專利名稱：永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將永磁體自身具有的磁力，利用一定的手段提取出所含有的磁能，作為一種新型的能源生產(chǎn)設(shè)備，特別是涉及一種永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
人類傳統(tǒng)使用的動力裝置有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等等，使用這些動力裝置在不同程度上會受到能源或環(huán)保方面的限制。永磁體磁力的利用，目前已廣泛的應(yīng)用于永磁式電動機(jī)、發(fā)電機(jī)，自動化儀表、音響、通訊設(shè)備，磁療、磁化和吸引重物等。將永磁體作為一種能量生產(chǎn)設(shè)備中的能源，已經(jīng)有過了一些的設(shè)想。但是，由于這些設(shè)想的思路不符合自然規(guī)律或受到現(xiàn)有技術(shù)能力的限制，至今還沒有任何一種發(fā)明在實(shí)際中獲得應(yīng)用。人們知道當(dāng)一塊鋼板被永磁體吸住后，若想讓鋼板離開永磁體，采用硬拉開的方式，必需付出很大的力，才能將雙方分開。這就說明兩個問題，一是永磁體本身具有非常大的磁吸引力能量，可以將鋼板從一定的距離處吸附過來做功；二是這種功的輸出只能是一次，因?yàn)樽層来朋w放棄被吸引住的鋼板還需要付出等同的功，兩項(xiàng)之和剩余能量為零。所以，首先要付出較小的功率，讓永磁體能夠反復(fù)做功，才能夠使永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)不斷的輸出大量能量。關(guān)鍵的辦法就是解決讓永磁體對鐵磁性物體應(yīng)該吸引的時候則吸、應(yīng)該放棄的時候則棄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了永磁體開關(guān)在對外性能上，能夠周期性的控制產(chǎn)生和切斷磁力的輸出，目的是采用永磁體開關(guān)，在冷態(tài)下生產(chǎn)能源，所生產(chǎn)的能源既可以作為一次機(jī)械能源直接使用，也可以用于發(fā)電或轉(zhuǎn)化為其它二次能源輸出、儲存，或者直接使用，提供一種永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，可以是永磁開關(guān)磁缸式磁能發(fā)動機(jī)即磁缸發(fā)動機(jī)或永磁開關(guān)旋轉(zhuǎn)式磁能發(fā)動機(jī)即旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)。
本發(fā)明永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)內(nèi)容簡述本發(fā)明永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，其特征在于將兩塊有微小的剩磁和較小的磁阻的相同形狀結(jié)構(gòu)的鋼鐵結(jié)構(gòu)件1、2，作為磁力線的通路，兩塊磁參數(shù)相同的永磁體3、4，分別安放在兩塊鋼鐵結(jié)構(gòu)件1、2的上部和中間，永磁體3在沿鋼件1、2所組成圓腔內(nèi)的中心點(diǎn)可以自由旋轉(zhuǎn)，鋼鐵結(jié)構(gòu)件1、2的底部是銜鐵5，流通路徑6是在永磁體3旋轉(zhuǎn)到兩種極限位置時，永磁體3、4所產(chǎn)生的磁力線的流通路徑；單缸兩沖程磁缸發(fā)動機(jī)是由兩個永磁體開關(guān)7、8和中間的銜鐵9與連桿13連接，連桿13的另一端與曲軸14連接，在曲軸14的一端設(shè)置變速器15連接動力輸出軸16，在曲軸14的另一端安裝軸承17；小功率電動機(jī)18帶動兩沖程磁缸20與變速器15連接，再由機(jī)械動力輸出端21與大功率發(fā)電機(jī)19連接，大功率發(fā)電機(jī)19的電能輸出端22，通過部分能量反饋回路23，將能量輸送至蓄電池組24，由自動控制部分25進(jìn)行控制；4缸四沖程磁缸發(fā)動機(jī)上的4個磁缸30通過連桿13與曲軸14連接，在曲軸14上安裝軸承17，由兩個磁鐵開關(guān)組成活塞26、27，它們可以用永磁體制造，也可以用電磁鐵來制造；旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)上的4個永磁體開關(guān)31、32、33、34，在定子外殼37的同一截面上360度等距離固定安裝，轉(zhuǎn)子35為同軸連接的兩塊銜鐵，與旋轉(zhuǎn)軸36機(jī)械聯(lián)接在一起同心旋轉(zhuǎn)，4個永磁體開關(guān)31、32、33、34稱為定子，由4個永磁體開關(guān)組成的定子42組成4極旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，與轉(zhuǎn)子43連接，小功率電動機(jī)18帶動定子42與變速器15和大功率發(fā)電機(jī)19連接，變速器15的輸出端為機(jī)械動力輸出端21，大功率發(fā)電機(jī)19的輸出端為電能輸出端22，通過部分能量反饋回路23，將能量輸送至蓄電池組24，由自動控制部分25進(jìn)行控制。
本發(fā)明采用永磁體開關(guān)改變磁路走向的組成結(jié)構(gòu)，小電動機(jī)拖動永磁體3旋轉(zhuǎn)，依靠永磁體3旋轉(zhuǎn)角度、角速度的變化，來改變永磁體開關(guān)輸出的頻率和磁場強(qiáng)度；通過永磁體開關(guān)輸出的可控變化磁場，使永磁體取得機(jī)械能量的方法；部分電能回饋、蓄電池組和相位控制系統(tǒng)的采用，不需要燃燒任何燃料，在冷態(tài)下生產(chǎn)能量，輸出旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，或進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電能的輸出。
可以采用2沖程、4沖程多缸永磁開關(guān)磁缸式磁能發(fā)動機(jī)和m組n極永磁開關(guān)旋轉(zhuǎn)式磁能發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。多臺機(jī)組通過調(diào)頻、調(diào)相等調(diào)控裝置聯(lián)接發(fā)電，對電網(wǎng)輸出能量的大型電站裝置。
采用本發(fā)明永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，與離合器和手動、自動擋變速器相連接調(diào)速，安裝在摩托車、汽車、火車、艦船、飛行器等行走設(shè)備上，或機(jī)床等固定設(shè)備上，提供動力能源。
還可以作為家用發(fā)電機(jī)組在家庭和野外的便攜式使用結(jié)構(gòu)，作為人體隨身攜帶的袖珍式的使用結(jié)構(gòu)，小型固定電站和移動拖車電站的使用結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)其整機(jī)結(jié)構(gòu)、能量取得方式及轉(zhuǎn)換裝置，和由其組成的各種動力輸出或發(fā)電機(jī)組，可用于展覽、教學(xué)模型或玩具的制作。
本發(fā)明永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，組裝成袖珍式發(fā)電設(shè)備，作為人體隨身攜帶的長效能源，將會大幅度地攀升人類自身的能力。組裝成便攜式或小型發(fā)電設(shè)備，作為家庭或野外使用電源。中型設(shè)備，可以直接用于汽車、火車、輪船、飛行器等移動設(shè)備的動力提供，替代各種燃料發(fā)動機(jī)；也可以安裝在機(jī)床等固定機(jī)械設(shè)備中，作為內(nèi)藏式動力能源，擴(kuò)大機(jī)械設(shè)備的使用功能。大型和超大型永磁開關(guān)磁能發(fā)電機(jī)，具有占地面積小，沒有任何環(huán)境污染的最大特點(diǎn)，將會逐步成為世界能源供應(yīng)的主導(dǎo)。
本發(fā)明是一種可持續(xù)發(fā)展的綠色能源生產(chǎn)設(shè)備。從原理上講，他的基本能量取至于永磁體的磁力，永磁體的磁力雖然有衰減但是極為緩慢(約十年才能衰減5％)，可以認(rèn)為是一種永遠(yuǎn)存在的能量。從能量的轉(zhuǎn)換方面，在磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的同時，不會產(chǎn)生有害物資，沒有任何的環(huán)境污染。在使用條件方面，由于本發(fā)明是自身形成的閉環(huán)系統(tǒng)，工作時不需要添加任何燃料，對外界條件沒有特別要求，在世界上的任何地區(qū)、任何時候都可以使用。裝機(jī)容量能大能小，小到做成袖珍式，大到幾百萬千瓦機(jī)組。本發(fā)明的設(shè)備裝置，可以直接輸出機(jī)械能或電能，特別是不需要像石油、煤炭、天然氣等存在開采和運(yùn)輸上的巨大費(fèi)用，所以在性價(jià)比方面會具有強(qiáng)勢的競爭能力。本發(fā)明的實(shí)施，將會大幅度的提升人類文明。


圖1是永磁體開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意2是永磁體開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意3是磁缸的結(jié)構(gòu)示意4是磁缸對外輸出的磁場強(qiáng)度的波形5是單缸兩沖程磁缸發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)6是單缸兩沖程磁缸發(fā)動機(jī)的工作原理7是4缸四沖程磁缸發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)8是四沖程磁鐵磁缸的原理示意9是磁鐵開關(guān)對外輸出磁場強(qiáng)度的波形10是旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意11是定子的工作波型12是旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的工作原理圖具體實(shí)施方式
本本發(fā)明永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)是這樣實(shí)現(xiàn)的，下面結(jié)合附圖做具體說明。見圖1、2，將兩塊相同形狀結(jié)構(gòu)的鋼鐵結(jié)構(gòu)件1、2，要求有微小的剩磁和較小的磁阻，作為磁力線的通路。兩塊磁參數(shù)相同的永磁體3、4分別安放在兩塊鋼鐵結(jié)構(gòu)件1、2的上部和中間，永磁體3在沿鋼鐵結(jié)構(gòu)件1、2所組成圓腔內(nèi)的中心點(diǎn)可以自由旋轉(zhuǎn)。鋼鐵結(jié)構(gòu)件1、2的底部是銜鐵5，流通路徑6是在永磁體3旋轉(zhuǎn)到兩種極限位置時，永磁體3、4所產(chǎn)生的磁力線的流通路徑。
見圖3，兩個永磁體開關(guān)的代表符號7、8在黑方框中的空心箭頭方向表示永磁體開關(guān)的工作磁力面。銜鐵9的工作過程是在兩個永磁體開關(guān)7和8中間往復(fù)運(yùn)動，與汽車發(fā)動機(jī)里的活塞工作狀態(tài)完全一樣，故稱其為“活塞”，活塞9的行程為10。由于它分別被兩個磁力所吸引，故仿照汽車發(fā)動機(jī)稱其為兩“沖程”，將圖3所示的物件與該部分的機(jī)殼、潤滑系統(tǒng)和其它輔件，整體仿照汽車?yán)锏臍飧捉y(tǒng)稱為“磁缸”。見圖4中的波形11和12，分別表示兩個永磁體開關(guān)7和8對外輸出的磁場強(qiáng)度的波形，波形的波峰為輸出的最大磁場強(qiáng)度，波谷為零輸出。波形11和12也表示出了永磁體開關(guān)7和8的相互工作程序，T1和T2代表兩個關(guān)鍵時間點(diǎn)，相位相差180度。
見圖5，是單缸兩沖程磁缸發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖，圖中13是連桿，14是曲軸，15是變速器，16是動力輸出軸，17是軸承。見圖6，是單缸兩沖程磁缸發(fā)動機(jī)的工作原理圖，18是小功率電動機(jī)，19是大功率發(fā)電機(jī)，20是代表兩沖程磁缸和它的符號，21表示機(jī)械動力輸出端，22表示電能輸出端，23是部分能量反饋回路，24是蓄電池組，25是自動控制部分。單缸兩沖程磁缸發(fā)動機(jī)是由兩個永磁體開關(guān)7、8和中間的銜鐵9與連桿13連接，連桿13的另一端與曲軸14連接，在曲軸14的一端設(shè)置變速器15連接動力輸出軸16，在曲軸14的另一端安裝軸承17；小功率電動機(jī)18帶動兩沖程磁缸20與變速器15連接，再由機(jī)械動力輸出端21與大功率發(fā)電機(jī)19連接，大功率發(fā)電機(jī)19的電能輸出端22，通過部分能量反饋回路23，將能量輸送至蓄電池組24，由自動控制部分25進(jìn)行控制。
見圖7，是4缸四沖程磁缸發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖，圖8是四沖程磁鐵磁缸的原理示意圖，26、27為兩個磁鐵開關(guān)組成的活塞，它們既可以用永磁體制造，也可以使用電磁鐵來制造。圖9的28、29分別代表磁鐵開關(guān)26、27對外輸出磁場強(qiáng)度的波形，表示了四個磁鐵開關(guān)輸出磁場強(qiáng)度的相互關(guān)系，30是四沖程磁缸。4缸四沖程磁缸發(fā)動機(jī)上的4個磁缸30通過連桿13與曲軸14連接，在曲軸14上安裝軸承17，由兩個磁鐵開關(guān)組成活塞26、27，它們可以用永磁體制造，也可以用電磁鐵來制造；旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)上的4個永磁體開關(guān)31、32、33、34，在定子外殼37的同一截面上360度等距離固定安裝，轉(zhuǎn)子35為同軸連接的兩塊銜鐵，與旋轉(zhuǎn)軸36機(jī)械聯(lián)接在一起同心旋轉(zhuǎn)，4個永磁體開關(guān)31、32、33、34稱為定子，由4個永磁體開關(guān)組成的定子42組成4極旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，與轉(zhuǎn)子43連接，小功率電動機(jī)18帶動定子42與變速器15和大功率發(fā)電機(jī)19連接，變速器15的輸出端為機(jī)械動力輸出端21，大功率發(fā)電機(jī)19的輸出端為電能輸出端22，通過部分能量反饋回路23，將能量輸送至蓄電池組24，由自動控制部分25進(jìn)行控制；見圖10，是旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的示意圖，圖中的31、32、33、34為4個永磁體開關(guān)，在虛線37所表示的定子外殼同一截面上360度等距離固定安裝，轉(zhuǎn)子35為同軸連接的兩塊銜鐵，與旋轉(zhuǎn)軸36機(jī)械聯(lián)接在一起同心旋轉(zhuǎn)，無論它的作用和形狀都很像電動機(jī)里的轉(zhuǎn)子，所以稱其為“轉(zhuǎn)子”，31、32、33、34也稱為“定子”。見圖11，是31、32、33、34對應(yīng)38、39、40、41的4個定子的工作波型圖。見圖12，是旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的工作原理圖，由4個永磁體開關(guān)組成的定子42，稱為4極旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)。43為轉(zhuǎn)子和它的符號。18是小功率電動機(jī)，19是大功率發(fā)電機(jī)，21表示機(jī)械動力輸出端，22表示電能輸出端，23是部分能量反饋回路，24是蓄電池組，25是自動控制部分。
如圖1所示，當(dāng)永磁體3、4的磁極極性都指向同一方向時，各自所產(chǎn)生的磁力線6均沿著4-1-5-2-4和3-1-5-2-3形成兩個通路，并且兩個磁路的走向相同，磁力線6相互迭加，2塊永磁體的能量全部輸出到1和2的下腳，由1和2的下腳作為永磁體開關(guān)的磁吸引力工作面即磁力面，銜鐵5被磁力面吸引并牢牢的吸住。設(shè)永磁體3在圖1的時候旋轉(zhuǎn)角為0度，當(dāng)旋轉(zhuǎn)180度，也就是在圖2所示的位置時，兩個永磁體3、4的磁極在同一方向上的極性相反，根據(jù)同性相斥、異性相吸的原理，此時磁力線的路徑為3-2-4-1-3或4-1-3-2-4，在永磁體開關(guān)的內(nèi)部形成了閉環(huán)通路，磁力線不外泄，磁力面無磁力輸出，銜鐵5被棄掉。只要轉(zhuǎn)動永磁體3，永磁體開關(guān)磁力面對外輸出的磁場就會發(fā)生變化，從而達(dá)到了隨意控制“開”、“關(guān)”磁場的目的。
圖3是磁缸的結(jié)構(gòu)示意圖，將兩個永磁體開關(guān)7、8的磁力面拉開一定距離相對放置，兩個永磁體3起始工作相位相差180度，既一個永磁體開關(guān)有最大磁力輸出、一個永磁體開關(guān)零磁力輸出。用一臺小功率電動機(jī)18同步帶動兩個永磁體3旋轉(zhuǎn)(參考圖1、2、6)，活塞9安放在兩個永磁體開關(guān)的中間。永磁體開關(guān)7、8的磁力面輸出的磁場強(qiáng)度，如圖4的波形11、12所示。當(dāng)T1時刻，永磁體開關(guān)7的輸出最大，永磁體開關(guān)8的輸出為零，活塞9被向上吸去；當(dāng)T2時刻，永磁體開關(guān)8的輸出最大，永磁體開關(guān)7的輸出為零，活塞9被向下吸去。只要小功率電動機(jī)18在不斷的旋轉(zhuǎn)，活塞9就會在磁缸20中不斷的往復(fù)運(yùn)動。由于永磁體可以吸附大于自身重量400倍以上的重物，所以活塞9將磁能巧妙地轉(zhuǎn)換成了直線運(yùn)動的動能，所獲取的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小功率電動機(jī)18和設(shè)備中其它部分所消耗的能量。如圖5，用連桿13將活塞9的往復(fù)運(yùn)動的動力輸出給曲軸14，曲軸14帶動變速器15，變速器15的動力輸出軸16就可以輸出所需轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)機(jī)械動力，作為一次能源輸出。圖6中的大功率發(fā)電機(jī)19有兩個功能，一是將發(fā)出的電力通過能量反饋回路23給蓄電池組24充電，提供小功率電動機(jī)18在起動時和正常工作時所需要的動力，用以維持永磁體活塞式磁能發(fā)動機(jī)自身的連續(xù)工作需要；二是世界上大部分所需能源都是電力，這就可以在機(jī)器內(nèi)部直接轉(zhuǎn)換為二次能源輸出電力，并且方便運(yùn)送和儲存。蓄電池組24還有平滑電壓的功能。各個部分的工作關(guān)系，由自動控制部分25協(xié)調(diào)控制。圖6的組成結(jié)構(gòu)，稱為單缸兩沖程磁缸發(fā)動機(jī)。
在實(shí)用中，若用另一種磁鐵活塞26、27來代替銜鐵活塞9，所獲得的輸出能量至少要增加幾十倍。圖8所示是由4個永磁體開關(guān)組成的磁缸，它們之間相互的工作關(guān)系曲線如圖9所示。永磁體開關(guān)7和26面對面放置，相互設(shè)置為異性磁極。永磁體開關(guān)8和27與7和26的設(shè)置方法相同，26和27機(jī)械連接在一起作為磁鐵活塞。在T1工作點(diǎn)時，7和26呈現(xiàn)出最大的磁場強(qiáng)度，相互間強(qiáng)烈地吸引，其引力為一個永磁體開關(guān)時的2倍以上，吸引距離也增加了2倍以上，吸引速度則大幅度的增加；8和27均處于零輸出，無磁力關(guān)系，磁鐵活塞迅速地沖向永磁體開關(guān)7。在T2工作點(diǎn)時，8和27呈現(xiàn)出最大的磁場強(qiáng)度，相互間強(qiáng)烈地吸引；7和26均處于零輸出，無磁力關(guān)系，磁鐵活塞迅速地沖向永磁體開關(guān)8。由此，磁鐵活塞在磁缸中以更快的速度、更大的距離、更高的能量不斷的往復(fù)運(yùn)動并對外輸出。這種磁缸是由4個永磁體開關(guān)組成，具有4個磁力面，所以稱為四沖程磁缸，其圖標(biāo)如圖7中30所示。當(dāng)需要大功率輸出時，可以在曲軸14上連接多個磁缸30。圖7所示為4缸四沖程磁缸發(fā)動機(jī)，它的輸出功率可以達(dá)到幾個兆瓦。當(dāng)需要更大的功率時，還可以通過調(diào)頻、調(diào)相裝置將多臺乃至數(shù)百臺磁缸發(fā)動機(jī)連接在一起，這種動力機(jī)組所輸出的功率，絕不會小于當(dāng)今世界上任何一種發(fā)電機(jī)組。在圖8中，若用電磁鐵開關(guān)代替26、27兩個永磁體開關(guān)，作為電磁鐵活塞，由于電磁鐵控制起來非常方便，制作工藝也更為簡單，體積成倍減少，將會取得更好的應(yīng)用效果。
圖10是旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，31、32、33、34的4個定子，在旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)外殼37的同一圓周截面上固定安裝。轉(zhuǎn)子35和旋轉(zhuǎn)軸36機(jī)械聯(lián)接，同心旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)對轉(zhuǎn)子35和7、26、27、8中的4個永磁體3的旋轉(zhuǎn)速度、起始相位有著嚴(yán)格的要求，需采用同軸控制技術(shù)(電軸或機(jī)械)。圖11是旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的工作波型圖，38、39、40、41分別代表31、32、33、34在不同時間輸出磁場強(qiáng)度的變化。在T1時刻31和33達(dá)到最大值，32和34零輸出，轉(zhuǎn)子35的兩個圓角分別受31、33的磁力面吸引，向31、33的磁力面下轉(zhuǎn)去。在設(shè)計(jì)中讓轉(zhuǎn)子和永磁體3同步旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子35接近31、33的磁力面時，31、33的輸出磁力開始減小至零，轉(zhuǎn)動慣量使轉(zhuǎn)子35繼續(xù)轉(zhuǎn)動，沖過31、33的磁力面，向32、34的磁力面轉(zhuǎn)去。在T2時刻32、34的輸出磁力最大，吸引轉(zhuǎn)子35加速向32、34的磁力面下轉(zhuǎn)去。由此不斷重復(fù)，轉(zhuǎn)子35則保持在一定的高速度下連續(xù)旋轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)子聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)軸36就會將旋轉(zhuǎn)動能輸出給變速器15或大功率發(fā)電機(jī)19，由它們分別輸出旋轉(zhuǎn)機(jī)械能或電能，見圖12。
旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的定子42的數(shù)量，根據(jù)輸出功率和設(shè)備體積來確定，可以有1對、2對…或n個(單數(shù)也可以)之分，分別稱為2極、4極…或n極旋轉(zhuǎn)式磁能發(fā)動機(jī)，其轉(zhuǎn)子35的圓頭也可以根據(jù)定子數(shù)量的變化增加為若干個。這些可以單獨(dú)制作為一臺n極旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，當(dāng)需要大功率時，可以在延長了的旋轉(zhuǎn)軸36上設(shè)置m對轉(zhuǎn)子和永磁體開關(guān)組，每組錯開一定的起始角度，則轉(zhuǎn)子35在每時每刻都有具大的磁力在吸引，使轉(zhuǎn)子35的旋轉(zhuǎn)將更加平穩(wěn)，不但能獲得更大的轉(zhuǎn)距，而且還會具有極高的旋轉(zhuǎn)速度，從而使旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)擁有了非常大的功率，把這種發(fā)動機(jī)稱為m組n極旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)。
通過對磁缸發(fā)動機(jī)、旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)和原理的介紹可知，永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)的使用不受任何條件的限制，甚至用在沒有氧氣的地方如太空、地下、水下等，能夠適用于世界上的所有地區(qū)和宇宙中的使用，是一種自供給能量的冷態(tài)發(fā)動機(jī)。永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，不需要燃燒燃料，為解決世界能源危機(jī)問題，不但提供了一個最好的解決辦法，而且又沒有任何的環(huán)境污染，完全是一種可持續(xù)發(fā)展綠色能源的新型生產(chǎn)設(shè)備。由于永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)具有非常多的優(yōu)點(diǎn)，所以在很多方面將會有充裕的市場和得到廣泛的應(yīng)用。
小功率便攜式永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，本身就是一臺移動式發(fā)電機(jī)。由于能源危機(jī)或輸送電力方面的事故，經(jīng)常有停電事件發(fā)生。所以無論是在家庭還是小功率用電的單位，或者在野外用電的需要，自備一臺或數(shù)臺家用永磁開關(guān)磁能發(fā)電機(jī)將會有效的解決這個問題。另外，我國有2500萬人口，全世界還有20億人口沒有解決用電問題，這部分人主要是居住在偏遠(yuǎn)地區(qū)，家用永磁開關(guān)磁能發(fā)電機(jī)，不需要燃料的供給和運(yùn)送，最適合偏遠(yuǎn)地區(qū)的使用。采用高科技和新材料研制出超小型永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，作為人體隨身攜帶的袖珍式長效能源，將會大幅度地攀升人類自身的能力。
中小功率的永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，其體積、重量、結(jié)構(gòu)和運(yùn)動方式都與汽車發(fā)動機(jī)非常相像，特別適用于摩托車、汽車、火車、艦船、飛行器等，輸出機(jī)械旋轉(zhuǎn)能量作為移動式設(shè)備的動力。見圖6，當(dāng)調(diào)整小型電動機(jī)18的轉(zhuǎn)速時，改變永磁體3旋轉(zhuǎn)的角速度，就可以控制活塞的運(yùn)動周期，也既控制了磁缸發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和功率。再配以離合器和不同的手動檔或自動擋變速器，就可以作為有級或無級變速的動力設(shè)備。永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)將逐步取代各種燃油發(fā)動機(jī)，成為移動式機(jī)械設(shè)備的主體動力。與燃油發(fā)動機(jī)相比，永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)不需要配氣系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、水冷卻系統(tǒng)，對外沒有空氣濾清器、水箱、油箱和排氣管等，將徹底改變移動設(shè)備的結(jié)構(gòu)和外型。永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)還可以和機(jī)床等需要旋轉(zhuǎn)動力的設(shè)備直接對接，或設(shè)計(jì)、制造為一體，成為內(nèi)藏能源式的機(jī)械設(shè)備，可以大幅度的增加機(jī)械設(shè)備的功能和靈活使用范圍。
用永磁體組裝成的永磁體開關(guān)，最大吸附重物可以達(dá)到5000kg以上。采用多缸組成的磁缸發(fā)動機(jī)和m組n極旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，輸出功率可以達(dá)到幾個兆瓦，本身就是一個小型固定電站。將其安裝在拖車上，就是一個可以移動的拖車電站。用數(shù)臺乃至數(shù)百臺永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)并、串聯(lián)在一起工作，再配上調(diào)頻、調(diào)相裝置，就是一個大型的發(fā)電機(jī)組，能夠直接并網(wǎng)發(fā)電。這種電廠與火力發(fā)電廠相比，外觀上沒有煙囪、鍋爐、冷卻塔、煤堆或油罐等，占地面積非常小，幾乎沒有噪音，但是輸出功率卻并不亞于任何一種大型發(fā)電機(jī)組。永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)的大面積推廣應(yīng)用，世界上有可能就不再需要龐大的電網(wǎng)了。
權(quán)利要求
1.一種永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，其特征在于將兩塊有微小的剩磁和較小的磁阻的相同形狀結(jié)構(gòu)的鋼鐵結(jié)構(gòu)件(1)、(2)，作為磁力線的通路，兩塊磁參數(shù)相同的永磁體(3)、(4)，分別安放在兩塊鋼鐵結(jié)構(gòu)件(1)、(2)的上部和中間，永磁體(3)在沿鋼鐵結(jié)構(gòu)件(1)、(2)所組成圓腔內(nèi)的中心點(diǎn)可以自由旋轉(zhuǎn)，鋼鐵結(jié)構(gòu)件(1)、(2)的底部是銜鐵(5)，流通路徑(6)是在永磁體(3)旋轉(zhuǎn)到兩種極限位置時，永磁體(3)、(4)所產(chǎn)生的磁力線的流通路徑；磁缸結(jié)構(gòu)是由兩個永磁體開關(guān)(7)、(8)和中間的銜鐵(9)構(gòu)成，在相對中間的銜鐵(9)的方向是永磁體開關(guān)的工作磁力面，兩個永磁體開關(guān)(7)、(8)作往復(fù)運(yùn)動；可以采用2沖程、4沖程多缸永磁開關(guān)磁缸式磁能發(fā)動機(jī)和m組n極永磁開關(guān)旋轉(zhuǎn)式磁能發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，其特征在于所說的2沖程、4沖程多缸永磁開關(guān)磁缸式磁能發(fā)動機(jī)中，單缸兩沖程磁缸發(fā)動機(jī)是由兩個永磁體開關(guān)(7)、(8)和中間的銜鐵(9)與連桿(13)連接，連桿(13)的另一端與曲軸(14)連接，在曲軸(14)的一端設(shè)置變速器(15)連接動力輸出軸(16)，在曲軸(14)的另一端安裝軸承(17)；小功率電動機(jī)(18)帶動兩沖程磁缸(20)與變速器(15)連接，再由機(jī)械動力輸出端(21)與大功率發(fā)電機(jī)(19)連接，大功率發(fā)電機(jī)(19)的電能輸出端(22)，通過部分能量反饋回路(23)，將能量輸送至蓄電池組(24)，由自動控制部分(25)進(jìn)行控制；4缸四沖程磁缸發(fā)動機(jī)上的4個磁缸(30)通過連桿(13)與曲軸(14)連接，在曲軸(14)上安裝軸承(17)，由兩個磁鐵開關(guān)組成活塞(26)、(27)，它們可以用永磁體制造，也可以用電磁鐵來制造。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，其特征在于m組n極永磁開關(guān)旋轉(zhuǎn)式磁能發(fā)動機(jī)的4個永磁體開關(guān)(31)、(32)、(33)、(34)，在定子外殼(37)的同一截面上360度等距離固定安裝，轉(zhuǎn)子(35)為同軸連接的兩塊銜鐵，與旋轉(zhuǎn)軸(36)機(jī)械聯(lián)接在一起同心旋轉(zhuǎn)，由4個永磁體開關(guān)(31)、(32)、(33)、(34)稱為定子，由4個永磁體開關(guān)組成的定子(42)組成4極旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，與轉(zhuǎn)子(43)連接，小功率電動機(jī)(18)帶動定子(42)與變速器(15)和大功率發(fā)電機(jī)(19)連接，變速器(15)的輸出端為機(jī)械動力輸出端(21)，大功率發(fā)電機(jī)(19)的輸出端為電能輸出端(22)，通過部分能量反饋回路(23)，將能量輸送至蓄電池組(24)，由自動控制部分(25)進(jìn)行控制；旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的定子(42)的數(shù)量，根據(jù)輸出功率和設(shè)備體積來確定，可以有1對、2對…或n個之分，分別稱為2極、4極…或n極旋轉(zhuǎn)式磁能發(fā)動機(jī)，其轉(zhuǎn)子(35)的圓頭也可以根據(jù)定子數(shù)量的變化增加為若干個；這些可以單獨(dú)制作為一臺n極旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，當(dāng)需要大功率時，可以在延長了的旋轉(zhuǎn)軸(36)上設(shè)置m對轉(zhuǎn)子和永磁體開關(guān)組，每組錯開一定的起始角度，則轉(zhuǎn)子(35)在每時每刻都有具大的磁力在吸引。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種永磁開關(guān)磁能發(fā)動機(jī)，解決了永磁體開關(guān)在對外性能上，能夠周期性的控制產(chǎn)生和切斷磁力的輸出，目的是采用永磁體開關(guān)，在冷態(tài)下生產(chǎn)能源，所生產(chǎn)的能源既可以作為一次機(jī)械能源直接使用，也可以用于發(fā)電或轉(zhuǎn)化為其它二次能源輸出、儲存，或者直接使用，可以是永磁開關(guān)磁缸式磁能發(fā)動機(jī)或永磁開關(guān)旋轉(zhuǎn)式磁能發(fā)動機(jī)。可以采用2沖程、4沖程多缸永磁開關(guān)磁缸式磁能發(fā)動機(jī)和m組n極永磁開關(guān)旋轉(zhuǎn)式磁能發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。采用本發(fā)明與離合器和手動、自動擋變速器相連接調(diào)速，安裝在摩托車、汽車、火車、艦船、飛行器等行走設(shè)備上，或機(jī)床等固定設(shè)備上，提供動力能源。
文檔編號H02K53/00GK1652448SQ20051004598
公開日2005年8月10日 申請日期2005年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月7日
發(fā)明者楊世維 申請人:楊世維