[发明专利]用于旋转机械的被动磁性轴承和集成所述轴承、包括能量生产涡轮的旋转机械

权利要求书

1.一种被动磁性轴承，所述被动磁性轴承包括：

第一环元件，所述第一环元件具有轴向深度并由磁性材料形成，所述第一环元件进一步具有海尔贝克阵列，所述海尔贝克阵列围绕所述第一环元件的圆周是恒定的；

第二环元件，所述第二环元件具有轴向深度并由磁性材料形成，所述第二环元件与所述第一环元件大致同心，并相对于所述第一环元件定位在轴向方向上限定的运行范围内，所述第二环元件具有：

第一海尔贝克阵列，所述第一海尔贝克阵列在所述第二环元件的至少一个角区域的第一组上成角度地延伸；以及

第二海尔贝克阵列，所述第二海尔贝克阵列在所述第二环元件的至少一个角区域的第二组上成角度地延伸；

其中，所述第一环元件能够围绕所述第二环元件旋转；以及

其中，当所述第一环元件的所述海尔贝克阵列与所述第二环元件的所述第一海尔贝克阵列和所述第二海尔贝克阵列相对于彼此定位在所述轴向方向上限定的所述运行范围内时，来自所述第一环元件的所述海尔贝克阵列与所述第二环元件的所述第一海尔贝克阵列和所述第二海尔贝克阵列的磁性相互作用限定了组合力曲线，所述组合力曲线具有：

所述轴向方向上的轴向分量，所述轴向分量与预定的目标轴向力曲线大致匹配；以及

在预定的角位置处在径向方向上的径向分量，所述径向分量与预定的目标径向力曲线大致匹配。

2.根据权利要求1所述的被动磁性轴承，其中，所述组合力曲线的所述轴向分量根据所述第一环元件和所述第二环元件在所述运行范围内沿所述轴向方向的相对位置而变化。

3.根据权利要求1或2所述的被动磁性轴承，其中，所述组合力曲线的所述径向分量对于所述第一环元件和所述第二环元件在所述运行范围内沿所述轴向方向的相对位置而基本上恒定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的被动磁性轴承，其中，所述第一环元件的所述海尔贝克阵列的磁场特性在所述轴向方向上是可变的。

5.根据权利要求4所述的被动磁性轴承，其中，所述第一环元件的所述海尔贝克阵列由被定位在所述轴向方向上的多个离散磁体形成，所述离散磁体具有不同的磁体特性。

6.根据权利要求5所述的被动磁性轴承，其中，形成所述第一环元件的所述海尔贝克阵列的所述多个离散磁体的不同磁体特性包括磁性材料、磁场取向、磁场强度、磁体高度、磁体宽度和磁体深度中的一个或多个。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的被动磁性轴承，其中，所述第二环元件的所述第一海尔贝克阵列的磁场特性在所述轴向方向上是可变的，以及

其中，所述第二环元件的所述第二海尔贝克阵列的磁场特性在所述轴向方向上是可变的。

8.根据权利要求7所述的被动磁性轴承，其中，所述第二环元件的所述第一海尔贝克阵列由被定位在所述轴向方向上的多个离散磁体形成，所述离散磁体具有不同的磁体特性；以及

其中，所述第二环元件的所述第二海尔贝克阵列由被定位在所述轴向方向上的多个离散磁体形成，所述离散磁体具有不同的磁体特性。

9.根据权利要求8所述的被动磁性轴承，其中，所述第二环元件的所述第一海尔贝克阵列的不同磁体特性包括磁性材料、磁场取向、磁场强度、磁体高度、磁体宽度和磁体深度中的一个或多个；以及

其中，所述第二环元件的所述第二海尔贝克阵列的不同磁体特性包括磁性材料、磁场取向、磁场强度、磁体高度、磁体宽度和磁体深度中的一个或多个。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的被动磁性轴承，其中，所述第一环形元件和所述第二环形元件具有与所述第一环形元件和所述第二环形元件在所述轴向方向上的第一相对位置相对应的第一基本稳定的磁性相互作用；以及

其中，所述第一环形元件和所述第二环形元件具有与所述第一环形元件和所述第二环形元件在所述轴向方向上的第二相对位置相对应的第二基本稳定的磁性相互作用。