一种双通道液态金属磁流体发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种双通道液态金属磁流体发电机，其包括主液压缸组件和至少一套发电单元，所述发电单元包括上活塞组件、上过渡段、下过渡段、下活塞组件和有效磁流体发电段，所述上活塞组件和下活塞组件分别通过上连接管和下连接管与所述主缸体相连通，所述有效磁流体发电段包括第一磁流体发电通道、第二磁流体发电通道、磁体、第一电极对、第二电极对和绝缘板，所述上活塞组件、上过渡段、第一磁流体发电通道、第二磁流体发电通道、下过渡段和下活塞组件之间形成一个密闭的充满液态金属的连通空间。上述双通道液态金属磁流体发电机不仅降低了发电机的制作成本；而且减少了磁体使用数量、进一步降低了发电机的重量和体积，使发电机结构更紧凑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发电装置，尤其是涉及一种双通道液态金属磁流体发电机。
技术介绍
新型液态金属磁流体(LiquidMetalMagnetohydrodynamics，LMMHD)发电机采用交替外力，如汽车内燃力和波浪力，直接驱动液态金属在发电通道内往复直线运动，切割磁力线，产生交流电能。与传统LMMHD发电系统相比，如两相流发电系统和单相流发电系统，新型LMMHD发电机采用直接驱动和单相的液态金属发电工质，无需额外的能量和设备来维持工作流体良好的导电性，结构简单，功率密度大，效率高，因此在混合动力汽车、分布式供电电源和波浪能直接发电系统中有广泛的应用前景。液态金属发电工质是液态金属磁流体发电机的关键，其化学稳定性、熔点、密度和电导率等物化特性在很大程度上影响发电机结构和运行性能。液态金属可选择汞、U47合金和NaK合金，但是汞为剧毒金属，U47合金常温下为固态，Nak合金遇水会剧烈爆炸，三种金属或合金均存在应用于工程实际不可避免的缺点。公开号为CN103199670A,专利技术名称为《一种以低熔点镓合金为发电工质的磁流体发电机》的中国专利，提出以低熔点镓合金为发电工质的磁流体发电机，镓合金在常温下为液态，无毒无污染、化学性能稳定，认为目前最适合作为液态金属磁流体发电机的发电工质。公开号为CN103184381A，专利技术名称为《一种液态镓合金及其配制方法》的中国专利，提出了一种液态镓合金及其配制方法，镓合金由镓、铟、锡、锌四种金属以一定比例配制而成。以低熔点镓合金为发电工质的磁流体发电机功率密度大、系统效率高、安装简单、体积较小、维护方便。但存在的问题是镓合金市场售价较高，而发电机内液态金属用量较大，因此，镓合金发电工质增加了液态金属磁流体发电机的制作成本，而发电机的造价将直接影响发电机的市场竞争力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双通道液态金属磁流体发电机，其通过优化发电机结构，减少镓合金用量，从而降低发电机制作成本，以解决现有技术中液态金属磁流体发电机存在的镓合金用量大、发电机制作成本高的缺点。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种双通道液态金属磁流体发电机，其包括，主液压缸组件，包括主缸体和可移动设置于所述主缸体内的主活塞，至少一套发电单元，所述发电单元包括上活塞组件、上过渡段、下过渡段、下活塞组件和有效磁流体发电段，所述上活塞组件和下活塞组件分别通过上连接管和下连接管与所述主缸体内主活塞的两侧相连通，所述有效磁流体发电段包括第一磁流体发电通道、第二磁流体发电通道、磁体、第一电极对和第二电极对，所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道穿过所述磁体的磁孔设置，所述第一电极对和第二电极对分别设置于第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道的内壁，所述上过渡段和下过渡段对称连接在所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道的两端，所述上过渡段的另一端与所述上活塞组件连接，所述下过渡段的另一端与所述下活塞组件连接，所述上活塞组件、上连接管、主缸体以及主活塞形成一个密闭的第一连通空间，所述下活塞组件、下连接管、主缸体以及主活塞形成另一个密闭的第一连通空间，所述第一连通空间内充满液压油，所述上活塞组件、上过渡段、第一磁流体发电通道、第二磁流体发电通道、下过渡段和下活塞组件之间形成一个密闭的第二连通空间，所述第二连通空间内充满液态金属。特别地，所述磁体采用两极磁体，所述两极磁体均采用永磁体，两者之间具有气隙，所述气隙内产生单方向的均匀磁场。特别地，所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道平行布置，垂直布置于磁体的磁孔内，所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道内的液态金属流速大小相等方向相同，所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道的壁面均采用绝缘材料制作。特别地，所述第一电极对和第二电极对均采用导电材料制成，且均由两块平板电极组成，所述第一电极对贴在第一磁流体发电通道与所述磁体的磁场平行的内壁上；所述第二电极对贴在第二磁流体发电通道与所述磁体的磁场平行的内壁上。特别地，所述上过渡段采用上大下小的锥形结构，所述下过渡段采用上小下大的锥形结构，所述上过渡段和下过渡段均采用绝缘材料制成。特别地，所述上活塞组件包括上活塞缸和上活塞，所述下活塞组件包括下活塞缸和下活塞，所述上过渡段位于有效磁流体发电段与上活塞缸之间，所述下过渡段位于有效磁流体发电段与下活塞缸之间；上过渡段的上端连接上活塞缸，上过渡段的下端连接第一磁流体发电通道、第二磁流体发电通道和绝缘板；下过渡段的下端连接下活塞缸，下过渡段的上端连接第一磁流体发电通道、第二磁流体发电通道和绝缘板。特别地，所述上活塞缸和下活塞缸均为圆柱形，所述上活塞缸内同轴布置有能够上下移动的上活塞，所述下活塞缸内同轴布置有能够上下移动的下活塞；所述上活塞将上活塞缸分为上、下两个空间，所述下活塞将下活塞缸分成上、下两个空间；所述上活塞、上活塞缸的下部空间、上过渡段、第一磁流体发电通道、第二磁流体发电通道、下过渡段、下活塞缸的上部空间及下活塞形成第二连通空间，所述第二连通空间内充满液态金属，所述上活塞缸、下活塞缸、上活塞和下活塞均采用绝缘材料制成。特别地，所述液态金属为熔点低于232℃的易熔金属或合金。特别地，所述上过渡段的截面自上而下由圆形变为矩形，所述下过渡段的截面自下而上由圆形变为矩形。当外力，如汽车内燃力或波浪力推动主活塞向下运动时，主缸体下部空间的液压油受到挤压，并通过下连接管进入下活塞缸下部空间，下活塞缸下部空间的液压油逐渐增多，推动下活塞向上运动并挤压下活塞缸上部空间的液态金属发电工质，从而液态金属通过下过渡段进入第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道，在第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道内分别切割磁力线，感生电动势，液态金属在第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道内的速度大小相等、方向相同，设速度大小为v，由于液态金属为不可压缩流体，上活塞与下活塞的运动速度大小相等、方向相同，从而上活塞缸上部空间的液压油通过上连接管进入主缸体上部空间。反之亦然。在往复外力作用下，液态金属在磁流体发电通道和内往复流动，不断切割磁力线，产生交流电能，通过外负载和电能变换系统输出电能。本专利技术的有益效果为，与现有技术相比所述双通道液态金属磁流体发电机可大大减少液态金属镓合金的用量，即降低了发电机的制作成本；而且减少了磁体使用数量、进一步降低了发电机的重量和体积，使发电机结构更紧凑，多发电单元时效果显著。附图说明图1是本专利技术具体实施方式1提供的双通道液态金属磁流体发电机的立体结构示意图；图2是本专利技术具体实施方式1提供的双通道液态金属磁流体发电机的有效磁流体发电段的立体结构示意图；图3是本专利技术具体实施方式1提供的双通道液态金属磁流体发电机的主视图；图4是本专利技术具体实施方式2提供的双通道液态金属磁流体发电机的主视图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例一：请参阅图1至图3所示，本实施例中，一种双通道液态金属磁流体发电机包括主液压缸1、主活塞杆2、主活塞3、液压油4、上连接管5-1、下连接管5-2和一套发电单元6组成，所述发电单元6包括上活塞缸6-1、上活塞6-2、上过渡段6-3、下过渡段6-4、下活塞6-5、下活塞缸6-6和有效磁流体发电段7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双通道液态金属磁流体发电机，其包括，主液压缸组件，包括主缸体和可移动设置于所述主缸体内的主活塞，至少一套发电单元，所述发电单元包括上活塞组件、上过渡段、下过渡段、下活塞组件和有效磁流体发电段，所述上活塞组件和下活塞组件分别通过上连接管和下连接管与所述主缸体内主活塞的两侧相连通，所述有效磁流体发电段包括第一磁流体发电通道、第二磁流体发电通道、磁体、第一电极对和第二电极对，所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道穿过所述磁体的磁孔设置，所述第一电极对和第二电极对分别设置于第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道的内壁，所述上过渡段和下过渡段对称连接在所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道的两端，所述上过渡段的另一端与所述上活塞组件连接，所述下过渡段的另一端与所述下活塞组件连接，所述上活塞组件、上连接管、主缸体以及主活塞形成一个密闭的第一连通空间，所述下活塞组件、下连接管、主缸体以及主活塞形成另一个密闭的第一连通空间，所述第一连通空间内充满液压油，所述上活塞组件、上过渡段、第一磁流体发电通道、第二磁流体发电通道、下过渡段和下活塞组件之间形成一个密闭的第二连通空间，所述第二连通空间内充满液态金属。...

【技术特征摘要】
1.一种双通道液态金属磁流体发电机，其包括，主液压缸组件，包括主缸体和可移动设置于所述主缸体内的主活塞，至少一套发电单元，所述发电单元包括上活塞组件、上过渡段、下过渡段、下活塞组件和有效磁流体发电段，所述上活塞组件和下活塞组件分别通过上连接管和下连接管与所述主缸体内主活塞的两侧相连通，所述有效磁流体发电段包括第一磁流体发电通道、第二磁流体发电通道、磁体、第一电极对和第二电极对，所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道穿过所述磁体的磁孔设置，所述第一电极对和第二电极对分别设置于第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道的内壁，所述上过渡段和下过渡段对称连接在所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道的两端，所述上过渡段的另一端与所述上活塞组件连接，所述下过渡段的另一端与所述下活塞组件连接，所述上活塞组件、上连接管、主缸体以及主活塞形成一个密闭的第一连通空间，所述下活塞组件、下连接管、主缸体以及主活塞形成另一个密闭的第一连通空间，所述第一连通空间内充满液压油，所述上活塞组件、上过渡段、第一磁流体发电通道、第二磁流体发电通道、下过渡段和下活塞组件之间形成一个密闭的第二连通空间，所述第二连通空间内充满液态金属。2.根据权利要求1所述的双通道液态金属磁流体发电机，其特征在于，所述磁体采用两极磁体，所述两极磁体均采用永磁体，两者之间具有气隙，所述气隙内产生单方向的均匀磁场。3.根据权利要求1所述的双通道液态金属磁流体发电机，其特征在于，所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道平行布置，垂直布置于磁体的磁孔内，所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道内的液态金属流速大小相等方向相同，所述第一磁流体发电通道和第二磁流体发电通道的壁面均采用绝缘材料制作。4.根据权利要求1所述的双通道液态金属磁流体发电机，其特征在于，所述第一电极对和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭爱武，刘艳娇，赵凌志，刘洣娜，张新忠，
申请(专利权)人：无锡斯科海洋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32