专利名称：超导发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电设备领域，特别涉及一种超导发电机。
背景技术：
现有的超导发电机，必须提供可旋转低温容器来保持超导状态。使用氮气或者氦气的可旋转低温容器来提供低温才能保持超导效应。可旋转低温容器会必然地增加设备尺寸以及具有运行难度。现有的超导发电机设备体积很大，必须有低温容器才能保证超导效应。制造成本和运营费用都很昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超导发电机，解决的现有技术存在的上述问题。本发明超导发电机产出绿色电能，改变发电质量，改善发电效率。改变现有超导发电机结构，它可以应用到各个领域，满足各种领域对发电机的需要。本发明涉及的超导发电机，它借助特有的超导线圈和特殊的定子及转子不仅可以通过超导线圈获得反常约瑟夫森效应，而且在加电时，在不使用保证超导状态的传统可旋转低温容器的情况下就能获得这一效应。本发明的上述目的通过以下技术方案实现
超导发电机I包括圆柱形非磁框架2、非磁性端盖3、旋转非磁轴4、辅助电机5、永磁圆筒6、圆柱形非磁托架10、一次线圈11、二次超导线圈12、弓形永磁体13、圆柱形间隙14、弧形或半圆形永磁体15、轴承16、端盘17、导线I 18、II 19、中央开口 20、螺栓21、端盖22、小开孔I、11、11123、27、28、铜层24、绝缘层25、圆柱形穴26、转子8及定子7，所述的圆柱形非磁框架2的两端分别与端盖3固定连接，圆柱形非磁框架2的内表面安装定子7，所述定子7内设置转子8，且定子7与转子8之间具有圆柱形间隙14，所述转子8的旋转非磁轴4的底部延伸端与辅助电机5连接；
所述定子7包括定子线圈9及弓形永磁体13，所述定子线圈9围绕圆柱形非磁框架2的内表面予以整体安装，定子线圈9包括有一次线圈11及二次超导线圈12，所述定子7的每一个环均包括有三个弓形永磁体13,定子7的环纵向堆叠在圆柱形非磁框架2的内表面上；
所述转子8包括旋转非磁轴4、围绕旋转非磁轴4外周的圆柱形非磁托架10、围绕圆柱形非磁托架10运动的永磁圆筒6以及设置在转子8端部的端盘17。所述的弓形永磁体13具有一个外表面，半径等于圆柱形框架2的内表面的半径。所述的一次线圈11由直径为60纳米的铜丝构成，二次超导线圈12由Cu、Nb3SruV3Ga, V3Ge, Bi、Ca、CuO和Sr的超导合金的直径为60纳米的丝构成，所述的二次超导线圈12外设有层铜24，铜层24外设有绝缘层25。所述的永磁圆筒柱6由若干的永磁环组成，每一个环均包括有一对弧形或者半圆形永磁体15，所述永磁圆筒6的环相对于弓形永磁体13径向、同心设置，并且沿纵向具有15 30度的径向延迟。
所述的转子8的直径小于定子7的直径。所述的旋转非磁轴4的两端分别设置轴承16，它们分别安装在圆柱形穴26内，圆柱形穴26设置在非磁性端盖3的内中部，旋转非磁轴4的两端分别穿过非磁性端盖3的中央开口 20。所述的非磁性端盖3的周边设置若干的小开孔II 27，在端盖22相对应位置设有若干的小开孔I 23，圆柱形非磁框架2的端部对应处设有若干的小开孔III28，一次线圈11、二次超导线圈12的导线I 18、导线II 19分别穿过中央开孔20附近的一对小开孔I 23。本发明的有益效果在于结构新颖、简单，不但可以用传统能源做动力，它还可以 用电动机、风能、太阳能等其它能源来做动力。本发明的超导发电机提供新式的超导定子线圈和新式的转子，借此，卓越的反常约瑟夫森效应可低成本获得，进而保持超导状态。本发明的技术产品能够产出绿色电能，改变发电质量，提高发电效率。改变使用传统能源发电的模式，高效率产能，它可以应用到各个领域，满足各种领域使用电能的需要。实用性强。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。图I为本发明的主视示意 图2为本发明的俯视不意 图3为图I的A-A首I]视不意 图4为本发明的纵向剖视示意 图5为图4的B-B剖视示意 图6为本发明的一次线圈的剖视放大示意 图7为本发明的转子的主视示意 图8为本发明的弓形永磁体的放大示意 图9为图8的右视不意 图10为本发明的弧形或半圆形永磁体的放大示意 图11为图10的右视示意图。I、超导发电机；2、圆柱形非磁框架；3、非磁性端盖；4、旋转非磁轴；5、辅助电机；6、永磁圆筒；7、定子；8、转子；9、定子线圈；10、圆柱形非磁托架；11、一次线圈；12、二次超导级圈；13、弓形永磁体；14、圆柱形间隙；15、弧形或半圆形永磁体；16、轴承;17、端盘;18、导线I ;19、导线II ;20、中央开口 ；21、螺栓；22、端盖；23、小开孔I ;24、铜层；25、绝缘层；26、圆柱形穴；27、小开孔II ;28、小开孔III。
具体实施例方式下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式
。参见图I至图5，本发明的超导发电机I包括圆柱形非磁框架2、非磁性端盖3、旋转非磁轴4、辅助电机5、永磁圆筒6、圆柱形非磁托架10、一次线圈11、二次超导线圈12、弓形永磁体13、圆柱形间隙14、弧形或半圆形永磁体15、轴承16、端盘17、导线I 18、II 19、中央开口 20、螺栓21、端盖22、小开孔I、11、11123、27、28、铜层24、绝缘层25、圆柱形穴26、转子8及定子7，所述的圆柱形非磁框架2的两端分别与端盖3固定连接，圆柱形非磁框架2的内表面整体安装定子7，所述定子7内设置转子8，且定子7与转子8之间具有圆柱形间隙14，所述转子8的旋转非磁轴4的底部延伸端与辅助电机5连接；
所述定子7包括定子线圈9及弓形永磁体13，所述定子线圈9围绕圆柱形非磁框架2的内表面予以整体安装，定子线圈9包括有一次线圈11及二次超导线圈12，所述定子7的每一个环均包括有三个弓形永磁体13，如图8及图9所示。定子7的环纵向堆叠在圆柱形非磁框架2的内表面上；
参见图7所示，所述转子8包括有具有预定直径和长度的旋转非磁轴4，围绕旋转非磁轴4外周的圆柱形非磁托架10，围绕圆柱形非磁托架10运动的永磁圆筒6，以及设置在转子8端部的端盘17。转子8的旋转非磁轴4具有预定的直径和长度，这样转子8可以在定子7内旋转，并且旋转非磁轴4的一端予以伸长与辅助电机5连接。转子8在与二次超导线圈12的内表面成并列间隔关系的定子7之内同心并且可旋转，并且在定子7的内周和转子8的外周之间具有圆柱形间隙14。 参见图8及图9所示,所述的弓形永磁体13具有一个外表面,半径约等于圆柱形框架2的内表面的半径。参见图6所示，所述的一次线圈11由直径为60纳米的铜(Cu)丝构成，二次超导线圈12由Cu、Nb3Sn、V3Ga, V3Ge, Bi、Ca、CuO和Sr的超导合金的直径为60纳米的丝构成，所述的二次超导线圈12外设有层铜24，铜层24外设有绝缘层25。如图10和11所示，所述的永磁圆筒柱6由若干的永磁环组成，每一个环均包括有一对弧形或者半圆形永磁体15。如图7所不,所述的永磁圆筒6的环相对于弓形永磁体13径向、同心设置，并且沿纵向具有15 30度的径向延迟。所述的转子8的直径小于定子7的直径。实际使用时依据情况，当每一弓形永磁体13的内周磁化负极时，弧形或半圆形永磁体15的内周也磁化负极。反之，当弓形永磁体13的内周磁化正极时，弧形或半圆形永磁体15 15的内周也磁化正极。传动转矩通过弓形永磁体13和弧形或半圆形永磁体15的同极排斥力施加到转子8时让超导态得以保持。所述的旋转非磁轴4的两端分别设置轴承16，它们分别安装在圆柱形穴26内，圆柱形穴26设置在非磁性端盖3的内中部。旋转非磁轴4的两端分别穿过非磁性端盖3的中央开口 20。所述的非磁性端盖3的周边设置若干的小开孔II 27，在端盖22相对应位置设有若干的小开孔I 23，圆柱形非磁框架2的端部对应处设有若干的小开孔III28，一次线圈11、二次超导线圈12的导线I 18、导线II 19分别穿过中央开孔20附近的一对小开孔I 23。非磁性端盖3通过螺栓21及小开孔III 28与圆柱形非磁框架2的端部固定连接， 以便于超导发电机I可架构而成。如附图4所示，定子线圈9包括螺旋形式缠绕的一次铜(Cu)线圈11和以螺旋形式围绕一次铜(Cu)线圈11的内表面缠绕的二次超导线圈12。所述一次线圈11的导线I 18和二次超导线圈12的导线II 19穿过端盘17的小开孔II 27和小开孔III 28，并且导线I 18和导线II 19分别连接到蓄电池上。所述一次线圈11包括有若干的螺旋缠绕的直径为60纳米的铜(multi-conducting)丝,而二次超导线圈12也包括有若干的螺旋缠绕的直径为60纳米的超导丝组成，每一超导丝均由包括Cu、Nb3Sn、V3Ga、V3Ge、Bi、Ca、CuO 和 Sr 的超导合金制成。参见图8至图11所示，圆柱形永磁铁的定子7上的弓形永磁体13与圆柱形永磁铁定子7上的弧形或半圆形永磁体15呈同心圆的辐射状结构。更确切地说，弓形永磁体13沿圆周纵向地围在弧形或半圆形永磁体15的外侧，且两个永磁铁之间是呈15 30度的辐射延迟。因此，弓形永磁体13的内圆周被磁化为负极时,弧形或半圆形永磁体15内圆周也被磁化为负极。与此同时，当弓形永磁体13的外圆周被磁化为正极时,弧形或半圆形永磁体15的内圆周也被磁化为正极,这样的话，弓形永磁体13和弧形或半圆形永磁体15所产生同极排斥力。在本发明中，不需要使用常规可旋转低温系统来维持超导状态，也不需要获得极 佳的约瑟夫森效应。以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种超导发电机，其特征在于圆柱形非磁框架(2)的两端分别与端盖(3)固定连接，圆柱形非磁框架(2)的内表面安装定子(7)，所述定子(7)内设置转子(8)，且定子(7)与转子(8)之间具有圆柱形间隙(14)，所述转子(8)的旋转非磁轴(4)的底部延伸端与辅助电机(5)连接； 所述定子(7)包括定子线圈(9)及弓形永磁体(13)，所述定子线圈(9)围绕圆柱形非磁框架(2)的内表面予以整体安装，定子线圈(9)包括有一次线圈(11)及二次超导线圈(12)，所述定子(7)的每一个环均包括有三个弓形永磁体(13)，定子(7)的环纵向堆叠在圆柱形非磁框架(2)的内表面上； 所述转子(8)包括旋转非磁轴(4)、围绕旋转非磁轴(4)外周的圆柱形非磁托架(10)、围绕圆柱形非磁托架(10)运动的永磁圆筒(6)以及设置在转子(8)端部的端盘(17)。
2.根据权利要求I所述的超导发电机，其特征在于所述的弓形永磁体(13)具有一个外表面，半径等于圆柱形框架(2)的内表面的半径。
3.根据权利要求I所述的超导发电机，其特征在于所述的一次线圈(11)由直径为60纳米的铜丝构成，二次超导线圈(12)由Cu、Nb3Sn、V3Ga、V3Ge、Bi、Ca、CuO和Sr的超导合金的直径为60纳米的丝构成，所述的二次超导线圈(12)外设有层铜(24)，铜层(24)外设有绝缘层(25)。
4.根据权利要求I所述的超导发电机，其特征在于所述的永磁圆筒柱(6)由若干的永磁环组成，每一个环均包括有一对弧形或者半圆形永磁体(15)，所述永磁圆筒(6)的环相对于弓形永磁体(13)径向、同心设置，并且沿纵向具有15 30度的径向延迟。
5.根据权利要求I所述的超导发电机，其特征在于所述的转子(8)的直径小于定子(7)的直径。
6.根据权利要求I所述的超导发电机，其特征在于所述的旋转非磁轴(4)的两端分别设置轴承(16)，它们分别安装在圆柱形穴(26)内，圆柱形穴(26)设置在非磁性端盖(3)的内中部，旋转非磁轴(4)的两端分别穿过非磁性端盖(3)的中央开口(20)。
7.根据权利要求I或6所述的超导发电机，其特征在于所述的非磁性端盖(3)的周边设置若干的小开孔II (27)，在端盖(22)相对应位置设有若干的小开孔I (23)，圆柱形非磁框架(2)的端部对应处设有若干的小开孔111(28)，一次线圈(11)、二次超导线圈(12)的导线I (18)、导线II (19)分别穿过中央开孔(20)附近的一对小开孔I (23)。
全文摘要
本发明涉及一种超导发电机，属于发电设备领域。圆柱形非磁框架的两端分别与端盖固定连接，圆柱形非磁框架的内表面安装定子，所述定子内设置转子，且定子与转子之间具有圆柱形间隙，所述转子的旋转非磁轴的底部延伸端与辅助电机连接；所述定子包括定子线圈及弓形永磁体，所述定子线圈围绕圆柱形非磁框架的内表面予以整体安装；所述转子包括旋转非磁轴、围绕旋转非磁轴外周的圆柱形非磁托架、围绕圆柱形非磁托架运动的永磁圆筒以及设置在转子端部的端盘。优点在于结构新颖、简单，能够产出绿色电能，改变发电质量，提高发电效率。改变使用传统能源发电的模式，高效率产能，它可以应用到各个领域，满足各种领域使用电能的需要。实用性强。
文档编号H02K55/00GK102684452SQ20121018427
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者彭浩 申请人:彭浩