CZ2020446A3 - Rotační zařízení a systém pro výrobu elektrické energie - Google Patents

Abstract

Rotační zařízení (100) zahrnuje první rotační těleso (20) diskového tvaru schopné rotace kolem první osy (10) otáčení, množství prvních permanentních magnetů (30) uspořádaných v obvodové částí prvního rotačního tělesa diskového tvaru tak, že jejich N-póly a S-póly jsou rozděleny střídavě. Dále zahrnuje alespoň jednu dvojicí elektromagnetů (40A, 40B) uspořádaných ve statických polohách ve stanovených rozestupech, přičemž tyto statické polohy jsou v blízkosti uvedeného množství prvních permanentních magnetů (30), a dvojici senzorových přepínačů (60A, 60B) pro postupné detekování úhlových poloh N-pólů a S-pólů množství prvních permanentních magnetů (30) a pro elektrické napájení alespoň jedné dvojíce elektromagnetů (40A, 40B). Jeden elektromagnet (40A, 40B) z dvojice elektromagnetů (40A, 40B) je napájen energií na základě výsledku dvojice senzorových přepínačů (60A, 60B), pro pohybování uvedeného prvního permanentního magnetu (30) sousedícího s elektromagnetem (40A, 40B) napájeným energií ve stanoveném směru pomocí přitažlivé síly a odpudivé síly mezi elektromagnetem (40A, 40B) napájeným energií a prvním permanentním magnetem (30) pro rotaci uvedeného prvního rotačního tělesa (20) diskového tvaru.

Description

Rotační zařízení a systém pro výrobu elektrické energie

Oblast techniky

Předložený vynález se týká rotačního zařízení pro efektivní vytváření rotačního momentu prostřednictvím magnetické síly a systému pro výrobu elektrické energie generováním elektřiny pomocí tohoto rotačního zařízení.

Dosavadní stav techniky

Konvenční magnetické rotační zařízení využívající odpudivou sílu permanentních magnetů je dobře známé. Například magnetický repulzní motor popsaný v patentovém dokumentu 1 má obvodově uspořádané množství permanentních magnetů na pevné součásti a na rotační součásti pro vytváření rotační síly pomocí odpudivé magnetické síly permanentních magnetů obou součástí.

Také v patentovém dokumentu 2 je popsáno magnetické rotační zařízení tvořené kombinaci permanentních magnetů a elektromagnetů pro vytváření rotačního kroutícího momentu pro otáčení rotačních těles pomocí magnetické odpudivé síly permanentních magnetů a elektromagnetů.

V magnetickém rotačním zařízení popsaném v patentovém dokumentu 2 jsou první a druhé magnetické rotační těleso pro vytváření rotační síly osy otáčení spojena otočně s touto osou, a první a druhý elektromagnet napájené energií v synchronizaci s rotací rotačních těles jsou uspořádány protilehle prvnímu a druhému magnetickému rotačnímu tělesu přes magnetickou štěrbinu. První a druhý elektromagnet jsou upevněny ke kotvě, která tvoří magnetickou cestu. Vyvažovači prvky vyrobené z nemagnetického materiálu pro udržování vyváženosti množství magnetů deskového tvaru poskytujících magnetické pole vytvářející rotační sílu a rotační tělesa se nacházejí na disku prvního rotačního tělesa i druhého magnetického rotačního tělesa. Všechny magnety deskového tvaru jsou uspořádány v určitém úhlu D vzhledem k poloměru disku. Senzor pro detekci úhlové polohy prvního a druhého magnetického rotačního tělesa je uspořádán na jednom z těchto magnetických rotačních těles. Tato, první a druhé magnetické rotační těleso, jsou napájena energií, když předsunutý magnet deskového tvaru ve směru otáčení magnetů deskového tvaru míjí detektor. Tato, první a druhé magnetické rotační těleso, jsou odpojena od napájení energií, když pozadu se nacházející magnet deskového tvaru ve směru otáčení magnetů deskového tvaru míjí detektor.

Patentový dokument 1: japonská patentová přihláška č. 2006 - 238 596 A

Patentový dokument 2: japonský patent č. 2 968 918 B

Podstata vynálezu

PROBLÉM ŘEŠENÝ VYNÁLEZEM

Jestliže je magnetické rotační zařízení tvořeno jenom permanentními magnety, jak je popsáno v patentovém dokumentu 1, však může vyvstat následující problém. Totiž v případě, že se rotační strana permanentního magnetu posunula pro oddělení od pevné strany permanentního magnetu, působila magnetická odpudivá síla mezi těmito permanentními magnety jako hnací síla ve směru rotace, zatímco v případě, že se rotační strana permanentního magnetu posunula pro přiblížení k pevné straně permanentního magnetu, působila magnetická odpudivá síla mezí těmito permanentními magnety jako velká odporová síla pro zastavení hnací síly ve směru rotace. Kvůli tomuto účinku magnetické síly působící jako odpor proti hnací síle ve směru rotace bylo prakticky nemožné otáčet rotační stranu permanentního magnetu vzhledem k pevné straně permanentního magnetu.

- 1 CZ 2020 - 446 A3

Také magnetické rotační zařízení popsané v patentovém dokumentu 2 má následující problémy. Jeho konstrukce totiž byla komplikovaná, protože byla tvořena nejen permanentními magnety a elektromagnety, ale také rotačními vyvažovacím prvky, a protože toto zařízení nepoužívalo kroutící moment rotačních těles, bylo obtížné získat dostatečnou energetickou účinnost.

Úkolem předloženého vynálezu je vyřešit tyto problémy. Cílem předloženého vynálezu je poskytnout rotační zařízení a systém pro výrobu elektrické energie, který může pomocí jednoduché konstrukce efektivně udržovat a využívat rotační energii.

PROSTŘEDKY PRO ŘEŠENÍ TOHOTO PROBLÉMU

Podle předloženého vynálezu, rotační zařízení zahrnuje první rotační těleso diskového tvaru schopné otáčení kolem první osy otáčení, množství prvních permanentních magnetů uspořádaných v obvodové části uvedeného prvního rotačního tělesa diskového tvaru tak, že jejich N-póly a Spóly jsou rozděleny střídavě, alespoň jednu dvojici elektromagnetů uspořádaných ve statických polohách ve stanovených rozestupech, přičemž uvedené statické polohy jsou v blízkosti uvedeného množství prvních permanentních magnetů, a dvojici senzorových přepínačů pro postupné detekování úhlových poloh N-pólů a S-pólů uvedeného množství prvních permanentních magnetů a pro elektrické napájení uvedené alespoň jedné dvojice elektromagnetů. Jeden elektromagnet z uvedené dvojice elektromagnetů je na základě detekovaného výsledku dvojice senzorových přepínačů napájen energií pro pohybování uvedeného prvního permanentního magnetu, sousedícího s elektromagnetem napájeným energií, ve stanoveném směru pomocí přitažlivé síly a odpudivé síly mezi elektromagnetem napájeným energií a prvním permanentním magnetem pro rotaci uvedeného prvního rotačního tělesa diskového tvaru.

Dvojice elektromagnetů umístěných ve statických polohách v blízkosti množství prvních permanentních magnetů uspořádaných v obvodové části prvního rotačního tělesa diskového tvaru jsou střídavě napájeny energií v odpověď na úhlové polohy N-pólů a S-pólů permanentních magnetů. Permanentní magnet se pohybuje ve stanoveném směru pomocí přitažlivé síly a odpudivé síly mezi elektromagnetem napájeným energií a permanentním magnetem pro otáčení prvního rotačního tělesa diskového tvaru. Pomocí přitažlivé síly a odpudivé síly mezi elektromagnetem napájeným energií a sousedícím permanentním magnetem tudíž první rotační těleso diskového tvaru efektivně rotuje.

Je výhodné, když zařízení dále zahrnuje dvojici ploch detekovatelných senzorem uspořádaných koaxiálně s uvedeným prvním rotačním tělesem diskového tvaru. Dvojice ploch detekovatelných senzorem má na svém vnějším obvodovém konci konvexně - konkávní části uspořádané v polohách, které odpovídají polohám N-pólů resp. S-pólů uvedeného množství prvních permanentních magnetů, přičemž boční okraje konvexně - konkávních částí odpovídají předním okrajům a zadním okrajům N-pólů nebo S-pólů. Uvedená dvojice ploch detekovatelných senzorem je namontována na uvedené první ose otáčení vzájemně přesazené o stanovený úhel ve směru otáčení. S touto konstrukcí může být rotační energie efektivně udržována a využívána. Pomocí této jednoduché konstrukce může být také získána stabilní rotace.

Také je výhodné, když alespoň jedna dvojice elektromagnetů je uspořádána vždy v polohách odpovídajících opačným pólům množství prvních permanentních magnetů. Přitažlivé síly a odpudivé síly permanentních magnetů tak mohou být využity v poloze N-pólu resp. S-pólu.

Dále je výhodné, když dvojice senzorových přepínačů má první senzorový obvod sestávající z prvního fotosenzoru a prvního spínače pro zapínání/vypínání obvodu napájení energií prvního elektromagnetů dvojice elektromagnetů, a druhý senzorový obvod sestávající z druhého fotosenzoru a druhého spínače pro zapínání/vypínání obvodu napájení energií druhého elektromagnetů dvojice elektromagnetů. Uvedený první senzorový obvod je konfigurován pro detekování, prostřednictvím první plochy detekovatelné senzorem, uspořádané koaxiálně s uvedeným prvním rotačním tělesem diskového tvaru, poloh předních okrajů a zadních okrajů N

- 2 CZ 2020 - 446 A3 pólů prvních permanentních magnetů, pro napájení prvního elektromagnetů energií, když je detekována poloha předního okraje N-pólu prvního permanentního magnetu a pro odpojení napájení uvedeného prvního elektromagnetů, když je detekována poloha zadního okraje N-pólu prvního permanentního magnetu. Uvedený druhý senzorový obvod je konfigurován pro detekování, prostřednictvím druhé plochy detekovatelné senzorem, uspořádané koaxiálně s uvedeným prvním rotačním tělesem diskového tvaru, poloh předních okrajů a zadních okrajů Spólů prvních permanentních magnetů, pro napájení druhého elektromagnetů energií, když je detekována poloha předního okraje S-pólu prvního permanentního magnetu a pro odpojení napájení uvedeného druhého elektromagnetů, když je detekována poloha zadního okraje S-pólu prvního permanentního magnetu. Může tedy být získána stabilnější rotace.

Systém pro výrobu elektrické energie podle předloženého vynálezu zahrnuje výše uvedené rotační zařízení, generátor elektrické energie a rotační převod. Rotační převod má vstupní hřídel spojený s první osou otáčení rotačního zařízení pro rotační pohánění uvedeným rotačním zařízením a výstupní hřídel spojený s generátorem elektrické energie pro rotační pohánění uvedeného generátoru elektrické energie pro zvýšení rychlosti otáčení výstupního hřídele proti rychlosti otáčení vstupního hřídele. S touto konstrukcí může být rotační energie efektivně udržována a využívána. Lze tedy očekávat efektivní akumulaci energie.

S výhodou je rotační převod integrován s rotačním zařízením.

Také je výhodné, když rotační převod zahrnuje první magnetický převodový mechanismus, mající druhé rotační těleso diskového tvaru schopné rotace kolem druhé osy otáčení a množství druhých permanentních magnetů uspořádaných v obvodové části druhého rotačního tělesa diskového tvaru tak, že jejich N-póly a S-póly jsou rozděleny střídavě, a druhý magnetický převodový mechanismus, mající třetí rotační těleso diskového tvaru schopné rotace kolem třetí osy otáčení a množství třetích permanentních magnetů uspořádaných v obvodové části třetího rotačního tělesa diskového tvaru tak, že jejich N-póly a S-póly jsou rozděleny střídavě. Množství druhých permanentních magnetů prvního magnetického převodového mechanismu a množství třetích permanentních magnetů druhého magnetického převodového mechanismu jsou uspořádána ve vzájemné blízkosti tak, že když rotuje první magnetický převodový mechanismus, rotuje druhý magnetický převodový mechanismus ve stanoveném směru účinkem přitažlivé síly a odpudivé síly mezi množstvím druhých permanentních magnetů a množstvím třetích permanentních magnetů. Je tedy možné efektivně udržovat a využívat rotační energii pomocí jednoduché konstrukce.

Dále je výhodné, když průměr druhého rotačního tělesa diskového tvaru je větší než průměr uvedeného třetího rotačního tělesa diskového tvaru, a třetí rotační těleso diskového tvaru je uspořádáno uvnitř druhého rotačního tělesa diskového tvaru.

Dále je výhodné, když rotační převod zahrnuje třetí magnetický převodový mechanismus, mající čtvrté rotační těleso diskového tvaru schopné rotace kolem čtvrté osy otáčení a množství čtvrtých permanentních magnetů uspořádaných v obvodové části uvedeného čtvrtého rotačního tělesa diskového tvaru tak, že jejich N-póly a S-póly jsou rozděleny střídavě. Třetí rotační těleso diskového tvaru je uspořádáno uvnitř uvedeného druhého rotačního tělesa diskového tvaru. Množství třetích permanentních magnetů druhého magnetického převodového mechanismu a množství čtvrtých permanentních magnetů třetího magnetického převodového mechanismu jsou uspořádána ve vzájemné blízkosti tak, že když rotuje druhý magnetický převodový mechanismus, rotuje uvedený třetí magnetický převodový mechanismus ve stanoveném směru účinkem přitažlivé síly a odpudivé síly mezi množstvím třetích permanentních magnetů a množstvím čtvrtých permanentních magnetů.

Účinky vynálezu

V rotačním zařízení podle předloženého vynálezu jsou elektromagnety dvojice elektromagnetů umístěných ve statických polohách v blízkosti množství první permanentních magnetů

- 3 CZ 2020 - 446 A3 uspořádaných v obvodové části prvního rotačního tělesa diskového tvaru střídavě napájeny energií v odpověď na úhlové polohy N-pólů a S-pólů permanentních magnetů. Permanentní magnet se pohybuje ve stanoveném směru účinkem odpudivé síly mezi elektromagnetem napájeným energií a permanentním magnetem pro otáčení prvního rotačního tělesa diskového tvaru. Účinkem přitažlivé síly a odpudivé síly mezi elektromagnetem napájeným energií a sousedním permanentním magnetem první rotační těleso diskového tvaru efektivně rotuje. V důsledku toho je možné efektivně udržovat a využívat rotační energii pomocí jednoduché konstrukce.

V systému pro výrobu elektrické energie je použito výše uvedené rotační zařízení. Protože je použit rotační převod s bezkontaktním magnetickým převodovým mechanismem, neexistuje třecí odpor mezi magnetickými převodovými mechanismy a může tedy být efektivně vyráběna elektrická energie s využitím rotační energie efektivně udržované s malými ztrátami. Výsledkem toho je, že rotační energie může být efektivně udržována a využívána pomocí jednoduché konstrukce a lze tedy očekávat efektivní akumulaci energie.

Objasnění výkresů

Obr. 1 je pohled zpředu schematicky znázorňující konstrukci rotačního zařízení podle jednoho vytvoření předloženého vynálezu;

obr. 2 je pohled z boku schematicky znázorňující konstrukci hlavní části rotačního zařízení znázorněného na obr. 1;

obr. 3 je pohled schematicky znázorňující konstrukci pro detekci poloh N-pólů a S-pólů permanentního magnetu v rotačním zařízení znázorněném na obr. 1; obr. 4 je pohled popisující činnost při rotaci rotačního zařízení znázorněného na obr. 1; obr. 5 je pohled schematicky znázorňující konstrukci systému pro výrobu elektrické energie opatřeného rotačním zařízením znázorněným na obr. 1; obr. 6 je pohled zpředu schematicky znázorňující konstrukci hlavní části systému pro výrobu elektrické energie znázorněného na obr. 5; a obr. 7 je pohled z boku schematicky znázorňující konstrukci hlavní části systému pro výrobu elektrické energie znázorněného na obr. 5.

Příklady uskutečnění vynálezu

Dále bude za pomoci obr. 1 až obr. 7 popsáno vytvoření rotačního zařízení a systému pro výrobu elektrické energie podle předloženého vynálezu.

Obr. 1 znázorňuje schematicky v pohledu zpředu sestavu rotačního zařízení 100 podle vytvoření předloženého vynálezu. Písmeno A na obrázku označuje elektromagnet 40A a písmeno B označuje elektromagnet 40B. Obr. 2 znázorňuje schematicky v pohledu z boku sestavu rotačního zařízení 100 podle tohoto vytvoření. Obr. 3 znázorňuje schematicky sestavu senzorových přepínačů 60A a 60B pro detekování poloh N-pólů a S-pólů permanentního magnetu a polohové vzájemné uspořádání plochy 50A detekovatelné senzorem tohoto provedení ploch 50A a 5OB detekovatelných senzorem a senzorových přepínačů 60A a 60B podle tohoto vytvoření. Obr. 4 popisuje činnost při rotaci rotačního zařízení 100 podle tohoto vytvoření. Na tomto obrázku (A) naznačuje podmínky, kdy je první elektromagnet 40A napájen prostřednictvím sepnutí prvního senzorového přepínače 60A. a (B) naznačuje podmínky, kdy je druhý elektromagnet 40B napájen prostřednictvím sepnutí druhého senzorového přepínače 60B. Poznamenejme, že na obr. 1 pro rozlišení ploch 50A a 50B detekovatelných senzorem je plocha 50A detekovatelná senzorem znázorněna plnou čarou a plocha 5OB detekovatelná senzorem přerušovanou čarou.

Jak je znázorněno na obr. 1 až obr. 3, rotační zařízení 100 v tomto vytvoření má první osu 10

- 4 CZ 2020 - 446 A3 otáčení, první rotační těleso 20 diskového tvaru upevněné k první ose 10 otáčení, otáčitelné kolem této první osy 10 otáčení, množství permanentních magnetů 30 uspořádaných v obvodové části prvního rotačního tělesa 20 diskového tvaru tak, že jejich N-póly a S-pólyjsou rozděleny střídavě, množství dvojic elektromagnetů 40A a 40B uspořádaných v rámové konstrukci W, která představuje pevnou součást (to znamená uspořádanou ve statické poloze), ve stanovených rozestupech v blízkosti množství prvních permanentních magnetů 30. dvojici ploch 50A a 5OB detekovatelných senzorem uspořádanou koaxiálně s prvním rotačním tělesem 20 diskového tvaru, a dvojici senzorových přepínačů 60A a 60B pro postupné detekování úhlových poloh N-pólů a Spólů prvních permanentních magnetů 30 pro střídavé elektrické napájení množství dvojic elektromagnetů 40A a 40B.

První osa 10 otáčení je tvořena například ocelovou rotační hřídelí a je pro hladké otáčení uložena v ložiscích 12 a 13 upevněných k příslušným bočním stěnám 11 rámové konstrukce W.

První rotační těleso 20 diskového tvaru je koaxiálně upevněno k první ose 10 otáčení. V tomto vytvoření je množství prvních permanentních magnetů 30 (dvacet čtyři prvních permanentních magnetů 30) uspořádáno ve stanovených rozestupech v obvodové části prvního rotačního tělesa 20 diskového tvaru tak, že jejich póly jsou rozděleny střídavě.

Jako první permanentní magnet 30 j e použit například neodymový magnet tyčového tvaru. V tomto vytvoření mají všechny z množství (dvaceti čtyř) prvních permanentních magnetů 30 například tvar pravoúhlého hranolu. Protilehlé boční plochy pravoúhlého hranolového tvaru tvoří magnetické čelní strany N-pólu respektive S-pólu. Uvedené množství prvních permanentních magnetů 30 je uspořádáno, jak je výše zmíněno, tak, že polarity magnetických pólů v obvodové části prvního rotačního tělesa 20 diskového tvaru se střídají. Je tedy možné vytvářet magnetické toky mezi Npóly a S-póly permanentních magnetů 30. Je třeba poznamenat, že tvar permanentních magnetů 30 není omezen na tvar pravoúhlého hranolu.

Elektromagnety 40A a 40B jsou tvořeny cívkami navinutými kolem železných jader. Jak je dobře známo, když cívkou protéká elektrický proud, železné jádro vytváří magnetický tok a magnetické pole. Polarita železného jádra má N-pól resp. S-pól orientovaný podle směru vinutí (resp. směru proudu) cívky. Elektromagnety 40A a 40B v tomto vytvoření jsou neznázoměným způsobem připojeny ke zdroji energie, například k baterii 400 (obr. 5), a elektrická energie z tohoto zdroje energie je zapínána a vypínána pomocí prvního spínače 62A a druhého spínače 62B příslušných senzorových přepínačů 60A a 60B. V tomto vytvoření je uspořádáno množství (dvacet čtyři) elektromagnetů 40A a 40B ve statických polohách ve stanovených rozestupech vně obvodu prvního rotačního tělesa 20. Jako elektromagnety 40A a 40B je tedy uspořádáno 12 elektromagnetů 40A a 12 elektromagnetů 40B. Tyto elektromagnety 40A resp. 40B jsou umístěny v blízkosti prvních permanentních magnetů 30.

Dvojice ploch 50A a 50B detekovatelných senzorem jsou na svých vnějších obvodových koncích opatřeny (dvanácti) konvexně - konkávními částmi uspořádanými v polohách, které odpovídají polohám N-pólů resp. S-pólů prvních permanentních magnetů 30. Uhlové polohy bočních okrajů konvexně - konkávních částí odpovídají úhlovým polohám předních okrajů a zadních okrajů Npólů resp. S-pólů. Tyto dvojice ploch 50A a 5OB detekovatelných senzorem jsou namontovány na první ose 10 otáčení navzájem posunuté ve stanoveném úhlu (v úhlu odpovídajícím například prvnímu permanentnímu magnetu 30) ve směru otáčení, a otáčejí se spolu s prvním rotačním tělesem 20 diskového tvaru.

Dvojice senzorových přepínačů 60A a 60B je opatřena prvním senzorovým obvodem sestávajícím z prvního fotosenzoru 61A s prvního spínače 62A pro zapínání a vypínání přívodu proudu prvních elektromagnetů 40A, a druhým senzorovým obvodem sestávajícím z druhého fotosenzoru 61B a druhého spínače 62B pro zapínání a vypínání přívodu proudu druhých elektromagnetů 40B. První senzorový obvod detekuje prostřednictvím první plochy 50A detekovatelné senzorem, uspořádané koaxiálně s prvním rotačním tělesem 20 diskového tvaru, polohy předních okrajů a zadních okrajů

- 5 CZ 2020 - 446 A3

N-pólů prvních permanentních magnetů 30 pro zapnutí prvního spínače 62A pro napájení energií prvního elektromagnetů 40A. když je detekována poloha předního okraje N-pólu prvního permanentního magnetu 30. a pro vypnutí prvního spínače 62A pro odpojení napájení prvního elektromagnetů 40A. když je detekována poloha zadního okraje N-pólu prvního permanentního magnetu 30. Druhý senzorový obvod detekuje prostřednictvím druhé plochy 5OB detekovatelné senzorem, uspořádané koaxiálně s prvním rotačním tělesem 20 diskového tvaru, polohy předních okrajů a zadních okrajů S-pólů prvních permanentních magnetů 30 pro zapnutí druhého spínače 62B pro napájení energií druhého elektromagnetů 40B, když je detekována poloha předního okraje S-pólu prvního permanentního magnetu 30, a pro vypnutí druhého spínače 62B pro odpojení napájení druhého elektromagnetů 40B. když je detekována poloha zadního okraje S-pólu prvního permanentního magnetu 30.

Dále bude za pomoci obr. 4 popsána činnost při rotaci rotačního zařízení 100 podle tohoto vytvoření.

Senzorový přepínač 60A detekuje polohy předního okraje a zadního okraje N-pólu prvního permanentního magnetu 30 prostřednictvím první plochy 50A detekovatelné senzorem uspořádané koaxiálně s prvním rotačním tělesem 20 diskového tvaru. Když je detekována poloha předního okraje N-pólu prvního permanentního magnetu 30, zapne se první spínač 62A a první elektromagnet 40A je napájen energií a aktivován, jak je znázorněno na obr. 4(A). Je tudíž vytvářena přitažlivá síla vzhledem k N-pólu prvního permanentního magnetu 30 v obvodové části prvního rotačního tělesa 20 diskového tvaru a odpudivá síla proti S-pólu prvního permanentního magnetu 30 v obvodové části prvního rotačního tělesa 20 diskového tvaru, takže se první rotační těleso 20 diskového tvaru otáčí ve směru šipky. Když je detekována poloha zadního okraje N-pólu prvního permanentního magnetu 30, vypne se první spínač 62A a odpojí se napájení prvního elektromagnetů 40A. Na druhé straně, senzorový přepínač 60B detekuje polohy předního okraje a zadního okraje S-pólu prvního permanentního magnetu 30 prostřednictvím druhé plochy detekovatelné senzorem 5OB uspořádané koaxiálně s prvním rotačním tělesem 20 diskového tvaru. Když je detekována poloha předního okraje S-pólu prvního permanentního magnetu 30, zapne se druhý spínač 62B a druhý elektromagnet 40B je napájen energií a aktivován jak je znázorněno na obr. 4(B). Je tudíž vytvářena přitažlivá síla vzhledem k S-pólu prvního permanentního magnetu 30 v obvodové části prvního rotačního tělesa 20 diskového tvaru a odpudivá síla proti N-pólu prvního permanentního magnetu 30 v obvodové části prvního rotačního tělesa 20 diskového tvaru, takže se první rotační těleso 20 diskového tvaru otáčí ve směru šipky. Když je detekována poloha zadního okraje S-pólu prvního permanentního magnetu 30, vypne se druhý spínač 62B a odpojí se napájení druhého elektromagnetů 40B. Střídavým napájením prvního elektromagnetů 40A a druhého elektromagnetů 40B se první rotační těleso 20 diskového tvaru otáčí ve směru šípky znázorněné na obr. 4(A) a obr. 4(B). V případě, že zařízení má množství dvojic elektromagnetů 40A a 40B. prostřednictvím střídavého napájení množství elektromagnetů 40A a množství elektromagnetů 40B energií obdobně jak je vysvětleno výše mohou být vytvářeny větší přitažlivé síly a větší odpudivé síly.

Jak je podrobněji popsáno výše, protože je množství elektromagnetů 40A a množství elektromagnetů 40B střídavě napájeno energií, pomocí rotačního zařízení 100 podle tohoto vytvoření je možné vytvářet přitažlivé síly a odpudivé síly mezi elektromagnety 40A a 40B a prvními permanentními magnety 30 pro rotaci prvního rotačního tělesa 20 diskového tvaru. Je tedy možné efektivně udržovat a využívat rotační energii pomocí jednoduché konstrukce. Také je možné získat stabilnější rotaci.

V rotačním zařízení 100 podle tohoto vytvoření je nyní množství dvojic elektromagnetů 40A a 40B uspořádáno v příslušných polohách odpovídajících různým pólům množství permanentních magnetů 30. V polohách N-pólů a S-pólů tedy mohou být využity přitažlivé síly a odpudivé síly permanentních magnetů 30.

Obr. 5 schematicky znázorňuje sestavu systému 1000 pro výrobu elektrické energie opatřeného

-6CZ 2020 - 446 A3 rotačním zařízením 100 podle tohoto vytvoření, obr. 6 schematicky znázorňuje hlavní část systému 1000 pro výrobu elektrické energie v pohledu zpředu a obr. 7 schematicky znázorňuje konstrukci hlavní části systému 1000 pro výrobu elektrické energie v pohledu z boku.

Systém 1000 pro výrobu elektrické energie podle tohoto vytvoření je opatřen, jak je znázorněno na obr. 5, rotačním zařízením 100. rotačním převodem 200. generátorem 300 elektrické energie a baterií 400. která je zdrojem elektrické energie pro napájení rotačního zařízení 100 elektřinou. Rotační převod 200 má vstupní hřídel spojený s první osou 10 otáčení rotačního zařízení 100 pro rotační pohánění pomocí rotačního zařízení 100 a výstupní hřídel spojený s generátorem 300 elektrické energie pro rotační pohánění generátoru 300. Tento rotační převod 200 má funkci zvyšování rychlosti otáčení výstupního hřídele na rychlost vyšší než je rychlost otáčení vstupního hřídele. Jak je také znázorněno na obr. 6 a 7, je v tomto vytvoření rotační zařízení 100 integrováno s rotačním převodem 200 a společně s ním uloženo v rámové konstrukci W.

Pro napájení elektromagnetů 40A a 40B a senzorových přepínačů 60A a 60B elektřinou ze zdroje elektrické energie, jako například baterie 400, je zapojen (neznázoměný) elektrický obvod.

Rotační převod 200 zahrnuje první magnetický převodový mechanismus 210, čtyři druhé magnetické převodové mechanismy 220 a třetí magnetický převodový mechanismus 230. První magnetický převodový mechanismus 210 má druhé rotační těleso 212 diskového tvaru, schopné otáčení kolem druhé osy 211 otáčení, a množství (čtyřicet dva) druhých permanentních magnetů 213 umístěných v obvodové části tohoto druhého rotačního tělesa 212 diskového tvaru tak, že Npóly a S-póly druhých permanentních magnetů 213 jsou rozděleny střídavě.

V tomto vytvoření j sou první osa 10 otáčení a první rotační těleso 20 diskového tvaru rotačního zařízení 100 shodné s druhou osou 211 otáčení a druhým rotačním tělesem 212 diskového tvaru. To znamená, že první osa 10 otáčení rotačního zařízení 100 funguje za druhou osu 211 otáčení, a první rotační těleso 20 diskového tvaru rotačního zařízení 100 částečně funguje za druhé rotační těleso 212 diskového tvaru. Množství prvních permanentních magnetů 30 je umístěno v obvodové části na jedné ploše rotačního tělesa 20 diskového tvaru (druhého rotačního tělesa 212 diskového tvaru), a množství druhých permanentních magnetů 213 je umístěno v obvodové části na druhé ploše rotačního tělesa 20 diskového tvaru (druhého rotačního tělesa 212 diskového tvaru). Každý ze čtyř druhých magnetických převodových mechanismů 220 má třetí rotační těleso 222 diskového tvaru schopné rotace kolem třetí osy 221 otáčení a množství (dvanáct) třetích permanentních magnetů 223 umístěných v obvodové části tohoto třetího rotačního tělesa 222 diskového tvaru tak, že N-póly a S-póly třetích permanentních magnetů 223 jsou rozděleny střídavě. Druhé rotační těleso 212 diskového tvaru tedy má průměr jiný než je průměr třetího rotačního tělesa 222 diskového tvaru. Například, průměr druhého rotačního tělesa 212 diskového tvaru je větší než průměr třetího rotačního tělesa 222 diskového tvaru. Druhé rotační těleso 212 diskového tvaru má množství druhých permanentních magnetů 213 v počtu jiném než je počet permanentních magnetů 223 třetího rotačního tělesa 222 diskového tvaru. Například je na druhém rotačním tělese 212 diskového tvaru uspořádáno čtyřicet dva permanentních magnetů 213. Ještě konkrétněji, třetí rotační těleso 222 diskového tvaruje uspořádáno uvnitř druhého rotačního tělesa 212 diskového tvaru. Uvedené čtyři magnetické převodové mechanismy 220 jsou namontovány na rotačním deskovém prvku 224 schopném otáčení vzhledem ke druhému rotačnímu tělesu 212 diskového tvaru. Když první magnetický převodový mechanismus 210 rotuje v odpověď na rotaci rotačního zařízení 100. rotují druhé magnetické převodové mechanismy 220 ve stanoveném směru (v tomto případě v témže směru) účinkem přitažlivé síly a odpudivé síly mezi permanentními magnety prvního magnetického převodového mechanismu 210 a permanentními magnety druhých magnetických převodových mechanismů 220. Třetí magnetický převodový mechanismus 230 má čtvrté rotační těleso 232 diskového tvaru schopné otáčení kolem čtvrté osy 231 otáčení a množství (šest) čtvrtých permanentních magnetů 233 umístěných v obvodové části tohoto čtvrtého rotačního tělesa 232 diskového tvaru tak, že N-póly a S-póly uvedených čtvrtých permanentních magnetů 233 jsou rozděleny střídavě. Čtvrté rotační těleso 232 diskového tvaru má jiný průměr než jsou průměry druhého rotačního tělesa 212 diskového tvaru a třetího rotačního tělesa 222 diskového

- 7 CZ 2020 - 446 A3 tvaru. Například, průměr čtvrtého rotačního tělesa 232 diskového tvaru je menší než je průměr druhého rotačního tělesa 212 diskového tvaru a větší než je průměr třetího rotačního tělesa 222 diskového tvaru. Čtvrté rotační těleso 232 diskového tvaru má množství čtvrtých permanentních magnetů 233 v počtu jiném než je počet třetích permanentních magnetů 223 třetího rotačního tělesa 222 diskového tvaru. Například je na čtvrtém rotačním tělese 232 diskového tvaru uspořádáno šest čtvrtých permanentních magnetů 233. Když druhé magnetické převodové mechanismy 220 rotují, rotuje třetí magnetický převodový mechanismus 230 ve stanoveném směru (v tomto případě v opačném směru) účinkem přitažlivé a odpudivé síly mezi permanentními magnety druhých magnetických převodových mechanismů 220 a permanentními magnety třetího magnetického převodového mechanismu 230. V tomto vytvoření je čtvrtá osa otáčení 231 tvořena výstupním hřídelem, který je spojen se vstupním hřídelem generátoru 300.

Generátor 300 je v tomto vytvoření zařízení pro přeměnu rotační energie na elektrickou energii na principu elektromagnetické indukce. Jako generátor 300 může být použit komerčně dostupný generátor. Vstupní hřídel generátoru 300 je spojen s výstupním hřídelem (čtvrtou osou 231 otáčení) rotačního převodu 200.

Jak je podrobně popsáno výše, systém 1000 pro výrobu elektrické energie podle tohoto vytvoření zahrnuje rotační zařízení 100, rotační převod 200, spojený s první osou 10 otáčení rotačního zařízení 100. a generátor 300 elektrické energie spojený s výstupním hřídelem 231 rotačního převodu 200. V tomto vytvoření systému pro výrobu elektrické energie jsou mimořádně malé ztráty energie, protože neexistuje třecí odpor mezi magnetickými převodovými mechanismy rotačního převodu 200. Výstupní energie tudíž může být efektivně využita pro výrobu elektřiny. V důsledku toho je možné efektivně udržovat a využívat rotační energii pomocí jednoduché konstrukce a lze tudíž očekávat efektivní akumulaci energie. Je možné také očekávat úsporu díky integraci rotačního zařízení 100 a rotačního převodu 200. Konduktivita rotačního momentu dále může být zvýšena prostřednictvím zvýšení magnetické síly prvních permanentních magnetů 30. Ještě konkrétněji, když se zvyšuje rychlost rotace, setrvačná síla uvádí magnetické převodové mechanismy díky bezkontaktní činnosti magnetických převodových mechanismů rotačního převodu 200 do hladké rotace.

Ve výše uvedeném vytvoření rotačního zařízení 100 je uspořádáno množství dvojic elektromagnetů 40A a 40B vně obvodu prvního rotačního tělesa 20 diskového tvaru, v jehož obvodové části je uspořádáno množství prvních permanentních magnetů 30. Rotační zařízení podle předloženého vynálezu však není omezeno na tento příklad. Jedna dvojice elektromagnetů 40A a 40B může být uspořádána vně obvodu prvního rotačního tělesa 20 diskového tvaru.

Také počet prvních permanentních magnetů, počet druhých permanentních magnetů a počet senzorů v rotačním zařízení 100 jsou pouze příklady a předložený vynález není na tyto počty omezen. Tyto počty například mohou být změněny v závislosti na velikosti zařízení nebo na parametrech magnetu.

Dále, v rotačním zařízení 100 výše uvedeného vytvoření j sou j ako senzorové přepínače 60A a 60B použity fotosenzory. Vynález však není na ně omezen.

Dále, rotační převod 200 ve výše uvedeném vytvoření je tvořen dvoustupňovým řadicím mechanismem s prvním magnetickým převodovým mechanismem 210. druhým magnetickým převodovým mechanismem 220 a třetím magnetickým převodovým mechanismem 230. Předložený vynález však není na toto vytvoření omezen. V závislosti na požadované výstupní rychlosti může být použit jednostupňový řadicí mechanismus nebo třístupňový řadicí mechanismus.

Ještě konkrétněji, ačkoliv rotační převod 200 ve výše uvedeném vytvoření má magnetický rotační převod s prvním magnetickým převodovým mechanismem 210. druhým magnetickým převodovým mechanismem 220 a třetím magnetickým převodovým mechanismem 230, není

-8CZ 2020 - 446 A3 předložený vynález na tento rotační převod 200 omezen. Mohou být použity jiné rotační převody, nevyužívající magnetické síly.

Mohou být vytvořena četná provedení předloženého vynálezu neodchylující se od smyslu a 5 rozsahu vynálezu. Předložený vynález není omezen na konkrétní vytvoření popsaná v přihlášce, ale je definován v patentových nárocích.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Rotační zařízení zahrnující:

   první rotační těleso diskového tvaru schopné otáčení kolem první osy otáčení;

   množství prvních permanentních magnetů uspořádaných v obvodové části uvedeného prvního rotačního tělesa diskového tvaru tak, že jejich N-póly a S-póly jsou rozděleny střídavě;

   alespoň jednu dvojici elektromagnetů uspořádaných ve statických polohách ve stanovených rozestupech, přičemž uvedené statické polohy jsou v blízkosti uvedeného množství prvních permanentních magnetů;

   dvojici ploch detekovatelných senzorem uspořádaných koaxiálně s uvedeným prvním rotačním tělesem diskového tvaru; a dvojici senzorových přepínačů pro postupné detekování úhlových poloh N-pólů a S-pólů uvedeného množství prvních permanentních magnetů a pro elektrické napájení uvedené alespoň jedné dvojice elektromagnetů, přičemž plochy detekovatelné senzorem mají na svém vnějším obvodovém konci konvexně konkávní části uspořádané v polohách, které odpovídají polohám N-pólů a S-pólů uvedeného množství prvních permanentních magnetů, přičemž boční okraje konvexně - konkávních částí odpovídají předním okrajům resp. zadním okrajům N-pólů nebo S-pólů, přičemž uvedená dvojice ploch detekovatelných senzorem je namontována na uvedené první ose otáčení vzájemně přesazené o stanovený úhel ve směru otáčení, přičemž jeden elektromagnet z uvedené dvojice elektromagnetů je napájen energií na základě výsledku dvojice senzorových přepínačů, detekovaného prostřednictvím dvojice ploch detekovatelných senzorem, pro pohybování uvedeného prvního permanentního magnetu, sousedícího s elektromagnetem napájeným energií, ve stanoveném směru pomocí přitažlivé síly a odpudivé síly mezi elektromagnetem napájeným energií a prvním permanentním magnetem pro rotaci uvedeného prvního rotačního tělesa diskového tvaru.
2. 2. Rotační zařízení podle nároku 1, přičemž alespoň j edna dvoj ice elektromagnetů j e uspořádána vždy v polohách odpovídajících opačným pólům množství prvních permanentních magnetů.
3. 3. Rotační zařízení podle nároku 1 nebo 2, přičemž dvojíce senzorových přepínačů má první senzorový obvod sestávající z prvního fotosenzoru a prvního spínače pro zapínání/vypínání obvodu napájení energií prvního elektromagnetů dvojice elektromagnetů, a druhý senzorový obvod sestávající z druhého fotosenzoru a druhého spínače pro zapínání/vypínání obvodu napájení energií druhého elektromagnetů dvojíce elektromagnetů, přičemž uvedený první senzorový obvod je konfigurován pro detekování, prostřednictvím první plochy detekovatelné senzorem, uspořádané koaxiálně s uvedeným prvním rotačním tělesem diskového tvaru, poloh předních okrajů a zadních okrajů N-pólů prvních permanentních magnetů, pro napájení prvního elektromagnetů energií, když je detekována poloha předního okraje N-pólu prvního permanentního magnetu a pro odpojení napájení uvedeného prvního elektromagnetů, když je detekována poloha zadního okraje N-pólu prvního permanentního magnetu, a přičemž uvedený druhý senzorový obvod je konfigurován pro detekování, prostřednictvím druhé plochy detekovatelné senzorem, uspořádané koaxiálně s uvedeným prvním rotačním tělesem diskového tvaru, poloh předních okrajů a zadních okrajů Spólů prvních permanentních magnetů, pro napájení uvedeného druhého elektromagnetů energií, když je detekována poloha předního okraje S-pólu prvního permanentního magnetu a pro odpojení napájení uvedeného druhého elektromagnetů, když je detekována poloha zadního okraje S-pólu prvního permanentního magnetu.

   - 10 CZ 2020 - 446 A3
4. 4. Systém pro výrobu elektrické energie zahrnující rotační zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, generátor elektrické energie, a rotační převod mající vstupní hřídel spojený s uvedenou první osou otáčení uvedeného rotačního zařízení pro rotační pohánění uvedeným rotačním zařízením a výstupní hřídel spojený s uvedeným generátorem elektrické energie pro rotační pohánění uvedeného generátoru elektrické energie pro zvýšení rychlosti otáčení uvedeného výstupního hřídele proti rychlosti otáčení uvedeného vstupního hřídele, přičemž uvedený rotační převod je integrován s uvedeným rotačním zařízením.
5. 5. Systém pro výrobu elektrické energie podle nároku 4, přičemž uvedený rotační převod zahrnuje první magnetický převodový mechanismus, mající druhé rotační těleso diskového tvaru schopné rotace kolem druhé osy otáčení a množství druhých permanentních magnetů uspořádaných v obvodové části druhého rotačního tělesa diskového tvaru tak, že jejich N-póly a S-póly jsou rozděleny střídavě; a druhý magnetický převodový mechanismus, mající třetí rotační těleso diskového tvaru schopné rotace kolem třetí osy otáčení a množství třetích permanentních magnetů uspořádaných v obvodové části třetího rotačního tělesa diskového tvaru tak, že jejich Npóly a S-póly jsou rozděleny střídavě, a přičemž množství druhých permanentních magnetů uvedeného prvního magnetického převodového mechanismu a množství třetích permanentních magnetů uvedeného druhého magnetického převodového mechanismu jsou uspořádána ve vzájemné blízkosti tak, že když rotuje uvedený první magnetický převodový mechanismus, rotuje uvedený druhý magnetický převodový mechanismus ve stanoveném směru účinkem přitažlivé síly a odpudivé síly mezi množstvím druhých permanentních magnetů a množstvím třetích permanentních magnetů.
6. 6. Systém pro výrobu elektrické energie podle nároku 5, přičemž průměr uvedeného druhého rotačního tělesa diskového tvaruje větší než průměr uvedeného třetího rotačního tělesa diskového tvaru, a přičemž uvedené třetí rotační těleso diskového tvaruje uspořádáno uvnitř uvedeného druhého rotačního tělesa diskového tvaru.
7. 7. Systém pro výrobu elektrické energie podle nároku 5 nebo 6, přičemž uvedený rotační převod zahrnuje třetí magnetický převodový mechanismus, mající čtvrté rotační těleso diskového tvaru schopné rotace kolem čtvrté osy otáčení a množství čtvrtých permanentních magnetů uspořádaných v obvodové části uvedeného čtvrtého rotačního tělesa diskového tvaru tak, že jejich N-póly a S-pólyjsou rozděleny střídavě, přičemž uvedené třetí rotační těleso diskového tvaruje uspořádáno uvnitř uvedeného druhého rotačního tělesa diskového tvaru, a přičemž množství třetích permanentních magnetů uvedeného druhého magnetického převodového mechanismu a množství čtvrtých permanentních magnetů uvedeného třetího magnetického převodového mechanismu j sou uspořádána ve vzájemné blízkosti tak, že když rotuje uvedený druhý magnetický převodový mechanismus, rotuje uvedený třetí magnetický převodový mechanismus ve stanoveném směru účinkem přitažlivé síly a odpudivé síly mezi množstvím třetích permanentních magnetů a množstvím čtvrtých permanentních magnetů.