ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ Российский патент 2008 года по МПК B63H11/02 H02K44/00 

Предлагаемое изобретение относится к движителям, работающим на электромагнитном эффекте создания реактивной силы, обеспечивающей движение судна.

Известны движители надводных и подводных судов, конструкция которых реализует воздействие электрического и магнитного полей на среду движения и содержит электроды и электрические магниты (патент РФ №2271302, В63Н 19/00; патент РФ №2280587, В36Н 11/04, 11/02), при этом на поверхности движущегося тела создаются взаимно перпендикулярные электрическое и магнитное поля. Электрическое поле обеспечено электродами, гальванически связанными с водой и расположенными по окружности на поверхности тела в плоскости, перпендикулярной направлению движения, а магнитное поле магнитами, расположенными внутри или снаружи корпуса тела.

Конструкции этих движителей позволяют использовать морскую воду, в которой движется судно, как рабочее тело, объемы которого перемещаются относительно судна под действием силы Лоренца в сторону, противоположную движению судна (справочник по физике X.Кухлинг, «Мир», 1982, с.348-349).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому движителю является электромагнитный движитель в морской воде (патент США №6333444, В63Н 11/00), содержащий корпус с рабочим каналом для впуска и выпуска воды, в котором расположены устройства для генерирования тока, в основном за счет протонной проводимости в электрическом поле, охватывающем рабочий канал, и устройство генерирования магнитного поля, перпендикулярного электрическому полю. На основе одновременного действия электрического и магнитного полей возникает Лоренцева сила, которая обеспечивает выталкивание морской воды в сторону, противоположную силе тяги судна.

Однако по причине низкой электропроводимости морской воды кпд движителя невысокий.

Техническим результатом является повышение кпд предлагаемого движителя за счет искусственного повышения электропроводимости воды.

Данный результат достигается тем, что в электромагнитном движителе, содержащем корпус с каналом для впуска и выпуска воды, в котором установлены основные электроды для генерирования тока в электрическом поле, охватывающем сечение указанного канала, и устройства для генерирования магнитного поля, ориентированного перпендикулярно электрическому полю, для создания основной Лоренцевой силы в основном за счет протонной проводимости, согласно изобретению в рабочем канале установлены по крайней мере одна пара дополнительных электродов, изолированных от основных электродов, для обеспечения электрического пробоя воды и генерирование тока высокой плотности в основном за счет электронной проводимости. Дополнительные электроды расположены в канале с возможностью создания дополнительной Лоренцевой силы, совпадающей по направлению с полем указанной выше основной Лоренцевой силы.

Предлагаемое устройство позволяет повысить электропроводимость воды, в результате чего увеличивается общая Лоренцева сила воздействия на рабочий объем воды и в итоге увеличивается кпд движителя.

На фиг.1 изображен предлагаемый движитель, на фиг.2 - его поперечное сечение, указаны полярности основных и дополнительных электродов, а также направления электрических и магнитного полей.

Устройство содержит корпус 1 с рабочим каналом для прохода воды (направление движения указано стрелкой на фиг.1). В рабочем канале расположены основные электроды 2, представляющие собой, например, плоские пластины, длинные стороны которых направлены вдоль рабочего канала. Также в канале расположены устройства генерирования магнитного поля 3, изолированные от контакта с водой. Они представляют собой, например, магнитный диполь, состоящий из двух проводящих электрический ток катушек, расположенных по обе стороны рабочего канала. Для создания общего однородного магнитного поля, охватывающего рабочий канал, магнитные поля катушек должны совпадать по направлению. Дополнительные электроды 4 в виде заостренных тонких штырей изолированы от основных электродов и расположены так, что при электрическом пробое воды генерируемая дополнительная сила Лоренца совпадает по направлению с основной силой.

Движитель обеспечивает тягу судна в морской воде следующим образом. Устройства генерирования магнитного поля 3 создают в рабочем канале однородное магнитное поле. При приложении электрического напряжения к основным электродам 2 под действием напряженности электрического поля возникает движение ионов Na и протонов Н в сторону отрицательно заряженного электрода и движение ионов в основном Cl в противоположном направлении. Сила Лоренца, действующая на заряды, пропорциональна скорости их движения в воде, т.е. их подвижности. Подвижность ионов Na и Cl, основных ионов гидратированных в морской воде солей, ≈ в 100 раз ниже, чем подвижность протонов Н. Учитывая небольшую концентрацию солей в морской воде, основная сила Лоренца будет зависеть от движения протонов, и электропроводность будет носить в основном протонный характер. При электрическом пробое воды между двумя дополнительными электродами 4 возникает газовая «трубка», в которой наряду с указанными выше заряженными частицами создается возможность передвижения свободных электронов, которые будут двигаться в сторону дополнительного положительного электрода. Подвижность электродов в газовой «трубке» « в 100 раз выше, чем подвижность протонов, и на четыре порядка выше подвижности указанных выше ионов. Поэтому проводимость в газовой трубке между дополнительными электродами будет носить в основном электронный характер. Возникающая при этом дополнительная сила Лоренца будет в основном зависеть от движения электронов.

Полярности основных и дополнительных электродов (на фиг.2) обеспечивают направленность общей силы Лоренца и движение морской воды в рабочем канале в направлении, указанном на фиг.1 стрелками.

При одновременном действии магнитного поля, основного и дополнительного электрических полей увеличивается электрическая проводимость воды в рабочем канале, силы Лоренца суммируются, в результате чего достигается технический результат - кпд движителя увеличивается.

Изобретение относится к движителям и может быть использовано на морских судах. Электромагнитный движитель содержит корпус с каналом для впуска и выпуска воды, в котором установлены основные электроды для генерирования тока в электрическом поле, охватывающем сечение указанного канала, и устройства для генерирования магнитного поля, ориентированного перпендикулярно электрическому полю, для создания основной Лоренцевой силы. В рабочем канале движителя установлена по крайней мере одна пара дополнительных электродов, изолированных от основных электродов, с возможностью обеспечения электрического пробоя воды и создания дополнительной Лоренцевой силы, совпадающей по направлению с основной. Техническим результатом изобретения является повышение кпд предлагаемого движителя за счет искусственного повышения электропроводимости воды. 2 ил.

Электромагнитный движитель, содержащий корпус с каналом для впуска и выпуска воды, в котором установлены основные электроды для генерирования тока в электрическом поле, охватывающем сечение указанного канала, и устройства для генерирования магнитного поля, ориентированного перпендикулярно электрическому полю, для создания основной Лоренцевой силы, отличающийся тем, что в рабочем канале установлена по крайней мере одна пара дополнительных электродов, изолированных от основных электродов, с возможностью обеспечения электрического пробоя воды и создания дополнительной Лоренцевой силы, совпадающей по направлению с основной.