专利名称：低温电能输出机的制作方法
低温电能输出机 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，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。"
经实验带有绝缘层的超导体巻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巻筒可分结 表面磁场，测试报告No.9801号铌箔巻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，超导箔巻筒是用超导箔巻成，在层间加有绝缘层， 超导巻筒是用超导箔巻成筒长50cm,内径5cm,在超导巻筒外有超导永久磁体。 超导永久磁体磁场500高斯，这时在超导巻筒内轴向各点磁场是50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，使超导巻筒相变，用穿过 超导巻筒磁场切割能量输出线圈对外界输出脉冲直流与三相交流电的低温电能 输出机。
本发明结构如附图1、 2、 3、 4、 5、 6 、 7、 8所示。
本发明低温电能输出机有两种结构不同的使用方法。
第一种低温电能输出机，它是由超导永久磁体(1) 一 (12) 6个超导巻筒 (13) — (18),能量输出线圈(19) 一 (30),磁通泵(34),脉冲循环发生器 (63)，超导永久磁体(1) 一 (12)与磁通泵(34)电连接，磁通泵(34)与 脉冲循环发生器(63)电连接。
超导永久磁体(1) 一 (12)它是由超导线绕成，做成螺线管形的，它是由 6对磁极相反组成，超导永久磁体(1) 一 (12)与超导板(68)、超导开关(32) 连接构成超导闭合回路，超导永久磁体(1) 一 (12)在超导巻筒(13) — (18) 两端，长度是超导巻筒(13) — (18)的1/2或1/3,使每个磁体之间没有干扰 磁通为止。
超导巻筒(13) — (18)它是由超导箔(69)层间加有绝缘层(70)巻成
5圆筒形，或用溅射法将超导材料(69)溅射到氧化物圆筒上，再在层间溅射一 层氧化层(70)以此类推直到多层超导层与绝缘层，超导巻筒(13) — (18)
可以用溅射法或电渡法先在底基上溅射两大块超导薄膜(73) (74)，然后再在
超导薄膜(73) (74)两开口端溅射两窄条超导薄膜(75) (76),两窄条超导薄
膜(75) (76)抗磁强度高出超导薄膜(73) (74)几至几佰高斯，以此类推一
层一层溅射，在层与层之间溅射氧化物(77)作绝缘层。超导巻筒U3) — (1
可以用两大块超导箔(73) (74)与两窄条超导箔(75) (76)焊接，以此类掩
在中间加有绝缘层(77)巻成，超导巻筒(13) — (18)巻成层数或溅射层数
是正整数，即N-1…N1'"N2…N3,。并装在内外套管(71) (72)内。
能量输出线圈(19) 一 (30)使用超导线或用普通线绕成螺线管形的装在 超导巻筒(13) — (18)内，也可装在室温通孔内，能量输出线圈(19) 一 (30) 分两组三相A、 B、 C接点对外界输出三相交流电，能量输出线圈(19)与(25) (21)与(27), (23)与(29)串联，三个相头接到一起，火线三个相头A、 B、 C输出三相交流电，三个绕组可采用星形接法，也可采用三角形接法，能量输 出线圈(20)与(26), (22)与(28), (24)与(30)三个绕组零线连接一起， 火线三个相头A、 B、 C对外界输出三相交流电。
磁通泵(34)它是由超导板(68),是用超导材料制成圆片形的.，超:爭析 下面有六个超导线圈(35) — (40)，在超导线圈(35) — (40)内有铁芯(41) —(46)，也可不用铁芯(41) — (46)。超导线圈(35) — (40)也可接由三 级管或半导体制成的脉冲循环发生器。由6台磁通泵(34)与6组超导永久磁 体(1) 一 (12)由超导板(68)与每一组磁组连接并与超导开关(32)构成超 导闭合回路，6台磁通泵(34)可使超导永久磁体(1) 一 (12)相位相差60 度。
脉冲循环发生器(63)，它是由支架(64)、绝缘辊(54)上装有电极组(56)， 电极组(56)是由ll片金属电极组成，每块电极之间相差半个电极位置。绝缘 辊(54)经轴承(47)固定在机器支架(64)上转动，绝缘辊(54)是由调速 电机(51),皮带(49)带动向下转动，电极组(56)由引线(48)与金属导电 环(50)电连接，经电刷(53)与电源正极连接，电刷(57) — (62)线驟另 一根引线与电源负极连接。6台脉冲循环发生器由主轴(52)连接，电极组之间 相差60度。6台脉冲循环发生器与6台磁通泵连接，位相相差60度。脉冲循环 发生器(63)也可由三极管或半导体制成脉冲循环发生器。
发明原理，先由电源(33)给超导线圈(1) — (12)励磁，磁场接近超导巻筒(13) —(18)失超导磁场时，将超导开关(32)关闭，将电源开关(31)打开，撤 掉电源(33)。这时超导永久磁体(1)与(2)、 (3)与(4)、 (5)与(6) 、 (7) 与(8)、 (9)与(10)、 (11)与(12) 6对磁组与6台磁通泵(34)、超导板(68)、 超导开关(32)构成超导闭合回路。这时6台脉冲循环发生器(63)由主轴(52) 连接，电极组(56)连接位相相差60度，脉冲循环发生器(63)上绝缘辊(54) 向下转动，电极组(56)上电极从右向左依次与电刷(57) — (62)接通电源
(55) 使线圈(35) — (40)依次产生磁场带替沃尔格磁通泵(34)上，磁棒 转动半周，使超导永久磁体(1) 一 (12)依次相位角相差60度，磁场增加到 使超导巻筒(13) — (18)失超或超导巻筒(13)，(18)上两大块超导薄膜或 超导箔(73) (74)失超，两窄条超导薄膜或超导箔(75) (76)不失超不参加
相变过程，超导巻筒(13)—(18)失超吋超导永久磁体(1) 一 (12)产生的磁场 切割能量输出线圈(19) 一 (30)，能量输出线圈(19) 一 (30)， (21)与(27)， (23)与(30)和(20)与(26), (22)与(28)， (24)与(30)两套绕组零 线三相接到一起，火线三根A、 B、 C,采用星形接法，也可采用三角形接法， 由两套相头A、 B、 C对外界输出三相交流电，能量输出线圈(19) — (30)与 超导永久磁体(1) 一 (12)储存能量相等的能量。这时绝缘辊(54)继续向下 转动到另一面，超导线圈(35) — (40)开始反方相连接磁通泵(34)电极组
(56) ，这时超导永久磁体(1) — (12)磁场减小到超导巻筒(13) — (18) 恢复超导态，这时由于超导巻筒(13) —— (18)上超导永久磁体两绕组磁场相 反磁场正反抵消，这时超导巻筒内没有磁场。然后再次重复下一次动作。低温 电能输出机只需外界一次输入能量，就可永远对外界输出三相交流电，每台发 电机组可以做到100万千瓦。本发明可用作发电、航天、航空、航海，以及一 切运输加工机械的动力源等。
第二种低温电能输出机，它是由超导永久磁体(67)、超导巻筒(65)、能 量输出线圈(66)、磁通泵(34)、脉冲循环发生器(63)组成，超导永久磁体 (1) — (12)与磁通泵(34)电连接，磁通泵(34)与脉冲循环发生器(63) 电连接。
超导永久磁体(67)它是由超导线绕成螺线管形的，并与磁通泵(34)、超 导开关(32)构成闭合回路装在超导巻筒(65)上，超导巻筒(65)比超导永 久磁体(67)长十倍。
超导巻筒(65)是用超导箔在中间加有绝缘层巻成，或用溅射法中间溅射 一层氧化层制成，，超导巻筒(65)上两大块超导箔或超导薄膜(73) (74)也
7可以用溅射法或电渡法先在底基上溅射两大块超导薄膜(73) (74)，然后再在 超导薄膜(73) (74)两开口端溅射两窄条超导薄膜(75) (76),两窄条超导薄 膜(75) (76)抗磁强度高出超导薄膜(73) (74)几至几佰高斯，以此类推一 层一层溅射，在层与层之间溅射氧化物(77)作绝缘层。超导巻筒超导巻筒(65) 可以用两大块超导箔(73) (74)与两窄条超导箔(75) (76)焊接，以此类推 在中间加有绝缘层(77)巻成，超导巻筒超导巻筒(65)巻成层数或溅射层数 是正整数，艮卩N-1…N1…N2…N3.
能量输出线圈(66)是用超导线制成，做成螺线管形的，装在超导巻筒(65) 内，能量输出线圈(66)长度与超导永久磁体(67) —样。
磁通泵(34)是由超导板(68)、超导线圈(35) — (40)组成，超导板(68) 与超导永久磁体(67)、超导开关(32)构成闭合回路。
脉冲循环发生器(63)也可以用三极管或半导体脉冲循环发生器制成，它 是装在支架(64)内绝缘辊(54)上装电极组(5ti),电极组(56)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(54)经轴承、47〉 固定在支架(64)上转动。绝缘辊(54)是由调速电机(51)皮带(49)带动 下向下转动，电极组(56)由引线与金属导电环(50)电连接，经电刷(53) 与电源正极相连，电刷(57) — (62)与线圈另一引线与电源负极连接。
发明原理
先由电源(33)给超导线圈(67)励磁，磁场达到一定值时，将超导开关 (32)关闭，电源开关(31)打开，这时超导永久磁体(67)与磁通泵(34) 上超导板(68)，超导开关(32)构成超导闭合回路。这时绝缘辊(54)继续下 转，*极组(56)上电极从右向左与电刷(57) — (62)接通电源使线圈(35) 一 (40)依次产生磁场切割超导板(68),使磁通泵(68)能量增加到使超导巻 筒(65)失超，或超导巻筒(65)上两大块超导箔或超导薄膜(73) (74)失超，
这时两小窄条不失超不参加相变过程。使磁通泵(68)能量增加到使超导巻 筒(65)失超，这时超导永久磁体(67)磁场全部切割能量输出线圈(66)对 外界输出一次与超导永久磁体(67)能量相等的直流脉冲电能，这时绝缘辊(54) 继续下转使电极组(56)反方相与电刷(40) — (35)连接，便磁通泵(34) 退磁到使超导巻筒(65)恢复超导态，这时超导巻筒(65)内只有超导永久磁 体(67)的十分之一磁场。低温电能输出机，只要一次给本机输入能量，就可 永远对外界输出直流脉冲电能。本发明最大发电机组可以做到100万千瓦。本
8发明可用作发电、-航天、航海、航空，以及一切运输加工机械的动力源等。
图1低温电能输出机纵向剖面结构图2是磁通泵立体图3是机械脉冲:循环发生器；
图4另一种fe温电熊输出机纵向剖面图5是超导箔巻筒.AA剖，图6是超导箔巻筒AA剖视图； 图7磁通泵立体图8:三极管、半导体脉冲循环发生器；
图中1—12超导永久磁体；13—18超导巻筒；19~~30能量输出线圈；31 电源开关；32超导开关；33电源；34磁通泵；35—40超导线圈；41一46铁芯； 47轴承；48引线49皮带；50导电环；51电机；52轴；53电刷；54绝缘辊； 55电源；56电极组；57—62电刷；63机械、三级管、半导体脉冲循环发生器;
64支架；65超导巻筒；66能量输出线圈；67超导永久磁体；68超导板；69超 导箔巻筒；70绝缘层或氧化物；71、 72内外套管。73、 74两大块超导箔或超导 薄膜，75、 76窄条超导箔或超导薄膜，77绝缘层或氧化物绝缘层。
在本发明中同一符号表示同一物体。
权利要求
1、一种低温电能输出机，包括超导永久磁体(1)—(12)、超导卷筒(13)—(18)、能量输出线圈(19)—(30)、磁通泵(34)、脉冲循环发生器(63)，超导永久磁体(1)—(12)与磁通泵(34)电连接，磁通泵(34)与脉冲循环发生器(63)电连接，其特征是超导永久磁体(1)—(12)是用超导线绕成，做成螺线管形的，超导永久磁体(1)—(12)与超导板(68)超导开关(32)构成超导闭合回路。
2、 根据权利要求l所述的低温电能输出机，其特征是超导巻筒(13) (18)是用超导箔(69)中间加有绝缘层(70)巻成，超导巻筒(13) — (18)也可以用溅射法制成巻一层一层溅射在层间溅射一层氧化物制成，其巻的层数 是正整数即N-1…N1…N2…N3超导巻筒(13)-(18)超导巻筒(13) — (18) 可以用溅射法或电渡法先在底基上溅射两大块超导薄膜(73) (74),然后再在 超导薄膜(73) (74)两开口端溅射两窄条超导薄膜(75) (76),两窄条超导薄 膜(75) (76)抗磁强度高出超导薄膜(73) (74)几至几佰高斯，以此类推一 层一层溅射，在层与层之间溅射氧化物(77)作绝缘层。超导巻筒(13) — (18) 可以用两大块超导箔(73) (74)与两窄条超导箔(75) (76)焯接，以此类推 在中间加有绝缘层(77)巻成，超导巻筒(13) — (18)巻成层数或溅射层数 是IT整数，艮P N:1…N1…N2…N3 。
3、 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(19) 一 (30)是用超导线制成，做成螺线管形的，能量输出线圈(19)与(25)、 (21) 与(27)、 (23)与(29)三根零线连接一起，三线根火线A、 B、 C对外界输出 三相交流电，能量输出线圈(20)与(26)， (22)与(28)， (24)与(30)三 根零线接到一起，三根火线A、 B、 C对外界输出三相交流电，两套绕组可接星(Y)形接法，也可采用三角形(△)接法。
4、 根据权利要求l中所述的低温电能输出机，其特征是磁通泵(34)中 线圈(3S) — (40)中超导线圈(35) — (40)是用超导线制成，做成螺线管 形的，在超导线圈(35) — (40)上端有超导板(68)，超导线圈(35) — (40) 也可以与三级管、半导体脉冲循环发生器连接，超导导板(68)与超导永久磁 体(1) 一 (12)，超导开关(32)构成超导闭合回路，在本发明中由6台磁通泵(34)与超导永久磁体(1) 一 (12)连接。
5、 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 (63)中绝缘辊(54)上电极组(56)是由ll个金属片组成，每片与每片之间相差半个电极位置，绝缘辊(56)由引线(48)与金属导电环(50)电连接， 经电刷(53)与电源正极相连接，电刷(57) — (62)与线圈(35) — (40) 线圈另一端与引线与电源负极连接，
6、 一种低温电能输出机，包括超导永久磁体(67)、超导巻筒(65)、能量输出线圈(66)、磁通泵(34)、脉冲循环发生器(63)，超导永久磁体与磁通泵 (34)电连接，磁通泵(34)与脉冲循环发生器(63)电连接。其特征是超 导永久磁体(67)是由超导线制成，做成螺线管形的。超导永久磁体(67)是 由超导线制成，做成螺线管形的，超导永久磁体(67)与超导板(68)、超导开 关(32)构成超导闭合回路。
7、 根据权利要求书6所述的低温电能输出机，其特征在于超导巻筒(65) 是由超导箔(69)中间加有绝缘层(70)巻成，或用溅射法制成在溅射每圈时 在层间溅射一层氧化物绝缘层(70)，其巻的层数是正整数，即N-1…N1…N2… N3。超导巻筒(65)装在内外套(70) (71)中间，超导巻筒或超导巻筒(65)可以用溅射法或电渡法先在底基上溅射两大块超导薄膜(73) (74),然后再在 超导薄膜(73) (74)两开口端溅射两窄条超导薄膜(75) (76)，两窄条超导薄 膜(75) (76)抗磁强度高出超导薄膜(73) (74)几至几佰高斯，以此类推一 层一层溅射，在层与层之间溅射氧化物(77)作绝缘层。超导巻筒超导巻筒(65) 可以用两大块超导箔(73) (74)与两窄条超导箔(75) (76)焊接，以此类推 在中间加有绝缘层(77)巻成，超导巻筒.超导巻筒(65)巻成层数或溅射层数 是正整数，即N-1…N1…N2…N3 。
8、 櫸据权利要求6所述的低温电能输出机，其特征在于能量输出线圈(66) 它是由超导线制成，也可用普通线制成，并做成螺线管形的，装在杜瓦瓶室温 通孔内《
9、 根据权利要求6所述的低温电能输出机，其特征在于磁通泵(34)中超 导线圈(35) — (40)是用超导线制成，做成螺线管形的，超导线圈(35) —(40)也可与三级管或半导体脉冲循环发生器，在超导线圈(35) — (40)上端有超导板(68)，超导板(68)是用超导材料制成，做成圆盘形，超导板(68) 与超导永久磁体(67)与超导开关(32)构成超导闭合回路。
10、根据权利要求6所述的低温电能输出机，其特征在于脉冲循环发生器 (63)中绝缘辊(54)上电极组(56)是由ll片金属片组成，每片与每片之间 相差半个电极位置，绝缘辊(54)由轴承(47)固定在机器支架(64)上转动， 电极组(56)由引线(48)与金属导电环(50)电连接，经电刷(53)与电源 正极相连。电刷(57)与线圈(35) — (40)每个线圈一根引线连接，线圈(35) 一 (40)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，包括超导永久磁体(1)-(12)、超导卷筒(13)-(18)、能量输出线圈(19)-(30)、磁通泵(34)、脉冲循环发生器(63)，超导永久磁体(1)-(12)与磁通泵电连接，磁通泵(34)与脉冲循环发生器(63)电连接，只要外界一次给低温电能输出机输入一次能量，就可永远对外界输出100万千瓦电能，本发明可用作发电、航天、航空、航海，以及一切运输加工机械的动力源等。
文档编号H02K55/00GK101499712SQ20071001289
公开日2009年8月5日 申请日期2008年1月31日 优先权日2008年1月31日
发明者步 高 申请人:步 高