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熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):7445566閱讀:193來源:國知局
專利名稱:熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及液態(tài)磁流體發(fā)電系統(tǒng),特別是涉及用熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的 液態(tài)磁流體交流發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)
熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)具有能源適應(yīng)性好、無運(yùn)動(dòng)部件、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。利 用熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)可高效地將各種形式、各種品位的熱源包括太陽能、地?zé)?及工業(yè)余熱等轉(zhuǎn)換成機(jī)械功(聲功)。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁流體交流發(fā)電 系統(tǒng)是利用熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的壓力波動(dòng)來推動(dòng)液態(tài)磁流體在磁場中運(yùn) 動(dòng),液態(tài)磁流體切割磁力線或通過磁流體的運(yùn)動(dòng)來改變線圈磁通量而產(chǎn) 生感應(yīng)電動(dòng)勢,得到電能。在美國專利號(hào)4599551的專利中公開了一種熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁流 體交流發(fā)電系統(tǒng),它由對(duì)置的兩個(gè)駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),它采用鈉鉀 合金為磁流體工質(zhì),并且在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部都充滿該工質(zhì)。圖7表示出這 種磁流體交流發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),它由對(duì)置的兩個(gè)駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng),其中加熱器4用于維持高溫, 一般采用耐高溫金屬材料制作;板疊 3用于熱能與聲能的轉(zhuǎn)換, 一般采用低導(dǎo)熱率的金屬平行薄板制作;2 為室溫端換熱器,圖中的諧振管11是垂直紙面延伸的扁平狀諧振管, 諧振管的扁平狀部分設(shè)置在兩個(gè)磁極13之間,在諧振管內(nèi)部的兩個(gè)壁 上安裝電極15用于輸出電能。利用熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的壓力波動(dòng)來推動(dòng)液態(tài)磁流體在兩個(gè)磁極13之間產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動(dòng),切割磁力線而產(chǎn)生 感應(yīng)電動(dòng)勢,該系統(tǒng)將熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)與磁流體發(fā)電機(jī)直接耦合在一起,結(jié) 構(gòu)上比較簡單。然而,該系統(tǒng)存在以下不足之處第一,由于現(xiàn)有系統(tǒng) 直接采用液態(tài)金屬磁液體作為工質(zhì),包括熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)也采用同樣的液態(tài) 金屬磁液體作為工質(zhì),這樣就使得熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)部分的設(shè)計(jì)較之以氦氣等 氣體作為工質(zhì)的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)更為復(fù)雜,所以以液態(tài)金屬液體為工質(zhì)的發(fā) 動(dòng)機(jī)成本較高,進(jìn)而使整個(gè)磁流體發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的成本較高;第二,采用 液態(tài)金屬工質(zhì)的熱聲磁流體交流發(fā)電系統(tǒng)工作頻率達(dá)到了千赫量級(jí),與目前日常生活和工業(yè)中所用的50至60赫茲的電工頻率相差很大,不利 于實(shí)際應(yīng)用;第三,在該熱聲磁流體交流發(fā)電系統(tǒng)中,由于液態(tài)金屬工 質(zhì)的軸向?qū)嶙饔茫沟脽崃繌募訜崞髦苯恿飨蚴覝囟藫Q熱器,造成加 熱量的大量損失,降低了系統(tǒng)效率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的熱聲磁流體交流發(fā)電系統(tǒng)直接采用 液態(tài)金屬磁液體作為工質(zhì)包括熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)也采用同樣的液態(tài)金屬磁液 體作為工質(zhì)所產(chǎn)生的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜、發(fā)動(dòng)機(jī)成本高、整個(gè)磁流體發(fā)電 系統(tǒng)成本較高的不足,提供一種改進(jìn)的熱聲液態(tài)磁流體發(fā)電系統(tǒng)。為此,本發(fā)明提供一種熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電系統(tǒng),該發(fā)電系統(tǒng) 包括熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和液態(tài)磁流體交流發(fā)電機(jī),所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的諧振管耦 合在所述液態(tài)磁流體交流發(fā)電機(jī)的、用于容納液態(tài)磁流體的管道的一個(gè) 開口端上,該管道放置在磁場中,使得液態(tài)磁流體在管道中流動(dòng)時(shí)切割磁力線產(chǎn)生電能,該管道包括輸出電極用于輸出產(chǎn)生的電能,其特征是, 所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的工質(zhì)為氣體工質(zhì)。由于本發(fā)明中熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)不再采用與磁流體發(fā)電機(jī)同樣的液態(tài)金 屬磁液體作為工質(zhì),而是采用氣體工質(zhì)比如氦氣氣體作為工質(zhì),這樣的 熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)就比采用液態(tài)金屬磁液體作為工質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更為簡單, 從而降低了整個(gè)磁流體發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的成本。另一方面,采用氣體工質(zhì)的 熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁流體交流發(fā)電系統(tǒng)的工作頻率可以降低到與后前 通用電工頻率相當(dāng)?shù)拇笮。趯?shí)際應(yīng)用;此外,采用氣體工質(zhì)避免了 液態(tài)金屬工質(zhì)的軸向?qū)?,降低了系統(tǒng)加熱量的損失,提高了系統(tǒng)效率。在上述技術(shù)方案中,所述管道為一個(gè)u形電絕緣扁平管道,所述u形電絕緣扁平管道水平放置,使得液態(tài)磁流體靠自身重力作用與所述熱 聲發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體工質(zhì)形成界面。在上述技術(shù)方案中,所述管道中有至少一個(gè)彈性膜,用于將所述熱 聲發(fā)動(dòng)機(jī)的工質(zhì)和所述液態(tài)磁流體交流發(fā)電機(jī)的磁流體隔離,使得在所 述液態(tài)磁流體交流發(fā)電機(jī)處于任何方位時(shí)均能保持磁流體與所述熱聲 發(fā)動(dòng)機(jī)氣體工質(zhì)的隔離。在上述技術(shù)方案中,所述輸出電極是分別安裝在所述管道的兩側(cè)壁 上并與磁流體相接觸的兩個(gè)電極,用于與外部電路相連接輸出電能。在上述技術(shù)方案中,所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)為行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī),或是駐 波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)。在上述技術(shù)方案中,所述的液態(tài)磁流體可以是在l(TC至5(TC處于 液態(tài)的金屬鎵或含有金屬鎵的合金,或其它在室溫下處于液態(tài)的合金。在上述技術(shù)方案中,還包括第二熱聲發(fā)動(dòng)機(jī),該第二熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的 諧振管耦合在所述管道的另一個(gè)開口端上,使得兩個(gè)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所 述管道中的磁流體。在上述技術(shù)方案中,所述管道在縱向上是分成多個(gè)不連通的管道層,每個(gè)管道層中的磁流體獨(dú)立地流動(dòng)切割磁力線;在每個(gè)管道層的兩 側(cè)壁上都有對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電極,這些電極按照串聯(lián)方式連接以輸出串聯(lián)的 高電壓。在上述技術(shù)方案中,還包括在所述管道的任一端或兩端內(nèi)部安裝的 金屬線圈,所述線圈的位置處于磁流體與所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體工質(zhì)的 界面,在所述線圈的兩端設(shè)置兩個(gè)磁極以在所述線圈內(nèi)部產(chǎn)生磁通量, 使得當(dāng)所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流體流入和流出所述線圈內(nèi)部時(shí),由于磁 流體的導(dǎo)磁作用而使得所述線圈的磁通量增大和減小,從而在所述金屬 線圈內(nèi)部產(chǎn)生電動(dòng)勢,電能從所述線圈兩端輸出。在上述技術(shù)方案中,所述管道是彎曲成兩端彼此靠近的;在所述管 道的兩端內(nèi)部各安裝一個(gè)金屬的線圈,兩個(gè)所述線圈的位置分別處于磁 流體與所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)氣體工質(zhì)的界面,兩個(gè)所述線圈是并排放置的, 在兩所述線圈的兩端設(shè)置兩個(gè)磁極以在所述線圈內(nèi)部產(chǎn)生磁通量,使得 當(dāng)所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流體流入和流出所述線圈內(nèi)部時(shí),由于磁流體 的導(dǎo)磁作用而使得所述線圈的磁通量增大和減小,從而在所述線圈內(nèi)部 產(chǎn)生電動(dòng)勢,電能從所述線圈兩端輸出。在上述技術(shù)方案中,所述線圈縱向與所述管道縱向是垂直的。在上述技術(shù)方案中,所述磁流體也可以是在水或油中加入磁性超微粒子形成的具有導(dǎo)磁作用的磁性液體。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于-(1) 熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)采用氣體作為工質(zhì),系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對(duì)容易,且工作 頻率低,氣體軸向?qū)崃啃。瘦^高;(2) 采用液態(tài)磁流體切割磁力線或改變線圈磁通來發(fā)電,避免了機(jī)械活塞等運(yùn)動(dòng)部件,降低了系統(tǒng)的制作難度及成本。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的環(huán)路形式的行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液態(tài) 磁流體交流發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液態(tài)磁流體交流 發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的接有兩個(gè)行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液態(tài)磁流 體交流發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的流道分成若干層的液態(tài)磁流體交流發(fā)電系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例5的使用彈性膜封閉磁流體的液態(tài)磁流體交流 發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例6的利用納米鐵磁流體的導(dǎo)磁性的動(dòng)鐵式液態(tài) 磁流體交流發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為已有技術(shù)的駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁流體發(fā)電系統(tǒng)。附圖標(biāo)記一覽表: 1——反饋管; 4——加熱器; 7——彈性膜; 10——閥門;2-5-13--磁極;8— ll--室溫端換熱器;-熱緩沖管;一三通;-非金屬扁平管道; -氣體彈簧;3-6-9— 12-15—-回?zé)崞骰虬瀵B; -室溫端換熱器; 一旁通細(xì)管;-磁流體; -電極,-16——線圈;具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述實(shí)施例1:如圖l所示,本實(shí)施例的熱聲發(fā)電系統(tǒng)包括行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)及液 態(tài)磁流體發(fā)電機(jī),熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)中的工質(zhì)為氣體比如氮?dú)猓簯B(tài)磁流體發(fā) 動(dòng)機(jī)中的工質(zhì)為液態(tài)磁流體比如在室溫下液態(tài)的金屬鎵。行波型熱聲發(fā) 動(dòng)機(jī)包括依次相連并形成行波回路的反饋管1,室溫端換熱器2,回?zé)崞?,加熱器4,熱緩沖管5,室溫端換熱器6,用以消除環(huán)路直流的彈 性膜7,三通8以及各環(huán)形連接管道;液態(tài)磁流體發(fā)電機(jī)是安裝在三通 8處的液態(tài)磁流體交流發(fā)電機(jī)。當(dāng)熱量由加熱器4進(jìn)入發(fā)電機(jī)系統(tǒng)后, 在加熱器4和室溫端換熱器2之間的回?zé)崞?兩端出現(xiàn)溫度差,在回?zé)?器3軸向建立起溫度梯度;當(dāng)該溫度梯度大于臨界溫度梯度時(shí),行波型 熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生自激振蕩,將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,該機(jī)械能提供給發(fā)電 機(jī)以驅(qū)動(dòng)磁流體運(yùn)動(dòng)切割磁力線,通過磁流體發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能;本實(shí)施例的液態(tài)磁流體交流發(fā)電機(jī)包括 一截面為U形的電絕緣扁 平管道11,圖1中表示的是管道11的截面,管道11是垂直于該截面延 伸擴(kuò)展成的扁平管道,該管道11一端與三通8密封相通,另一端封閉, 所述的管道ll內(nèi)還盛有的液態(tài)磁流體12,液體磁流體總體上在管道中成u形,所述u形電絕緣扁平管道水平放置,使得液態(tài)磁流體靠自身重力作用與發(fā)動(dòng)機(jī)氣體工質(zhì)形成界面;液態(tài)磁流體12與管道11的封閉端 留有一段氣體空間充當(dāng)氣體彈簧14,所述的管道11兩端接有一個(gè)帶閥 門10的旁通細(xì)管9,用以充放封閉端氣體彈簧14中的工作氣體,管道 11中的液態(tài)磁流體12的一段扁平部分處于由永磁體構(gòu)成的一對(duì)磁極13 產(chǎn)生的方向?yàn)槠叫杏趫D中的截面且垂直于磁流體運(yùn)動(dòng)方向的恒定磁場 中,當(dāng)液態(tài)磁流體在磁場中沿著管道11的縱向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)將切割磁 力線產(chǎn)生電動(dòng)勢,通過平行于紙面兩側(cè)的電極15與外部電路相接,輸 出電能。所述的電極15與磁流體接觸,但與管道ll的壁面固定、不隨 著磁流體一起運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例中是采用環(huán)路形式的行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī),本領(lǐng)域技術(shù)人員 容易理解,也可采用同軸形式的熱聲斯特林發(fā)動(dòng)機(jī),比如將彈性膜7、 主室溫端換熱器2、回?zé)崞?、加熱器4、熱緩沖管5和次室溫端換熱器 6置于反饋管的內(nèi)部,使結(jié)構(gòu)更為緊湊。實(shí)施例2如圖2所示,在實(shí)施例1中的熱聲發(fā)電機(jī)系統(tǒng)還可以采用駐波型熱 聲發(fā)動(dòng)機(jī)來產(chǎn)生壓力波動(dòng),驅(qū)動(dòng)液態(tài)磁流體運(yùn)動(dòng);駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)包括加熱器4,板疊3,室溫端換熱器2順序連接,所述的板疊3在功能上與回?zé)崞飨嗤?,也是在兩端產(chǎn)生溫度梯度。當(dāng)熱量由加熱器4進(jìn)入發(fā) 動(dòng)機(jī)系統(tǒng),板疊3兩端出現(xiàn)溫度差,在板疊3軸向建立起溫度梯度。當(dāng) 該溫度梯度大于臨界溫度梯度時(shí),駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生自激振蕩,將 熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,該機(jī)械能提供給發(fā)電機(jī)以驅(qū)動(dòng)磁流體運(yùn)動(dòng)切割磁力 線,通過磁流體發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。 其他同實(shí)施例1。實(shí)施例3如圖3所示,在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上,在U形的電絕緣扁平管道11 兩端分別接一行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī),由此可得到更大的壓力波動(dòng),同時(shí)使 得磁流體12的運(yùn)動(dòng)速度增加,提高磁流體發(fā)電機(jī)性能。此處行波型熱 聲發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及其他都與實(shí)施例1相同。本實(shí)施例中采用環(huán)路形式的行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī),本領(lǐng)域技術(shù)人員容 易理解,也可采用同軸形式的行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)或駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)。同 軸形式的行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)可與實(shí)施例1的同軸形式的行波熱聲發(fā) 動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相同,駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)可以與實(shí)施例2相同。實(shí)施例4如圖4所示,在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上采取進(jìn)一步的技術(shù),本實(shí)施中利 用電絕緣板將位于磁場中的扁平管道內(nèi)部分成若干管道層比如三層,這 些管道層是相互平行的,并且彼此使得磁流體不連通,因此磁流體在管道中也分別被分成相互獨(dú)立的若干層,每層管道層在平行的側(cè)面兩側(cè)內(nèi) 部貼有電極,電極接觸相應(yīng)管道層內(nèi)的磁流體,并伸出管道層的側(cè)面壁 用于輸出電能,且相鄰兩層磁流體電極之間的電極首尾相連形成串聯(lián), 以提高發(fā)電機(jī)的輸出電壓。實(shí)施例5前面的實(shí)施例中,磁流體與發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體工質(zhì)是通過依靠重力的作 用使得磁流體與氣體工質(zhì)形成界面,這在一定程度上限制了整個(gè)發(fā)電機(jī) 的使用,比如限制了磁流體管道的放置方向等。本實(shí)施例中,如圖5所示,在U形電絕緣扁平管道11內(nèi)的磁流體兩端安裝彈性膜7用于將磁流體和氣體工質(zhì)形成隔離,可使得磁流體發(fā)電機(jī)可以以任意方向安裝, 避免了對(duì)重力的依賴。其他同實(shí)施例l。實(shí)施例6如圖6所示,磁流體發(fā)電機(jī)的管道的一端將與熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)相連,另 一端為封閉的氣體彈簧11 (或接另一熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)),為便于充放氣管道 兩端通有一個(gè)帶閥門10的旁通細(xì)管9。圖中,在U形磁流體兩端的液面 平衡位置管道外側(cè)相對(duì)地各放置一對(duì)磁極13,磁極13形成的磁力線與 管道縱向方向垂直,在磁場內(nèi)部的U形電絕緣管道11中放入線圈16, 線圈軸線與磁極表面垂直或者說線圈軸線與磁力線方向一致,且線圈16 的中心位于磁流體的平衡位置上。所述的磁流體為在水或油中加入磁性 超微粒子(如四氧化三鐵、銣鐵硼等)或者微納米鐵粉形成的磁性液體,其作用是導(dǎo)磁。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的壓力波動(dòng)推動(dòng)磁流體來回振蕩,當(dāng)磁 流體充滿線圈時(shí),由于磁流體的導(dǎo)磁作用,通過線圈的磁通量增大;當(dāng) 磁流體離開線圈時(shí),通過線圈的磁通量減小,這樣將使得通過線圈的磁 通量周期性地變化,從而在線圈11上感應(yīng)出電動(dòng)勢,線圈的兩端頭作 為電極輸出電能。容易理解,在磁流體發(fā)電機(jī)俯視角度上,將管道按照如下方式形成 彎曲形狀使得兩端彼此靠近將圖中左側(cè)兩個(gè)磁極與線圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90 度,將右側(cè)磁極與線圈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度;這樣兩個(gè)永磁體可合二為一, 此時(shí)兩個(gè)線圈是并排平行放置的,即可采用一個(gè)永磁體來提供兩個(gè)磁 極,達(dá)到節(jié)約永磁材料的目的。最后所應(yīng)說明的是,以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非 限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,都不脫離本 發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng) 中。
權(quán)利要求
1. 一種熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電系統(tǒng),該發(fā)電系統(tǒng)包括熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和液態(tài)磁流體交流發(fā)電機(jī),所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的諧振管耦合在所述液態(tài)磁流體交流發(fā)電機(jī)的、用于容納液態(tài)磁流體的管道的一個(gè)開口端上,該管道放置在磁場中,使得液態(tài)磁流體在該管道中流動(dòng)時(shí)切割磁力線產(chǎn)生電能,該管道包括輸出電極用于輸出產(chǎn)生的電能,其特征是,所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的工質(zhì)為氣體工質(zhì)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電系統(tǒng),其特征 是,所述管道為一個(gè)U形電絕緣扁平管道,所述U形電絕緣扁平管道水 平放置,使得液態(tài)磁流體靠自身重力作用與所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體工質(zhì) 形成界面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電系統(tǒng),其 特征是,所述管道中有至少一個(gè)彈性膜,用于將所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體 工質(zhì)和所述液態(tài)磁流體交流發(fā)電機(jī)的磁流體隔離。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電系統(tǒng),其特征 是,所述輸出電極是分別安裝在所述管道的兩側(cè)壁上并與液態(tài)磁流體相 接觸的兩個(gè)電極。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電系統(tǒng),其特征 是,所述的液態(tài)磁流體是在IO'C至5(TC處于液態(tài)的金屬鎵或含有金屬 鎵的合金,或是在室溫下處于液態(tài)的合金。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電系統(tǒng),其特征 是,還包括第二熱聲發(fā)動(dòng)機(jī),該第二熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的諧振管耦合在所述管道的另一個(gè)開口端上,使得兩個(gè)所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述管道中的磁流 體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 4、 5或6所述的熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電 系統(tǒng),其特征是,所述管道在縱向上被分成多個(gè)不連通的管道層,每個(gè) 所述管道層中的磁流體獨(dú)立地流動(dòng)并切割磁力線,在每個(gè)所述管道層的 兩側(cè)壁上都有對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電極,這些電極按照串聯(lián)方式連接以輸出串聯(lián) 的高電壓。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 4、 5或6所述的熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電 系統(tǒng),其特征是,還包括在所述管道的任一端或兩端內(nèi)部安裝的金屬的 線圈,所述線圈處于磁流體與所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)氣體工質(zhì)的界面,在所述 線圈的兩端設(shè)有兩個(gè)磁極以在所述線圈內(nèi)部產(chǎn)生磁通量,使得當(dāng)所述熱 聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流體流入和流出所述線圈內(nèi)部時(shí),由于磁流體的導(dǎo)磁作 用而使得所述線圈的磁通量增大和減小,從而在所述線圈內(nèi)部產(chǎn)生電動(dòng) 勢,電能從所述線圈兩端輸出;所述線圈縱向與所述管道縱向垂直。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 4、 5或6所述的熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電 系統(tǒng),其特征是,所述管道被彎曲成兩端彼此靠近,在所述管道的兩端 內(nèi)部各安裝一個(gè)金屬線圈,兩個(gè)所述線圈分別處于磁流體與所述熱聲發(fā) 動(dòng)機(jī)的氣體工質(zhì)的界面,兩個(gè)所述線圈是并排放置的,在兩所述線圈的 兩端設(shè)置兩個(gè)磁極以在所述線圈內(nèi)部產(chǎn)生磁通量,使得當(dāng)所述熱聲發(fā)動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流體流入和流出所述線圈內(nèi)部時(shí),由于磁流體的導(dǎo)磁作用而使 得所述線圈的磁通量增大和減小,從而在所述線圈內(nèi)部產(chǎn)生電動(dòng)勢,電 能從所述線圈兩端輸出。
10、根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 4、 5或6所述的熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā) 電系統(tǒng),其特征是,所述磁流體是在水或油中加入磁性超微粒子形成的 具有導(dǎo)磁作用的磁性液體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱聲液態(tài)磁流體交流發(fā)電系統(tǒng),它包括熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和液態(tài)磁流體交流發(fā)電機(jī),所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的諧振管耦合在所述液態(tài)磁流體交流發(fā)電機(jī)的、用于容納液態(tài)磁流體的管道的一個(gè)開口端上,該管道放置在磁場中,使得液態(tài)磁流體在管道中流動(dòng)時(shí)切割磁力線產(chǎn)生電能,該管道包括輸出電極用于輸出產(chǎn)生的電能,其特征是,所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的工質(zhì)為氣體工質(zhì)。本發(fā)明降低了現(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)的制作難度及成本,且工作頻率較為適合、效率較高。
文檔編號(hào)H02K44/08GK101282074SQ20071006523
公開日2008年10月8日 申請日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者吳張華, 巍 戴, 羅二倉, 胡劍英 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
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