CN202889254U - 一种永磁体动力装置 - Google Patents

Abstract

一种永磁体动力装置，主要由卷状组合磁极、转盘、输出轴组成，卷状组合磁极与转盘方形磁体磁极平行、同性、相对、靠近而互相排斥，组成卷状组合磁极的磁柱按照卷状规则、沿偏心方向绕卷轴排列组合，长度按排列方向逐根减少，磁动势也相应逐根降低，对对应磁体的排斥力也逐根减弱，对转盘形成顺时针方向的推动力，实现在不消耗煤、电、油等能源的条件下推动转盘向同一方向持续旋转而产生动力。

Description

一种永磁体动力装置

技术领域

本实用新型是一项将柱形永磁体按照卷状规则、沿偏心方向绕卷轴排列组合，利用永磁体同性磁极相互排斥的作用力，将磁能转化为机械能的永磁体动力装置。本装置在不消耗煤、电、油等能源的条件下能够持续产生和输出动力，应用领域十分广泛。 

背景技术

世界上现有应用较广泛的动力技术类型主要有两类：一类是依靠消耗不可再生的油、煤、电等能源产生动力的，如内燃机、蒸汽机、电动机等，此类动力的产生必须以消耗自然界的资源为代价，对环境会产生污染甚至破坏性的影响。另一类是利用自然界的可再生资源如太阳能、风能等清洁能源转化动能，此类资源取之不尽、用之不竭，而且在转化时不污染和破坏环境，但在很大程度上受自然条件和使用条件的制约，推广和普及也有很大的限制。 

随着自然资源特别是石油储量的日益枯竭，众多国家、机构或个人正不断开发和利用新能源。磁能是一种清洁能源，存在巨大的开发和利用空间。长期以来，各类磁能应用技术层出不穷，利用磁能转化机械能的研究成果也很多，其中有一些已被授予了专利权，但大部分成果或因理论与实践脱节、或因存在制造技术障碍、或因利用价值不高而没有得到推广和应用。 

发明内容

在不消耗能源、不破坏环境的条件下产生动力是本创造的目的。本装置将柱形永磁体以创造性的排列方式，组合成卷状磁极，利用同性磁极相排斥的物理特性，使卷状组合磁极对对应磁体产生持续、不间断的推动力。本永磁体动力装置主要由柱形永磁体组成的卷状组合磁极、方形永磁体组成的转盘和输出动力的输出轴构成，卷状组合磁极与转盘方形磁体磁极平行、同性、相对、靠近而互相排斥，组成卷状组合磁极的磁柱长度按排列方向逐根减少，磁动势也相应逐根降低，对对应磁体的排斥力也逐根减弱，对转盘形成顺时针方向的推动力，转盘以输出轴为中心旋转一周结束时，第二周的旋转已经开始，如此周而复始，向同一方向持续旋转而产生动力，并由输出轴输出动能做功。 

本永磁体动力装置结构简单，制造容易，制造成本低，现有的工艺技术完全可以解决。磁柱可以由相同磁体串联叠并而成，制造大型机型也不存在技术障碍。 

本装置是对磁材的创造性应用，实现在不消耗能源、不污染和破坏环境的条件下产生动力，能满足当今节能减排、维护人类生存环境的迫切需要，应用领域非常广泛。推广和应用本技术，对缓解能源日益枯竭、环境日益恶化等世界性的发展压力，都有积极的作用。因此具有较高的利用价值。 

附图说明

图1：卷状组合磁极磁柱排列图。 

图2：卷状组合磁极侧面图。 

图3：转盘轴平面图。 

图4：与图3对应的转盘及输出轴侧面剖视图。 

图5：方形磁体偏移转动示意图。 

图6：卷状组合磁极与转盘方形磁体关系图。 

图7：永磁体动力装置结构图。 

附图中，1是组成卷状组合磁极的磁柱，2是固定在转盘上的方形磁体，3是固定卷状组合磁极的无磁钢（或铝）架，4是固定方形磁体的无磁钢（或铝）环，5是输出轴，6是磁柱作卷状排列的轴心，也是无磁钢架中心穿过输出轴的圆孔，7是固定无磁钢（或铝）架的螺丝孔，S和N是磁柱或方形磁体的两磁极，Fn是逆时针反阻力，Fm是顺时针推动力。 

具体实施方式

本创造是一项不消耗能源、不污染环境的动力装置，该装置由卷状组合磁极、转盘和输出轴构成。 

卷状组合磁极：是本装置的关键部件，由无磁方架和柱形永磁体构成，无磁方架的作用是固定排列成卷状的磁柱，方架中心圆孔是磁柱作卷状排列的卷轴中心，圆孔的作用是通过输出轴，方架由螺丝在四角小圆孔固定。磁柱按照卷状规则排列，始根（第一根）最长、最靠近卷轴中心，磁柱紧靠并沿偏心方向绕卷轴排列，长度按排列次序逐根减少，距离卷轴中心的距离按照排列次序逐渐增大，其中一端同性磁极对齐于同一轴平面，形成在同一平面上的卷状磁极组。 

转盘：转盘由无磁圆环和方形磁体构成，无磁圆环的作用是固定方形磁体和带动输出轴转动。多个方形磁体（本方案以六个为例进行阐述）固定在转盘上，方形磁体磁极面的宽度大于磁柱磁极面直径，其作用是使方形磁体同时对应两个不同大小的排斥力，方形磁体两磁极可与一组或两组卷状组合磁极发生排斥作用，转盘一侧的方形磁体磁极与一组卷状组合磁极同性、平行、相对，转盘另一侧磁极可以与另一组卷状组合磁极同性、平行、相对。 

输出轴：输出轴与转盘固定并连为一体，两端由轴承固定承托，输出轴是转盘旋转轴心。 

组成卷状组合磁极的磁柱按照卷状规则、沿偏心方向绕卷轴排列一圈以上，如图1所示，可以排列至第21根结束，也可以排列至第25、26根甚至更多，本方案以排列29根为例阐述，始根（第1根）最长、最靠近卷轴中心，各磁柱紧靠排列，磁柱长度按排列次序逐根减少。 

由于磁柱磁极面积相等，长度按排列次序逐根均匀减少，对相同磁体的排斥力也相应逐根减弱。 

转盘与方形磁体固定并连为一体，转盘的作用是固定方形磁体和带动输出轴转动，方形磁体与卷状组合磁极相对、同性、平行（图7），当方形磁体与卷状组合磁极发生排斥作用时，由于与方形磁体发生排斥作用的是长度不相等的磁柱，而且方形磁体的磁极面宽度大于磁柱磁极端面的直径，所受的排斥力在排列方向上也是前后不相等，转盘将以输出轴为中心向顺时针或逆时针方向偏移转动。 

卷状组合磁极与转盘方形磁体磁极平行、同性、相对、靠近而互相排斥，转盘同时受两种力的作用，分别是逆时针反阻力和顺时针推动力。图5所示，第一根磁柱按排列的相反方向的作用力Fn是逆时针反阻力，各磁柱长度按排列方向逐根减少，对相同磁体的排斥力也相应逐根降低，每个方形磁体跨越第一根磁柱后，前后两边所受的排斥力不相等，始终是顺时针方向的后边大于前边，所以每个方形磁体跨越第一磁柱磁极后所受的作用力都是顺时针方向的推动力Fm。 

卷轴中心是转盘转动轴心，等同于方形磁体转动支点。因为卷状组合磁极对转盘形成顺时针和逆时针两种不同方向的作用力，反阻力Fn作用点与支点之间的长度最小，其它推动力Fm作用点与支点之间的长度都大于反阻力的长度。根据杠杆原理，用较小的顺时针推动力可以克服较大的逆时针反阻力Fn。 

本方案转盘以镶嵌安装6个方形磁体为例。图6中，当方形磁体A1向顺时针方向转动，在克服反阻力Fn的同时，该磁体的远支点的第20根磁柱的作用点处所受的是顺时针的推动力Fm6，其它方形磁体A2、A3、A4、A5、A6同时对应不同的磁柱磁极，而且在顺时针方向上前后作用力不相等，都是后边大于前边，磁柱磁极对方形磁体形成Fm2、Fm3、Fm4、Fm5、Fm7、Fm8等多个作用力都是顺时针方向的推动力。 

组成卷状组合磁极的磁柱的磁动势等于磁场强度与磁体长度的乘积，由磁柱的排列特征可知，按照顺时针方向各相邻磁柱（包括第29根减前边零值磁动势）的磁动势之差的代数和等于第一根磁柱的磁动势，所以顺时针推动力之和等于逆时针反阻力。但是由于逆时针反阻力作用点与转动轴心的距离最小，所有顺时针推动力作用点与转动轴心的距离都大于反阻力的距离，根据杠杆原理，力相等而距离支点的长度不相等，推动力可以克服反阻力，推动转盘向顺时针方向转动。 

在顺时针推动力的作用下，转盘以输出轴为中心旋转一周结束时，第二周的旋转已经开始，如此周而复始，转盘在不消耗能源的条件下，向同一方向持续旋转而产生动力，并由输出轴输出动能做功。 

图7中，转盘的轴向两侧各对一个卷状组合磁极，可以增加旋转推动力，提高输出动能。 

对各磁体设计有效的磁通回路，如使用空心磁柱、采用屏蔽工艺等等，可以减少漏磁和降低各磁体之间的干扰。 

尽量增加磁柱排列数量或方形磁体数量、在考虑磁阻及磁饱和等因素的前提下尽量增大各相邻磁柱的长度差、减少第一根磁柱与卷轴中心间的距离、增大其它磁柱与卷轴中心间的距离等等，都可以增强顺时针推动力，提高输出动能。 

Claims (6)

1.一种永磁体动力装置，由柱形永磁体组成的卷状组合磁极、方形永磁体组成的转盘和输出动力的输出轴构成。

2.根据权利1所述的永磁体动力装置，其特征在于所述的卷状组合磁极由多条柱形磁体按照卷状规则排列并固定而成。

3.根据权利1所述的永磁体动力装置，其特征在于所述的卷状组合磁极的磁柱磁极在轴向两端面，磁极面大小相等，磁柱长度不等。

4.根据权利1所述的永磁体动力装置，其特征在于所述的卷状组合磁极的磁柱按照卷状规则、沿偏心方向绕卷轴排列，第一根最长、最靠近卷轴中心，磁柱长度按排列次序逐根减少，与卷轴中心之间的距离按照排列次序逐渐增大，其中一端同性磁极对齐于同一轴平面。

5.根据权利1所述的永磁体动力装置，其特征在于组成卷状组合磁极的磁柱磁动势按照排列次序逐根降低，对相同磁体同性极的排斥力也相应逐根减弱。

6.根据权利1所述的永磁体动力装置，其特征在于所述的卷状组合磁极的磁柱可以是独立整体圆柱或方柱、梯形柱、棱形柱磁体，也可以由多个相同的磁体串联叠并而成。

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