专利名称：一种超导发动机及其工作方法
技术领域：
本发明所述的一种超导发动机及其工作方法是一种新的利用超导态下的磁极转换电路产生的磁场的变化，对两个固定磁极的磁体进行吸引或排斥从而转化为输出动力的超导发动机。
背景技术：
目前，已经发明的超导类发动机，如“秦萍永磁超导发动机”(申请号96108757.9)，是一种将永久磁铁的磁能直接转换成动力的机器；“液氦液氮超导发动机”(申请号92103050.9)，是根据超导体完全抗磁性和磁回路理论，用机械办法使磁场力作功并输出，同时在机内加液氦或液氮使超导体在临界温度内完全抗磁；上述超导类发动机都存在结构复杂，维护不便，制造成本高，不能被广泛推广应用等缺点，针对现有技术所存在的问题来研制一种新的超导发动机是十分必要的。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题来发明是为了提供一种可节约能源、成本低廉、生产工艺简单的的超导发动机。
本发明所述的一种超导发动机及其工作方法，其结构在于由超导磁场发生装置、超导感应磁场发生装置、壳体、曲轴机构、齿轮传动机构所组成；超导磁场发生装置由制冷容器、磁极转换电路所组成；超导感应磁场发生装置由制冷容器、感应线圈所组成；超导磁场发生装置的两侧对称布置有曲轴机构；曲轴机构由永磁体、连臂、曲轴及空心轨道所构成；永磁体的一侧靠近超导磁场发生装置，另一侧与连臂的一端相连，连臂的另一端与曲轴的曲臂处相连，永磁体外设有固定安装在壳体内的空心轨道；曲轴的一端固定于壳体内壁，另一端穿过固定架并装有传动齿轮，传动齿轮与齿轮传动机构中的同步齿轮相啮合；超导感应磁场发生装置布置在超导磁场发生装置的磁场作用范围内的水平方向或者垂直方向上。一种超导发动机的工作方法为超导磁场发生装置接通电源后，磁极转换电路的超导磁场的磁力线方向交替发生变化，同时，超导感应磁场发生装置中的超导感应磁场的磁力线方向交替发生变化，当超导磁场和超导感应磁场的磁极与固定磁极的永磁体磁极方向相同时，则对固定磁极的永磁体产生排斥力，当超导磁场和超导感应磁场的磁极与固定磁极的永磁体的磁极方向相反时，则对固定磁极的永磁体产生吸引力；即在超导磁场和超导感应磁场的磁极变化一次过程中，对两侧的永磁体同时进行吸引、排斥一次，使永磁体在轨道内往复运动一次，则通过连臂带动与永磁体相连的曲轴转动一周，曲轴的转动带动齿轮传动机构，从而将动力输出。本发明所述的超导发动机，齿轮传动机构由同步齿轮、传动轴、装有输出齿轮的动力输出轴所组成；同步齿轮分别安装在传动轴的两端和中央。安装于两侧曲轴端部的传动齿轮分别与同步齿轮相啮合，将动力传到传动轴上，传动轴中央的同步齿轮与输出轴上的输出齿轮相啮合，从而将动力输出。本发明所述的超导发动机，曲轴上装有棘轮，棘轮的一端装在固定架上。本发明所述的超导发动机，制冷容器中可装有用做制冷剂的液态氦或液态氮，也可以装有低温制冷装置。本发明所述的超导发动机，磁极转换电路可以为电磁振荡电路，也可以为由电路转换开关控制磁极变化的磁极转换电路。
本发明中的永磁体采用磁能积高、矫顽力强，抗机械振动的永磁体。为了保证永磁体在固定的范围内往复运动，永磁体的空心轨道的材料为抗磁性材料，从而控制磁体运行的稳定。超导磁场发生装置中低温制冷剂的蒸发速度，决定超导磁场存在的时间，因此应定期补给低温制冷剂，维持超导磁场的存在；或用功率相匹配的低温制冷装置维持超导磁场长时间存在。安装在曲轴上的棘轮防止曲轴反转，保证了工作运行的安全。
本发明与现有技术相比，具有如下优点结构简单、新颖，实用性强，生产工艺简单，成本低廉，可实现规模化生产，并可广泛用于工业和民用领域。采用了超导磁体，具有体积小，磁能积大，磁作用距离远，重量轻等优点，可完全满足控制永磁体往复运动的要求；超导态中的磁极转换电路，电阻小，磁场强，作用空间广，持续时间长，节约能源，体积小。此外，用磁极转换电路改变磁极，相对于用普通电路的转换开关，可节约大量能源。
本发明共有一张附图，其中图1超导发动机结构示意2超导发动机的超导磁场发生装置结构示意中1、超导磁场发生装置 2、壳体 3、永磁体 4、曲轴5、连臂 6、轨道 7、传动齿轮 8(9)、同步齿轮 10(11)、输出齿轮12、传动轴 13、输出轴 14、棘轮 15、固定架 16、制冷容器17、磁极转换电路 18、制冷剂 19、制冷剂加注口 20、引出导线21、密封材料 22、超导感应磁场发生装置 23(24)、固定座具体实施方式
本发明所述的超导发动机及其工作方法的具体实施方式
如附图所示，其结构由超导磁场发生装置1、超导感应磁场发生装置22、壳体2、曲轴机构、齿轮传动机构所组成；超导磁场发生装置1由制冷容器16、磁极转换电路17所组成；超导感应磁场发生装置22由制冷容器、感应线圈所组成；超导磁场发生装置1的两侧对称布置有曲轴机构；曲轴机构由永磁体3、连臂5、曲轴4及空心轨道6所构成；永磁体3的一侧靠近超导磁场发生装置1，另一侧与连臂5的一端相连，连臂5的另一端与曲轴4的曲臂处相连，永磁体3外设有固定安装在壳体2内的空心轨道6；曲轴4的一端固定于壳体2内壁，另一端穿过固定架15并装有传动齿轮7，传动齿轮7与齿轮传动机构中的同步齿轮8相啮合；超导感应磁场发生装置22布置在超导磁场发生装置1的磁场作用范围内的水平方向或者垂直方向上。其工作方法为超导磁场发生装置1接通电源后，磁极转换电路17的超导磁场的磁力线方向交替发生变化，同时，超导感应磁场发生装置22中的超导感应磁场的磁力线方向交替发生变化，当超导磁场和超导感应磁场的磁极与固定磁极的永磁体磁极方向相同时，则对固定磁极的永磁体3产生排斥力，当超导磁场和超导感应磁场的磁极与固定磁极的永磁体3的磁极方向相反时，则对固定磁极的永磁体3产生吸引力；即在超导磁场和超导感应磁场的磁极变化一次过程中，对两侧的永磁体3同时进行吸引、排斥一次，使永磁体3在轨道6内往复运动一次，则通过连臂5带动与永磁体3相连的曲轴4转动一周，曲轴4的转动带动齿轮传动机构，从而将动力输出。齿轮传动机构由同步齿轮8、9、传动轴12、装有输出齿轮10、11的动力输出轴13所组成；同步齿轮8、9分别安装在传动轴12的两端和中央。曲轴4上装有棘轮14，棘轮14的一端装在固定架15上。曲轴制冷容器16中可装有用做制冷剂18的液态氦或液态氮，也可以装有低温制冷装置。磁极转换电路17可以为电磁振荡电路，也可以为由电路转换开关控制磁极变化的磁极转换电路。
权利要求
1.一种超导发动机，其特征在于由超导磁场发生装置(1)、超导感应磁场发生装置(22)、壳体(2)、曲轴机构、齿轮传动机构所组成；超导磁场发生装置(1)由制冷容器(16)、磁极转换电路(17)所组成；超导感应磁场发生装置(22)由制冷容器、感应线圈所组成；超导磁场发生装置(1)的两侧对称布置有曲轴机构；曲轴机构由永磁体(3)、连臂(5)、曲轴(4)及空心轨道(6)所构成；永磁体(3)的一侧靠近超导磁场发生装置(1)，另一侧与连臂(5)的一端相连，连臂(5)的另一端与曲轴(4)的曲臂处相连，永磁体(3)外设有固定安装在壳体(2)内的空心轨道(6)；曲轴(4)的一端固定于壳体(2)内壁，另一端穿过固定架(15)并装有传动齿轮(7)，传动齿轮(7)与齿轮传动机构中的同步齿轮(8)相啮合；超导感应磁场发生装置(22)布置在超导磁场发生装置(1)的磁场作用范围内的水平方向或者垂直方向上。
2.一种超导发动机的工作方法，其特征在于超导磁场发生装置(1)接通电源后，磁极转换电路(17)的超导磁场的磁力线方向交替发生变化，同时，超导感应磁场发生装置(22)中的超导感应磁场的磁力线方向交替发生变化，当超导磁场和超导感应磁场的磁极与固定磁极的永磁体磁极方向相同时，则对固定磁极的永磁体(3)产生排斥力，当超导磁场和超导感应磁场的磁极与固定磁极的永磁体(4)的磁极方向相反时，则对固定磁极的永磁体(3)产生吸引力；即在超导磁场和超导感应磁场的磁极变化一次过程中，对两侧的永磁体(3)同时进行吸引、排斥一次，使永磁体(3)在轨道(6)内往复运动一次，则通过连臂(5)带动与永磁体(3)相连的曲轴(4)转动一周，曲轴(4)的转动带动齿轮传动机构，从而将动力输出。
3.根据权利要求1所述的超导发动机，其特征在于齿轮传动机构由同步齿轮(8)、(9)、传动轴(12)、装有输出齿轮(10)、(11)的动力输出轴(13)所组成；同步齿轮(8)、(9)分别安装在传动轴(12)的两端和中央。
4.根据权利要求1所述的超导发动机，其特征在于曲轴(4)上装有棘轮(14)，棘轮(14)的一端装在固定架(15)上。
5.根据权利要求1所述的超导发动机，其特征在于制冷容器(16)中可装有用做制冷剂(18)的液态氦或液态氮，也可以装有低温制冷装置。
6.根据权利要求1所述的超导发动机，其特征在于磁极转换电路(17)可以为电磁振荡电路，也可以为由电路转换开关控制磁极变化的磁极转换电路。
全文摘要
本发明所述的超导发动机是一种新的利用超导态下的磁极转换电路产生的磁场的变化，对固定磁极的永磁体进行吸引或排斥从而转化为输出动力的超导发动机。其结构由超导磁场发生装置、超导感应磁场发生装置、壳体、曲轴机构、齿轮传动机构所组成；超导磁场发生装置的两侧对称布置有曲轴机构；曲轴机构中的永磁体的一侧靠近超导磁场发生装置，曲轴机构的另一侧与齿轮传动机构相连；超导感应磁场发生装置布置在超导磁场发生装置的磁场作用范围内的水平方向或者垂直方向上。其工作方法为，超导磁场和超导感应磁场的磁力线方向交替变化，对两侧的永磁体进行吸引、排斥，使永磁体往复运动，带动曲轴转动，进一步带动齿轮传动机构，从而将动力输出。
文档编号H02K7/075GK1523747SQ03159008
公开日2004年8月25日 申请日期2003年9月10日 优先权日2003年9月10日
发明者高久恒 申请人:高久恒