ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ ТУРБИНА

1. Турбина, содержащая:
по меньшей мере одну сверхпроводящую катушку для возбуждения магнитного поля;
по меньшей мере один ротор, установленный на валу, расположенном внутри сверхпроводящей катушки;
причем подача электрического тока в турбину принуждает вал и по меньшей мере один ротор выполнять механическую работу.
2. Турбина, содержащая:
корпус, содержащий множество сверхпроводящих катушек для возбуждения магнитного поля;
первый вал, расположенный внутри корпуса, содержащий установленный на нем по меньшей мере один ротор;
второй вал, расположенный рядом с множеством сверхпроводящих катушек и электрически связанный по меньшей мере с одним ротором с формированием схемы последовательного соединения в указанной турбине;
причем подача электрического тока в указанную схему последовательного соединения принуждает первый вал и ротор выполнять механическую работу.
3. Турбина по п. 2, в которой ротор содержит втулку, соединенную с ободом посредством набора спиц, разнесенных друг от друга радиально вокруг втулки.
4. Турбина по п. 2 или 3, в которой ротор электрически связан с вторым валом посредством контакта с токопроводящей полосой, сформированной на наружной периферийной области ротора, с токопроводящим кольцом, установленным на второму валу.
5. Турбина по п. 4, в которой токопроводящая полоса сформирована из непрерывной металловолоконной щетки.
6. Турбина по п. 4, в которой токопроводящая полоса сформирована из последовательности перекрывающихся лепестков, причем каждый лепесток сформирован из непрерывной металловолоконной щетки.
7. Турбина по п. 2, в которой ротор механически связан со вторым валом.
8. Турбина по п. 7, в которой ротор содержит зубчатое колесо, которое взаимодействует с дополняющим зубчатым колесом, расположенным на втором валу.
9. Турбина по п. 8, в которой зубчатое колесо выполнено за одно целое с ротором.
10. Турбина по п. 2, в которой ротор выполнен из меди.
11. Турбина по п. 2, в которой ротор выполнен из непроводящего материала.
12. Турбина по п. 11, в которой ротор покрыт токопроводящим материалом для электрической связи указанного ротора со вторым валом.
13. Турбина по п. 2, в которой катушки содержат 100 витков высокотемпературной сверхпроводящей ленты шириной 12 мм.
14. Турбина по п. 13, в которой катушки имеют внутренний радиус 150 мм.
15. Турбина по п. 1, в которой катушки связаны с формированием длинного соленоида.
16. Турбина по п. 2, в которой катушки возбуждают магнитное поле с индукцией от 1 Тл до 2 Тл.
17. Турбина по п. 2, в которой катушки возбуждают магнитное поле с индукцией от 3 Тл до 5 Тл.
18. Турбина по п. 2, в которой катушки возбуждают пиковое магнитное поле с индукцией от 1,3 Тл до 1,5 Тл.
19. Турбина по п. 2, в которой каждый ротор содержит электродинамический элемент.
20. Турбина по п. 19, в которой электродинамические элементы выполнены в форме высокотемпературного сверхпроводящего материала, расположенного на наружной поверхности каждого ротора.
21. Турбина по п. 2, дополнительно содержащая первый и второй магнитопроводы, расположенные в противоположных концах катушки, для перенаправления магнитного поля, выходящего из катушки и входящего в катушку.
22. Турбина, содержащая:
первый набор сверхпроводящих катушек для возбуждения первого магнитного поля;
первый вал, расположенный внутри набора сверхпроводящих катушек и содержащий установленный на нем первый набор роторов;
второй набор сверхпроводящих катушек для возбуждения второго магнитного поля, причем указанный второй набор катушек расположен рядом с первым набором катушек;
второй вал, расположенный внутри набора сверхпроводящих катушек и содержащий установленный на нем второй набор роторов, электрически связанных с первым набором роторов с формированием схемы последовательного соединения в указанной турбине;
причем подача электрического тока в указанную схему последовательного соединения принуждает валы и соответствующие им наборы роторов выполнять механическую работу.
23. Турбина по п. 22, в которой каждый ротор содержит втулку, соединенную с ободом посредством набора спиц, разнесенных друг от друга радиально вокруг втулки.
24. Турбина по п. 22, в которой каждый ротор в первом и втором наборах роторов содержит электродинамические элементы.
25. Турбина по п. 24, в которой электродинамические элементы выполнены в форме высокотемпературного сверхпроводящего материала, расположенного на наружной поверхности ротора.
26. Турбина по п. 22, в которой каждый ротор в первом наборе роторов электрически связан с расположенным рядом ротором во втором наборе роторов посредством контакта токопроводящей полосы, сформированной на наружной периферийной области каждого ротора в первом наборе роторов, с токопроводящим кольцом, сформированным на наружной периферийной области каждого ротора во втором наборе роторов.
27. Турбина по п. 26, в которой токопроводящая полоса выполнена из непрерывной металловолоконной щетки.
28. Турбина по п. 26, в которой токопроводящая полоса выполнена из последовательности перекрывающихся лепестков, причем каждый лепесток выполнен из непрерывной металловолоконной щетки.
29. Турбина по п. 22, в которой каждый ротор в первом наборе роторов механически связан с расположенным рядом ротором во втором наборе роторов.
30. Турбина по п. 29, в которой каждый ротор в первом наборе роторов содержит зубчатое колесо, которое взаимодействует с дополняющим зубчатым колесом, расположенным на соседнем роторе во втором наборе роторов.
31. Турбина по п. 30, в которой зубчатые колеса выполнены за одно целое с роторами.
32. Турбина по п. 22, в которой чередующиеся роторы в первом и втором наборах роторов электрически связаны посредством набора собирающих шин, проходящих между первым и вторым валами.
33. Турбина по п. 22, в которой каждый ротор в первом и втором наборах роторов выполнен из меди.
34. Турбина по п. 22, в которой каждый ротор в первом и втором наборах роторов выполнен из непроводящего материала.
35. Турбина по п. 34, в которой каждый ротор в первом и втором наборах роторов покрыт токопроводящим материалом для обеспечения возможности электрического соединения между расположенными рядом роторами в первом и втором наборах роторов.
36. Турбина по п. 35, в которой чередующиеся роторы в первом и втором наборах роторов электрически связаны посредством набора собирающих шин, проходящих между первым и вторым валами.
37. Турбина по п. 22, в которой катушки содержат 100 витков высокотемпературной сверхпроводящей ленты шириной 12 мм.
38. Турбина по п. 37, в которой катушки имеют внутренний радиус 150 мм.
39. Турбина по п. 37, в которой катушки связаны с формированием длинного соленоида.
40. Турбина по п. 22, в которой катушки возбуждают магнитное поле с индукцией от 1 Тл до 2 Тл.
41. Турбина по п. 22, в которой катушки возбуждают магнитное поле с индукцией от 3 Тл до 5 Тл.
42. Турбина по п. 22, в которой катушки возбуждают пиковое магнитное поле с индукцией от 1,3 Тл до 1,5 Тл.
43. Турбина по п. 22, дополнительно содержащая первую пару магнитопроводов, расположенных в противоположных концах первого набора сверхпроводящих катушек, и вторую пару магнитопроводов, расположенных на противоположных концах второго набора сверхпроводящих катушек, причем первая и вторая пары магнитопроводов перенаправляют магнитное поле, выходящее из катушки и входящее в катушку.
44. Турбина, содержащая:
первый набор сверхпроводящих катушек для возбуждения магнитного поля;
первый вал, расположенный внутри первого набора катушек, причем указанный первый вал содержит установленный на нем первый набор роторов;
второй вал, расположенный внутри набора сверхпроводящих катушек, причем указанный второй вал содержит установленные на нем второй набор роторов, электрически связанных с первым набором роторов с формированием схемы последовательного соединения в указанной турбине;
причем подача электрического тока в указанную схему последовательного соединения принуждает валы и соответствующие им наборы роторов выполнять механическую работу.
45. Турбина по п. 44, в которой каждый ротор содержит втулку, соединенную с ободом посредством набора спиц, разнесенных друг от друга радиально вокруг втулки.
46. Турбина по п. 44, в которой каждый ротор в первом наборе роторов электрически связан с расположенным рядом ротором во втором наборе роторов посредством контакта токопроводящей полосы, сформированной на наружной периферийной области каждого ротора в первом наборе роторов, с токопроводящим кольцом, сформированным на наружной периферийной области каждого ротора во втором наборе роторов.
47. Турбина по п. 46, в которой токопроводящая полоса выполнена из непрерывной металловолоконной щетки.
48. Турбина по п. 46, в которой токопроводящая полоса выполнена из последовательности перекрывающихся лепестков, причем каждый лепесток выполнен из непрерывной металловолоконной щетки.
49. Турбина по п. 44, в которой каждый ротор в первом наборе роторов механически связан с расположенным рядом ротором во втором наборе роторов.
50. Турбина по п. 49, в которой каждый ротор в первом наборе роторов содержит зубчатое колесо, которое взаимодействует с дополняющим зубчатым колесом, расположенным на соседнем роторе во втором наборе роторов.
51. Турбина по п. 50, в которой зубчатые колеса выполнены за одно целое с роторами.
52. Турбина по п. 44, в которой чередующиеся роторы в первом и втором наборах роторов электрически связаны посредством набора собирающих шин, проходящих между первым и вторым валами.
53. Турбина по п. 44, в которой каждый ротор в первом и втором наборах роторов выполнен из меди.
54. Турбина по п. 44, в которой каждый ротор в первом и втором наборах роторов выполнен из непроводящего материала.
55. Турбина по п. 54, в которой каждый ротор в первом и втором наборах роторов покрыт токопроводящим материалом для обеспечения возможности электрического соединения между расположенными рядом роторами в первом и втором наборах роторов.
56. Турбина по п. 55, в которой чередующиеся роторы в первом и втором наборах роторов электрически связаны посредством набора собирающих шин, проходящих между первым и вторым валами.
57. Турбина по п. 44, в которой катушки содержат 100 витков высокотемпературной сверхпроводящей ленты шириной 12 мм.
58. Турбина по п. 57, в которой катушки имеют внутренний радиус 150 мм.
59. Турбина по п. 57, в которой катушки связаны с формированием длинного соленоида.
60. Турбина по п. 44, в которой катушки возбуждают магнитное поле с индукцией от 1 Тл до 2 Тл.
61. Турбина по п. 44, в которой катушки возбуждают магнитное поле с индукцией от 3 Тл до 5 Тл.
62. Турбина по п. 44, в которой катушки возбуждают пиковое магнитное поле с индукцией от 1,3 Тл до 1,5 Тл.
63. Турбина по п. 44, в которой каждый ротор в первом и втором наборах роторов содержит один или большее количество электродинамических элементов.
64. Турбина по п. 63, в которой электродинамические элементы выполнены в форме высокотемпературного сверхпроводящего материала, расположенного на наружной поверхности каждого ротора.
65. Турбина по п. 44, дополнительно содержащая первый и второй магнитопроводы, расположенные на противоположных концах катушки, для перенаправления магнитного поля, выходящего из катушки и входящего в катушку.
66. Турбина, содержащая:
катушку из сверхпроводящего материала для возбуждения магнитного поля;
первый и второй магнитопроводы, расположенные в противоположных концах катушки, для перенаправления магнитного поля, выходящего из катушки и входящего в катушку;
по меньшей мере один ротор, установленный на валу, расположенном внутри сверхпроводящей катушки;
причем подача электрического тока на по меньшей мере один ротор принуждает валы и соответствующие им наборы роторов выполнять механическую работу.
67. Турбина по п. 66, в которой первый и второй магнитопроводы направляют поле, по существу, параллельно концам катушки.
68. Турбина, содержащая:
катушку из сверхпроводящего материала для возбуждения магнитного поля;
первый и второй магнитопроводы, расположенные на противоположных концах катушки, для перенаправления магнитного поля, выходящего из катушки и входящего в катушку;
по меньшей мере один ротор, установленный на валу, расположенном внутри сверхпроводящей катушки, причем указанный ротор дополнительно содержит один или большее количество электродинамических элементов;
при этом подача электрического тока на по меньшей мере один ротор принуждает валы и соответствующие им наборы роторов выполнять механическую работу.
69. Турбина по п. 68, в которой электродинамические элементы находятся в форме высокотемпературного сверхпроводящего материала, расположенного на наружной поверхности ротора.
70. Турбина по п. 69, в которой высокотемпературный сверхпроводящий материал является высокотемпературной сверхпроводящей лентой.
71. Турбина по п. 68, дополнительно содержащая первый и второй магнитопроводы, расположенные на противоположных концах катушки, для перенаправления магнитного поля, выходящего из катушки и входящего в катушку.
72. Турбина, содержащая:
катушку из сверхпроводящего материала для возбуждения магнитного поля;
первый и второй магнитопроводы, расположенные в противоположных концах катушки, для перенаправления магнитного поля, выходящего из катушки и входящего в катушку;
по меньшей мере один ротор, установленный на валу, расположенном внутри сверхпроводящей катушки, причем указанный ротор дополнительно содержит электродинамический элемент;
при этом подача электрического тока на по меньшей мере один ротор принуждает валы и соответствующие им наборы роторов выполнять механическую работу.
73. Двигатель, содержащий:
корпус;
узел возбуждения, установленный внутри корпуса, содержащий криогенный корпус, имеющий криогенную оболочку, расположенную в нем;
роторный узел, расположенный внутри криогенного корпуса и снаружи криогенной оболочки, содержащий один или большее количество роторов, расположенных на ведущем валу, причем указанные один или большее количество роторов расположены с возможностью формирования схемы последовательного соединения в роторном узле;
по меньшей мере одну сверхпроводящую катушку для возбуждения магнитного поля, заключенную внутри указанной криогенной оболочки; и
при этом подача электрического тока в указанную схему последовательного соединения принуждает указанные один или большее количество роторов и вал выполнять механическую работу.
74. Двигатель по п. 73, в котором последовательное соединение между роторами реализовано с помощью последовательности токопередающих механизмов, расположенных между смежными роторами.
75. Двигатель по п. 74, в котором токопередающие механизмы выполнены в форме неподвижных дисков, расположенных между каждым ротором, причем каждый диск содержит первый набор и второй набор токопроводящих щеток, при этом каждая щетка в первом наборе щеток соединена со щеткой во втором наборе щеток, причем щетки первого набора входят в контакт с втулкой ротора, и щетки второго набора входят в контакт с ободом смежного ротора.
76. Двигатель по п. 73, в котором роторы расположены на непроводящей части ведущего вала, расположенной между токопроводящими частями ведущего вала.
77. Двигатель по п. 76, в котором по меньшей мере один ротор и по меньшей мере один токопередающий механизм соединены с токопроводящей частью ведущего вала.
78. Двигатель по п. 77, в котором электрический ток пропускают по токопроводящим секциям ведущего вала посредством набора токопроводящих щеток.
79. Двигатель по п. 76, в котором непроводящая секция ведущего вала сформирована последовательностью непроводящих взаимосвязанных элементов, каждый из которых несет на себе ротор и токопередающий механизм.
80. Двигатель по п. 73, в котором ведущий вал является полым для размещения усиливающего стержня.
81. Двигатель по п. 73, в котором криогенная оболочка соединена с криогенным охлаждающим устройством, установленным на корпусе.
82. Двигатель по п. 81, в котором криогенное охлаждающее устройство является криогенным охлаждающим устройством на основе пульсационной трубы.
83. Двигатель по п. 81, в котором криогенное охлаждающее устройство имеет размер, походящий для поддерживания рабочей температуры 20 К (-253°C) внутри криогенной оболочки.
84. Двигатель по п. 83, в котором криогенная оболочка содержит множество медных пальцев, формирующих теплопроводящий путь из сверхпроводящей катушки.
85. Двигатель по п. 73, в котором корпус содержит концевые крышки для инкапсулирования роторного узла и расположенной в нем криогенной оболочки.
86. Двигатель по п. 85, в котором концевые крышки содержат множество пластин, действующих в качестве магнитопроводов.
87. Двигатель по п. 86, в котором количество пластин может быть различным для изменения размера результирующих магнитопроводов.
88. Двигатель по п. 73, в котором двигатель дополнительно содержит вторичные корпуса, расположенные в противоположных концах указанного корпуса.
89. Двигатель по п. 88, в котором вторичный корпус охватывает токопроводящую часть ведущего вала.
90. Двигатель по п. 88, в котором вторичные корпуса содержат охлаждающие средства для направления воздуха сквозь корпус.
91. Двигатель по п. 73, в котором электрический ток протекает сквозь двигатель от обода ротора к втулке смежного ротора.
2
92. Двигатель по п. 73, в котором сверхпроводящая катушка выполнена из провода на основе MgB.
2
93. Двигатель по п. 92, дополнительно содержащий магнитопроводы, расположенные на противоположных концах корпуса, причем магнитопроводами являются сверхпроводящие катушки, выполненные из провода на основе MgB.
94. Двигатель по п. 73, содержащий множество сверхпроводящих катушек для возбуждения магнитного поля.
95. Двигатель по п. 94, в котором множество сверхпроводящих катушек выполнено с возможностью формирования областей нулевого магнитного поля, причем щетки расположены внутри указанных нулевых областей.
96. Двигатель, содержащий:
корпус;
узел возбуждения, установленный внутри корпуса, причем указанный узел возбуждения содержит криогенный корпус, имеющий криогенную оболочку, расположенную в нем;
роторный узел, расположенный внутри криогенного корпуса и снаружи криогенной оболочки, при этом указанный роторный узел содержит один или большее количество роторов, расположенных на ведущем валу;
по меньшей мере одну сверхпроводящую катушку для возбуждения магнитного поля размещена внутри указанной криогенной оболочки; и
токопередающий механизм, соединяющий роторы вместе, с формированием параллельной цепи в двигателе, при этом подача электрического тока в указанную схему параллельного соединения принуждает указанные один или большее количество роторов и вал выполнять механическую работу.
97. Двигатель по п. 96, содержащий множество сверхпроводящих катушек для возбуждения магнитного поля.
98. Двигатель по п. 97, в котором множество сверхпроводящих катушек выполнено с возможностью формирования областей нулевого магнитного поля, причем по меньшей мере часть токопередающего механизма размещена в указанной области нулевого магнитного поля.