Инерционный магнитогидродинамический генератор

Изобретение относится к электротехнике, к производству электрической энергии на основе магнитогидродинамического эффекта и может быть использовано в устройствах обработки информации или приемо-передающих устройствах, размещаемых на объектах, движущихся с ускорением. Технический результат состоит в обеспечении электрической энергией маломощных устройств, установленных на движущихся объектах путем преобразования кинетической энергии рабочего тела в электрическую энергию. Магнитогидродинамический генератор содержит магнит, расположенный таким образом, что магнитное поле пересекает канал для перемещения рабочего тела. Два электрода расположены вдоль канала. Два вертикальных резервуара подключены с двух разных сторон к каналу. Устройство располагается на объектах, движущихся с ускорением. 1 ил.

 

Изобретение относится к области производства электрической энергии на основе магнитогидродинамического эффекта и может быть использовано в качестве источника питания в устройствах обработки информации или приемо-предающих устройствах, размещаемых на объектах, движущихся с ускорением.

Известны различные магнитогидродинамические генераторы [А.И. Вольдек Индукционные магнитодинамические машины с металлическим жидким металлом. - Л.: Энергия, 1970], содержащие канал, к которому подведено магнитное поле, электроды для снятия электрической энергии. Канал имеет вход, в который подается рабочее тело, и выход, из которого рабочее тело выбрасывается в атмосферу. Рабочее тело может быть жидкой или газообразной электропроводящей средой. Недостатком таких устройств являются потери остаточной кинетической энергии при выбросе отработанного рабочего тела.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является магнитогидродинамический генератор, содержащий каналы, катушки полюсной системы, спинки магнитопровода, перегородку, накладки, а также выводные клеммы. [Патент №2456735, Россия, 2012. Магнитогидродинамический генератор / Курбасов А.С.]. Недостатком данного магнитогидродинамического генератора является необходимость постоянной подачи рабочего тела (жидкости или газа).

Заявленное изобретение направлено на решение задачи производства электрической энергии для маломощных устройств, установленных на движущихся объектах путем преобразования кинетической энергии рабочего тела в электрическую энергию.

Поставленные задачи возникают при разработке и создании автономных устройств обработки информации или приемо-предающих устройств.

Заявленное устройство строится на основе магнитогидродинамического генератора, в котором энергия рабочего тела (жидкой или газообразной электропроводящей среды), движущегося в магнитном поле, преобразуется непосредственно в электрическую энергию [Л. Ашкинази МГД-генератор // Квант, 1980, №11, С.2-8].

Сущность изобретения состоит в том, что в него введены два вертикальных резервуара, причем магнит располагается таким образом, что магнитное поле пересекает канал, электроды расположены вдоль канала, резервуары подключены с двух разных сторон к каналу, устройство располагается на объектах, движущихся с ускорением.

Функциональная схема устройства представлена на (фиг.1).

Устройство состоит из магнита 1, канала для перемещения рабочего тела 2, двух электродов 3_i, _i=1,2, двух резервуаров 4_i, _i=1,2.

Выходами устройства являются электроды 3_i, _i=1,2.

С левой стороны к каналу 2 подключен первый резервуар 4₁, а с правой стороны канала подключен второй резервуар 4₂.

Магнит 1 создает магнитное поле, перпендикулярное каналу 2, в котором перемещается рабочее тело. Рабочее тело может быть жидкой или газообразной электропроводящей средой.

В исходном положении (при отсутствии ускорения) рабочее тело равномерно распределено по двум резервуарам. Движение рабочего тела отсутствует и соответственно эдс между электродами 3₁ и 3₂ будет равна 0.

Устройство работает следующим образом.

При наличии ускорения движущегося объекта в отрицательном направлении) оси ОХ (например, увеличение скорости) рабочее тело под действием силы инерции F_и1 (F_u=-mW, где m - масса рабочего тела, W - проекция кажущегося ускорения на ось ОХ) начнет перемещаться вправо из резервуара 4₁ через канал 2 в резервуар 4₂. В результате магнитное поле постоянного магнита 1 будет индицировать в рабочем теле эдс и между электродами 3₁ и 3₂ появится напряжение. [Л. Ашкинази МГД-генератор // Квант, 1980, №11, С.2-8]. Величина эдс будет прямо пропорциональна скорости рабочего тела и индукции магнитного поля магнита 1.

После набора движущимся объектом необходимой скорости ускорение становится равным нулю. При отсутствии ускорения рабочее тело под действием силы тяжести F_T2 из резервуара 4₂ через канал 2 начнет перемещаться в резервуар 4₁ - в результате между электродами 3₁ и 3₂ появится напряжение. По истечении времени переходного процесса устройство придет в исходное положение.

При наличии ускорения объекта в положительном направлении оси ОХ (например, снижение скорости) рабочее тело под действием силы инерции F_и3 начнет перемещаться влево из резервуара 4₂ через канал 2 в резервуар 4₁. В результате магнитное поле постоянного магнита 1 будет индуцировать в рабочем теле эдс и между электродами 3₁ и 3₂ вновь появится напряжение.

После остановки объекта ускорение становится равным нулю. При отсутствии ускорения рабочее тело под действием силы тяжести из резервуара 4₁ через канал 2 начнет перемещаться в резервуар 4₂ - в результате между электродами 3₁ и 3₂ появится напряжение. По истечении времени переходного процесса устройство придет в исходное положение.

Таким образом, при ускорении или замедлении объекта между электродами 3₁ и 3₂ будет возникать напряжение, которое можно использовать для питания маломощных электрических устройств.

Простота данного инерционного магнитогидродинамического генератора, отсутствие необходимости постоянной подачи рабочего тела делают его весьма перспективным при использовании в автономных устройствах обработки информации или приемо-предающих устройствах.

Инерционный магнитогидродинамический генератор, содержащий магнит, канал, два электрода, рабочее тело, отличающийся тем, что в него введены два вертикальных резервуара, причем магнит располагается таким образом, что магнитное поле пересекает канал, электроды расположены вдоль канала, резервуары подключены с двух разных сторон к каналу, устройство располагается на объектах, движущихся с ускорением.