[发明专利]超导能源输出机

说明书

本发明属于机电工程领域，尤其是一种超导能源输出机，用超导线圈感应另一个超导线圈，然后在将机械能输出机构在感应超导线圈内运动。只要给超导线圈储能1MJ电能，就可对外界输出4MJ能量。本发明可用作发电，以及一切运输加工机械的动力源等。

本发明根据现有技术《超导电技术及其应用》国防工业出版社，1974年出版，焦正宽、张其端编译；第147页(磁通泵)，6.2.1门德尔森(MendeIssohn)变压器。

图6.6所示的直流变压器，就是利用超导体的完全抗磁性。P为初级线圈，S为次级线圈，L为超导磁体，C为铁芯。次级回路用超导体构成闭合回路，初级回路由外部进行励磁。初级线圈用超导体和正常导体都可以，但是，从发热的角度来说，希望用超导体。在初级回路内通电流I₁，该电流在铁芯内产生磁通φ。该磁通如果和通常那样与次级线圈构成联链，由于次级线圈同超导体构成闭合回路，事实上就不能形成联链的。因此，在次级回路中，就产生一个电流I₂，以抵消联链磁通。

如果初级回路中的匝数比次级线圈多，可以用小的初级电流产生大的次级电流。但是，用这种方法，如果切断了初级回路电流，则相应的次级回路的电流也变为零，所以，不能作为永久磁体用。为了在切断初级电流时，次级电流不为零，应使在初级回路励磁后次级回路的一部分仍处于正常态，当磁通完全地贯穿到次级回路后，再使次级回路重新变为超导态，这样，当通初级电流时，没有次级电流；当切断初级电流时，才开始有次级电流。这种方法，结构简单，但如果用它给超导磁体励磁时，需要和磁体同样大小的初级线圈。因此，不宜用于大型超导磁体。

在门德尔森变压器中，将初级线圈内储存的电能白白放掉浪费了。而本发明超导能源输出机，是将初级线圈电能直接释放给外界负载上直接使用了，这样初级线圈感应完次级线圈后，次级线圈能量就是多出来的一倍能量。所以只要给超导能源输出机输入30MJ电能，就可对外界输出60MJ电能，输出能量大于输入能量2倍。

1847年能量守恒定律是按有电阻回路确立的。

1911年理想回路实现，使能量守恒正确变成错误的定律

在本发明超导开关采用手动熔丝换流及电容换流人工过零法制造的开关。

1982年理想回路变成现实，理想回路30MJ超导储能装置，系统总转换效率在95％，可参考任何一个超导理论书。有铁芯理想回路超导储能磁体电感元件，储能和对外界释放能量时，自身不损耗能量，可参考任何一本超导理论书与电工基础理论书。

本发明结构如附图所示：

电源部分：是由电源(18)(19)、电源开关(16)(30)并与超导线圈(1)(31)连接。

超导线圈：是由高温超导线或低温超导线绕成螺线管形的超导线圈(1)(31)，在超导线圈(1)(31)连接有超导开关(14)(26)。

铁芯回路：铁芯回路(7)(32)是由硅钢片叠压而成，制成磁力线闭合回路。

释能部分：负载电阻(17)(28)、负载开关(15)(27)并与超导线圈(1)(31)连接；

感应超导线圈：是由高温超导线或低温超导线绕制螺线管感应超导线圈(2)(3)(5)(6)感应超导线圈(2)(6)与(3)(5)由超导线连接成一个线圈，在感应超导线圈(2)(3)(5)(6)两端连有超导开关(12)(24)；

感应释能部分：是由负载电阻(3)(34)、负载开关(33)(25)并与感应超导线圈(2)(3)(5)(6)连接；

能量输出部分：是由U形铁芯(4)(19)组成，U形铁芯(4)(19)是有硅钢片叠加制成，并与连杆(8)(20)连接，连杆(8)(20)与曲轴(9)(21)连接，曲轴(9)(21)与轴承(10)(11)(22)(23)连接，轴承(10)(11)(22)(23)固定在机器支架(35)上固定。

发明原理

将电源开关(16)(30)关闭，负载开关(15)(27)打开，超导开关(14)(26)打开，超导开关(12)(24)打开，负载开关(33)(25)打开，由外部电源(18)(29)给超导线圈(1)(31)励磁将达到1MJ储能量时，超导开关超导开关(12)(24)关闭，负载开关(25)(33)关闭，然后在将超导开关(14)(26)关闭，将电源开关(16)(30)打开，将负载开关(15)(27)关闭，超导开关(14)(26)打开将超导线圈(1)(31)内1MJ能量输出给负载(17)(28)上使用。这时感应超导线圈(2)(3)(5)(6)储能量1MJ电能产生的冻结磁通，然后前端U形铁芯(19)先吸入感应超导线圈(3)(5)内对外界输出一个与储存能量相等的1MJ机械能，然后在将后端的U形铁芯(4)吸到U形铁芯(19)上构成一个磁力线闭合回路铁芯，然后在将感应超导线圈(3)(5)上超导开关(12)(24)打开将1MJ电能释放到负载电阻(13)(34)上使用。这时感应超导线圈没有磁场，两个U形铁芯(4)(19)在自重带动下回到起始位置，准备下一次过程，超导能源输出机就是这样周面复始地循环往复运动。只需外界加1MJ能量，就可以对外界输出4MJ能量，因此称之为“超导能源输出机”。