一种无旋转运动的磁粒流发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无旋转运动的磁粒流发电系统，其特征在于：所述磁粒流发电系统与原动机直接耦合，所述磁粒流发电系统包括导流管、调制磁路、发电磁路和磁粒；所述导流管一端设置有所述调制磁路，所述导流管另一端设置有所述发电磁路；在所述导流管内部设置有所述磁粒，所述磁粒通过磁力和原动机内燃烧后膨胀气体的作用在所述导流管内部运动形成磁粒流，所述发电磁路利用所述磁粒流磁阻的变化实现磁路磁阻的变化，进而发电或电动；所述调制磁路沿垂直于所述导流管截面的方向做水平移动；所述发电磁路位置相对于所述导流管固定不动。本发明专利技术结构简单，能有效提高能量利用效率，并且无旋转部件，可以在发电系统中广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
一种无旋转运动的磁粒流发电系统
本专利技术涉及一种发电系统，特别是关于一种无旋转运动的磁粒流发电系统。
技术介绍
燃气轮机以连续流动的气体作为工质，将热能转换为机械能，是一种旋转式动力机械。燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气透平三大部件组成，压气机从外界吸入空气，空气经过压气机的多级压缩增压后，温度、压力都增大。压缩后的空气送入燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的燃气。燃气进入透平中膨胀做功，带动透平，同时透平驱动压气机和转子一起高速旋转，转子带动发电机旋转，实现气体或液体燃料的化学能转化为机械能，最终输出电能。上述过程连续进行形成循环，称为燃气轮机循环，大多数燃气轮机均采用这样的燃气轮机循环。由于燃气轮机中有高速旋转部件，因此包含有燃气轮机的发电装置会产生噪声和震动。燃机轮机的涡轮叶片需要耐高温，材料要求较高，因此涡轮叶片的制造成本高，难度大。原动机的旋转运动，尤其是高速的旋转运动，给原动机带来了很大的限制，增大的原动机的制造难度，如果能够消除发电机对原动机的旋转需要，将给发电机制造带来极大的好处。另外，现有电机的磁路采用铁心构成磁路，具有固定的形状，固定的形状对其运动形式有限制作用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种结构简单，能有效提高能量利用效率，并且无旋转部件的一种无旋转运动的磁粒流发电系统。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种无旋转运动的磁粒流发电系统，其特征在于：所述磁粒流发电系统与原动机直接耦合，所述磁粒流发电系统包括导流管、调制磁路、发电磁路和磁粒；所述导流管一端设置有所述调制磁路，所述导流管另一端设置有所述发电磁路；在所述导流管内部设置有所述磁粒，所述磁粒通过磁力和原动机内燃烧后膨胀气体的作用在所述导流管内部运动形成磁粒流，所述发电磁路利用所述磁粒流磁阻的变化实现磁路磁阻的变化，进而发电或电动；所述调制磁路能沿垂直于所述导流管截面的方向做水平移动；所述发电磁路位置相对于所述导流管固定不动。所述调制磁路包括第一调制磁路、第二调制磁路、第一调制磁路励磁线圈和第二调制磁路励磁线圈；所述第一调制磁路和第二调制磁路分别位于所述导流管管壁两侧，所述第一调制磁路上绕设有通电的所述第一调制磁路励磁线圈，所述第二调制磁路上绕设有通电的所述第二调制磁路励磁线圈。所述调制磁路只由一个调制磁路构成，该调制磁路沿垂直于所述导流管截面的方向做水平来回移动起到调制作用。所述调制磁路由第一调制磁路、第二调制磁路构成、第一调制磁路励磁线圈和第二调制磁路励磁线圈构成，所述第一调制磁路上绕设有能通电的所述第一调制磁路励磁线圈，所述第二调制磁路上绕设有能通电的所述第二调制磁路励磁线圈，所述第一调制磁路和第二调制磁路都相对于所述导流管静止不动；所述第一调制磁路励磁线圈和第二调制磁路励磁线圈中通入相位相差90度的交流电。所述调制磁路由第一调制磁路、第二调制磁路构成、第一调制磁路励磁线圈和第二调制磁路励磁线圈构成，所述第一调制磁路上绕设有能通电的所述第一调制磁路励磁线圈，所述第二调制磁路上绕设有能通电的所述第二调制磁路励磁线圈，所述第一调制磁路和第二调制磁路都相对于所述导流管静止不动；所述第一、第二两个调制磁路励磁线圈中采用一个调制磁路励磁线圈通入直流电，而另一个调制磁路励磁线圈不通电。所述发电磁路包括第一发电磁路、第二发电磁路、第一发电磁路励磁线圈、第一发电磁路发电线圈、第二发电磁路励磁线圈和第二发电磁路发电线圈；所述第一发电磁路上绕设有所述第一发电磁路励磁线圈和第一发电磁路发电线圈，所述第二发电磁路上绕设有所述第二发电磁路励磁线圈和第二发电磁路发电线圈；所述第一发电磁路励磁线圈和第二发电磁路励磁线圈中通入直流电，在所述第一发电磁路中产生发电磁通，在所述第二发电磁路中产生发电磁通；当所述导流管中有或没有所述磁粒经过发电磁通的磁回路时，磁通经过的磁回路的磁阻发生变化，导致磁通变化，线圈交链的磁链发生变化从而产生感应电动势，即发出电，且集中的所述磁粒经过一次发电磁通回路，所述第一发电磁路发电线圈的感应电动势就会交变一次，即得到的是交流电。所述第一发电磁路励磁线圈和第一发电磁路发电线圈能采用一个线圈实现励磁和发电，所述第二发电磁路励磁线圈和第二发电磁路发电线圈也能采用一个线圈实现励磁和发电。所述磁粒采用具有导磁性质的颗粒、导磁材料原子或具有导磁性质的液体、流体。所述原动机采用燃气机、蒸汽机或柴油机。所述发电系统能作为电动机运行，与机械负载连接。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术采用导磁的磁粒或者导磁的流体形成电机的磁路，取消了固定形状的铁心给电机磁路带来的限制，使发电机、电动机可以具有更为灵活的结构和布置，可以与原动机或机械负载更完美的结合。2、本专利技术由于无旋转运动，没有高速旋转部件，只有磁粒的直线运动，因此，使燃气轮机等原动机的结构变得简单、紧凑，不需要涡轮机等旋转部件，只需要燃气机等燃烧部件。3、本专利技术由于采用原动机与磁粒流发电系统直接耦合的方式进行发电，省去了以往燃气轮机-发电机系统中必须的涡轮机，该涡轮机是制约我国燃气轮机发展的瓶颈技术。没有制造难度高的涡轮机，也没有涡轮机叶片，因此降低了制造难度。4、本专利技术由于不需要将气体膨胀带动叶片旋转，能量转换的环节减少，因此，可以提高能量利用效率。5、本专利技术由于利用电磁铁对磁性物质的吸引力，对磁粒进行调制，因此可以实现磁阻的变化。6、本专利技术由于可以实现微粒发电，因此，可以将发电系统做到微型化。7、本专利技术由于没有高速旋转部件，只有磁粒的直线运动，因此可以大幅降低发电系统的噪声和振动。8、本专利技术由于省去了涡轮机等旋转部件，因此可以实现燃气机与发电机的紧密完美结合。本专利技术可以在发电系统中广泛应用。附图说明图1是本专利技术磁粒流发电系统结构示意图；图2是图1的C向视图；图3是图1的俯视图；图4是本专利技术磁阻效应调制磁路第一位置示意图,是图1的A-A截面图；图5是本专利技术磁阻效应调制磁路第二位置示意图,是图1的A-A截面图；图6是本专利技术磁阻效应调制段的一种实施例；图7是本专利技术磁阻效应调制段的另一种实施例；图8是本专利技术磁粒流发电过程示意图,是图1的B-B截面图；图9是本专利技术燃气机部分的示意图；图10是本专利技术磁粒在导流管中调制示意图。具体实施方式本专利技术涉及一种无旋转运动的磁粒流发电系统，该系统采用原动机与磁粒流发电系统直接耦合的方式进行发电，省去了涡轮机等旋转部件。原动机可以是燃气机、蒸汽机或柴油机等，以燃气机为例说明，其燃气机结构与以往燃气机类似，空气经过压气机压缩后进入燃气机的燃烧室与燃料混合燃烧，气体受热急剧膨胀。此时在燃烧室中喷入本专利技术中的磁粒，磁粒与气体混合，被气体带动高速运动，携带动能。大量磁粒形成磁粒流，在导管中高速运动，利用电磁铁对磁性物质的吸引力，对磁粒进行调制，使其进行集中，形成磁粒密集区和稀疏区，稀疏区可近似看成空气区。磁粒密集区和稀疏区的导磁效果具有差别，磁粒密集区导磁物质密集，磁阻小；而稀疏区近似为空气，磁阻大。当磁粒密集区和稀疏区经过发电段磁路时，引起发电段磁路磁通的变化，从而在交链该磁通的线圈中产生感应电动势，发出交流电，实现发电的目的。下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1～图3所示，本专利技术提供一种无旋转运动的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无旋转运动的磁粒流发电系统，其特征在于：所述磁粒流发电系统与原动机直接耦合，所述磁粒流发电系统包括导流管、调制磁路、发电磁路和磁粒；所述导流管一端设置有所述调制磁路，所述导流管另一端设置有所述发电磁路；在所述导流管内部设置有所述磁粒，所述磁粒通过磁力和原动机内燃烧后膨胀气体的作用在所述导流管内部运动形成磁粒流，所述发电磁路利用所述磁粒流磁阻的变化实现磁路磁阻的变化，进而发电或电动；所述调制磁路能沿垂直于所述导流管截面的方向做水平移动；所述发电磁路位置相对于所述导流管固定不动。

【技术特征摘要】
1.一种无旋转运动的磁粒流发电系统，其特征在于：所述磁粒流发电系统与原动机直接耦合，所述磁粒流发电系统包括导流管、调制磁路、发电磁路和磁粒；所述导流管一端设置有所述调制磁路，所述导流管另一端设置有所述发电磁路；在所述导流管内部设置有所述磁粒，所述磁粒通过磁力和原动机内燃烧后膨胀气体的作用在所述导流管内部运动形成磁粒流，所述发电磁路利用所述磁粒流磁阻的变化实现磁路磁阻的变化，进而发电或电动；所述调制磁路能沿垂直于所述导流管截面的方向做水平移动；所述发电磁路位置相对于所述导流管固定不动。2.如权利要求1所述的一种无旋转运动的磁粒流发电系统，其特征在于：所述调制磁路包括第一调制磁路、第二调制磁路、第一调制磁路励磁线圈和第二调制磁路励磁线圈；所述第一调制磁路和第二调制磁路分别位于所述导流管管壁两侧，所述第一调制磁路上绕设有通电的所述第一调制磁路励磁线圈，所述第二调制磁路上绕设有通电的所述第二调制磁路励磁线圈。3.如权利要求1所述的一种无旋转运动的磁粒流发电系统，其特征在于：所述调制磁路只由一个调制磁路构成，该调制磁路沿垂直于所述导流管截面的方向做水平来回移动起到调制作用。4.如权利要求1所述的一种无旋转运动的磁粒流发电系统，其特征在于：所述调制磁路由第一调制磁路、第二调制磁路构成、第一调制磁路励磁线圈和第二调制磁路励磁线圈构成，所述第一调制磁路上绕设有能通电的所述第一调制磁路励磁线圈，所述第二调制磁路上绕设有能通电的所述第二调制磁路励磁线圈，所述第一调制磁路和第二调制磁路都相对于所述导流管静止不动；所述第一调制磁路励磁线圈和第二调制磁路励磁线圈中通入相位相差90度的交流电。5.如权利要求1所述的一种无旋转运动的磁粒流发电系统，其特征在于：所述调制磁路由第一调制磁路、第二调制磁路构成、第一调制磁路励磁线圈和第二调制磁路励磁线圈构成，所述第一调制磁路上绕设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：王善铭，柴建云，孙旭东，王祥珩，苏鹏声，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11