EA047495B1 - MAGNETIC INTERACTION SYSTEM BETWEEN ROTORS DESIGNED FOR THE PRODUCTION AND STORAGE OF KINETIC ENERGY - Google Patents
MAGNETIC INTERACTION SYSTEM BETWEEN ROTORS DESIGNED FOR THE PRODUCTION AND STORAGE OF KINETIC ENERGY Download PDFInfo
- Publication number
- EA047495B1 EA047495B1 EA202393027 EA047495B1 EA 047495 B1 EA047495 B1 EA 047495B1 EA 202393027 EA202393027 EA 202393027 EA 047495 B1 EA047495 B1 EA 047495B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- rotors
- rotor
- magnets
- primary
- kinetic energy
- Prior art date
Links
- 230000003993 interaction Effects 0.000 title claims description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 29
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 26
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 21
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 5
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Description
Техническая областьTechnical area
Настоящее изобретение раскрывает систему магнитного взаимодействия между роторами, предназначенную для производства и хранения кинетической энергии.The present invention discloses a magnetic interaction system between rotors intended for the production and storage of kinetic energy.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время из уровня техники известны механизмы, позволяющие осуществлять накопление энергии посредством маховиков. Этот тип механизмов использует сохранение углового момента для хранения энергии вращения, являющейся формой кинетической энергии, пропорциональной произведению момента инерции на квадрат угловой скорости, что математически выражается следующим образом: кинетическая энергия вращения = 0,5 χ I χ ω2, где I - это момент инерции, а ω - угловая скорость.Currently, mechanisms are known from the state of the art that allow energy accumulation by means of flywheels. This type of mechanism uses the conservation of angular momentum to store rotational energy, which is a form of kinetic energy proportional to the product of the moment of inertia and the square of the angular velocity, which is mathematically expressed as follows: kinetic energy of rotation = 0.5 χ I χ ω 2 , where I is the moment of inertia and ω is the angular velocity.
Известные системы хранения энергии с маховиками содержат маховик с круглым основанием, опирающийся на подшипник через ось вращения, которая механически соединена с механической движительной системой (двигатель/генератор). Когда механическая движительная система начинает работать, маховик начинает вращаться на оси, начиная накапливать энергию в виде кинетической энергии своего вращения с последующим преобразованием этой кинетической энергии вращения в электрическую энергию. Тем не менее, для осуществления такого преобразования разрабатываемые в настоящее время системы должны использовать мотор-генератор, механически соединенный с осью посредством маховика.Known flywheel energy storage systems include a flywheel with a circular base supported by a bearing via a rotation axis that is mechanically coupled to a mechanical propulsion system (motor/generator). When the mechanical propulsion system is started, the flywheel rotates on the axis, beginning to store energy in the form of kinetic energy of its rotation, with subsequent conversion of this kinetic energy of rotation into electrical energy. However, to accomplish this conversion, currently developed systems must use a motor-generator mechanically coupled to the axis via a flywheel.
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование указанного подхода в рамках современного уровня техники, позволяющее предложить действенную и высокоэффективную систему, использующую магнитное взаимодействие между роторами для производства и хранения кинетической энергии вращения.The objective of the present invention is to improve the said approach within the framework of the current level of technology, making it possible to propose an effective and highly efficient system using magnetic interaction between rotors to produce and store kinetic energy of rotation.
Настоящее изобретение позволяет эффективным и оптимизированным способом производить и хранить кинетическую энергию вращения в наборе вторичных роторов, расположенных вокруг первичного ротора, без необходимости в двигателях или каком-либо внешнем оборудовании, соединенном с осью вторич ных роторов.The present invention allows for an efficient and optimized method of producing and storing rotational kinetic energy in a set of secondary rotors arranged around a primary rotor, without the need for motors or any external equipment connected to the axis of the secondary rotors.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Настоящее изобретение относится к системе магнитного взаимодействия между роторами, предназначенной для производства и хранения кинетической энергии и содержащей первичный ротор, механически соединенный по меньшей мере с одной платформой посредством оси вращения, причем указанный первичный ротор содержит первый набор магнитов; и по меньшей мере три вторичных ротора, механически соединенных по меньшей мере с одной платформой посредством независимых осей вращения, равноудаленных от оси вращения первичного ротора; при этом каждый ротор из по меньшей мере трех вторичных роторов содержит по меньшей мере две перекрывающиеся платформы над одной и той же осью вращения, на которых установлен второй набор магнитов. В примере осуществления настоящего изобретения каждый ротор из по меньшей мере трех вторичных роторов содержит промежуточную платформу между по меньшей мере двумя перекрывающимися платформами. В примере осуществления настоящего изобретения по меньшей мере две перекрывающиеся платформы и промежуточная платформа образуют форму кольца.The present invention relates to a magnetic interaction system between rotors intended for generating and storing kinetic energy and comprising a primary rotor mechanically connected to at least one platform by means of a rotation axis, wherein said primary rotor comprises a first set of magnets; and at least three secondary rotors mechanically connected to at least one platform by means of independent rotation axes equidistant from the rotation axis of the primary rotor; wherein each rotor of the at least three secondary rotors comprises at least two overlapping platforms above the same rotation axis, on which a second set of magnets is mounted. In an embodiment of the present invention, each rotor of the at least three secondary rotors comprises an intermediate platform between at least two overlapping platforms. In an embodiment of the present invention, the at least two overlapping platforms and the intermediate platform form a ring shape.
В примере осуществления настоящего изобретения второй набор магнитов, соединенный по меньшей мере с двумя перекрывающимся платформами, содержит зазоры.In an embodiment of the present invention, a second set of magnets connected to at least two overlapping platforms comprises gaps.
В примере осуществления настоящего изобретения зазоры между вторым набором магнитов заполнены промежуточной платформой.In an embodiment of the present invention, the gaps between the second set of magnets are filled with an intermediate platform.
В примере осуществления настоящего изобретения первичный ротор содержит закрытую круглую крышку, размеры которой рассчитаны таким образом, чтобы внутри этой крышки размещался первый набор магнитов, при этом ее конструкция исключает помехи в отношении магнитных полей первого набора магнитов и второго набора магнитов и способствует улучшению аэродинамических характеристик первичного ротора.In an embodiment of the present invention, the primary rotor comprises a closed circular cover, the dimensions of which are calculated in such a way that the first set of magnets is placed inside this cover, while its design eliminates interference with the magnetic fields of the first set of magnets and the second set of magnets and helps improve the aerodynamic characteristics of the primary rotor.
В примере осуществления настоящего изобретения первый набор магнитов соединен с первичным ротором посредством платформы, расположенной по центру над осью вращения.In an embodiment of the present invention, the first set of magnets is connected to the primary rotor via a platform located centrally above the axis of rotation.
В примере осуществления настоящего изобретения первый набор магнитов имеет поперечное расположение.In an embodiment of the present invention, the first set of magnets is arranged transversely.
В примере осуществления настоящего изобретения первый набор магнитов содержит два первичных магнита А и В, соединенных магнитным полем и состыкованных своими более узкими боковыми сторонами на поверхности платформы по центру над осью вращения, при этом вторичный магнит А и вторичный магнит В установлены сбоку крестообразно в точности напротив точки соединения двух первичных магнитов А и В и оси вращения.In an embodiment of the present invention, the first set of magnets comprises two primary magnets A and B, connected by a magnetic field and joined by their narrower sides on the surface of the platform in the center above the axis of rotation, wherein the secondary magnet A and the secondary magnet B are mounted laterally crosswise exactly opposite the point of connection of the two primary magnets A and B and the axis of rotation.
В примере осуществления настоящего изобретения по меньшей мере две перекрывающиеся платформы представляют собой нижнюю опорную платформу и верхнюю опорную платформу.In an embodiment of the present invention, at least two overlapping platforms represent a lower support platform and an upper support platform.
В примере осуществления настоящего изобретения второй набор магнитов содержит нижний набор магнитов, установленный на краю нижней опорной платформы, и верхний набор магнитов, установленный на краю верхней опорной платформы, причем верхний набор магнитов отделен от нижнего набораIn an embodiment of the present invention, the second set of magnets comprises a lower set of magnets mounted on the edge of the lower support platform and an upper set of magnets mounted on the edge of the upper support platform, wherein the upper set of magnets is separated from the lower set.
- 1 047495 магнитов верхней опорной платформой.- 1,047,495 magnets on the upper support platform.
В примере осуществления настоящего изобретения платформа первичного ротора, расположенная по центру над осью вращения, совмещена по высоте с промежуточной платформой вторичного ротора относительно по меньшей мере одной платформы, с которой механически соединены первичные и вторичные роторы.In an embodiment of the present invention, the platform of the primary rotor, located centrally above the axis of rotation, is aligned in height with the intermediate platform of the secondary rotor relative to at least one platform to which the primary and secondary rotors are mechanically connected.
В примере осуществления настоящего изобретения первичный ротор и по меньшей мере три вторичных ротора имеют форму цилиндра и содержат магнитные подшипники оси вращения, механически соединенные по меньшей мере с одной платформой, что обеспечивает их подвешивание в вакуумной закрытой среде.In an embodiment of the present invention, the primary rotor and at least three secondary rotors have a cylindrical shape and contain magnetic bearings of the rotation axis, mechanically connected to at least one platform, which ensures their suspension in a vacuum closed environment.
В примере осуществления настоящего изобретения первичный ротор и по меньшей мере три вторичных ротора имеют форму цилиндра, внутри которого установлены первый набор магнитов и второй набор магнитов. В примере осуществления настоящего изобретения система содержит по меньшей мере один перекрывающийся и подвешенный набор первичных роторов и по меньшей мере один перекрывающийся и подвешенный набор вторичных роторов, механически соединенных по меньшей мере с одной платформой в целях оптимизации пространства и производства энергии. В примере осуществления настоящего изобретения каждый из по меньшей мере трех вторичных роторов имеет диаметр, превышающий диаметр первичного ротора, при этом каждый из по меньшей мере трех вторичных роторов имеет угловую скорость, превышающую угловую скорость первичного ротора.In an embodiment of the present invention, the primary rotor and at least three secondary rotors have the shape of a cylinder, inside which the first set of magnets and the second set of magnets are installed. In an embodiment of the present invention, the system comprises at least one overlapping and suspended set of primary rotors and at least one overlapping and suspended set of secondary rotors, mechanically connected to at least one platform for the purpose of optimizing space and energy production. In an embodiment of the present invention, each of the at least three secondary rotors has a diameter greater than the diameter of the primary rotor, wherein each of the at least three secondary rotors has an angular velocity greater than the angular velocity of the primary rotor.
Краткое описаниеBrief description
Настоящее изобретение относится к системе магнитного взаимодействия между роторами, предназначенной для производства и хранения кинетической энергии.The present invention relates to a magnetic interaction system between rotors intended for the production and storage of kinetic energy.
Раскрытая в настоящей заявке система предназначена для оптимизации процесса производства и хранения кинетической энергии посредством магнитного взаимодействия между первичным центральным ротором и по меньшей мере одним вторичным периферийным ротором, расположенным вокруг первичного ротора. Тем не менее, раскрытая ниже система демонстрирует более высокую степень эффективности в случае реализации с центральным первичным ротором и тремя или четырьмя вторичными роторами, расположенными вокруг этого первичного центрального ротора. Как первичный, так и вторичный ротор имеют круглую форму, а вторичные роторы помимо круглой формы в идеале имеют форму кольца, причем диаметр и масса первичного ротора отличаются от диаметра и массы вторичных роторов, размеры которых адаптированы к цели настоящего изобретения. Как для первичного, так и для вторичных роторов используется по меньшей мере одна опорная платформа, обеспечивающая их правильное позиционирование над осью вращения, посаженной и механически соединенной с технически адаптированной системой подшипников для сведения к минимуму эффектов трения между вращающимися частями. Движение вторичных роторов, которые в свою очередь осуществляют производство и хранение кинетической энергии вращения, индуцируется/проявляется посредством магнитного взаимодействия между ними и первичным ротором, вращение которого гарантировано наличием механической системы, гарантирующей его корректную работу. Когда первичный ротор приводится во вращательное движение упомянутой механической системой, например электродвигателем или трансмиссией, механически соединенной с его осью вращения, он непосредственно вызывает/осуществляет вращательное движение вторичных роторов, установленных вокруг него, из-за взаимодействия магнитных полей между указанными роторами.The system disclosed in the present application is intended to optimize the process of production and storage of kinetic energy by means of magnetic interaction between a primary central rotor and at least one secondary peripheral rotor located around the primary rotor. However, the system disclosed below demonstrates a higher degree of efficiency in the case of implementation with a central primary rotor and three or four secondary rotors located around this primary central rotor. Both the primary and secondary rotors have a circular shape, and the secondary rotors, in addition to the circular shape, ideally have a ring shape, wherein the diameter and mass of the primary rotor differ from the diameter and mass of the secondary rotors, the dimensions of which are adapted to the purpose of the present invention. For both the primary and secondary rotors, at least one support platform is used, ensuring their correct positioning above the axis of rotation, seated and mechanically connected to a technically adapted bearing system to minimize the effects of friction between the rotating parts. The movement of the secondary rotors, which in turn produce and store the kinetic energy of rotation, is induced/manifested by means of magnetic interaction between them and the primary rotor, the rotation of which is guaranteed by the presence of a mechanical system that guarantees its correct operation. When the primary rotor is set in rotation by said mechanical system, such as an electric motor or transmission mechanically connected to its axis of rotation, it directly causes/manifests the rotational movement of the secondary rotors installed around it, due to the interaction of magnetic fields between said rotors.
Оптимальное и правильное магнитное взаимодействие между первичными и вторичными роторами, позволяющее системе работать оптимально и с максимально возможной эффективностью, осуществляют с помощью набора магнитов с соответствующим размером и расположением в каждом из указанных роторов.Optimal and correct magnetic interaction between the primary and secondary rotors, allowing the system to operate optimally and with the highest possible efficiency, is achieved by using a set of magnets of the appropriate size and location in each of the specified rotors.
Для обеспечения оптимального магнитного взаимодействия между магнитами первичного ротора и магнитами вторичных роторов вращательное движение в первичном роторе должно начинаться медленно и постепенно, чтобы посредством магнитного взаимодействия между роторами на вторичные роторы передавалось непрерывное движение с нарастающей скоростью. По мере увеличения скорости вращения первичного ротора, например, вследствие постепенного увеличения напряжения, подаваемого на электродвигатель, механически соединенный с осью первичного ротора, пропорционально увеличивается скорость вращения вторичных роторов вследствие правильного магнитного взаимодействия между роторами. Увеличение скорости вращения первичного ротора, передаваемое на вторичные роторы, выполняется непрерывно и постепенно, пока не будет достигнута требуемая скорость вращения набора роторов. Магнитное взаимодействие между роторами (первичным и вторичным) системы осуществляется не посредством магнитной связи, а посредством магнитной индукции/взаимодействия. На практике в разработанных образцах-прототипах для достижения заданной скорости вращения набора роторов требуется примерно 120 с от исходного неподвижного состояния до достижения заданной скорости вращения как первичного, так и вторичного роторов. После того, как в системе в первичном и вторичных роторах будет достигнута заданная скорость вращения, благодаря оптимальному магнитному взаимодействию между вращающимися частями скорость вращения набора остается постоянной и непрерывной, пока поддерживается постоянная скорость первичного ротора. Таким образом, благодаря магнитному взаимодейIn order to ensure optimum magnetic interaction between the magnets of the primary rotor and the magnets of the secondary rotors, the rotational motion in the primary rotor must start slowly and gradually so that continuous motion with increasing speed is transmitted to the secondary rotors by means of magnetic interaction between the rotors. As the rotational speed of the primary rotor increases, for example due to a gradual increase in the voltage supplied to an electric motor mechanically connected to the axis of the primary rotor, the rotational speed of the secondary rotors increases proportionally due to the correct magnetic interaction between the rotors. The increase in the rotational speed of the primary rotor transmitted to the secondary rotors is carried out continuously and gradually until the required rotational speed of the rotor set is reached. The magnetic interaction between the rotors (primary and secondary) of the system is not achieved by means of magnetic coupling, but by means of magnetic induction/interaction. In practice, in the developed prototype samples, it takes about 120 s from the initial stationary state to achieve the specified rotation speed of both the primary and secondary rotors to achieve the specified rotation speed. After the specified rotation speed is achieved in the system in the primary and secondary rotors, due to the optimal magnetic interaction between the rotating parts, the rotation speed of the set remains constant and continuous as long as the constant speed of the primary rotor is maintained. Thus, due to the magnetic interaction
- 2 047495 ствию между роторами можно оптимизированным образом производить и хранить кинетическую энергию вращения в наборе вторичных роторов без использования двигателя или иного внешнего оборудования, соединенного с осью вторичных роторов, преобразуя тем самым потенциальную энергию набора вторичных роторов в кинетическую энергию вращения.- 2 047495 the action between the rotors can be used to generate and store rotational kinetic energy in a set of secondary rotors in an optimized manner without using a motor or other external equipment connected to the axis of the secondary rotors, thereby converting the potential energy of the set of secondary rotors into rotational kinetic energy.
Следует отметить, что физическая связь или механическая передача/взаимодействие для передачи вращательного движения между первичным ротором и любым из вторичных роторов отсутствует. Передача вращательного движения между первичным ротором и вторичными роторами системы гарантируется только за счет оптимального магнитного соотношения/взаимодействия между роторами, входящими в состав представленной системы.It should be noted that there is no physical connection or mechanical transmission/interaction for transmitting rotational motion between the primary rotor and any of the secondary rotors. The transmission of rotational motion between the primary rotor and the secondary rotors of the system is guaranteed only by the optimal magnetic relationship/interaction between the rotors comprising the system presented.
С помощью данной системы магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии можно усовершенствовать выработку и хранение кинетической энергии при использовании одного первичного ротора, причем указанная система путем индукции/взаимодействия магнитных сил в роторах создает кинетическую энергию вращения в наборе вторичных роторов, которые будут преобразовывать свою потенциальную энергию в кинетическую энергию вращения и эффективно хранить эту энергию. При разработанной конструктивной архитектуре также можно свести к минимуму потери механического происхождения, поскольку использование механики сведено по существу к минимуму во всех имеющихся движущихся частях.By means of this system of magnetic interaction between rotors for the production and storage of kinetic energy, it is possible to improve the production and storage of kinetic energy using a single primary rotor, wherein said system, by induction/interaction of magnetic forces in the rotors, creates kinetic energy of rotation in a set of secondary rotors, which will convert their potential energy into kinetic energy of rotation and effectively store this energy. With the developed design architecture, it is also possible to minimize losses of mechanical origin, since the use of mechanics is essentially minimized in all available moving parts.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Для облегчения понимания настоящего изобретения к настоящему описанию приложены фигуры, иллюстрирующие примеры осуществления изобретения, которые, тем не менее, не ограничивают раскрываемое изобретение.To facilitate understanding of the present invention, figures are attached to the present description illustrating examples of implementation of the invention, which, however, do not limit the disclosed invention.
На фиг. 1 показано трехмерное изображение одного из примеров осуществления системы магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии вращения, содержащей первичный ротор и три вторичных ротора, со следующими ссылочными обозначениями:Fig. 1 shows a three-dimensional image of one example of the implementation of a magnetic interaction system between rotors for the production and storage of rotational kinetic energy, comprising a primary rotor and three secondary rotors, with the following reference designations:
100 - система магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии;100 - magnetic interaction system between rotors for the production and storage of kinetic energy;
- первичный ротор;- primary rotor;
- вторичный ротор;- secondary rotor;
- нижняя опорная платформа вторичного ротора;- lower support platform of the secondary rotor;
- промежуточная платформа вторичного ротора;- intermediate platform of the secondary rotor;
- верхняя опорная платформа вторичного ротора;- upper support platform of the secondary rotor;
- нижний магнит вторичного ротора;- lower magnet of the secondary rotor;
- верхний магнит вторичного ротора;- upper magnet of the secondary rotor;
- ось вращения вторичного ротора;- axis of rotation of the secondary rotor;
- горизонтальная опорная платформа конструкции ротора.- horizontal support platform of the rotor structure.
На фиг. 2 показано второе трехмерное изображение примера осуществления системы магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии вращения, содержащей первичный ротор и три вторичных ротора, со следующими ссылочными обозначениями:Fig. 2 shows a second three-dimensional representation of an example of an embodiment of a magnetic interaction system between rotors for producing and storing rotational kinetic energy, comprising a primary rotor and three secondary rotors, with the following reference designations:
100 - система магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии;100 - magnetic interaction system between rotors for the production and storage of kinetic energy;
- первичный ротор;- primary rotor;
- первичный магнит А первичного ротора;- primary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит А первичного ротора;- secondary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит В первичного ротора;- secondary magnet B of the primary rotor;
- ось вращения первичного ротора;- axis of rotation of the primary rotor;
- первичный магнит В первичного ротора;- primary magnet B of the primary rotor;
- опорная платформа первичного ротора;- primary rotor support platform;
- вторичный ротор.- secondary rotor.
На фиг. 3 показано третье трехмерное изображение примера осуществления системы магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии вращения, содержащей первичный ротор и три вторичных ротора, со следующими ссылочными обозначениями:Fig. 3 shows a third three-dimensional image of an example of the implementation of a magnetic interaction system between rotors for the production and storage of rotational kinetic energy, comprising a primary rotor and three secondary rotors, with the following reference designations:
100 - система магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии;100 - magnetic interaction system between rotors for the production and storage of kinetic energy;
- первичный ротор;- primary rotor;
- первичный магнит А первичного ротора;- primary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит А первичного ротора;- secondary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит В первичного ротора;- secondary magnet B of the primary rotor;
- первичный магнит В первичного ротора;- primary magnet B of the primary rotor;
- вторичный ротор;- secondary rotor;
- нижняя опорная платформа вторичного ротора;- lower support platform of the secondary rotor;
- промежуточная платформа вторичного ротора;- intermediate platform of the secondary rotor;
- верхняя опорная платформа вторичного ротора;- upper support platform of the secondary rotor;
- 3 047495- 3 047495
- нижний магнит вторичного ротора;- lower magnet of the secondary rotor;
- верхний магнит вторичного ротора;- upper magnet of the secondary rotor;
- ось вращения вторичного ротора;- axis of rotation of the secondary rotor;
- горизонтальная опорная платформа конструкции ротора;- horizontal support platform of the rotor structure;
- опорная стойка горизонтальных платформ;- support post for horizontal platforms;
- подшипник оси вращения вторичного ротора.- bearing of the secondary rotor axis of rotation.
На фиг. 4 показано четвертое трехмерное изображение примера осуществления системы магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии вращения, содержащей первичный ротор и три вторичных ротора, со следующими ссылочными обозначениями:Fig. 4 shows a fourth three-dimensional image of an example of the implementation of a magnetic interaction system between rotors for the production and storage of rotational kinetic energy, comprising a primary rotor and three secondary rotors, with the following reference designations:
100 - система магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии;100 - magnetic interaction system between rotors for the production and storage of kinetic energy;
- первичный ротор;- primary rotor;
- первичный магнит А первичного ротора;- primary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит А первичного ротора;- secondary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит В первичного ротора;- secondary magnet B of the primary rotor;
- опорная платформа первичного ротора;- primary rotor support platform;
- вторичный ротор;- secondary rotor;
- нижняя опорная платформа вторичного ротора;- lower support platform of the secondary rotor;
- промежуточная платформа вторичного ротора;- intermediate platform of the secondary rotor;
- верхняя опорная платформа вторичного ротора;- upper support platform of the secondary rotor;
- нижний магнит вторичного ротора;- lower magnet of the secondary rotor;
- верхний магнит вторичного ротора;- upper magnet of the secondary rotor;
- горизонтальная опорная платформа конструкции ротора;- horizontal support platform of the rotor structure;
- опорная стойка горизонтальных платформ;- support post for horizontal platforms;
- механическое лопаточное колесо первичного ротора;- mechanical blade wheel of the primary rotor;
- подшипник оси вращения первичного ротора;- bearing of the primary rotor axis of rotation;
- подшипник оси вращения вторичного ротора.- bearing of the secondary rotor axis of rotation.
На фиг. 5 показано трехмерное изображение второго примера осуществления системы магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии вращения, содержащей первичный ротор и четыре вторичных ротора, со следующими ссылочными обозначениями:Fig. 5 shows a three-dimensional representation of a second embodiment of a magnetic interaction system between rotors for producing and storing rotational kinetic energy, comprising a primary rotor and four secondary rotors, with the following reference designations:
100 - система магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии;100 - magnetic interaction system between rotors for the production and storage of kinetic energy;
- первичный ротор;- primary rotor;
- вторичный ротор;- secondary rotor;
- горизонтальная опорная платформа конструкции ротора;- horizontal support platform of the rotor structure;
- опорные стойки горизонтальных платформ;- support posts of horizontal platforms;
- подшипник оси вращения вторичного ротора.- bearing of the secondary rotor axis of rotation.
На фиг. 6 показано второе трехмерное изображение второго примера осуществления системы магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии вращения, содержащей первичный ротор и четыре вторичных ротора, со следующими ссылочными обозначениями:Fig. 6 shows a second three-dimensional image of a second example of the implementation of a magnetic interaction system between rotors for the production and storage of rotational kinetic energy, comprising a primary rotor and four secondary rotors, with the following reference designations:
100 - система магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии;100 - magnetic interaction system between rotors for the production and storage of kinetic energy;
- первичный ротор;- primary rotor;
- первичный магнит А первичного ротора;- primary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит А первичного ротора;- secondary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит В первичного ротора;- secondary magnet B of the primary rotor;
- первичный магнит В первичного ротора;- primary magnet B of the primary rotor;
- опорная платформа первичного ротора;- primary rotor support platform;
- вторичный ротор;- secondary rotor;
- нижняя опорная платформа вторичного ротора;- lower support platform of the secondary rotor;
- промежуточная платформа вторичного ротора;- intermediate platform of the secondary rotor;
- верхняя опорная платформа вторичного ротора;- upper support platform of the secondary rotor;
- нижний магнит вторичного ротора;- lower magnet of the secondary rotor;
- верхний магнит вторичного ротора;- upper magnet of the secondary rotor;
- ось вращения вторичного ротора;- axis of rotation of the secondary rotor;
- механическое лопаточное колесо первичного ротора;- mechanical blade wheel of the primary rotor;
- подшипник оси вращения первичного ротора;- bearing of the primary rotor axis of rotation;
- подшипник оси вращения вторичного ротора.- bearing of the secondary rotor axis of rotation.
На фиг. 7 показано третье трехмерное изображение второго примера осуществления системы магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии вращения, содержащей первичный ротор и четыре вторичных ротора, со следующими ссылочными обозначениями:Fig. 7 shows a third three-dimensional image of a second example of the implementation of a magnetic interaction system between rotors for the production and storage of rotational kinetic energy, comprising a primary rotor and four secondary rotors, with the following reference designations:
100 - система магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетиче100 - magnetic interaction system between rotors for the production and storage of kinetic
- 4 047495 ской энергии;- 4 047495 of energy;
- первичный ротор;- primary rotor;
- первичный магнит А первичного ротора;- primary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит А первичного ротора;- secondary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит В первичного ротора;- secondary magnet B of the primary rotor;
- ось вращения первичного ротора;- axis of rotation of the primary rotor;
- первичный магнит В первичного ротора;- primary magnet B of the primary rotor;
- опорная платформа первичного ротора;- primary rotor support platform;
- вторичный ротор;- secondary rotor;
- верхняя опорная платформа вторичного ротора;- upper support platform of the secondary rotor;
- верхний магнит вторичного ротора;- upper magnet of the secondary rotor;
- подшипник оси вращения вторичного ротора.- bearing of the secondary rotor axis of rotation.
На фиг. 8 показано четвертое трехмерное изображение второго примера осуществления системы магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии вращения, содержащей первичный ротор и четыре вторичных ротора, со следующими ссылочными обозначениями:Fig. 8 shows a fourth three-dimensional image of a second example of the implementation of a magnetic interaction system between rotors for the production and storage of rotational kinetic energy, comprising a primary rotor and four secondary rotors, with the following reference designations:
100 - система магнитного взаимодействия между роторами для производства и хранения кинетической энергии;100 - magnetic interaction system between rotors for the production and storage of kinetic energy;
- первичный ротор;- primary rotor;
- первичный магнит А первичного ротора;- primary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит А первичного ротора;- secondary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит В первичного ротора;- secondary magnet B of the primary rotor;
- вторичный ротор;- secondary rotor;
- ось вращения вторичного ротора;- axis of rotation of the secondary rotor;
- горизонтальная опорная платформа конструкции ротора;- horizontal support platform of the rotor structure;
- опорная стойка горизонтальных платформ;- support post for horizontal platforms;
- механическое лопаточное колесо первичного ротора;- mechanical blade wheel of the primary rotor;
- подшипник оси вращения первичного ротора;- bearing of the primary rotor axis of rotation;
- подшипник оси вращения вторичного ротора.- bearing of the secondary rotor axis of rotation.
На фиг. 9 показан вид сверху примера расположения магнитов, установленных на платформе первичного ротора, со следующими ссылочными обозначениями:Fig. 9 shows a top view of an example of the arrangement of magnets mounted on the primary rotor platform, with the following reference designations:
- первичный магнит A первичного ротора;- primary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит A первичного ротора;- secondary magnet A of the primary rotor;
- вторичный магнит B первичного ротора;- secondary magnet B of the primary rotor;
- ось вращения первичного ротора;- axis of rotation of the primary rotor;
- первичный магнит B первичного ротора;- primary magnet B of the primary rotor;
- опорная платформа первичного ротора.- primary rotor support platform.
На фиг. 10 показан вид сбоку в разрезе примера расположения магнитов относительно верхней, нижней и промежуточной платформ вторичных роторов, со следующими ссылочными обозначениями:Fig. 10 shows a side sectional view of an example of the arrangement of magnets relative to the upper, lower and intermediate platforms of the secondary rotors, with the following reference designations:
- нижняя опорная платформа вторичного ротора;- lower support platform of the secondary rotor;
- промежуточная платформа вторичного ротора;- intermediate platform of the secondary rotor;
- верхняя опорная платформа вторичного ротора;- upper support platform of the secondary rotor;
- нижний магнит вторичного ротора;- lower magnet of the secondary rotor;
- верхний магнит вторичного ротора.- upper magnet of the secondary rotor.
На фиг. 11 показан вид сверху магнитов первичного ротора (10) с указанием магнитных полей, возникающих от этих магнитов: первичного магнита А (11) первичного ротора, вторичного магнита А (12) первичного ротора, вторичного магнита В (13) первичного ротора и первичного магнита В (15) первичного ротора.Fig. 11 shows a top view of the magnets of the primary rotor (10) indicating the magnetic fields arising from these magnets: the primary magnet A (11) of the primary rotor, the secondary magnet A (12) of the primary rotor, the secondary magnet B (13) of the primary rotor and the primary magnet B (15) of the primary rotor.
На фиг. 12 показан вид сбоку вторичного ротора (20) с указанием магнитных полей, возникающих от этих магнитов: нижнего магнита (24) вторичного ротора и верхнего магнита (25) вторичного ротора.Fig. 12 shows a side view of the secondary rotor (20) indicating the magnetic fields generated by these magnets: the lower magnet (24) of the secondary rotor and the upper magnet (25) of the secondary rotor.
Раскрытие примеров осуществления изобретенияDisclosure of examples of implementation of the invention
Ниже со ссылкой на фигуры будут более подробно раскрыты некоторые примеры осуществления изобретения, не подразумевающие, тем не менее, ограничения защищаемого объема настоящего изобретения. В настоящем изобретении раскрыта система магнитного взаимодействия между роторами, предназначенная для производства и хранения кинетической энергии вращения.Below, with reference to the figures, some examples of the invention implementation will be disclosed in more detail, without, however, implying a limitation of the protected scope of the present invention. The present invention discloses a magnetic interaction system between rotors, intended for the production and storage of kinetic energy of rotation.
В одном из предпочтительных примеров осуществления изобретения, предложенных для системы (100), используют опорную платформу (30), на которой установлена опорная конструкция первичного ротора (10) и опорная конструкция вторичных роторов (20), которые вращаются на оси (14, 26). Платформа (30) содержит подшипник (51), служащий механической опорой оси (14) вращения первичного ротора (10) системы (100). Эта ось (14) вращения первичного ротора (10) соединена с механическим лопаточным колесом (50), которое может представлять собой часть электродвигателя, генераторадвигателя, мотора-лопаточного колеса или другого механизма, предназначенного для механического соIn one of the preferred embodiments of the invention proposed for the system (100), a support platform (30) is used, on which a support structure of the primary rotor (10) and a support structure of the secondary rotors (20) are mounted, which rotate on an axis (14, 26). The platform (30) contains a bearing (51), which serves as a mechanical support for the axis (14) of rotation of the primary rotor (10) of the system (100). This axis (14) of rotation of the primary rotor (10) is connected to a mechanical blade wheel (50), which can be part of an electric motor, a motor generator, a motor-blade wheel or another mechanism intended for mechanical
- 5 047495 единения и обеспечения передачи вращательного движения на указанную ось (14) первичного ротора (10). Первичный ротор (10) содержит платформу (16), в одном из предпочтительных примеров осуществления изобретения имеющую форму диска и выполненную с возможностью вращения на своей оси (14), с характеристиками, не влияющими на магнитные поля установленных на нее магнитов. На верхней стороне диска (16) установлен первый набор магнитов (11, 12, 13, 15). Набор магнитов (11, 12, 13, 15), каждый из которых выполнен в форме параллелепипеда, в одном из предпочтительных примеров осуществления расположен крестообразно. Как было указано выше, первичные магниты А и В (11, 15), а также вторичные магниты А и В (12, 13) первичного ротора (10) имеют форму параллелепипеда и характеризуются расположением магнитного поля вдоль его более длинной оси, как показано на фиг. 9. Таким образом, для получения вышеупомянутой перекрестной формы оба первичных магнита А и В (11, 15) первичного ротора (10) установлены так, что состыкованы своими более узкими боковыми сторонами, что гарантирует магнитное разделение между северным и южным полюсами перпендикулярно плоскости вращения диска (16) первичного ротора (10), что позволяет также получить комбинацию полюсов северюг и юг-север между первичными магнитами А и В (11, 15). Центральная точка соединения первичных магнитов А и В (11, 15) расположена по центру таким образом, чтобы она совпадала с осью (14) вращения первичного ротора (10).- 5 047495 unification and ensuring the transmission of rotational motion to the said axis (14) of the primary rotor (10). The primary rotor (10) comprises a platform (16), in one of the preferred embodiments of the invention having the shape of a disk and made with the possibility of rotation on its axis (14), with characteristics that do not affect the magnetic fields of the magnets installed on it. On the upper side of the disk (16) a first set of magnets (11, 12, 13, 15) is installed. The set of magnets (11, 12, 13, 15), each of which is made in the shape of a parallelepiped, in one of the preferred embodiments is arranged crosswise. As indicated above, the primary magnets A and B (11, 15), as well as the secondary magnets A and B (12, 13) of the primary rotor (10) have the shape of a parallelepiped and are characterized by the arrangement of the magnetic field along its longer axis, as shown in Fig. 9. Thus, in order to obtain the above-mentioned cross shape, both primary magnets A and B (11, 15) of the primary rotor (10) are installed so that they are joined by their narrower sides, which ensures magnetic separation between the north and south poles perpendicular to the plane of rotation of the disk (16) of the primary rotor (10), which also makes it possible to obtain a combination of north-south and south-north poles between the primary magnets A and B (11, 15). The central connection point of the primary magnets A and B (11, 15) is located in the center in such a way that it coincides with the axis (14) of rotation of the primary rotor (10).
Крестообразную установку остальных магнитов на диск (16) первичного ротора (10) осуществляют путем соединения продольной оси вторичных магнитов А и В (12, 13) с продольным центром соединения двух первичных магнитов А и В (11, 15). Таким образом, продольная поверхность северного полюса вторичного магнита А (12) магнитно соединена с продольной поверхностью южного полюса первичного магнита А (11), а продольная поверхность южного полюса вторичного магнита А (12) магнитно соединена с продольной поверхностью северного полюса первичного магнита В (15).The cross-shaped installation of the remaining magnets on the disk (16) of the primary rotor (10) is carried out by connecting the longitudinal axis of the secondary magnets A and B (12, 13) with the longitudinal center of the connection of two primary magnets A and B (11, 15). Thus, the longitudinal surface of the north pole of the secondary magnet A (12) is magnetically connected to the longitudinal surface of the south pole of the primary magnet A (11), and the longitudinal surface of the south pole of the secondary magnet A (12) is magnetically connected to the longitudinal surface of the north pole of the primary magnet B (15).
То же самое справедливо для вторичного магнита В (13) первичного ротора (10), то есть продольная поверхность северного полюса вторичного магнита В (13) магнитно соединена с продольной поверхностью южного полюса первичного магнита В (15), а продольная поверхность южного полюса вторичного магнита В (13) магнитно соединена с продольной поверхностью северного полюса первичного магнита А (11).The same is true for the secondary magnet B (13) of the primary rotor (10), that is, the longitudinal surface of the north pole of the secondary magnet B (13) is magnetically connected to the longitudinal surface of the south pole of the primary magnet B (15), and the longitudinal surface of the south pole of the secondary magnet B (13) is magnetically connected to the longitudinal surface of the north pole of the primary magnet A (11).
В примере осуществления изобретения, показанном на фиг. 1-4, на платформе (30) и вокруг первичного ротора (10) установлены три вторичных ротора (20) на равном удалении от оси (14) вращения первичного ротора (10), оси (26) вращения которых помимо того, что находятся на равном удалении от оси (14) вращения первичного ротора (10), образуют равносторонний треугольник.In the embodiment of the invention shown in Fig. 1-4, three secondary rotors (20) are mounted on the platform (30) and around the primary rotor (10) at an equal distance from the axis (14) of rotation of the primary rotor (10), the axes (26) of rotation of which, in addition to being at an equal distance from the axis (14) of rotation of the primary rotor (10), form an equilateral triangle.
Теперь каждый из трех вторичных роторов (20) соединен с платформой (30) посредством подшипника (60), механически соединенного с осью (26) вращения вторичного ротора (20), что обеспечивает правильное соединение с указанной платформой (30). Для повышения стабильности оси (26) вращения вторичного ротора (20), а также с учетом применяемых скоростей вращения он может быть соединен посредством дополнительных подшипников (60) более чем с одной платформой (30), расположенной рядом и поддерживаемой дополнительными стойками (40). Как подшипники (51) оси вращения первичного ротора, так и подшипники (60) оси вращения вторичного ротора в примере осуществления могут дополнительно быть оснащены опорными коробами для сведения к минимуму вибрации, обусловленной достигаемыми высокими скоростями вращения, тем самым сводя к минимуму образование зазоров между подшипником и опорным основанием осей, т.е. платформами (30).Now each of the three secondary rotors (20) is connected to the platform (30) by means of a bearing (60) mechanically connected to the axis (26) of rotation of the secondary rotor (20), which ensures correct connection to said platform (30). In order to increase the stability of the axis (26) of rotation of the secondary rotor (20), and also taking into account the applied rotation speeds, it can be connected by means of additional bearings (60) to more than one platform (30), located nearby and supported by additional stands (40). Both the bearings (51) of the axis of rotation of the primary rotor and the bearings (60) of the axis of rotation of the secondary rotor in the embodiment example can be additionally equipped with support boxes in order to minimize vibration caused by the high rotation speeds achieved, thereby minimizing the formation of gaps between the bearing and the supporting base of the axles, i.e. the platforms (30).
Каждый из трех вторичных роторов (20) содержит три платформы (21, 22, 23) или диска, предпочтительно в форме кольца, причем нижний опорный диск (21) имеет круглую форму, промежуточный диск (22) имеет круглую форму и верхний опорный диск (23) имеет круглую форму, причем указанные диски (21, 22, 23) механически соединены с верхней частью центральной оси (26) вращения вторичного ротора (20), которая механически соединена с указанными подшипниками (60). Каждый из этих дисков (21, 22, 23), входящих в состав вторичного ротора (20), имеет форму кольца и установлен по центру вокруг упомянутой оси (26) вращения. Диски должны быть изготовлены из немагнитного материала или материала, не взаимодействующего с магнитными полями, создаваемыми между роторами (10, 20) системы (100), такого как латунь и дерево. Как нижняя опорная (21), так и верхняя опорная (23) платформы содержат установленный набор магнитов (24, 25), расположенных на равном удалении и радиально вокруг круговой кромки в форме кольца в целом, с последовательным порядком полюсов N (север)^ (юг).Each of the three secondary rotors (20) comprises three platforms (21, 22, 23) or disks, preferably in the form of a ring, wherein the lower support disk (21) has a circular shape, the intermediate disk (22) has a circular shape and the upper support disk (23) has a circular shape, wherein said disks (21, 22, 23) are mechanically connected to the upper part of the central axis (26) of rotation of the secondary rotor (20), which is mechanically connected to said bearings (60). Each of these disks (21, 22, 23), included in the secondary rotor (20), has the form of a ring and is mounted centrally around said axis (26) of rotation. The disks must be made of a non-magnetic material or a material that does not interact with the magnetic fields created between the rotors (10, 20) of the system (100), such as brass and wood. Both the lower support (21) and the upper support (23) platforms contain a mounted set of magnets (24, 25) located at an equal distance and radially around a circular edge in the form of a ring as a whole, with a sequential order of poles N (north) ^ (south).
Магниты (24, 25), установленные на поверхности указанных опорных платформ (21, 23), в примере осуществления изобретения имеют форму цилиндра и образуют магнитное устройство аксиальной формы относительно своей оси, причем одна из сторон представляет собой северный полюс (N), а противоположная сторона - южный полюс (S). На фиг. 10 показан пример осуществления настоящего изобретения, поясняющий вышеприведенное описание, в котором полюса верхнего магнита (25) и нижнего магнита (24) расположены последовательно в виде север/юг (N/S), при этом южный полюс (S) нижнего магнита (24) расположен на верхней поверхности нижнего опорного диска (21) вторичного ротора, а северный полюс (N) касается нижней поверхности верхнего опорного диска (23). В свою очередь, южный полюс (S) верхнего магнита (25) касается верхней поверхности верхнего опорного диска (23). Несмотря на то, что между нижним магнитом (24) и верхним магнитом (25) существует магнитное притяжение, верхThe magnets (24, 25) mounted on the surface of said support platforms (21, 23) in an example of the invention have the shape of a cylinder and form a magnetic device of axial shape relative to its axis, wherein one of the sides is a north pole (N), and the opposite side is a south pole (S). Fig. 10 shows an example of the embodiment of the present invention, explaining the above description, in which the poles of the upper magnet (25) and the lower magnet (24) are arranged sequentially in the form of north/south (N/S), wherein the south pole (S) of the lower magnet (24) is located on the upper surface of the lower support disk (21) of the secondary rotor, and the north pole (N) touches the lower surface of the upper support disk (23). In turn, the south pole (S) of the upper magnet (25) touches the upper surface of the upper support disk (23). Despite the fact that there is a magnetic attraction between the lower magnet (24) and the upper magnet (25), the upper
- 6 047495 нее опорное основание (23) обеспечивает физическое разделение между указанными магнитами (24, 25), не допуская прямого контакта между нижним магнитом (24) и верхним магнитом (25) за счет конструкции и расположения полюсов. Близкая к кольцу форма опорных дисков (21, 22, 23) способствует большей концентрации массы корпуса (20) вторичного ротора на его внешней кромке, тем самым существенно увеличивая инерцию набора (20) вторичных роторов. Промежуточный диск (22) будет занимать зазоры между нижними магнитами (24), установленными на равном расстоянии на кромке нижнего опорного диска (21), при этом его функция заключается в увеличении массы вторичного ротора (20). В конкретном случае реализации системы с тремя вторичными роторами (20) на поверхность каждого нижнего опорного диска (21) и верхнего опорного диска (23) установлено по четырнадцать магнитов, или, точнее, на кольцевую кромку нижнего опорного диска (21) установлено четырнадцать нижних магнитов (24), и на кольцевую кромку верхнего опорного диска (23) установлено четырнадцать верхних магнитов (25). Таким образом, каждый вторичный ротор (20) в примере осуществления настоящего изобретения содержит двадцать восемь неодимовых магнитов. Благодаря использованию магнитов этого типа и их радиальному расположению вдоль кольца с образованием вторичных роторов (20) вращательное движение первичного ротора (10), механически передаваемое механическим лопаточным колесом (50), влияет на поведение вторичных роторов (20), приводя их в постоянное и непрерывное синхронизированное движение за счет взаимодействия и связи магнитных сил, присутствующих в роторах (10, 20), но с противоположными направлениями вращения.- 6 047495 its support base (23) provides physical separation between said magnets (24, 25), preventing direct contact between the lower magnet (24) and the upper magnet (25) due to the design and arrangement of the poles. The close to the ring shape of the support disks (21, 22, 23) contributes to a greater concentration of the mass of the secondary rotor housing (20) on its outer edge, thereby significantly increasing the inertia of the set (20) of secondary rotors. The intermediate disk (22) will occupy the gaps between the lower magnets (24), installed at an equal distance on the edge of the lower support disk (21), while its function is to increase the mass of the secondary rotor (20). In the specific case of implementing the system with three secondary rotors (20), fourteen magnets are installed on the surface of each lower support disk (21) and upper support disk (23), or, more precisely, fourteen lower magnets (24) are installed on the annular edge of the lower support disk (21), and fourteen upper magnets (25) are installed on the annular edge of the upper support disk (23). Thus, each secondary rotor (20) in the example of implementing the present invention contains twenty-eight neodymium magnets. Due to the use of magnets of this type and their radial arrangement along the ring to form secondary rotors (20), the rotational motion of the primary rotor (10), mechanically transmitted by the mechanical blade wheel (50), affects the behavior of the secondary rotors (20), setting them in constant and continuous synchronized motion due to the interaction and connection of the magnetic forces present in the rotors (10, 20), but with opposite directions of rotation.
Размещение и наложение магнитов (24, 25) на вторичных роторах (20) в сочетании с определенным перекрестным расположением четырех магнитов (11, 12, 13, 15) на первичном роторе (10) обеспечивает правильное однородное и эффективное взаимодействие магнитных полей, приводящее к полной синхронизации между первичным ротором (10) и вторичными роторами (20). В целях сведения к минимуму эффектов, вызванных воздушным трением на первичных магнитах (11, 12, 13, 15), выполненных в форме параллелепипеда, при том что первичные магниты (11, 15) соединены узкими сторонами на диске (16) первичного ротора (10) при вращении вокруг его оси (14) под действием механического лопаточного колеса (50), используется закрытая круглая крышка, размеры которой соответствуют размерам первичного ротора (10), которая вмещает первичные магниты (11, 12, 13, 15) и не взаимодействует с магнитными полями, генерируемыми в системе (100). В примере осуществления настоящего изобретения диск (16) первичного ротора выровнен по высоте относительно платформы (30) с промежуточным диском (22) вторичного ротора, что улучшает характеристики вращения, индуцируемого первичным ротором (10) на вторичных роторах (20). Следует отметить, что ферритовые магниты работают в системе (100) неправильно, поэтому в примере осуществления системы (100) используют неодимовые магниты, отличающиеся сильным магнитным полем, малыми габаритами и длительным сроком службы. В ближайшем будущем вместо них можно будет использовать 100% синтетические неодимовые магниты, электромагниты, магнитные сверхпроводники или вещества с наномагнитными свойствами, которые по этим магнитным характеристикам будут аналогичны предложенным в данной заявке неодимовым магнитам или будут превосходить их.The arrangement and superposition of the magnets (24, 25) on the secondary rotors (20) in combination with a specific cross arrangement of the four magnets (11, 12, 13, 15) on the primary rotor (10) ensures a correct, uniform and effective interaction of the magnetic fields, resulting in complete synchronization between the primary rotor (10) and the secondary rotors (20). In order to minimize the effects caused by air friction on the primary magnets (11, 12, 13, 15) made in the form of a parallelepiped, while the primary magnets (11, 15) are connected by narrow sides on the disk (16) of the primary rotor (10) during rotation around its axis (14) under the action of the mechanical blade wheel (50), a closed round cover is used, the dimensions of which correspond to the dimensions of the primary rotor (10), which contains the primary magnets (11, 12, 13, 15) and does not interact with the magnetic fields generated in the system (100). In an example of implementing the present invention, the disk (16) of the primary rotor is aligned in height relative to the platform (30) with the intermediate disk (22) of the secondary rotor, which improves the characteristics of the rotation induced by the primary rotor (10) on the secondary rotors (20). It should be noted that ferrite magnets do not work correctly in the system (100), therefore, in the example of the implementation of the system (100), neodymium magnets are used, which are characterized by a strong magnetic field, small dimensions and a long service life. In the near future, 100% synthetic neodymium magnets, electromagnets, magnetic superconductors or substances with nanomagnetic properties can be used instead of them, which in these magnetic characteristics will be similar to the neodymium magnets proposed in this application or will surpass them.
В примере осуществления изобретения, показанном на фиг. 1-4, и примере осуществления изобретения, показанном на фиг. 5-8, расположение и расстояние между вторичными роторами (20) относительно осей (26) их вращения обеспечивает отсутствие влияния магнитных сил, исходящих от магнитов (24, 25), установленных на кромках дисков (21, 22, 23) роторов, на их пары. Таким образом, при расположении вторичных роторов (20), предложенном в обоих примерах осуществления изобретения, вращательное движение независимого вторичного ротора (20) не влияет на вращательное движение соседнего вторичного ротора (20). Тем самым оптимизируют потери энергии в системе, так как вторичные роторы (20) приводятся в движение только под влиянием вращательного движения первичного ротора (10).In the embodiment example of the invention shown in Figs. 1-4 and the embodiment example of the invention shown in Figs. 5-8, the arrangement and distance between the secondary rotors (20) relative to the axes (26) of their rotation ensures that the magnetic forces emanating from the magnets (24, 25) mounted on the edges of the disks (21, 22, 23) of the rotors do not influence their pairs. Thus, with the arrangement of the secondary rotors (20) proposed in both embodiment examples of the invention, the rotational movement of the independent secondary rotor (20) does not influence the rotational movement of the adjacent secondary rotor (20). This optimizes energy losses in the system, since the secondary rotors (20) are set in motion only under the influence of the rotational movement of the primary rotor (10).
В примере осуществления настоящего изобретения, не носящем ограничительного характера, для демонстрации работы системы (100), показанной на фиг. 1-4, диаметр вторичных роторов (20) примерно на 125% превышает диаметр первичного ротора (10). То же самое справедливо для массы вторичных роторов (20), которая примерно на 250% превышает массу первичного ротора (10). При таких соотношениях размеров, когда система (100) достигает заданной скорости вращения первичного ротора (10), она поддерживает скорость вращения, примерно на 75% превышающую скорость вращения вторичных роторов (20). Тем не менее, вследствие размеров (диаметра) вторичных роторов (20) тангенциальная скорость кругового движения вторичных роторов (20) примерно на 30% превышает тангенциальную скорость кругового движения первичного ротора (10) вследствие его большего диаметра. Теперь, принимая во внимание эти параметры, можно математически определить, что система (100), содержащая первичный ротор (10) и три вторичных ротора (20), при работе создает в каждом из вторичных роторов (20) кинетическую энергию вращения, превышающую кинетическую энергию первичного ротора (10) примерно на 700%, посредством механического лопаточного колеса (50), соединенного с его осью (14) вращения, причем такая энергия в наборе из трех вторичных роторов (20) преобразуется с более высоким отношением и превышает 2200% кинетической энергии вращения первичного ротора (10). Эти процентные значения достигнуты благодаря способности представленной здесь системы превосходить уровень техники и преобразовывать потенциальную энергию вторичных роторов в кинетическую энергию вращения. ТаIn a non-limiting embodiment of the present invention, to demonstrate the operation of the system (100) shown in Figs. 1-4, the diameter of the secondary rotors (20) is approximately 125% greater than the diameter of the primary rotor (10). The same is true for the mass of the secondary rotors (20), which is approximately 250% greater than the mass of the primary rotor (10). With such size ratios, when the system (100) reaches a given rotational speed of the primary rotor (10), it maintains a rotational speed approximately 75% greater than the rotational speed of the secondary rotors (20). However, due to the dimensions (diameter) of the secondary rotors (20), the tangential speed of the circular motion of the secondary rotors (20) is approximately 30% greater than the tangential speed of the circular motion of the primary rotor (10) due to its larger diameter. Now, taking into account these parameters, it can be mathematically determined that the system (100) comprising a primary rotor (10) and three secondary rotors (20) when operating creates in each of the secondary rotors (20) a kinetic energy of rotation that exceeds the kinetic energy of the primary rotor (10) by approximately 700%, by means of a mechanical blade wheel (50) connected to its axis (14) of rotation, and such energy in a set of three secondary rotors (20) is converted with a higher ratio and exceeds 2200% of the kinetic energy of rotation of the primary rotor (10). These percentage values are achieved due to the ability of the system presented here to surpass the state of the art and to convert the potential energy of the secondary rotors into kinetic energy of rotation.
- 7 047495 кое преобразование обусловлено несколькими факторами, в том числе высокой эффективностью используемых подшипников, позволяющей снизить трение первичного (10) и вторичного (20) роторов на каждой из его осей (14, 26), что обеспечивается конструкцией и характеристиками подшипника (51) оси вращения первичного ротора и подшипника (60) оси вращения вторичного ротора. Другим превалирующим фактором первичного ротора (10) является его меньшая инерция относительно вторичных роторов (20) в дополнение к физическим аспектам, таким как меньший диаметр и меньшая масса, что определяется расположением и распределением большей части его массы. Большая часть его массы расположена по центру на его оси (14). Это позволяет снизить потребность в энергии для обеспечения вращательного движения сборки, образованной указанным первичным ротором (10). Кроме того, основание (16) первичного ротора (10) имеет форму диска, что уменьшает его инерцию. С другой стороны, вторичные роторы (20) обладают большей инерцией не только вследствие своих физических аспектов, таких как больший диаметр и масса, но и вследствие того, что наибольшая часть массы ротора приходится на его кольцевую кромку, что увеличивает инерцию, чему также способствует расположение нижнего и верхнего магнитов (24, 25) на упомянутой кольцевой кромке. Тем не менее, показатель количества энергии, необходимой для приведения вторичных роторов (20) во вращательное движение, сводят к минимуму вышеупомянутым взаимодействием и взаимными блокировками магнитных сил между магнитами (11, 12, 13, 15) первичного ротора (10) и магнитами (24, 25) вторичных роторов (20). Посредством такой магнитной блокировки энергию, необходимую для создания вращательного движения вторичных роторов, передают на каждый магнит, образующий вторичные роторы, от точки к точке. Это обеспечивает очень низкое потребление энергии и высокий КПД благодаря правильному магнитному взаимодействию между первичным и вторичным роторами. Даже если бы диаметр и масса вторичных роторов (20) были равны диаметру и массе первичного индукторного ротора (10), кинетическая энергия вращения, вырабатываемая набором вторичных роторов (20), превышала бы кинетическую энергию вращения первичного ротора (10). Раскрытая выше система (100) позволяет преобразовывать потенциальную энергию системы (100) в кинетическую энергию вращения. Вырабатываемую кинетическую энергию вращения можно хранить или сразу использовать. Система (100) позволяет производить и хранить во вторичных роторах (20) кинетическую энергию, превышающую кинетическую энергию вращения, необходимую для приведения системы (100) в действие через первичный ротор (10).- 7 047495 This transformation is due to several factors, including the high efficiency of the bearings used, which makes it possible to reduce the friction of the primary (10) and secondary (20) rotors on each of its axes (14, 26), which is ensured by the design and characteristics of the bearing (51) of the rotation axis of the primary rotor and the bearing (60) of the rotation axis of the secondary rotor. Another prevailing factor of the primary rotor (10) is its lower inertia relative to the secondary rotors (20), in addition to physical aspects such as a smaller diameter and a lower mass, which is determined by the location and distribution of most of its mass. Most of its mass is located centrally on its axis (14). This makes it possible to reduce the energy requirement for ensuring the rotational movement of the assembly formed by the said primary rotor (10). In addition, the base (16) of the primary rotor (10) has the shape of a disk, which reduces its inertia. On the other hand, the secondary rotors (20) have a greater inertia not only due to their physical aspects, such as a larger diameter and mass, but also due to the fact that the largest part of the rotor mass falls on its annular edge, which increases the inertia, which is also facilitated by the location of the lower and upper magnets (24, 25) on the said annular edge. However, the indicator of the amount of energy required to bring the secondary rotors (20) into rotational motion is minimized by the above-mentioned interaction and mutual locks of magnetic forces between the magnets (11, 12, 13, 15) of the primary rotor (10) and the magnets (24, 25) of the secondary rotors (20). By means of such magnetic locking, the energy required to create the rotational motion of the secondary rotors is transmitted to each magnet forming the secondary rotors, from point to point. This ensures very low energy consumption and high efficiency due to the correct magnetic interaction between the primary and secondary rotors. Even if the diameter and mass of the secondary rotors (20) were equal to the diameter and mass of the primary induction rotor (10), the kinetic energy of rotation generated by the set of secondary rotors (20) would exceed the kinetic energy of rotation of the primary rotor (10). The system (100) disclosed above allows the potential energy of the system (100) to be converted into kinetic energy of rotation. The generated kinetic energy of rotation can be stored or used immediately. The system (100) allows the kinetic energy to be generated and stored in the secondary rotors (20), which exceeds the kinetic energy of rotation required to drive the system (100) through the primary rotor (10).
Первичный ротор (10) может дополнительно содержать подъемник, позволяющий точно регулировать высоту, определяемую набором магнитов (11, 12, 13, 15) относительно набора магнитов (24, 25), находящихся в каждом из вторичных роторов (20). Эта регулировка может в конечном итоге способствовать повышению производительности системы (100) за счет увеличения производительности, получения и хранения кинетической энергии системы, что приводит к повышению КПД.The primary rotor (10) may further comprise a lifter allowing precise adjustment of the height determined by the set of magnets (11, 12, 13, 15) relative to the set of magnets (24, 25) located in each of the secondary rotors (20). This adjustment may ultimately contribute to an increase in the performance of the system (100) by increasing the performance, obtaining and storing the kinetic energy of the system, which leads to an increase in efficiency.
В альтернативном примере осуществления настоящего изобретения система (100) магнитного взаимодействия между роторами (10, 20) для производства и хранения кинетической энергии предусматривает использование дополнительного вторичного ротора (20), то есть в общей сложности четырех вторичных роторов (20). В этом случае вторичные роторы (20) расположены вокруг первичного ротора (10) ромбом, причем центры вращения вторичных роторов (20) равномерно распределены и отстоят на равное расстояние от первичного ротора (10).In an alternative embodiment of the present invention, the system (100) of magnetic interaction between the rotors (10, 20) for generating and storing kinetic energy provides for the use of an additional secondary rotor (20), i.e. a total of four secondary rotors (20). In this case, the secondary rotors (20) are arranged around the primary rotor (10) in a rhombus, wherein the rotation centers of the secondary rotors (20) are uniformly distributed and are spaced at an equal distance from the primary rotor (10).
В данном конкретном случае, не подразумевающем каких-либо ограничений, с точки зрения размеров, предложенная композиция, представленная на фиг. 5, 6, 7 и 8, немного отличается, так как предусматривает использование только восьми наборов магнитов (24, 25) на каждом диске (21, 23) вторичного ротора (20), что в общей сложности дает шестнадцать магнитов (24, 25), перекрываемых каждым вторичным ротором (20). В такой композиции диаметр вторичных роторов (20) примерно на 40% превышает диаметр первичного ротора (10), а их масса примерно на 112% превышает массу первичного ротора (10). При таких соотношениях размеров скорость вращения, индуцируемая во вторичных роторах (20) вследствие магнитного взаимодействия в системе (100), совпадает со скоростью вращения первичного ротора (10), то есть отношение скоростей вращения составляет 1:1. Тем не менее, вследствие размеров (диаметра) вторичных роторов (20), тангенциальная скорость кругового движения вторичных роторов (20) примерно на 40% превышает тангенциальную скорость кругового движения первичного ротора (10).In this particular case, which does not imply any limitations in terms of dimensions, the proposed composition shown in Figs. 5, 6, 7 and 8 is slightly different, since it provides for the use of only eight sets of magnets (24, 25) on each disk (21, 23) of the secondary rotor (20), which in total gives sixteen magnets (24, 25) covered by each secondary rotor (20). In such a composition, the diameter of the secondary rotors (20) is approximately 40% greater than the diameter of the primary rotor (10), and their mass is approximately 112% greater than the mass of the primary rotor (10). With such size ratios, the rotation speed induced in the secondary rotors (20) due to the magnetic interaction in the system (100) coincides with the rotation speed of the primary rotor (10), that is, the rotation speed ratio is 1:1. However, due to the size (diameter) of the secondary rotors (20), the tangential velocity of the circular motion of the secondary rotors (20) is approximately 40% higher than the tangential velocity of the circular motion of the primary rotor (10).
Теперь, принимая во внимание эти параметры, можно математически определить, что система (100), содержащая первичный ротор (10) и четыре вторичных ротора (20), предложенная в этом примере осуществления изобретения, при работе создает в каждом из вторичных роторов (20) кинетическую энергию вращения, примерно на 470% превышающую кинетическую энергию вращения первичного ротора (10), и в наборе из четырех вторичных роторов (20) имеет кинетическую энергию вращения, на 2100% превышающую кинетическую энергию вращения первичного ротора (10).Now, taking into account these parameters, it can be mathematically determined that the system (100) containing the primary rotor (10) and four secondary rotors (20), proposed in this example of implementing the invention, during operation creates in each of the secondary rotors (20) a kinetic energy of rotation that is approximately 470% greater than the kinetic energy of rotation of the primary rotor (10), and in a set of four secondary rotors (20) has a kinetic energy of rotation that is 2100% greater than the kinetic energy of rotation of the primary rotor (10).
Это означает, что в обоих подходах с использованием трех или четырех вторичных роторов (20), предложенных для настоящей системы (100), способность к преобразованию потенциальной энергии системы (100) в кинетическую энергию вращения всегда существенно превышает кинетическую энергию вращения, подводимую к системе (100) через первичный ротор (10). Можно проверить и показать, что в обоих предложенных примерах осуществления системы (100) не существует физической и/или механической связи между первичным ротором (10) и вторичными роторами (20), а также между самими вто-This means that in both approaches using three or four secondary rotors (20) proposed for the present system (100), the capacity to convert the potential energy of the system (100) into rotational kinetic energy always significantly exceeds the rotational kinetic energy supplied to the system (100) through the primary rotor (10). It can be verified and shown that in both proposed examples of the implementation of the system (100), there is no physical and/or mechanical connection between the primary rotor (10) and the secondary rotors (20), as well as between the second-
Claims (8)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA047495B1 true EA047495B1 (en) | 2024-07-29 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9954405B2 (en) | Electromagnetic system with magnetically coupled rotors | |
| US10367405B2 (en) | Vertically mounted and magnetically driven power generation apparatus with weight-free and energy-saving effect | |
| US10797578B2 (en) | Vertically mounted and magnetically driven power generation apparatus | |
| US10424993B2 (en) | Vertically mounted and magnetically driven power generation apparatus with energy-saving effect | |
| US7923854B1 (en) | Wind turbines direct drive alternator system with torque balancing | |
| US20080174121A1 (en) | Gravitational magnetic energy convertor | |
| JP2007154780A (en) | Wind power generating device | |
| CN109831056A (en) | Virtual shaft type energy storage device of magnetic suspension flywheel for electric vehicle | |
| WO2010138970A1 (en) | Magnetically driven motor and electric power generator | |
| CA2781694A1 (en) | Magnetic rotational device comprising arrays of staggered permanent magnets around the rotor | |
| EA047495B1 (en) | MAGNETIC INTERACTION SYSTEM BETWEEN ROTORS DESIGNED FOR THE PRODUCTION AND STORAGE OF KINETIC ENERGY | |
| US11496032B2 (en) | Vibration-proof maglev power generator | |
| US20220231572A1 (en) | Hollow, magnetic flywheel and related generator systems | |
| US20240204636A1 (en) | Magnetic interaction system between rotors for production and storage of kinetic energy | |
| TWI776753B (en) | vertical magnetic energy generator | |
| CN110896268A (en) | Permanent magnet power machine | |
| CN219436844U (en) | High-power flexible rotor system and flywheel energy storage motor | |
| CN102217175A (en) | Generator for a street lamp | |
| RU2080483C1 (en) | Gravity-inertia motor | |
| TWI647899B (en) | Vertical magnetic drive power generation device | |
| KR20240131286A (en) | Magnetic levitation power generator and magnetic levitation motor | |
| RU2046521C1 (en) | Rotary electrical machine | |
| JPS63253883A (en) | Prime mover driven by magnetic force | |
| JP2004076710A (en) | Power plant with application of whirling motion of tied weight, principle of leverage, and magnetism | |
| TW201904175A (en) | Vertical magnetic drive power generation apparatus having excellent stability during high-speed operation and achieving better power generation efficiency |