出多个实施例图。
下面用几个实施例及附图，进一步描述本发明的一些具体技术。
图1-齿轮式磁动机定子动磁极主方向相斥前的相斥关系。
图2-定子动磁极进入转子磁极运动轨迹时的主方向斥力V状态。
图3-三种转子动磁极与定子磁极的关系。
图4-沿转子径向运动的转子动磁极。
图5-沿转子轴向运动的转子动磁极。
图6-转动齿形的转子动磁极。
图7-一种两层定子动磁极的磁动力发动机剖视图。
图8-图7的结构平面图。
图9-在定子转动齿式动磁极处的感应发电示意图。
图1示转子(或转子轮)与定子的同性磁极N相斥，推动转子旋转为主，方向斥力V，反向斥力为阻力V1。保证转子长久运转的关键就是避开或打破V与V1形成的平衡状态和V》T+V1。图示定子动磁轭17为沿转子1径向运动。永磁体的主磁极用斜面形29。各自的S极向外，为矩形28。N、S极换位，作用相同。
图2示转子与定子N-S极发生斥-吸力关系。关键是要避开相吸平衡。基本措施是应保证定子动磁极12相斥后，自控适时高速离开。
图3，表出三种转子动磁轭7与定子磁极12的关系，便于对比。
图4及图3左部，表出沿转子径向运动的转子动磁极2与定子磁极12的关系。其特征是磁极2需进出一个周期，才能相斥一个定子磁极12，从而反推动转子动磁极2自身及转子1旋转。
图5及图3上部，表出沿转子轴向运动的转子动磁极2与定子磁极12的关系。其特征是2来或去半个周期，均可相斥一个定子磁极12，从而反推动转子1旋转。
图6及图3右部，表示转动齿式转子动磁极2与定子磁极12的关系。其特征是转子动磁极2绕磁轭旋转轴19旋转，去相斥定子磁极12，从而反推动转子动磁极自身2与转子一起旋转。
图7、图8-两层转子磁极2由U形磁体9两端磁极构成。转子具有转子主轴3、转子支架中心体5、杆式转子支架支臂6和磁轭7。
定子11有若干个齿式动磁极12，固定在定子动磁轭17上定子动磁轭杠杆32固定在三维铰支点33，带动磁轭17及磁极12沿转子径向运动。
转子上的凸轮27推动定子滚子26和从动件36，从而保证转子与定子协调运动。采用弹性件35和自动调控的瞬时加力装置38产生推力，克服侧向阻力Vt，使定子动磁极12进入转子磁极的运动轨迹，去正向相斥转子磁极2，从而反推动转子磁极2和转子轴3逆旋转做功，输出剩余能量。
图示磁极相斥的时间错开。21-定子动磁极相斥始发的临界状态，22-定子动磁极正常斥力推动状态，主斥力V主要由铰连杆25轴向支承。23-定子动磁极原位置。
图9表示由转子旋转(通过齿轮、连杆或组合机构)直接自动调控定子动磁轭旋转轴19旋转，带动转动齿式定子动磁轭17和定子磁极12，侧向运动进入转子齿式磁极的运动轨迹。定子转动磁轭与磁极12产生的转动惯量，有利于冲破侧向阻力Vt。图9左部，表示转动齿式定子磁极12去正向相斥转子磁极2，从而反推动转子磁轭7与转子一起旋转。
图9右部，表出定子动磁极12的气隙磁力线8构成旋转磁场，当导线或线圈系统37与定子动磁极发生相对运动而切割磁力线时，在定子内表面沟槽里的导线中则产生感生电势和电流。图9上部，表出定子动磁极12的外部还可以增设置导线和固定在定子上静止不动的定子磁极12′，与定子动磁极12之间构成旋转磁场，这时定子磁极12变成转动齿式转子动磁极。
各附图上的标记为1-转子，2-转子磁极，3-转子轴，4-齿磁体的非磁性材料面，5-转子支架中心体，6-转子支架支臂，7-转子磁轭或动磁轭，8-气隙与磁力线，9-U形磁体，10-转子轮上的非磁性齿，11-定子，12-定子磁极，13-转子轮轴的运动轨迹，14-定子磁齿轨或磁轭，15-转子轮，16-转子轮轴17-定子动磁轭，18-定子上的非磁性齿(与10组成一对非磁性内啮合齿轮)，19-转动动磁轭的旋转轴，20-转子磁极的运动轨迹，21-定子动磁极相斥始发的临界状态，22-定子动磁极正常斥力推动状态，23-定子动磁极原位置，24-磁轭的滚动轴承，25-铰连杆，26-滚子，27-凸轮，28-矩形磁极，29-斜面形磁极，30-锥形磁极，31-弧形磁极，32-定子动磁轭杠杆，33-动磁轭杠杆的固定铰支点，34-滚子轴，35-弹性件，36-从动件，37-导线或线圈系统，38-瞬时加力装置。
权利要求
1.一种磁力发动机定子推动转子连续旋转做功的方法，其特征是采用齿轮式磁极(或称凸极式，其定子齿式磁极要进入转子齿式磁极的运动轨迹)、动磁极(转子磁极除随转子旋转外，同时自身还运动，或定子磁极是活动者，称为动磁极)和多层磁极(至少两层，每层由若干个齿式同性磁极构成，每层转子与定子的齿式磁极至少有一方是动磁极，各层磁极相斥的时间错开)技术，使定子和转子磁极的结构(极面形状、大小及相对位置)和磁场(磁路走向及磁通密度)，保证定子推动转子正向运动做功的同性磁极主方向相斥力，简称主斥力V，远大于反向相斥阻力Vi与侧向推力T(为克服侧向阻力Vt所需的)之和，即V》T+Vi；这就是说，主斥力V做的功Wv远大于造成该状态所需推力T消耗的能所对应的功Wt与反向相斥力Vi做的功Wi之和，即，Wv》Wt+Wi，并能避开或/和打破转子磁体与定子磁体之间正反向斥力V、Vi及异性吸引力Vo和阻力Vt的总平衡问题。
2.一种磁力发动机，它具有转子和定子，其特征是转子具有一个或多个转子轮(一个即转子本身);转子轮和定子的磁极按结构位置采用轮式(或称稳极式，其定子磁极不进入转子磁极的运动轨迹)或齿轮式(或称凸极式，其定子磁极进入转子磁极的运动轨迹);转子轮或/和定子的磁极，按其运动形态采用静定磁极(固定在转子上随转子旋转或固定在定子上静止不动者，称为静定磁极或简称磁极)或动磁极(转子磁极除随转子旋转外，同时自身还运动，或定子磁极是活动者，称为动磁极)。
3.根据权利要求2所述的磁动机，其特征是定子和转子轮上，①有一层或多层磁极，每层由若干个同性磁极构成，②无或有非磁性内啮合齿轮传动层(有非磁性内啮合齿轮层时，转子与定子协调工作的具体步骤是定子磁极相斥转子磁极，使转子轮沿定子内啮合齿公转且反向自转，推动转子轴旋转做功)。
4.根据权利要求2所述的磁动机，其特征是转子或/和定子上的动磁极有4种基本运动形式①沿转子径向运动的磁极，②沿转子轴向运动的磁极，③斜向运动的磁极，④转动齿式磁极。
5.根据权利要求4所述的动磁极，其特征是使动磁极的运动与转子或定子紧密协调一致的推动力方式有5种①由转子轮轴旋转(通过齿轮、凸轮、间歇、棘轮、连杆或组合机构)直接自动调控传动;②用外部动力机构自动适时调控传动;③用瞬时增力装置(汽油发动机、电磁铁或超导体);④用弹性件传动;⑤以上方法的组合调控传动。
6.根据权利要求3所述的磁动机，其特征是转子和定子上有多层磁极时，各层磁极的极性关系设置方式有四种①N-S极对称式，②N-S极间隔式，③同极式，④N-S极分段集中式;其相邻层磁极，用或不用N-S极的U形磁体构成。
7.根据权利要求3所述的磁动机，其特征是磁极采用高强永磁体、电磁铁或超导体。
8.用权利要求3、5、6或7所述的磁动机做成的磁动力发电机，其特征是感生电流的导线安置位置有5种①在动磁极处，②在两层磁极之间③在U形磁极中腰断开处，④转子轴带动专门发电机，⑤上列方式的组合。
9.用权利要求3、5、6、7或8所述的磁机或磁动力发电机制成的玩具。
全文摘要
本发明提供一种磁力发动机和磁动力发电机。方法是采用多层齿轮式动磁极，它具有转子和定子，其特征是转子具有一个或多个转子轮；磁极(一层或多层)采用轮式或齿轮式，静定磁极或动磁极，用高强永磁体、电磁铁或超导体。无或有非磁性内啮合齿轮传动层。动磁极有4种运动形式，推动方式有5种。感生电势的导线位置有多种。
文档编号H02N11/00GK1066752SQ9110293
公开日1992年12月2日 申请日期1991年5月11日 优先权日1991年5月11日
发明者祝子高, 杨肇原, 程正华, 祝虹 申请人:祝子高, 杨肇原