202_090-019AP-TW
發佈日期 :
2009-04-29
| 發明專利說明書 | |
| ※申請案號： 090120812 | |
| ※申請日期： 20010824 ※ＩＰＣ分類： Int.Cl.(7) A47F 5/025，H01L 39/00，H01F 1/00 |
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| 一、發明名稱： (中文/英文) | |
高溫超導懸浮裝置(全文下載)
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| 二、申請人： 共 1 人
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| 1 . 姓名或名稱：(中文/英文) 國立成功大學 / NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY 代 表 人：(中文/英文) / 住居所或營業所地址：(中文/英文) 台南巿大學路一號 / 國 籍：(中文/英文) 中華民國 / TW
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| 三、發明人： 共 5 人
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| 1 . 姓名：(中文/英文) 陳引幹 / CHEN, YIN-GAN 國 籍：(中文/英文) 中華民國 / TW 2 . 姓名：(中文/英文) 吳茂昆 / WU, MAU-KUEN 國 籍：(中文/英文) 中華民國 / TW 3 . 姓名：(中文/英文) 粘永堂 / NIAN, YUNG-TANG 國 籍：(中文/英文) 中華民國 / TW 4 . 姓名：(中文/英文) 劉海平 / LIOU, HAI-PING 國 籍：(中文/英文) 中華民國 / TW 5 . 姓名：(中文/英文) 許書豪 / SHIU, SHU-HAU 國 籍：(中文/英文) 中華民國 / TW
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四、聲明事項 |
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| □主張專利法第二十二條第二項 □ 第一款或 □ 第二款規定之事實，其事實發生日期為：年 月 日
□申請前已向下列國家(地區)申請專利: 【格式請依:受理國家(地區)、申請日、申請案號、 順序註記】
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| □ 有主張專利法第二十七條第一項國際優先權：
□無主張專利法第二十七條第一項國際優先權： |
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| □ 主張專利法第二十九條第一項國內優先權：
【格式請依:申請日、申請案號、順序註記】
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□ 主張專利法第三十條生物材料： □ 須寄存生物材料者： 國內生物材料【格式請依:寄存機構、日期、號碼、順序註記】 國外生物材料【格式請依:寄存國家、機構、日期、號碼、順序註記】 |
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| □ 不須寄存生物材料者: 所屬技術領域中具有通常知識者易於獲得時，不須寄存。 |
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| 五、中文發明摘要： | |
| 一種高溫超導懸浮裝置，係由雙排磁鐵軌道與磁浮載具所組成，其中磁浮載具有兩部分，一是含有高溫超導塊材的上磁懸浮部分，另一是含有高溫超導塊材與磁懸浮磁鐵的下磁懸浮部分。在上磁懸浮部分，即利用雙排磁鐵軌道與其中的高溫超導塊材之間的相互作用，而顯示磁浮效果，使整個磁浮載具懸浮於磁鐵軌道上方，兩者之間並無接觸；而在下磁懸浮部分，係利用其中的高溫超導塊材與磁懸浮磁鐵間的相互作用，使磁懸浮磁鐵懸浮於空中，兩者並無接觸。因此，能將欲承載或者展示之物件放置於磁浮載具上，以及附著於磁懸浮磁鐵上，作為懸浮展示用。 | |
| 六、英文發明摘要： | |
| 七、指定代表圖： | |
| （一）本案指定代表圖為： | |
| （二）本代表圖之元件符號簡單說明：
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| 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： | |
| 九、發明說明： | |
| 本發明是有關於一種懸浮裝置(Suspension Device)，且特別是有關於一種高溫超導懸浮裝置(Suspension Deviceby High Temperature Superconductor)。習知之磁浮與磁懸浮技術(Magnetic SuspensionTechnology)大多以主動式磁浮系統為主，包括電磁鐵磁浮致動器、位置感測器、控制器、線性功率放大器、伺服控制軟體等組成。然而，上述磁浮系統卻有磁浮穩定性不佳，系統複雜而價格昂貴等問題，而且因為習如是利用電磁作用而產生磁浮的效果，所以其磁浮穩定性於停電時會有控制困難的問題。 因此，本發明的目的在提供一種高溫超導懸浮裝置，以利用高溫超導體(High Temperature Superconductor，簡稱HTS)與永久磁鐵(Permanent Magnet)之被動式磁浮與磁懸浮現象，應用於展示平台之製作。 本發明的另一目的在提供一種高溫超導懸浮裝置，以簡化裝置的複雜性，進而降低製造成本。 本發明的再一目的在提供一種高溫超導懸浮裝置，以節省能源。 本發明的又一目的在提供一種高溫超導懸浮裝置，無須電力控制之系統，因此不會發生習如停電時，難以控制磁浮穩定性的問題。 依照上述與其他目的，本發明提出一種高溫超導懸浮裝置，此裝置係由雙排磁鐵軌道與磁浮載具所組成，其中磁浮載具包括兩部分，一是包含高溫超導塊材的上磁懸浮部分，另一是包含高溫超導塊材與磁懸浮磁鐵的下磁懸浮部分。首先在上磁懸浮部分，即利用雙排之磁鐵軌道與磁浮載具內之高溫超導塊材之間的相互作用而顯示磁浮效果，使整個磁浮載具懸浮於磁鐵軌道上方，兩者之間並無接觸；在下磁懸浮部分，則利用高溫超導塊材與磁懸浮磁鐵間的相互作用，使磁懸浮磁鐵懸浮於空中，兩者並無接觸。因此，能將欲承載或者展示之各項物件放置於磁浮載具上，以及附著於磁懸浮磁鐵上，作為懸浮展示用。 所謂的超導材料係指在室溫下導電度差，但是於低溫下其電阻值等於零的材料，而這種超導材料之電阻值轉變至零的溫度就稱為超導臨界溫度(Superconducting TransitionCritical Temperature，簡稱T C )。以汞(Hg)為例，其超導臨界溫度為4.12K，所以當溫度降到4.12K以下，未會具有超導體的特性。 而高溫超導體材料別因為具有高於液態氮沸點(77K)的超導臨界溫度，所以可以使用液態氮作為主要的冷卻系統，能夠節省龐大的超導體冷卻費用。對於工業應用，例如：電力傳輸、高效率馬達、發電機、醫療診斷設備、微波通訊、高速電腦、磁浮列車、能量儲蓄轉換 … .等等產業之可行性，具有革命性的影響。 依照本發明之實施例所述，將本發明應用於一種高溫超導懸浮展示平台，用以展示如珠寶、首飾、宗教偶像、化妝品、輕巧電子產品等的物件。其裝置包括固定架、位於固定架上的雙排磁鐵軌道與磁浮載具，而磁浮載具係配置於雙排磁鐵軌道之間，其中磁浮載具係包含高溫超導塊材的上磁懸浮部分，以及包含高溫超導塊材與磁懸浮磁鐵的下磁懸浮部分，其中高溫超導塊材的材質例如是單晶粒結構的釔鋇銅氧化合物。 在上磁懸浮部分是利用磁鐵軌道與高溫超導塊材之間的相互作用而顯示磁浮效果，因此整個磁浮載具會懸浮於空中，而不與固定架和磁鐵軌道接觸：下磁懸浮部分是利用高溫超導塊材與磁懸浮磁鐵間的相互作用，使磁懸浮磁鐵懸浮於空中，因此能將所欲展示之物體或器件附著於磁懸浮磁鐵上，作為懸浮展示用。 而且，於磁鐵軌道的兩端，以及磁浮載具對應於磁鐵軌道兩端的惻邊分別配置相同磁極(Magnetic Pole)的磁鐵，利用相同磁極會互相排斥的特性，用以防止磁浮載具移出磁鐵軌道而喪失磁浮作用掉落的情形。 此外，本發明亦可有其他相關之孿型，比如將固定架之式樣作變形，例如改變固定架的長度、寬度或高度：或者利用其他裝置以防止磁浮載具移出磁鐵軌道而落的情形，例如於磁鐵軌道兩端設置檔板，以防止磁浮載具移出。本發明之優點在於所使用之高溫超導塊材為單晶粒結構’故磁浮載具將可承載數公斤之重量。而且，本發明之磁浮載具與磁鐵軌道兩者之間並無接觸，故無摩擦力損耗問題。此外，本發明利用高溫超導體與永久磁鐵之被動式磁浮與磁懸浮現象，因此不需外加電力，無停電時停擺的問題，而且設備也較習如簡單、價格不昂貴，與現有之磁浮與磁懸浮技術比較，在產業應用上將可提高生產率與節省生產成本。 而且，本發明因為利用雙排磁鐵軌道與磁浮載具內之高溫超導塊材之間的相互作用，以及利用磁浮載具內之高溫超導塊材與下方磁懸浮磁鐵間的相互作用，而顯示兩磁浮效果，因此本發明之優點還包括可以於磁浮載具上放置展示品，也可以在磁浮載具下利用磁懸浮磁鐵作為懸浮展示物。 本發明之應用相當多，包括日常生活上之展示平台，如珠寶、首飾、宗教偶像、化妝品、輕巧電子產品等的展示，在工業生產線上將可作為傳輸帶，因此高溫超導懸浮裝置在未來將具廣大市場潛力。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 圖式簡單說明 第1圖是依照本發明一較佳實施例之高溫超導懸浮裝置的正視示意圖： 第2圖是依照第1圖繪示之高溫超導懸浮裝置的側視示意圖：以及 第3圖是依照第1圖繪示之高溫超導懸浮裝置的上視示意圖。 主要元件符號說明 100．．．磁鐵軌道 102．．．磁浮載具 104．．．固定架 106a,106b．．．高溫超導塊材 108．．．上磁懸浮部分 110．．．磁懸浮磁鐵 112．．．下磁懸浮部分 114,116．．．磁鐵 118．．．液態氮 實施例 第1圖是依照本發明一較佳實施例之高溫超導懸浮裝置的正視示意圖，此高溫超導懸浮裝置可作為一高溫超導懸浮展示平台，用以展示如珠寶、首飾、宗教偶像、化妝品、輕巧電子產品等的物件。 請參照第1圖，此裝置包括雙排的磁鐵軌道100、磁浮載具102與一固定架104，其配置係雙排磁鐵軌道100位於固定架104上，而磁浮載具102位於雙排磁鐵軌道100之間。其中，磁浮載具102包括兩部分，一是包含高溫超導塊材106a的上磁懸浮部分108，另一是包含高溫超導塊材106b與磁懸浮磁鐵110的下磁懸浮部分112，其中雙排磁鐵軌道100可以是一種永久磁鐵(Permanent Magnet)，而磁懸浮磁鐵１l0也可以是一種永久磁鐵。 而高溫超導塊材106a與106b是一種單晶粒結構(SingleGrain Structure)的材質，例如是釔鋇銅氧化合物，其製程例如是先將氧化釔(Y 2 O 3 )、碳酸鋇(BaCO 3 )、氧化銅(CuO)以固定比例混合，再進行假製(Calcination)，然後將煆燒後的化合物粉末與鉑(Pt)粉末混合壓成塊材，作為原始材料。然後，以此原始材料與例如釤鋇銅氧化合物(SmBaCuO)的晶種，進行長晶製程(Crystal Growth)。另外，高溫超導塊材106a與106b的材質也可以是其他具有與釔鋇銅氧化合物相同或更佳超導性能之化合物，例如釤鋇銅氧化合物。由於本發明所使用之高溫超導塊材為單晶粒結構，因此其磁浮特性較一般多晶結構高溫超導體為佳，可使磁浮載具承載數公斤之重量。 請繼續參照第1圖，當磁浮載具102內的高溫超導塊材106a被低溫處理後，例如是將液態氮118裝入磁浮載具102中，則上磁懸浮部分108即利用雙排之磁鐵軌道100與磁浮載具102內之高溫超導塊材106a之間的相互作用而顯示磁浮效果，使磁浮載具102懸浮於磁鐵軌道100上方，兩者之間並無接觸。同理，當磁浮載具102內的高溫超導塊材106b被低溫處理後，則下磁懸浮部分112即利用磁浮載具102內之高溫超導塊材106b與磁懸浮磁鐵110之間的相互作用而顯示磁浮效果，使磁懸浮磁鐵110懸浮於空中，兩者並無接觸，因此能將所欲展示之物體或器件（末繪示）附著於磁懸浮磁鐵110上，作為懸浮展示用。 此外，於雙排磁鐵軌道100的兩端，以及磁浮載具102的惻邊分別配置相同磁極(Magnetic Pole)的磁鐵114與116，利用相同磁極具有互相排斥的特性，用以防止磁浮載具102移出磁鐵軌道100而喪失磁浮作用掉落的情形。為詳細說明磁浮載具102各部分與磁鐵軌道100之關係，請參照第2圖。 第2圖是依照第1圖繪示之高溫超導懸浮裝置的側視示意圖。 請參照第2圖，當液態氮118被灌入磁浮載具102內，亦即高溫超導塊材106a被低溫處理後，因為其超導特性而與配置於高溫超導塊材106a下方的雙排磁鐵軌道100相互作用，而顯示磁浮效果，使磁浮載具102懸浮於磁鐵軌道100上方，兩者之間並無接觸。同理，當磁浮載具102內的高溫超導塊材106b被低溫處理後，會與配置於其下方之磁懸浮磁鐵110相互作用，而顯示磁浮效果，使磁懸浮磁鐵110懸浮於空中，兩者並無接觸。此外，由於雙排磁鐵軌道100的兩端，以及磁浮載具102對應於雙排磁鐵軌道100兩端的惻邊分別配置有相同磁極的磁鐵114與116，所以能夠防止磁浮載具102移出磁鐵軌道100而喪失磁浮作用掉落的情形。為詳細說明上述各部位的相關位置，請參照第3圖所示。 第3圖是依照第1圖繪示之高溫超導懸浮裝置的上視示意圖。 請參照第3圖，此裝置中的磁浮載具102包括包含高溫超導塊材106a的上磁懸浮部分，以及包含高溫超導塊材106b與磁懸浮磁鐵（末繪出）的下磁懸浮部分，其配置係高溫超導塊材106a對應於磁鐵軌道100上方，而高溫超導塊材106b位於雙排磁鐵軌道100之間。在雙排磁鐵軌道100的兩端，以及磁浮載具102對應於磁鐵軌道100兩端的惻邊分別配置相同磁極的磁鐵114,116，當磁浮載具102移到固定架104的邊綠時，會因為相同磁極的磁鐵114與116之間的排斥力，而停止於磁鐵軌道100的兩端而不會掉落。 此外，本發明亦可有其他相關之孿型，比如將固定架之式樣作變形，例如改變固定架的長度、寬度或高度；或者利用其他裝置以防止磁浮載具移出磁鐵軌道而落的情形，例如於磁鐵軌道兩端設置檔板，以防止磁浮載具移出。另外，也可以將雙排磁鐵軌道之式樣作變形，比如將雙排的磁鐵軌道改為環狀的磁鐵軌道，而磁浮載具則配合此一變形，也將其上磁懸浮部分之高溫超導單晶粒塊材編排成對應於磁鐵軌道之環狀排列。 綜上所述，本發明之特徵如下： 1.本發明是使用高溫超導單晶粒塊材來產生磁浮與磁懸浮效果，而其中之高溫超導塊材為單晶粒結構，故本磁浮載具將可承載數公斤之重量。 2.本發明之磁浮載具與磁鐵軌道兩者之間並無接觸，故無摩擦力損耗問題。 3.本發明利用高溫超導體產生磁浮效果，因此無習知於停電時停擺的問題。 4.本發明利用高溫超導體產生磁浮效果，因此設備簡單且價格不昂 ，與現有之磁浮與磁懸浮技術比較，在產業應用上將可提高生產率與節省生產成本。 5.本發明之懸浮裝置可應用於包括日常生活上之展示平台，如珠寶、首飾、宗教偶像、化妝品、輕巧電子產品等的展示，而在工業生產線上則可作為傳輸帶，因此高溫超導懸浮裝置在未來將具廣大市場潛力。 6.本發明利用雙排磁鐵軌道與磁浮載具內之高溫超導塊材之間的相互作用，以及利用磁浮載具內之高溫超導塊材與下方磁懸浮磁鐵間的相互作用，而顯示兩磁浮效果，因此本發明之裝置可以同時於磁浮載具上放置展示品，以及在磁浮載具下利用磁懸浮磁鐵作為懸浮展示物。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
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| 十、申請專利範圍： | |
| 1.一種高溫超導懸浮裝置，包括：一雙排磁鐵軌道；以及一磁浮載具位於該雙排磁鐵軌道中間，該磁浮載具包含一上磁懸浮部分與一下磁懸浮部分，其中該上磁懸浮部分包含複數個高溫超導塊材，且該些高溫超導塊材係對應於該雙排磁鐵軌道上方；以及該下磁懸浮部分包含一高溫超導塊材與一磁懸浮磁鐵，且該磁懸浮磁鐵懸浮於該高溫超導塊材下方。 2.如申請專利範圍第1項所述之高溫超導懸浮裝置，其中該些高溫超導塊材是單晶粒結構的材質。 3.如申請專利範圍第2項所述之高溫超導懸浮裝置，其中該些高漸超導塊材的材質包括釔鋇銅氧化合物。 4.如申請專利範圍第2項所述之高溫超導懸浮裝置，其中該些高溫超導塊材的材質包括釤鋇銅氧化合物。 5.如申請專利範圍第1項所述之高溫超導懸浮裝置，其中，該上磁懸浮部分的該些高溫超導塊材係利用液態氮作低溫處理。 6.如申請專利範圍第1項所述之高溫超導懸浮裝置，其中，該下磁懸浮部分的該高溫超導塊材係利用液態氮作低溫處理。 7.如申請專利範圍第1項所述之高溫超導懸浮裝置，其中該雙排磁鐵軌道是永久磁鐵。 8.如申請專利範圍第1項所述之高溫超導懸浮裝置，其中該磁懸浮磁鐵是永久磁鐵。 9.一種高超導懸浮展示平台，其裝置包括：一固定架；一雙排磁鐵軌道位於該固定架上；以及一磁浮載具位於該雙排磁鐵軌道中間，該磁浮載具包含一上磁懸浮部分與一下磁懸浮部分，其中該上磁懸浮部分包含複數個高溫超導塊材，且該些高溫超導塊材係對應於該雙排磁鐵軌道上方；以及該下磁懸浮部分包含一高溫超導塊材與一磁懸浮磁鐵，且該磁懸浮磁鐵懸浮於該高溫超導塊材下方。 10.如申請專利範圍第9項所述之高溫超導懸浮展示平台，其中該些高溫超導塊材是單晶粒結構的材質。 11.如申請專利範圍第10項所述之高溫超導懸浮展示平台，其中該些高溫超導塊材的材質包括釔鋇銅氧化合物。 12.如申請專利範圍第10項所述之高溫超導懸浮展示平台，其中該些高溫超導塊材的材質包括釤鋇銅氧化合物。 13.如申請專利範圍第9項所述之高溫超導懸浮展示平台，其中，該上磁懸浮部分的該些高溫超導塊材係利用液態氮作低溫處理。 14.如申請專利範圍第9項所述之高溫超導懸浮展示平台，其中，該下磁懸浮部分的該高溫超導塊材係利用液態氮作低溫處理。 15.如申請專利範圍第9項所述之高溫超導懸浮展示平台，其中該雙排磁鐵軌道是永久磁鐵。 16.如申請專利範圍第9項所述之高溫超導懸浮展示平台，其中該磁懸浮磁鐵是永久磁鐵。 17.如申請專利範圍第9項所述之高溫超導懸浮展示平台，其中，更包括複數個磁鐵位於該雙排磁鐵軌道的兩端與位於該磁浮載具對應於該磁鐵軌道兩端的側邊。 18.如申請專利範圍第17項所述之高溫超導懸浮展示平台，其中該些磁鐵的磁極是相同的。 |
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| 十一、圖式： | |
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