專利名稱：改進的磁流體發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種改進的、磁流體(MHD)發(fā)電機，并且涉及它在一種混合式發(fā)動機中的應用，這種混合式發(fā)動機以很高的熱力效率和很高的能量轉(zhuǎn)換率把燃料的熱能和/或存儲在空氣中的熱能轉(zhuǎn)換成電能。
更具體地說，本發(fā)明涉及對美國專利No.4,500,803公開的一種MHD發(fā)電機和混合式發(fā)動機的改進，該專利以本發(fā)明人的姓名在1985年2月19日發(fā)行。
上述美國專利No.4,500,803公開了一種MHD發(fā)電機，其中在閉合循環(huán)中流動的氣體被一個激光器光電離并經(jīng)過一個磁場，以便在一對分別垂直于氣流和垂直于磁場的電極之間發(fā)電。用來光電離MHD發(fā)電機氣體的激光器是一個氣體激光器，該氣體激光器把一個通過膨脹使氣體產(chǎn)生激光的擴散噴嘴與一個通過電刺激使氣體產(chǎn)生激光的射頻發(fā)生器相組合。該氣體激光器還包括一個光學系統(tǒng)，該光學系統(tǒng)用來會聚激光并把激光聚焦在電極和磁場上游的氣流上。這個光學系統(tǒng)包括一個分別在氣流上游和下游的第一對反射鏡，用來在氣流的軸線方向上聚焦激光。它還包括一個用來在橫交氣流的方向上會聚激光的光學子系統(tǒng)和另一對用來聚焦子系統(tǒng)在橫交氣流方向上會聚激光的聚焦反射鏡。提供一個熱交換器，用來加熱通過電極之前的氣體。還提供一個壓縮機，用來使氣體通過閉合循環(huán)而循環(huán)。
美國專利No.4,500,803還公開了上述MHD發(fā)電機與一種傳統(tǒng)的、開式循環(huán)燃料發(fā)動機的組合。生成的結(jié)構(gòu)形成一種混合式發(fā)動機，用來以很高的熱力效率和很高的能量轉(zhuǎn)換率把燃料的熱能和/或存儲在空氣中的熱能轉(zhuǎn)換成電能。在這種具體的組合中，開式循環(huán)燃料發(fā)動機順序包括一個經(jīng)其燃燒空氣和燃料的燃燒室、MHD發(fā)電機的熱交換器和一個用來運行MHD發(fā)電機的壓縮機的熱力發(fā)動機。
在對以上專利中公開的MHD發(fā)電機進行了進一步的研究和試驗之后，本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)如果通過電刺激、熱感應和/或氣體膨脹產(chǎn)生的相干光被會聚并聚焦到在磁鐵與集電板之間運動的氣體等離子體上，則在效率方面能顯著改進其早先的發(fā)明。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)當氣體分子的一些，特別是CO2，分離時，如果適當?shù)乜刂坪驼{(diào)節(jié)激光氣體混合物的燃燒以補償在操作中出現(xiàn)的不可避免損失，則還能實現(xiàn)顯著改進。
于是，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種包括一個S形導管的磁流體(MHD)發(fā)電機，該導管帶有一個起進口作用的端部，以便在高于1100℃的溫度下在壓力下供給激光氣體混合物。該導管帶有穿過和沿著一根公共軸線延伸的三個隔開部分。
這些部分中的第一個靠近進口并穿過公共軸線延伸。它被設計成限定一個第一激光發(fā)生區(qū)域，在該區(qū)域中使激光氣體混合物產(chǎn)生激光。還把第一部分設計成一個包括一個第一對相對反射鏡的第一光諧振腔，該第一對相對反射鏡對準公共軸線，并調(diào)節(jié)以聚焦其會聚的相干光。該第一對反射鏡的一個，即相鄰第二部分的一個，是一個部分反射鏡，以便讓在第一區(qū)產(chǎn)生和會聚的相干光沿公共軸線向這些導管部分的第二個和第三個傳送。
把導管的第二部分設置在過了第一部分的一個擴散噴嘴之后，并且也穿過公共軸線延伸。這個第二部分限定了一個第二激光發(fā)生區(qū)域，在該區(qū)域中通過膨脹使激光氣體混合物產(chǎn)生激光。還把這個第二部分設計成一個包括一個第二對相對反射鏡的第二光諧振腔，該第二對相對反射鏡對準公共軸線，并調(diào)節(jié)以聚焦其會聚的相干光。第二對反射鏡的兩個都是部分反射鏡，以便讓在第一區(qū)域會聚的相干光進入第二區(qū)域且增加在第二區(qū)域會聚的相干光，然后把如此增加的相干光傳送到導管的第三部分。
導管的第三部分對準公共軸線并取向成面對著這個導管的第一和第二部分。把這個第三部分設計成一個包括一個第三對反射鏡的第三軸向延伸光諧振腔，該第三對反射鏡對準公共軸線，并調(diào)節(jié)以把來自第一和第二區(qū)域的相干光聚焦成一個軸向定位的光點，該光點使通過第三部分的氣體混合物離子化并由此轉(zhuǎn)化成等離子體。該第三對反射鏡的一個，即相鄰導管第二部分的一個，是一個部分反射鏡，以讓相干光進入第三部分。
MHD發(fā)電機還包括多個沿導管的第三部分延伸的永久磁鐵。每個磁鐵具有相對于公共軸線對稱定位的正極和負極。
MHD發(fā)電機還包括多塊沿導管第三部分延伸的集電板。這些板相對于公共軸線按對稱定位成對分組，以便垂直于沿公共軸線流經(jīng)導管第三部分的氣體混合物和諸磁鐵。諸板的每一塊都可與一個負載連接，并且支撐著也可與該負載連接的一個繞組。
在使用中，當把一種氣體混合物供入導管中并使之在導管的第一部分和第二部分中產(chǎn)生激光時，就通過傳統(tǒng)的磁流體作用并且同時通過法拉第效應以非常有效的方式，在導管的第三部分發(fā)電。
導管的第一部分可以可操作地連接到一個射頻發(fā)生器上，以便利用經(jīng)第一部分中射頻感應的電刺激或利用直接放電，使氣體混合物產(chǎn)生激光。
導管的第一部分也可以可操作地連接到一個氣體燃燒器上，以便利用燃燒使氣體混合物產(chǎn)生激光。
有利的是，MHD發(fā)電機還可以包括一個氣體控制裝置，該氣體控制裝置包括至少一個設置在導管內(nèi)的氣體傳感器，以便檢查氣體混合物的成分并給出一個信號以控制氣體混合物。這樣一種控制裝置最好這樣設計，從而調(diào)節(jié)供入導管進口的激光氣體混合物，使之含有88至89％的N2(氮氣)、8至10％的CO2(二氧化碳)和小于4％的H2O(水)。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種混合式發(fā)動機，用來以很高的熱力效率和很高的能量轉(zhuǎn)換率，把燃料的熱能和/或存儲在空氣中的熱能轉(zhuǎn)換成電能。這種混合式發(fā)動機組合地包括(a)一個閉式循環(huán)MHD發(fā)電機系統(tǒng)，該系統(tǒng)順序包括一個如上公開的、改進的MHD發(fā)電機和一個把激光氣體混合物經(jīng)一個熱交換器供入該MHD發(fā)電機的壓縮機，該系統(tǒng)還包括一個產(chǎn)生激光氣體混合物并把其加熱的激光氣室發(fā)生器、閉式循環(huán)和一個除塵器；和(b)一個開式循環(huán)燃料發(fā)動機，該發(fā)動機順序包括一個經(jīng)其燃燒空氣和燃料的燃燒室、MHD發(fā)電機系統(tǒng)的熱交換器和一個用來運轉(zhuǎn)MHD發(fā)電機系統(tǒng)的壓縮機的熱力發(fā)動機。
參照附圖，閱讀本發(fā)明兩個最佳實施例的如下非限制性描述，可以更好地理解本發(fā)明。


圖1是示意圖，表示根據(jù)本發(fā)明一個第一最佳實施例的改進的一個MHD發(fā)電機；
圖2是方塊圖，表示圖1的MHD發(fā)電機和操作該發(fā)電機所需的其他元件；圖3是示意圖，表示根據(jù)本發(fā)明一個第二最佳實施例的一個改進的MHD發(fā)電機的進口；和圖4是示意圖，表示一個把圖2的MHD發(fā)電機與一個燃料發(fā)動機相組合的混合式發(fā)動機。
如圖2中所示，打算向根據(jù)本發(fā)明第一最佳實施例的(MHG)發(fā)電機供應一種激光氣體混合物，這種混合物最好包括88至89％的N2、和8至12％的CO2，其余的是H2O。這樣一種激光氣體混合物來自一個激光氣體源3，該氣體源可以包括一個存儲箱(沒有表示)，或一個其中C6H6與N2O相燃燒或者C6H10或C6H12與空氣相燃燒的燃燒器。這種激光氣體混合物因為其效率眾所周知，并且能夠工業(yè)生產(chǎn)的方法在已有技術(shù)中是眾所周知的，不需要進一步描述。
來自激光氣體源3的激光氣體混合物進入一個壓縮機5，在約140Psi(約10個大氣壓)的壓力下，壓縮機5把激光氣體混合物供到MHD發(fā)電機1。壓縮機5由一個外部動力源運行，如在下文中將要描述的那樣。在進入MHD發(fā)電機之前，離開壓縮機5的激光氣體混合物經(jīng)過一個熱交換器7，熱交換器7的目的在于，如果需要，即如果來自激光氣體源3和壓縮機5的激光氣體混合物還沒有達到足以實現(xiàn)要求的激光效率的溫度，就把該混合物加熱到高于1100℃。
離開MHD發(fā)電機1的激光氣體混合物經(jīng)過一個可以是渦輪式或斯特林式發(fā)動機的熱力發(fā)動機9。這個熱力發(fā)動機9的目的基本在于，從離開MHD發(fā)電機1的激光氣體混合物中回收盡可能多的能量，并且把這些回收的能量經(jīng)一根動力驅(qū)動軸11送回壓縮機5。
現(xiàn)在參照圖1，根據(jù)第一最佳實施例發(fā)明的MHD發(fā)電機1包括一個S形導管13，S形導管13帶有一個進口15，經(jīng)過該進口，供應在要求溫度和壓力下的選擇激光氣體混合物。因為這種形狀，導管13帶有穿過和沿著一根公共軸線“A”延伸的三個隔開的部分，其標號分別為17、19和21。
第一部分17靠近進口15，并且穿過軸線“A”延伸。把第一部分17設計成限定一個第一激光發(fā)生區(qū)域，在該區(qū)域中，通過電刺激或射頻(RF)感應使激光氣體混合物產(chǎn)生激光，射頻感應是用一個連接到一個環(huán)形激光諧振腔、一個彎曲反射鏡諧振腔或一個孔偶合諧振腔上的RF發(fā)生器獲得的。這種設備在已有技術(shù)中是眾所周知的，不需要進一步描述。還把導管的第一部分17設計成一個第一光諧振腔。為此目的，第一部分17包括一對相對的反射鏡25和27，他們可以用水冷卻，并與軸線A對準，且被調(diào)節(jié)以聚焦他們會聚的相干光。在S形導管頂部的反射鏡25是一個平面反射鏡。面對著反射鏡25的反射鏡27是一個部分反射鏡，這個部分反射鏡可以是用作橫向模式輸出和微波調(diào)節(jié)器的球形Brewster玻璃、縫隙反射鏡。這個反射鏡27讓在第一部分17中在反射鏡25與27之間產(chǎn)生的相干光以橫向會聚，并送向?qū)Ч艿牡诙偷谌糠?9和21，如將要解釋的那樣。
離開導管13第一部分17的激光氣體混合物隨后經(jīng)過一個擴散噴嘴29，擴散噴嘴29延伸到導管第二部分19的上游。在導管第二部分19內(nèi)，通過膨脹使經(jīng)過這個噴嘴29膨脹的氣體產(chǎn)生激光，由此限定一個第二激光發(fā)生區(qū)域。與第一區(qū)域相似，把第二激光發(fā)生區(qū)域設計成一個第二光諧振腔。為此目的，它包括一對相對的部分反射鏡31和33，這對反射鏡與軸線A對準并被調(diào)節(jié)以聚焦他們在擴散噴嘴29上游會聚的相干光。這些部分反射鏡31和33是導光的，并且可以用水冷卻。他們讓在第一區(qū)域產(chǎn)生的相干光穿過，并由此“增加”在第二激光發(fā)生區(qū)域內(nèi)的相干光。
最后，離開第二部分19的激光氣體混合物到達S形導管的第三部分21，與第一和第二部分17和19不同，第三部分不是與軸線A橫交而是與之對準的，并且這樣取向，從而面對著第一和第二部分，如在圖1中清楚地所示。同樣，第三部分21也設計成一個第三軸向延伸的光諧振腔。為此目的，它包括一對相對的反射鏡35和37，這對反射鏡與軸線A對準并被調(diào)節(jié)以便把來自第一和第二激光發(fā)生區(qū)域的相干光聚焦成一個光點39，當然光點39位于軸線A上。當然，為了讓相干光進入第三部分21，相鄰第二部分19的反射鏡35必須是導光的。另一個反射鏡37是普通的，并且如果需要，他們兩者都可以用水冷卻。
如圖所示，導管13第三部分21的兩側(cè)與多個永久磁鐵41排成一線，水久磁鐵41的正極和負極相對于軸線“A”對稱地布置。導管第三部分21的兩側(cè)還與多個繞組支撐板43排成一線，繞組支撐板43最好分段并且相對于軸線“A”以對稱布置的對延伸。
現(xiàn)在可以理解，由所有的相干光產(chǎn)生光點39，這些相干光在導管的第一和第二部分17和19內(nèi)會聚和聚焦，并以與軸線A同軸的激光束形式經(jīng)反射鏡27、31、33和35被送入導管第三部分21內(nèi)。通過用反射鏡35和37聚焦激光束獲得的光點39，電離沿軸線A經(jīng)這個第三部分21運動的氣體，并由此產(chǎn)生通過磁鐵41與板43之間的等離子體，延伸的磁鐵41和板43相互垂直且垂直于軸線A。這也通過常規(guī)的磁流體動力作用導致發(fā)電，通過既垂直于氣流又垂直于磁鐵的板43收集產(chǎn)生的電流，并供給一個負載(未表示)。
也如理解的那樣，由光點39產(chǎn)生的等離子體可以沿軸線A向激光源(即向由導管的第一和第二部分17和19限定的第一和第二光諧振腔)運動，光點39本身是由進入導管第三部分21的激光束產(chǎn)生的。等離子體向激光束的運動特別重要，因為通過法拉第效應產(chǎn)生附加的電流。這些附加的電流收集在圍繞板43的繞組中，并且也供給負載。
如進一步理解的那樣，等離子體的導光性隨溫度而變，并且從透明變?yōu)椴煌该?。在后一種情況下，沒有保持等離子體結(jié)構(gòu)的能量進入，等離子體又變成透明的。然后，形成一個新的光點，并且在邊界處再次向前運動。當然，在MHD發(fā)電機運行的同時，永久地這樣重復。這樣，MHD發(fā)電機1的特殊結(jié)構(gòu)使光點39能在導管的第三部分21內(nèi)運動。由于光點39的任何運動必須沿軸線A，所以通過法拉第效應將永久地產(chǎn)生附加能量，如上面解釋的那樣。如有必要，也可以提供存儲電容器，以中和光點反向運動時的返回電流。
為了產(chǎn)生盡可能多的能量，重要的是，通過導管第三部分21的氣體混合物的密度必須很高。為了實現(xiàn)這一要求，或者可以變小導管第三部分的直徑，如圖1中所示，或者在第三部分的進口處提供一個或多個附加的氣體注射器44，以增加經(jīng)過這部分的氣體量。有利的是，可以把這些注射器設置成，注射靠近第三部分內(nèi)壁的氣體，以便“防護”磁鐵和收集板43。
如前面所述，重要的是，激光氣體混合物含有88至89％的N2、8至10％的CO2和小于4％的H2O，以實現(xiàn)高效率。在運行中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，激光氣體混合物的成分基本上可以隨時間而變，特別是如果重復利用氣體混合物，因為“撞擊”CO2分子的激光束使之分解。為了保證供入MHD發(fā)電機1的激光氣體混合物的成分保持正確，可以利用一個包括一個或多個氣體傳感器的氣體控制裝置45，傳感器可以設置在第一與第二部分17與19之間的導管13內(nèi)，以便檢查在混合物中的存在的CO2和/或N2和/或H2O的量，并因而調(diào)節(jié)激光源3(見圖2)。
現(xiàn)在參照圖3，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的MHG發(fā)電機1′與圖1所示的非常相似。為此，相同結(jié)構(gòu)的元件用與圖1中相同的標號確認。事實上，在這個第二最佳實施例與第一個之間的不同之處僅在于，在由導管13的第一部分17限定的第一激光發(fā)生區(qū)域內(nèi)，用來使氣體混合物產(chǎn)生激光的裝置種類。在第一光諧振腔內(nèi)，通過由一個氣體燃燒器49(見圖4)的火焰47產(chǎn)生的熱量來刺激氣體混合物，而不是用電來刺激氣體混合物。這種可選擇的技術(shù)特別重要，因為(1)它不需要電流，因而不影響整個系統(tǒng)的凈電效率；(2)它保證進入發(fā)電機1的氣體在要求的高溫下，由此可選擇地在MHD發(fā)電機的上游安裝一個熱交換器7，如圖1中所示；及(3)它能用來調(diào)節(jié)和/或糾正激光氣體混合物的濃度，由此可選擇地由氣體控制系統(tǒng)45來控制激光氣體源3。
如前所述，不管本發(fā)明的選擇實施例是哪一個，都利用由外部動力源運行的壓縮機5，經(jīng)MHD發(fā)電機的導管13來循環(huán)氣體。離開熱力發(fā)動機9的氣體可以再循環(huán)到激光氣體源3，以便形成一個閉式的環(huán)或循環(huán)51(見圖4)。在這種情況下，可以提供一個向大氣開放的除塵器53，以保證在閉式環(huán)內(nèi)的氣體量保持恒定，即使為了調(diào)節(jié)進入MHD發(fā)電機的激光氣體混合物的濃度，通過激光氣體源或燃燒器在閉式環(huán)中引入附加的氣體時也是如此。在任何情況下應該理解，在這種情況下，由于在閉式循環(huán)中循環(huán)氣體，所以與已知的發(fā)電機相比，系統(tǒng)的熱力效率非常好。
根據(jù)圖4中所示本發(fā)明的另一個方面，運行壓縮機5所需的外部動力源可以便利地包括一個開式循環(huán)燃料發(fā)坳機，該開式循環(huán)燃料發(fā)動機把開式循環(huán)中的燃料和/或空氣的熱能用作用于壓縮機5的動力源和用作用于熱交換器7的熱源。
這個開式循環(huán)燃料發(fā)動機可以包括一個空氣吸入口55，通過它從外部吸入空氣。這些空氣可以已經(jīng)具有由一個太陽能收集器、一個風收集器或其兩者存儲在其中的熱能。但是，也可以只是普通的空氣。
這些空氣經(jīng)一個壓縮機57送入一個燃燒室59中，如果空氣沒有足夠的存儲能量，則在燃燒室59中與燃料燃燒。燃燒室59連接于熱交換器7，或裝有熱交換器7，在熱交換器7中，加熱循環(huán)進入閉式循環(huán)51的氣體激光混合物。從一個存儲箱(未表示)經(jīng)一根油管61把燃料供給燃燒室，如本身已知的那樣。把離開燃燒室59的熱燃燒氣體和/或空氣供給一個可以包括一個渦輪式或一個斯特林式發(fā)動機的熱力發(fā)動機63，以便得到運行壓縮機57的能量。得到的能量還用來經(jīng)一根驅(qū)動軸運行閉式循環(huán)51的壓縮機5。
應該注意，當諸渦輪用作熱力發(fā)動機時，所有的壓縮機和渦輪都能便利地安裝在與圖4中所示相同的軸11上，并且兩個循環(huán)都能通過也安裝在相同軸11上的一個起動電動機65來同時起動。還應該注意，還能經(jīng)一個另外的熱交換器67，把從熱力發(fā)動機63排出的氣體和/或空氣，用來加熱循環(huán)的進入空氣，以便再提高混合式發(fā)動機的效率。
上述的混合式發(fā)動機非常有效地把燃料的熱能或存儲在空氣中的熱能轉(zhuǎn)化成電能。由于與排氣溫度相比激光的溫度高，所以其熱力效率就高。
而且，由于燃料在一個外部燃燒室59內(nèi)燃燒，所以可以控制發(fā)動機的溫度和壓力。于是，還能控制和降低污染。可以使用任何燃料，甚至煤炭，由此使本發(fā)明在煤炭易于得到而電能不易得到的一些國家特別有用。如果在燃燒室內(nèi)用煤炭作熱源，則排氣不能直接進入熱渦輪，因為炭灰問題會損壞葉片。于是，在這種情況下，可以使用利用空氣的一種熱交換器，把熱能傳輸?shù)綔u輪和壓縮機。
上述的發(fā)動機易于按比例增縮。因此，能輸出從幾瓦到幾千千瓦的動力。
當然，在發(fā)動機零件的形狀、尺寸、和布置方面可以進行各種變更。例如，等效元件可以代替這里說明和描述的那些，并且可以更換零件。而且，可以利用本發(fā)明的、獨立于其他特征的一些特征，而不脫離附屬權(quán)利要求書中所限定的本發(fā)明的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種磁流體(MHD)發(fā)電機(1)，包括(a)一個S形導管(13)，帶有一個用作一個進口(15)的端部，以便在高于1100℃的溫度下在壓力下供給激光氣體混合物，所述導管還具有穿過和沿一根公共軸線(A)延伸的三個隔開部分(17、19、21)，所述諸部分中的第一部分(17)靠近進口(15)并穿過公共軸線延伸，所述第一部分被設計成，限定一個在其中使激光氣體混合物產(chǎn)生激光的第一激光發(fā)生區(qū)域，所述第一部分還被設計成，形成一個包括一個第一對相對反射鏡(25、27)的第一光諧振腔，該第一對相對反射鏡與公共軸線(A)對準，并被調(diào)節(jié)以聚焦其會聚的相干光，所述第一對所述反射鏡的一個(27)，即相鄰所述諸部分第二個的一個，是一個部分反射鏡，以便讓在第一區(qū)產(chǎn)生和會聚的相干光沿公共軸線(A)向所述諸部分的第二個(19)和第三個(21)傳送；所述諸部分的第二個(19)設置在過了第一部分下游的一個擴散噴嘴(19)之后，并且也穿過公共軸線(A)延伸，所述第二部分限定了一個第二激光發(fā)生區(qū)域，在該區(qū)域中通過膨脹使激光氣體混合物產(chǎn)生激光，所述第二部分還被設計成，形成一個包括一個第二對相對反射鏡(31、33)的第二光諧振腔，該第二對相對反射鏡與公共軸線(A)對準，并被調(diào)節(jié)以聚焦其會聚的相干光，所述第二對的兩個所述反射鏡都是部分反射鏡，以便讓在第一區(qū)域(17)會聚的相干光進入第二區(qū)域(19)且增加在所述第二區(qū)域會聚的相干光，然后把如此增加的相干光傳送到導管的第三部分(21)；所述諸部分的第三個與公共軸線(A)對準并取向成面對著所述導管的第一和第二部分，所述第三部分被設計成，形成一個包括一個第三對反射鏡(35、39)的第三軸向延伸光諧振腔，該第三對反射鏡與公共軸線(A)對準，并被調(diào)節(jié)以把來自第一和第二區(qū)域(17、19)的相干光聚焦成一個軸向定位的光點(39)，該光點使通過所述第三部分的氣體混合物離子化并由此轉(zhuǎn)化成等離子體，所述第三對的所述反射鏡的一個(35)，即相鄰導管第二部分的一個，是一個部分反射鏡，以讓所述相干光進入第三部分(21)；多個沿導管的所述第三部分(21)延伸的永久磁鐵(41)，所述諸磁鐵具有相對于公共軸線(A)對稱定位的正極和負極；及多塊沿導管的所述第三部分(21)延伸的集電板(43)，所述諸板相對于公共軸線按對稱定位的諸對分組，以便垂直于沿公共軸線流經(jīng)導管第三部分的氣體混合物和諸磁鐵，所述諸板的每一塊都可與一個負載連接，并且支撐著也可與所述負載連接的一個繞組，借此，在所述導管的第三部分(21)內(nèi)，通過傳統(tǒng)的磁流體作用并且同時通過法拉第效應，以非常有效的方式發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的MHD發(fā)電面機，其中，所述導管的第一部分(17)連接到一個射頻發(fā)生器(23)上，以便在所述第一部分內(nèi)，通過電刺激或射頻感應使氣體混合物產(chǎn)生激光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的MHD發(fā)電機，其中，所述導管的第一部分(21)連接到一個氣體燃燒器(49)上，以便通過燃燒使氣體混合物產(chǎn)生激光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的改進的MHD發(fā)電機，還包括一個氣體控制裝置，該氣體控制裝置包括至少一個設置在導管內(nèi)的氣體傳感器(45)，以便檢查氣體混合物的成分并給出一個控制氣體混合物的信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進的MHD發(fā)電機，其中，導管的第三部分(21)具有一個窄截面，以便增大經(jīng)過所述第三部分的氣體混合物密度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進的MHD發(fā)電機，其中，導管的第三部分提供一個或多個附加的氣體注射器(44)，以增大通過該第三部分的氣體量，并保護諸板(43)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的改進的MHD發(fā)電機，其中，調(diào)節(jié)注入導管進口的所述激光氣體混合物，使之含有88至89％的N2、8至10％的CO2和小于4％的H2O。
8.一種用來以很高的熱力效率和很高的能量轉(zhuǎn)換率，把燃料的熱能和/或存儲在空氣中的熱能轉(zhuǎn)換成電能的混合式發(fā)動機。該混合式發(fā)動機組合地包括(a)一個閉式循環(huán)MHD發(fā)電機系統(tǒng)，該系統(tǒng)順序包括一個在權(quán)利要求1至7中任一項所述的、改進的MHD發(fā)電機(1)和一個把激光氣體混合物經(jīng)一個熱交換器(7)供入該MHD發(fā)電機的壓縮機(5)，所述系統(tǒng)還包括一個激光氣體源(3)以產(chǎn)生激光氣體混合物、一個在閉式循環(huán)內(nèi)調(diào)節(jié)氣體混合物濃度的裝置和一個除塵器(53)；和(b)一個開式循環(huán)燃料發(fā)動機，該發(fā)動機順序包括一個經(jīng)其燃燒空氣和燃料的燃燒室(59)、一個MHD發(fā)電機系統(tǒng)的熱交換器(7)和一個用來運轉(zhuǎn)MHD發(fā)電機系統(tǒng)的壓縮機(57)的熱力發(fā)動機(63)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合式發(fā)動機，其中，燃料發(fā)動機還包括一個也由熱力發(fā)動機(63)運行的空氣壓縮機(57)，以便壓縮供到燃燒室(59)的空氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混合式發(fā)動機，其中，熱力發(fā)動機(63)是渦輪(63)，并且MHD發(fā)電機系統(tǒng)的這個渦輪、空氣壓縮機(57)和壓縮機(5)安裝在同一根軸(11)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合式發(fā)動機，其中，MHD發(fā)電機系統(tǒng)包括一個渦輪(9)，用來從氣體中回收能量并把如此回收的能量供給MHD發(fā)電機系統(tǒng)的壓縮機(5)，所述渦輪安裝在與所述壓縮機(5)相同的一根軸(11)上。
全文摘要
公開了一種磁流體發(fā)電機,它被如此設計,使在其內(nèi)通過電刺激、熱感應和/或氣體膨脹產(chǎn)生的相干光被會聚,并向在磁鐵與集電板之間運動的氣體等離子體聚焦。在該發(fā)電機中,當某些氣體分子,特別是CO
文檔編號H02K44/28GK1178038SQ96192440
公開日1998年4月1日 申請日期1996年2月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月8日
發(fā)明者詹姆斯·C·海斯 申請人:詹姆斯·C·海斯