CZ202055A3 - Magnetická turbína a sestava magnetických turbín - Google Patents

Magnetická turbína a sestava magnetických turbín Download PDF

Info

Publication number
CZ202055A3
CZ202055A3 CZ202055A CZ202055A CZ202055A3 CZ 202055 A3 CZ202055 A3 CZ 202055A3 CZ 202055 A CZ202055 A CZ 202055A CZ 202055 A CZ202055 A CZ 202055A CZ 202055 A3 CZ202055 A3 CZ 202055A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
magnetic
rotor
magnets
row
stator
Prior art date
Application number
CZ202055A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ308739B6 (cs
Inventor
Petr Orel
Original Assignee
Petr Orel
Petr Orel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Petr Orel, Petr Orel filed Critical Petr Orel
Priority to CZ202055A priority Critical patent/CZ202055A3/cs
Priority to EP21705096.2A priority patent/EP4101061A1/en
Priority to PCT/CZ2021/050012 priority patent/WO2021155872A1/en
Publication of CZ308739B6 publication Critical patent/CZ308739B6/cs
Publication of CZ202055A3 publication Critical patent/CZ202055A3/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02Details
    • H02K21/04Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation
    • H02K21/046Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with rotating permanent magnets and stationary field winding
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2793Rotors axially facing stators
    • H02K1/2795Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/04Machines with one rotor and two stators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • H02K99/20Motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Magnetická turbína (1) zahrnuje rotor (2) a k němu přiřazený stator (3). Rotor (2) je na své straně přivrácené ke statoru (3) opatřen alespoň jednou magnetickou řadou (4) tvořenou řadovými magnety (8) stejné polarity, ale rozdílné magnetické síly, uspořádanými silově vzestupně za sebou ve směru rotace rotoru (2). Rotor (2) je dále opatřen alespoň jedním externím magnetem (5) shodné polarity s řadovými magnety (8), uspořádaným mimo magnetickou řadu (4) za posledním řadovým magnetem (8) ve směru rotace rotoru (2). Stator (3) je na své straně přivrácené k rotoru (2) opatřen alespoň jedním přítlačným magnetem (6) opačné polarity, než je polarita řadových magnetů (8) rotoru (2), uspořádaným proti magnetické řadě (4) a alespoň jedním elektromagnetem (7) uspořádaným proti externímu magnetu (5). Pro tvorbu točivého pohybu se využívá magnetických sil magnetické řady (4). Elektromagnety se využívají pouze pro překonávání mrtvého chodu mezi koncem magnetické řady (4) a jejím začátkem, což výrazně snižuje spotřebu potřebné elektrické energie.

Description

Magnetická turbína a sestava magnetických turbín
Oblast techniky
Vynález se týká magnetické turbíny a sestavy magnetických turbín jako pohonné jednotky vytvářející točivý moment působením magnetických sil permanentních magnetů a elektromagnetů.
Dosavadní stav techniky
V běžné technické praxi se pro výrobu elektrické energie využívá celá řada fyzikálních a chemických procesů založených na přeměně jednoho typu energie na energii elektrickou, jejíž uchování a přenos jsou snazší než ostatní typy energií. Známá je přeměna mechanické, respektive kinetické energie vody, větru, přílivu apod., kdy pohyb těchto živlů uvádí do pohybu elektrickou turbínu, která částečně pohltí tuto kinetickou energii a přemění jí za pomoci elektromagnetické indukce na energii elektrickou. Obdobně lze na elektrickou energii přeměnit i energii, sluneční, tepelnou apod.
Základními zařízeními pro přeměnu kinetické, pohybové, energie na energii elektrickou jsou dynama a alternátory. Zatímco dynama vyrábí elektrický proud stejnosměrný, alternátory střídavý. Alternátory jsou tak základem většiny elektrických generátorů. Alternátor je tvořen statorem a rotorem, kdy stator tvoří soustava cívek a rotor je elektromagnet. Pro výrobu elektrického proudu se užívá troj fázový alternátor, u něhož cívky navzájem svírají úhel 120° a uprostřed je umístěn magnet. V cívkách se rotací rotoru indukuje střídavé napětí, které je vzájemně posunuté o třetinu otáčky.
Z patentového dokumentu EP 2299112 je znám generátor elektrické energie využívající kinetickou energii k roztáčení rotoru, jako u klasického alternátoru. Rozdílem tohoto technického řešení oproti klasické konstrukci alternátoru je využití permanentních magnetů po obvodu rotoru místo elektromagnetů. I zde rotace a tím vyvolaný pohyb magnetického pole vyvolává elektromagnetickou indukci ve dvojici statorů s cívkami a produkci elektrické energie. Obdobný princip interakce rotujících permanentních magnetů je znám z dokumentu WO 2011147935, kde rotor je obvodový a stator centrální nebo z dokumentu EP 2290792, kde je klasický středový rotor a obvodový statorový plášť.
Z dokumentu EP 2226815 je znám generátor proměnlivého magnetického pole. Podstatou zařízení je dvojice protisměrně rotujících prstenců z nich každá je tvořen sestavou permanentních magnetů s různou směrovostí polarit. Oba prstence jsou odděleny dutinou a zároveň vytváří vnitřní dutinu s právě proměnlivým magnetickým polem.
Z dokumentu EP 3125257 je znám generátor magnetického pole s dipólovým kruhem, který je schopen generovat v podstatě jednosměrné magnetické pole ve vnitřním prostoru prstence bez použití kusů permanentních magnetů majících vějířovité nebo lichoběžníkové úseky. V důsledku toho se dosáhne menšího úhlu zkosení permanentních magnetů. Úseky kusů permanentních magnetů jsou tvarovány jako pravoúhlé a množství obdélníkových kusů permanentních magnetů je kruhově umístěno do předem určených poloh. Nevýhodou tohoto řešení je složitost výpočtů pro správné poloho vání úsekových magnetů a výpočtu jejich síly.
Úkolem vynálezu je využít maximální interakce permanentních magnetů pro vytvoření rotačního magnetického pole uvádějícího do pohybu rotor a snížit tak energetickou náročnost dodávek elektrické energie na pohon turbíny.
- 1 CZ 2020 - 55 A3
Podstata vynálezu
Nedostatky známých řešení konstrukce turbín obsahujících alespoň jeden rotor a k němu přiřazený stator, kdy rotor i stator jsou opatřeny magnetickými prvky uzpůsobenými pro vzájemnou magnetickou interakci k roztočení rotoru, překonává tento vynález magnetické turbíny. Magnetická turbína podle tohoto vynálezu obsahuje rotor, který je na své straně přivrácené ke statoru opatřen alespoň jednou magnetickou řadou. Tato magnetická řada je tvořena řadovými magnety stejné polarity, ale rozdílné hodnoty magnetické síly. Tyto řadové magnety v magnetické řadě jsou ve směru rotace rotoru seřazeny za sebou tak, že hodnota magnetické síly každého následujícího řadového magnetu v jedné magnetické řadě je vyšší než hodnota magnetické síly jemu předcházejícího řadového magnetu. Dále je rotor opatřen alespoň jedním externím magnetem shodné polarity s řadovými magnety, který je uspořádán mimo magnetickou řadu, a to za posledním řadovým magnetem ve směru rotace rotoru. Podle tohoto vynálezu je stator na své straně přivrácené k rotoru opatřen alespoň jedním přítlačným magnetem opačné polarity, než je polarita řadových magnetů rotoru. Přítlačný magnet je uspořádán proti řadovým magnetům magnetické řady. Stator je dále opatřen alespoň jedním elektromagnetem uspořádaným proti externímu magnetu. Pojmem magnet je v tomto dokumentu myšlen permanentní magnet, tedy magnet vytvářející magnetické pole bez nutnosti přívodu externí elektrické energie. Naopak pod pojmem elektromagnet se rozumí zařízení pro vytváření dočasného magnetického pole průchodem elektrické energie cívkou s kovovým jádrem, které magnetické pole generuje.
Ve výhodném provedení j sou rotor a stator tvořeny plochými profily. Rotor má v tomto výhodném provedení při čelním pohledu plochý kruhový tvar, zatímco stator má v čelním pohledu plochý čtyřúhelníkový tvar. Stator i rotor jsou uspořádány paralelně vedle sebe na jedné středové ose rotace rotoru.
V jiném výhodném provedení je magnetická turbína tvořena jedním rotorem uspořádaným paralelně na jedné ose rotace rotoru mezi dvojicí statorů. V tomto výhodném provedení mají oba statory přítlačné magnety a elektromagnety uspořádány pouze na boční straně statoru přilehlé k rotoru. Magnetické řady a externí magnety rotoru jsou oproti tomu uspořádané na obou bočních stranách rotoru.
V dalším výhodném provedení má rotor na každé své boční straně dvě protilehle uspořádané magnetické řady a dvojici protilehle osazených externích magnetů. Stator má v tomto výhodném provedení na své boční straně přiléhající k rotoru dvojici protilehle uspořádaných přítlačných magnetů a dvojici protilehle uspořádaných elektromagnetů.
V následujícím výhodném provedení má rotor na každé své boční straně čtyři magnetické řady uspořádané rovnoměrně po 90° a čtyři externí magnety uspořádané rovnoměrně po 90°. V tomto výhodném provedení má stator na své boční straně přilehlé k rotoru čtyři přítlačné magnety uspořádané rovnoměrně po 90° a dva protilehle uspořádané elektromagnety.
Ve výhodném provedení mají všechny magnetické řady shodné prostorové uspořádání a silovou konfiguraci. Svým uspořádáním na sebe v jednom případě vzájemnými magnetickými silami působí řadové magnety rotoru a přítlačné magnety statoru a ve druhém případě na sebe působí magnetickými silami externí magnety rotoru a elektromagnety statoru. Působení magnetických sil je kontinuální a konstrukční uspořádání rozložení jednotlivých magnetů a elektromagnetů zajišťuje maximálně pravidelnou rotaci rotoru bez výrazných kmitů a odchylek.
V jiném výhodném provedení dosahují jednotlivé externí magnety stejných hodnot magnetické síly, stejné velikosti, tvaru a rozteče mezi sousedními magnety. Obdobně je tomu u přítlačných magnetů a elektromagnetů.
-2 CZ 2020 - 55 A3
V dalším výhodném provedení je rotor opatřen pevně osazenou nosnou hřídelí a statory jsou opatřeny pevně osazenými středícími pouzdry s ložisky, ve kterých jsou vloženy volné konce nosné hřídele rotoru, díky čemuž jsou pevně vymezeny vzdálenosti mezi statory a rotorem, ale zachována plná rotace rotoru.
Zapojení několika magnetických turbín do jednoho celku tvoří sestavu magnetických turbín. Tato sestava se skládá ze skříně osazené více magnetickými turbínami, z nichž každá je tvořena jedním rotorem a dvěma statory. V tomto provedení jsou magnetické turbíny ve skříni řazeny za sebou se shodnou osou rotace rotorů. Výsledný točivý moment jednotlivých magnetických turbín je vyveden na společný výstupní hřídel sestavy.
Ve výhodném provedení je sestava magnetické turbíny složena ze skříně osazené více magnetickými turbínami, z nichž každá je tvořena jedním rotorem a dvěma statory shodně jako v předešlém případě, ale magnetické turbíny jsou v tomto výhodném provedení řazeny ve skříni vedle sebe. I v tomto výhodném provedení je výsledný točivý moment sestavy vyveden na společný výstupní hřídel sestavy.
Hlavní výhodou řešení konstrukce magnetické turbíny a sestavy magnetických turbín je maximální využití magnetických sil magnetů pro tvorbu rotačního pohybu rotoru turbíny, kdy tyto magnety tvoří hlavní hybnou sílu jak rotoru, tak statoru. Elektromagnety zde oproti běžným konstrukčním řešením slouží pouze pro překonání magnetických sil mezi koncem jedné a začátkem druhé magnetické řady. Výsledným efektem je nižší spotřeba elektrické energie pro pohon magnetické turbíny, resp. sestavy magnetických turbín, než je tomu u známých řešení.
Objasnění výkresů
Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresů, které znázorňují:
Obr. 1 čelní pohled na stator magnetické turbíny v provedení s dvojicí přítlačných magnetů a dvojicí elektromagnetů;
Obr. 2 čelní pohled na rotor magnetické turbíny v provedení rotoru osazeného magnety z obou stran, zde s dvojicí magnetických řad pro každou boční stranu rotoru a s dvojicí externích magnetů;
Obr. 3 boční pohled na magnetickou turbínu v rozpadu dílů v provedení dvou jednostranných statorů a oboustranného rotoru;
Obr. 4 čelní pohled na stator magnetické turbíny v provedení se čtyřmi přítlačnými magnety a dvojicí elektromagnetů;
Obr. 5 čelní pohled na rotor magnetické turbíny v provedení rotoru osazeného magnety z obou stran, zde se čtveřicí magnetických řad pro každou boční stranu rotoru a se čtveřicí externích magnetů;
Obr. 6 boční pohled v řezu na sestavu magnetických turbín se zapojením magnetických turbín za sebou.
Příklady uskutečnění vynálezu
Magnetická turbína 1 svým vzhledem a základem konstrukce vychází ze základních konstrukcí turbín, jejichž základními částmi jsou rotor 2 a stator 3. V klasické konstrukci je rotačního pohybu rotoru 2 docíleno působením magnetických sil vyvolanými magnety ve vzájemné interakci
-3 CZ 2020 - 55 A3 s elektromagnety. Tento vynález překonává tuto klasickou konstrukci širší aplikací magnetů, kterými jsou osazeny stator 3 i rotor 2 a pouze okrajovým, i když ne nepodstatným účinkem elektromagnetů.
Magnetická turbína 1 podle tohoto příkladu uskutečnění vynálezu obsahuje rotor 2, který je na své straně přivrácené ke statoru 3 opatřen alespoň jednou magnetickou řadou 4. Tato magnetická řada 4 je tvořena řadovými magnety 8 stejné polarity, ale rozdílné hodnoty magnetické síly. Tyto řadové magnety 8 jsou dle obr. 2 v magnetické řadě 4 seřazeny za sebou ve směru rotace rotoru 2 tak, že hodnota magnetické síly každého následujícího řadového magnetu 8 v jedné magnetické řadě 4 je vyšší, než hodnota magnetické síly jemu předcházejícího řadového magnetu 8. Ve stejném příkladu uskutečnění vynálezu je rotor 2 opatřen alespoň jedním externím magnetem 5, který má shodnou polaritu s řadovými magnety 8. Tento externí magnet 5 je uspořádán mimo magnetickou řadu 4, a to za posledním řadovým magnetem 8 ve směru rotace rotoru 2. Podle tohoto příkladu uskutečnění vynálezu je stator 3 na své straně přivrácené k rotoru 2 opatřen alespoň jedním přítlačným magnetem 6 opačné polarity, než je polarita řadových magnetů 8 rotoru 2. Tento přítlačný magnet 6 je uspořádán proti řadovým magnetům 8 magnetické řady 4. Stator 3 je dále opatřen alespoň jedním elektromagnetem 7 uspořádaným proti externímu magnetu 5.
V jiném příkladu uskutečnění vynálezu podle obr. 1 až 6 jsou rotor 2 a stator 3 tvořeny plochými profily. Rotor 2 má v tomto příkladu uskutečnění vynálezu podle obr. 2 při čelním pohledu plochý kruhový tvar, zatímco stator 3 má podle obr. 1 v čelním pohledu plochý čtyřúhelníkový tvar. Stator 3 i rotor 2 jsou podle obr. 3 uspořádány paralelně vedle sebe na jedné středové ose R rotace rotoru 2.
V jiném příkladu uskutečnění vynálezu je podle obr. 3 magnetická turbína 1 tvořena jedním rotorem 2 uspořádaným paralelně na jedné ose R rotace rotoru 2 mezi dvojicí statorů 3. V tomto výhodném provedení mají oba statory 3 přítlačné magnety 6 a elektromagnety 7 uspořádány pouze na boční straně 13 statoru 3 přilehlé k rotoru 2. Magnetické řady 4 a externí magnety 5 rotoru jsou oproti tomu uspořádané na obou bočních stranách 12 rotoru 2. Pro vzájemné konstrukční scelení jsou statory 3 opatřeny čtveřicí spojovacích otvorů 17, skrze které jsou k sobě oba statory 3 pomocí tyček a šroubů se šroubovány.
V dalším příkladu uskutečnění vynálezu má rotor 2 na každé své boční straně 12 dvě protilehle uspořádané magnetické řady 4, viz obr. 2 a dvojici protilehle osazených externích magnetů 5. Stator 3 má v příkladu uskutečnění vynálezu, podle obr. 1 na své boční straně 13 přiléhající k rotoru 2 dvojici protilehle uspořádaných přítlačných magnetů 6 a dvojici protilehle uspořádaných elektromagnetů 7.
V tomto příkladu uskutečnění vynálezu jsou řadové magnety 8 z neodymu, mají kruhový tvar průměr 17 mm a výšku 5 mm a jsou uspořádány s jižní polaritou směrem od rotoru 2. Magnetické řady 4 jsou zde tvořeny řadovými magnety 8 uspořádanými ve směru rotace rotoru 2 o postupné síle 10N, 20N, 30N, 40N, 50N a 60N na jedné boční straně 12 rotoru 2 a o postupné síle 50N, 60N, 70N, 80N, 90N a 100N na druhé boční straně 12 rotoru 2. Magnetické řady 4 jsou na konkrétní boční straně 12 rotoru 2 umístěny symetricky půlkruhově a mají shodné prostorové uspořádání a silovou konfiguraci. Externí protilehle uspořádané magnety 5 rotoru 2 jsou opět z neodymu, mají kulatý tvar o průměru 19 mm a výšce 6 mm a mají na obou bočních stranách 12 rotoru 2 stejnou magnetickou sílu 160N a shodnou polaritu s řadovými magnety 8.
V tom samém příkladu uskutečnění vynálezu je jeden ze statorů 3 ze své boční strany 13 přiléhající k rotoru 2 osazen dvojicí protilehle uložených přítlačných magnetů 6 z neodymu obdélníkového tvaru 25 mm x 10 mm a výšce 5 mm. Síla těchto přítlačných magnetů 6 je 50N se severní polaritou směrem od statoru 3. Druhý stator 3 je ze své boční strany 13 přiléhající k rotoru 2 osazen dvojicí protilehle uložených přítlačných magnetů 6 stejné velikosti, tvaru a polarity, jako první stator 3, ale o síle 70N. Elektromagnety 7 obou statorů 3 jsou uspořádány taktéž protilehle a jsou u obou
-4 CZ 2020 - 55 A3 statorů 3 stejné velikosti, rozměrů a síly, která zde činí 180N. Jednotlivé elektromagnety 7 mají spotřebu 4 W/h a jsou napájeny stejnosměrným napětím 12V.
Svým uspořádáním na sebe v jednom případě vzájemnými magnetickými silami působí řadové magnety 8 rotoru 2 a přítlačné magnety 6 statoru 3 a ve druhém případě na sebe působí magnetickými silami externí magnety 5 rotoru 2 a elektromagnety 7 statoru 3. Působení magnetických sil je kontinuální a konstrukční uspořádání rozložení jednotlivých magnetů 5, 6, 8 a elektromagnetů 7 zajišťuje maximálně pravidelnou rotaci rotoru 2 bez výrazných kmitů a odchylek. Magnety 5, 6, 8 jsou na statory 3 a rotor 2 přišroubovány, stejně jako jsou přišroubovány elektromagnety 7 na statory 3.
V jiném příkladu uskutečnění vynálezu mohou být magnety 5, 6, 8 a elektromagnety 7 upevněny k rotoru 2 a statorům 3 i jiným odborníkovy dobře známým způsobem, jako je lepení zapouzdření apod.
V dalším příkladu uskutečnění vynálezu podle obr. 4 a 5 má rotor 2 na každé své boční straně 12 čtyři magnetické řady 4 uspořádané rovnoměrně po 90° a čtyři externí magnety 5 uspořádané rovnoměrně po 90°. Magnetické řady 4 z jedné boční strany 12 rotoru 2 tvoří řadové magnety 8 z Neodymu o postupné síle 3 ON, 40N, 5 ON a 60N vzestupně silově uspořádané ve směru rotace rotoru 2. Radové magnety 8 o síle 3ON jsou kruhového průměru 15 mm o výšce 3 mm, řadové magnety 8 o síle 40N jsou kruhového průměru 14 mm o výšce 5 mm, řadové magnety 8 o síle 5ON a 60N jsou obdélníkové 20 mm x 10 mm o výšce 5 mm. Magnetické řady 4 z druhé boční strany 12 rotoru 2 tvoří řadové magnety 8 z Neodymu o postupné síle 50N, 60N a 70N vzestupně silově uspořádané ve směru rotace rotoru 2. Radové magnety 8 o síle 5ON a 60N jsou obdélníkové 20 mm x 10 mm o výšce 5 mm a řadové magnety 8 o síle 70N jsou obdélníkové 25 mm x 10 mm o výšce 5 mm. Externí magnety 5 rotoru 2 jsou shodné s externími magnety 5 předešlého příkladu uskutečnění vynálezu, pouze zde je rotor 2 osazen čtveřicí těchto externích magnetů 5 a ne dvojicí.
V tomto samém příkladu uskutečnění vynálezu má stator 3 na své boční straně 13 přilehlé k rotoru 2 čtyři přítlačné magnety 6 uspořádané rovnoměrně po 90°a dva protilehle uspořádané elektromagnety 7. Zatímco parametry elektromagnetů 7 zůstávají shodné s předešlým příkladem uskutečnění vynálezu, přítlačné magnety 6 jsou u jednoho ze statorů 3 síly 50N, obdélníkového tvaru 20 mm x 10 mm s výškou 5 mm
V jiném příkladu uskutečnění vynálezu dosahují jednotlivé externí magnety 5 stejných hodnot magnetické síly, stejné velikosti, tvaru a rozteče mezi sousedními externími magnety 5. Obdobně je tomu u přítlačných magnetů 6 a elektromagnetů 7 osazených na jedné boční straně 13 statoru 3.
V dalším příkladu uskutečnění vynálezu je podle obr. 3 rotor 2 opatřen pevně osazenou nosnou hřídelí 9 a statory 3 jsou opatřeny pevně osazenými středícími pouzdry 10 s ložisky 11, ve kterých jsou vloženy volné konce nosné hřídele 9 rotoru 2. Toto uložení vymezuje vzdálenosti mezi statory 3 a rotorem 2, ale zachovává plnou rotaci rotoru 2. Celistvost a pevnost spojení rotoru 2 a statorů 3 zabezpečují spojovací tyče 18 se šrouby.
Materiálově jsou statory 3 i rotor 2 vyrobeny z magneticky rezistentního materiálu, jako jsou uhlíkové vlákno, skelné vlákno, kompozitní plast, plast, slitiny hliníku, slitiny titanu nebo titan. Obdobné materiály jsou použity i pro konstrukci středícího pouzdra 10.
Spojení několika magnetických turbín 1 vytváří sestavu 14 magnetických turbín E Tato sestava 14 se podle jednoho příkladu uskutečnění vynálezu skládá ze skříně 16 osazené více magnetickými turbínami z nichž každá je tvořena jedním rotorem 2 a dvěma statory 3. V tomto příkladu uskutečnění vynálezu jsou magnetické turbíny 1 ve skříni 16 řazeny podle obr. 6 zasebou se shodnou osou R rotace rotorů 2. Výsledný točivý moment jednotlivých magnetických turbín 1 je vyveden na společný výstupní hřídel 15 sestavy 14.
- 5 CZ 2020 - 55 A3
V jiném nezobrazeném příkladu uskutečnění vynálezu je sestava magnetické turbíny 1 složena ze skříně 16 taktéž osazené více magnetickými turbínami 1, z nichž každá je tvořena jedním rotorem 2 a dvěma statory 3, ale v tomto příkladu uskutečnění vynálezu jsou magnetické turbíny 1 řazeny ve skříni 16 vedle sebe. I v tomto příkladu provedení vynálezu je výsledný točivý moment sestavy 5 14 vyveden na společný výstupní hřídel 15.
V dalším nezobrazeném příkladu uskutečnění vynálezu může být sestava 14 tvořena magnetickými turbínami 1 řazenými ve skříni 16 vedle sebe i za sebou.
to
Průmyslová využitelnost
Vynález lze využít jako pohon strojů a zařízení v nej různějších průmyslových a vědeckých odvětvích činnosti člověka. Konstrukce vynálezu snižuje spotřebu elektrické energie pro tvorbu 15 točivého momentu rotoru a výrazně více využívá magnetických sil permanentních magnetů. Síla elektromagnetů je zapotřebí především pro překonání silových špiček mezi koncem jedné magnetické řady a začátkem následující.

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKY
1. Magnetická turbína (1), zahrnující alespoň jeden rotor (2) s osou (R) rotace rotoru (2) a k němu přiřazený alespoň jeden stator (3), kdy rotor (2) i stator (3) jsou opatřeny magnetickými prvky, přičemž magnetické prvky jsou uzpůsobeny pro vzájemnou magnetickou interakci k roztočení rotoru (2), vyznačující se tím, že rotor (2) je na své straně přivrácené ke statoru (3) opatřen alespoň jednou magnetickou řadou (4) tvořenou řadovými magnety (8) stejné polarity, ale rozdílné hodnoty magnetické síly, přičemž řadové magnety (8) v magnetické řadě (4) jsou ve směru rotace rotoru (2) seřazeny za sebou tak, že hodnota magnetické síly každého následujícího řadového magnetu (8) v jedné magnetické řadě (4) je vyšší než hodnota magnetické síly jemu předcházejícího řadového magnetu (8), a dále je rotor (2) opatřen alespoň jedním externím magnetem (5) shodné polarity s řadovými magnety (8), uspořádaným mimo magnetickou řadu (4) za posledním řadovým magnetem (8) ve směru rotace rotoru (2), a že stator (3) je na své straně přivrácené k rotoru (2) opatřen alespoň jedním přítlačným magnetem (6) opačné polarity, než je polarita řadových magnetů (8) rotoru (2), uspořádaným proti magnetické řadě (4) a alespoň jedním elektromagnetem (7) uspořádaným proti externímu magnetu (5).
2. Magnetická turbína podle nároku 1, vyznačující se tím, že rotor (2) a stator (3) jsou tvořeny plochými profily, kdy rotor (2) má v čelním pohledu plochý kruhový tvar a stator (3) má v čelním pohledu plochý čtyřúhelníkový tvar, přičemž stator (3) i rotor (2) jsou uspořádány paralelně vedle sebe na jedné středové ose (R) rotace rotoru (2).
3. Magnetická turbína podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že je tvořena jedním rotorem (2) uspořádaným paralelně na jedné ose (R) rotace rotoru (2) mezi dvojicí statorů (3), přičemž oba statory (3) mají přítlačné magnety (6) a elektromagnety (7) uspořádány pouze na boční straně (13) statoru (3) přilehlé k rotoru (2), a magnetické řady (4) a externí magnety (5) rotoru (2) jsou uspořádané na obou bočních stranách (12) rotoru (2).
4. Magnetická turbína podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že rotor (2) má na každé své boční straně (12) dvě protilehle uspořádané magnetické řady (4) a dvojici protilehle osazených externích magnetů (5), a že stator (3) má na své boční straně (13) přilehlé k rotoru (2) dvojici protilehle uspořádaných přítlačných magnetů (6) a dvojici protilehle uspořádaných elektromagnetů (7).
5. Magnetická turbína podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že rotor (2) má na každé své boční straně (12) čtyři magnetické řady (4) uspořádané rovnoměrně po 90° a čtyři externí magnety (5) uspořádané rovnoměrně po 90°, a že stator (3) má na své boční straně (13) přilehlé k rotoru (2) čtyři přítlačné magnety (6) uspořádané rovnoměrně po 90°a dva protilehle uspořádané elektromagnety (7).
6. Magnetická turbína podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že všechny magnetické řady (4) mají shodné prostorové uspořádání a silovou konfiguraci.
7. Magnetická turbína podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že jednotlivé externí magnety (5), přítlačné magnety (6) a elektromagnety (7) magnetické turbíny (1) dosahují pro konkrétní typy magnetů (5, 6) i elektromagnetů (7) stejných hodnot magnetické síly, stejné velikosti, tvaru a rozteče mezi sousedními magnety (5, 6) i elektromagnety (7).
8. Magnetické turbína podle některého z nároků 3 až 7, vyznačující se tím, že rotor (2) je opatřen pevně osazenou nosnou hřídelí (9) a statory (3) jsou opatřeny pevně osazenými středícími pouzdry (10) s ložisky (11) ve kterých jsou vloženy volné konce nosné hřídele (9) rotoru (2).
9. Sestava (14) magnetických turbín (1) podle nároku 8, vyznačující se tím, že sestává ze skříně (16) osazené více magnetickými turbínami (1) z nichž každá je tvořena jedním rotorem (2) a dvěma
-7 CZ 2020 - 55 A3 statory (3), kde magnetické turbíny (1) jsou ve skříni (16) řazeny za sebou se shodnou osou (R) rotace rotorů (2), přičemž nosné hřídele (9) jednotlivých magnetických turbín (1) jsou spřaženy se společným výstupním hřídelem (15) sestavy (14) magnetických turbín (1).
5 10. Sestava (14) magnetických turbín (1) podle nároku 8, vyznačující se tím, že sestává ze skříně (16) osazené více magnetickými turbínami (1) z nichž každá je tvořena jedním rotorem (2) a dvěma statory (3), kde magnetické turbíny (1) jsou ve skříni (16) řazeny vedle sebe, přičemž nosné hřídele (9) jednotlivých magnetických turbín (1) jsou spřaženy se společným výstupním hřídelem (15) sestavy (14) magnetických turbín (1).
CZ202055A 2020-02-05 2020-02-05 Magnetická turbína a sestava magnetických turbín CZ202055A3 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202055A CZ202055A3 (cs) 2020-02-05 2020-02-05 Magnetická turbína a sestava magnetických turbín
EP21705096.2A EP4101061A1 (en) 2020-02-05 2021-02-01 Magnetic turbine and magnetic turbine assembly
PCT/CZ2021/050012 WO2021155872A1 (en) 2020-02-05 2021-02-01 Magnetic turbine and magnetic turbine assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202055A CZ202055A3 (cs) 2020-02-05 2020-02-05 Magnetická turbína a sestava magnetických turbín

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ308739B6 CZ308739B6 (cs) 2021-04-14
CZ202055A3 true CZ202055A3 (cs) 2021-04-14

Family

ID=74595033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ202055A CZ202055A3 (cs) 2020-02-05 2020-02-05 Magnetická turbína a sestava magnetických turbín

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4101061A1 (cs)
CZ (1) CZ202055A3 (cs)
WO (1) WO2021155872A1 (cs)

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5653568A (en) * 1979-10-06 1981-05-13 Hajime Tsukamoto Motor with auxiliary stator
JP4914060B2 (ja) * 2005-11-30 2012-04-11 株式会社ブイエスディー フライホイール発電機
EP2126352B2 (en) 2007-03-23 2017-08-02 Vestas Wind Systems A/S Method for establishing a wind turbine generator with one or more permanent magnet (pm) rotors, wind turbine nacelle and wind turbine
CN201280999Y (zh) * 2008-10-28 2009-07-29 马杰 变速恒频永磁调速风力发电机
CN101725476A (zh) * 2008-10-28 2010-06-09 马杰 变速恒频永磁调速风力发电机
KR20100099054A (ko) 2009-03-02 2010-09-10 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 영구 자석식 자계 발생 장치
DE102009038933A1 (de) 2009-08-26 2011-03-03 Arthur Kutzke Magnet-Turbine
KR101060108B1 (ko) * 2009-11-19 2011-08-29 신광석 영구자석의 반발력을 이용한 모터
IT1400343B1 (it) 2010-05-27 2013-05-24 Idm Srl Gruppo elettrogeno, particolarmente per caricabatterie.
DE202011051193U1 (de) * 2011-06-16 2011-12-05 Uri Rapoport Hochwirksamer Elektromotor mit hoher Ausgangsleistungsdichte
RO130594B1 (ro) * 2014-02-07 2022-06-30 Marius Arghirescu Generator magnetoelectric cu magneţi inelari
EP3125257B1 (en) 2015-07-31 2018-01-03 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Dipole ring magnetic field generator
CN105262305A (zh) * 2015-10-09 2016-01-20 白云生 盘式永磁电动机
FR3064423B1 (fr) * 2017-03-22 2019-11-15 Whylot Sas Rotor pour moteur ou generatrice electromagnetique a structure alveolaire comportant des alveoles pour le logement d'aimants respectifs
WO2019066731A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-04 Brandt Vili ELECTROMAGNETIC ELECTRICITY GENERATOR OPERATING THE NATURAL WEIGHT OF THE EARTH

Also Published As

Publication number Publication date
CZ308739B6 (cs) 2021-04-14
EP4101061A1 (en) 2022-12-14
WO2021155872A1 (en) 2021-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9954405B2 (en) Electromagnetic system with magnetically coupled rotors
US8288916B2 (en) Composite electromechanical machines with uniform magnets
US20150188400A1 (en) Magnetic Flywheel Induction Engine-Motor-Generator
US9184649B2 (en) Electrical machine with contra-rotating rotors
US20110278975A1 (en) Decreased drag high efficiency electric generator
EP3455922B1 (en) Pairs of complementary unidirectionally magnetic rotor/stator assemblies
US20170005560A1 (en) Flux focusing magnetic gear assembly using ferrite magnets or the like
RU2581338C1 (ru) Магнитоэлектрический генератор
CZ202055A3 (cs) Magnetická turbína a sestava magnetických turbín
KR20180005392A (ko) 마그넷 발전기
US10566861B2 (en) Magnetic electric impulse motor
JP5598840B2 (ja) 回転体装置
US10727725B2 (en) Alternator device
LV14007A (en) Axial magnetic flux generator/motor with permanent magnets
RU105089U1 (ru) Электрическая машина
WO2017118410A1 (zh) 缩短转动阻力力臂的发电机
CN216566930U (zh) 双磁无刷直流电动机
CZ2022270A3 (cs) Magneticko-gravitační motor
KR20110121293A (ko) 발전기
WO2023248067A1 (en) Electric power generator
TW202205789A (zh) 發電模組
KR20230167466A (ko) 발전장치
CN109274214A (zh) 一种电磁阵列微型风力发电机
JPH10164821A (ja) 電磁力誘導偶力エネルギー変換機
CN115765365A (zh) 一种双磁力直流节能电动机