專利名稱：具有電磁流體力學(xué)效應(yīng)的發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，特別是，涉及一種以電磁流體力學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)的發(fā)電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的特別是提供一種高效率和小尺寸的發(fā)電機(jī)。
按照本發(fā)明的這些和其它目的將通過(guò)一種發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)，它包括至少一個(gè)高壓氣體源；封閉的液壓線路，其基本上為一個(gè)環(huán)的形式，包含包括一種導(dǎo)電的車輛液體的溶液，金屬材料的微米或納米顆粒的電荷散布在該液體中；該液壓線路具有至少一個(gè)入口，將它們連接到所述源上，從而當(dāng)工作時(shí)它接受一股高壓氣體流，該氣流能夠使所述溶液在線路內(nèi)在預(yù)先確定的方向上循環(huán)，用它形成一種兩相的氣液混合物；流動(dòng)截面上的一個(gè)扼流裝置，它位于所述入口的下游，并且將該扼流裝置校準(zhǔn)，從而使得速度提高，并且使所述兩相混合物凝結(jié)；以及位于所述扼流裝置下游的至少一個(gè)出口，可以通過(guò)該出口釋放出與所述溶液混合的氣體，并且將這些氣體由線路中抽出；該發(fā)電機(jī)還包括與液壓線路的位于入口與截面上的扼流裝置之間的長(zhǎng)度相關(guān)的產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置，它能夠與在線路的所述長(zhǎng)度中溶液的流動(dòng)方向基本垂直地產(chǎn)生感應(yīng)通量；以及至少一對(duì)電極，把它們?cè)O(shè)置成與在液壓線路的長(zhǎng)度中的溶液接觸并且在與所述產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線和在線路的所述長(zhǎng)度中溶液的流動(dòng)方向基本垂直的方向上彼此面對(duì)；這種布置使得當(dāng)在工作時(shí)一個(gè)電流在所述電極之間流動(dòng)，該電流的強(qiáng)度是在液壓線路的所述長(zhǎng)度中溶液的流速，相關(guān)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度，以及在上述電極之間的電阻的函數(shù)。
適宜地，所述至少一個(gè)高壓氣體源包括一個(gè)微型燃燒器裝置。
用于膠體溶液的車輛液體可以例如是水或者酒精，并且，在其中散布的金屬材料可以包括一種或多種稀有金屬、一種或多種堿金屬、或者汞或錫和鋅的合金的微米或納米顆粒。
由下面的純粹以非限制性示例的方式參考著附圖提供的詳細(xì)描述將會(huì)理解本發(fā)明的進(jìn)一步的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中

圖1為按照本發(fā)明的第一種電磁流體力學(xué)效應(yīng)發(fā)電機(jī)的部分為剖面的示意圖；圖2為沿著圖1中的線II-II作的部分剖面圖；，以及圖3為按照本發(fā)明的另一種電磁流體力學(xué)效應(yīng)發(fā)電機(jī)的部分為剖面的示意圖。
在圖1中用附圖標(biāo)記1整體地表示按照本發(fā)明的發(fā)電機(jī)。這臺(tái)發(fā)電機(jī)包括一個(gè)高壓氣體源2，它例如包括一個(gè)微型燃燒器，帶有一個(gè)燃料入口2a和一個(gè)助燃劑或者氧化劑入口2b。微型燃燒器2的排氣出口2c的形式為一個(gè)噴嘴，并且將該出口連接到一個(gè)口或者入口接頭3a上，而該接頭通到整體用附圖標(biāo)記3表示的液壓線路上。這包括密度可變的陶瓷材料，在內(nèi)側(cè)面上密度較大，朝向外側(cè)面密度逐漸減小，并且，為了使輻射損失達(dá)到最小提供絕熱的結(jié)構(gòu)。這個(gè)線路基本上為一根管道，其自身封閉起來(lái)，形式為用一種膠體溶液充滿的一個(gè)環(huán)，該溶液包括一種導(dǎo)電的車輛液體比如水或者酒精，一種金屬材料例如一種或多種貴金屬或者一種或多種堿金屬或者汞或錫和鋅的合金的微米或納米顆粒的電荷散布在該液體中。
將通到液壓線路(或液體線路)3的入口3a構(gòu)造成并以這樣的方式取向，即當(dāng)工作時(shí)它使得用附圖標(biāo)記4表示的箭頭以符號(hào)示出的氣流可以在與上面說(shuō)到的溶液的局部流動(dòng)方向基本平行的方向上進(jìn)入線路。
這樣進(jìn)入線路3的高壓氣流能夠造成所述溶液在預(yù)先確定的方向上的循環(huán)，用它形成一種兩相的氣液混合物。在圖中所示的實(shí)施例中，這種溶液在順時(shí)針?lè)较蛏涎h(huán)，如用多個(gè)箭頭以符號(hào)表示的那樣。
在入口3a的下游的液壓線路3中設(shè)有一個(gè)扼流器5，這是橫截著流動(dòng)的截面的一個(gè)收縮部分，將它校準(zhǔn)成對(duì)速度產(chǎn)生一個(gè)預(yù)先確定的增加并產(chǎn)生上面說(shuō)到的兩相氣液混合物的凝結(jié)。
純粹說(shuō)明性地，在圖1中所示的液壓線路3的尺寸為3×5厘米，截面的直徑為0.5厘米，在扼流器5處直徑減小到大約0.1厘米。
扼流器5也造成氣相與液相的分離。
在扼流器5的下游，液壓線路3有一個(gè)整體上用附圖標(biāo)記3b表示的出口，與循環(huán)的溶液混合的氣體可以通過(guò)該出口釋放出，并且由線路中排放。在這個(gè)出口3b，液壓線路3有一部分多孔的壁3c，這部分壁將選擇性地容許氣體逸出。將多孔的程度選擇成使得表面張力大的金屬液體不能透過(guò)離開(kāi)燃燒線路。適宜地，為了減少熱損失，適宜于將多孔壁的部分3c設(shè)置在內(nèi)線路3b的外面。這樣也使得保證溶液流的連續(xù)性和保持溶液流的方向成為可能。
最好將出口3b設(shè)置在圖1中用實(shí)線表示的位置，但是，也可以將它設(shè)置在扼流器5與入口3a之間的其它位置，例如在用虛線表示的位置。
在入口3a與扼流器5之間在圖1中用附圖標(biāo)記6表示的那段長(zhǎng)度的線路最好是直線的。液壓線路3的這段長(zhǎng)度6與產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置7相關(guān)聯(lián)，在所示出的實(shí)施例中該裝置以示例的方式包括有相反極性的兩個(gè)磁極(北極和南極)8和9，將它們?cè)O(shè)置成在所述那段長(zhǎng)度線路的相對(duì)側(cè)面上彼此面向。這兩個(gè)磁極可以是永久磁體的磁極。
設(shè)置產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置7的方式使得它產(chǎn)生出一定的磁通量，它的磁力線基本上沿著與在液壓線路3的長(zhǎng)度6中的溶液的流動(dòng)方向垂直的方向。在圖1中用附圖標(biāo)記10表示這些磁力線的方向。
作為對(duì)于示意性地示出的實(shí)施例的一種替代方案，產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置7可以為一個(gè)或多個(gè)電磁體，或者為直接施加到液壓線路3的長(zhǎng)度6上的一個(gè)永久磁性的涂層。
當(dāng)工作時(shí)，作為穿過(guò)磁場(chǎng)B的磁力線10的結(jié)果，以速度v流過(guò)液壓線路3的長(zhǎng)度6的溶液流內(nèi)產(chǎn)生出誘導(dǎo)(或感應(yīng))的電動(dòng)作用力。誘導(dǎo)的電場(chǎng)強(qiáng)度E等于E＝vB在此誘導(dǎo)電場(chǎng)的作用下，電流在流過(guò)液壓線路3的長(zhǎng)度6的溶液中在與溶液流動(dòng)的方向和磁場(chǎng)方向垂直的方向上流動(dòng)。在圖2中用箭頭11示意性地表示這個(gè)電流。
在圖2中，附圖標(biāo)記12和13表示被設(shè)置成與液壓線路3的長(zhǎng)度6中流動(dòng)的溶液接觸的兩個(gè)電極。電極12和13的位置在基本上與磁極8和9產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線10和在那段長(zhǎng)度的線路6中的溶液的方向垂直的方向上彼此相對(duì)。
用R1表示在電極12和13之間的電阻，如果將一個(gè)用一個(gè)電阻R2表征的外部的用戶裝置14(圖2)連接到這些電極上，流到該用戶裝置的電流強(qiáng)度I是I=UR1+R2]]>其中U＝vBd，而d是電極12與13之間的(平均)距離。
傳送到用戶裝置14的電功率就可以表示如下W=I2·R1=U2·R1(R1+R2)2]]>發(fā)電機(jī)1的內(nèi)阻R1取決于在液壓線路3中流動(dòng)的溶液的導(dǎo)電率以及系統(tǒng)的幾何形狀。
在任何情況下，如果在液壓線路3的長(zhǎng)度6中產(chǎn)生的磁場(chǎng)基本上是均勻的，當(dāng)R1等于R2時(shí)傳送到用戶裝置14的功率出現(xiàn)最大值，并且在這種情況下被傳送的功率是W=ηv2B2Ω4]]>其中Ω是在液壓線路3中循環(huán)的溶液的工作體積，而η是所述溶液的導(dǎo)電率。
上面示出的最后一個(gè)關(guān)系清楚地表示出為了增加可供使用的輸出功率，必須使在液壓線路中溶液的流速和循環(huán)溶液的導(dǎo)電率達(dá)到最佳。
必須以一種方式制備出所使用的膠體溶液，由為了流體動(dòng)力學(xué)流量的目的的性質(zhì)比如粘性的觀點(diǎn)看來(lái)該方式也是最佳的。
圖3示出了按照本發(fā)明的發(fā)電機(jī)的一個(gè)改變了的實(shí)施例。在此圖中，與已經(jīng)描述過(guò)的部件相同或者相對(duì)應(yīng)的部分和部件用與前面使用的相同附圖標(biāo)記表示。
在按照?qǐng)D3的實(shí)施例中，液壓線路3有多個(gè)入口3a，它們由對(duì)應(yīng)的源比如微型燃燒器2接受對(duì)應(yīng)的高壓氣體。這些入口3a中的每一個(gè)在上面確定的溶液流的流動(dòng)方向上后面接著有一個(gè)對(duì)應(yīng)的截面上的扼流裝置5，隨后接著一個(gè)對(duì)應(yīng)的出口3b。在每個(gè)扼流裝置5與后面的出口3b之間，液壓線路有一個(gè)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)充入口3’a，在工作關(guān)系上把它連接到一個(gè)相關(guān)的高壓氣體源2’比如一個(gè)微型燃燒器上。
在按照?qǐng)D3的發(fā)電機(jī)中，一個(gè)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置7與位于每個(gè)入口3a與后面的截面上的扼流裝置5之間以及每個(gè)補(bǔ)充的入口3’a與后面的出口3b之間的液壓線路3的最好是直線的長(zhǎng)度6中的每個(gè)長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)。
通過(guò)對(duì)應(yīng)的成對(duì)彼此面對(duì)的電極，每一對(duì)電極與液壓線路3的一個(gè)長(zhǎng)度6相關(guān)聯(lián)，當(dāng)工作時(shí)提取出可以傳送到用戶裝置的電流是可能的?？梢砸远喾N方式例如串聯(lián)或者并聯(lián)將與液壓線路3的多段直線長(zhǎng)度相關(guān)的電極對(duì)彼此連接起來(lái)。
在按照?qǐng)D3的發(fā)電機(jī)中，補(bǔ)充入口3’a的存在使得在扼流器5下游對(duì)在線路3中循環(huán)的流體重新加壓成為可能，在扼流器處流體經(jīng)受一次膨脹和凝結(jié)。
當(dāng)然，盡管本發(fā)明的原理保持不變，實(shí)施例和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)可以由已經(jīng)描述過(guò)的、并且純粹以非限制性示例的方式示出的實(shí)施例和結(jié)構(gòu)廣泛地變化，而不會(huì)越出在所附的權(quán)利要求書(shū)中確定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電機(jī)(2)，它包括至少一個(gè)高壓氣體源(2；2’)；封閉的液壓線路(3)，它基本上為環(huán)的形式，包含包括一種導(dǎo)電的車輛液體的溶液，金屬材料的微米或納米顆粒的電荷散布在該液體中；該液壓線路(3)具有至少一個(gè)入口(3a，3’a)，將它們連接到所述源(2；2’)上，從而當(dāng)工作時(shí)它接受高壓氣體流，該氣流能夠使所述溶液在線路(3)內(nèi)在預(yù)先確定的方向上循環(huán)，用它形成兩相的氣液混合物；在流動(dòng)截面上的扼流裝置(5)，它位于所述入口(3a)的下游，并且將該扼流裝置校準(zhǔn)，從而使得速度提高并且使所述兩相混合物凝結(jié)；以及位于所述扼流裝置(5)下游的至少一個(gè)出口(3b)，可以通過(guò)該出口釋放出與所述溶液混合的氣體，并且將這些氣體由線路(3)中排放；與液壓線路(3)的位于入口(3a)與截面上的扼流裝置(5)之間的長(zhǎng)度(6)相關(guān)的產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置(7；8，9)，它能夠與在線路(3)的所述長(zhǎng)度上相對(duì)溶液的流動(dòng)方向基本垂直地產(chǎn)生感應(yīng)通量(10)；以及至少一對(duì)電極(12，13)，把它們?cè)O(shè)置成與在液壓線路(3)的長(zhǎng)度(6)中的溶液接觸。并且在與由所述產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置(7；8，9)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線(10)和在線路(3)的所述長(zhǎng)度中溶液的流動(dòng)方向基本垂直的方向上彼此面對(duì)，這種布置使得當(dāng)在工作時(shí)電流(I)在所述電極(12，13)之間流動(dòng)，該電流的強(qiáng)度取決于在液壓線路(3)的所述長(zhǎng)度(6)中溶液的流速(v)，相關(guān)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度(B)，以及在所述電極(12，13)之間的電阻(R1)。
2.按照權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)高壓氣體源包括微型燃燒器裝置(2，2’)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，將入口(3a)的結(jié)構(gòu)做成使得能夠通過(guò)它以與上述溶液的局部流動(dòng)方向基本平行的方向?qū)怏w流(4)送到線路(3)中。
4.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述出口(3b)包括液壓線路(3)的多孔壁(3c)的一部分，這部分能夠容許氣體由線路(3)逸出。
5.按照權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，將所述多孔壁的部分(3c)設(shè)置在線路(3)的內(nèi)側(cè)面上。
6.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，其包括液壓線路(3)，它具有多個(gè)入口(3a)，將這些入口設(shè)計(jì)成分別地接受高壓氣體流，并且，這些入口中的每一個(gè)在溶液的工作方向上跟著截面的對(duì)應(yīng)的扼流裝置(5)，以及隨后對(duì)應(yīng)的出口(3b)，并且在其中，液壓線路(3)具有對(duì)應(yīng)的補(bǔ)充入口(3’a)，可以操作上將這些補(bǔ)充入口連接到在每個(gè)扼流裝置(5)與后面的出口(3b)之間的對(duì)應(yīng)的高壓氣體源(2’)上。
7.按照權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置(7)與液壓線路(3)的位于入口(3a)與后面的截面上的扼流裝置(5)之間，以及位于每個(gè)補(bǔ)充的入口(3’a)與后面的出口(3b)之間的長(zhǎng)度(6)相關(guān)聯(lián)。
8.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置(7；8，9)與之相關(guān)聯(lián)的那段或者每段長(zhǎng)度(6)的液壓線路(3)基本上是直線。
9.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，車輛液體是水或者酒精。
10.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述金屬材料包括一種或多種稀有金屬或者一種或多種堿金屬的微米或納米顆粒。
11.按照權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述金屬材料包括汞的微米或納米顆粒。
12.按照權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述金屬材料包括錫和鋅的合金的微米或納米顆粒。
全文摘要
一種發(fā)電機(jī)(2)，其包括至少一個(gè)高壓氣體源(2；2’)和一個(gè)封閉的液壓線路(3)，至少一個(gè)入(3a，3’a)，流動(dòng)截面上的一個(gè)扼流裝置(5)，位于所述扼流裝置(5)下游的至少一個(gè)出口(3b)，以及至少一對(duì)電極(12，13)，這種安排使得當(dāng)在工作時(shí)一個(gè)電流(I)在電極(12，13)之間流動(dòng)，電流的強(qiáng)度取決于在液壓線路(3)的長(zhǎng)度(6)中溶液的流速(v)，相關(guān)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度(B)，以及在電極(12，13)之間的電阻(R1)。
文檔編號(hào)H02K44/08GK1649244SQ200410101920
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月18日
發(fā)明者P·佩羅, A·茲維茲丁, G·因諾琴蒂, M·布里諾內(nèi), P·雷佩托, M·斯格羅伊, V·蘭貝蒂尼, G·博利托, 皮拉 N·利, M·帕德里, R·蒙費(fèi)里諾, D·普利尼, M·皮茲 申請(qǐng)人:C.R.F.阿西安尼顧問(wèn)公司