МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР УЧАЕВА Советский патент 1995 года по МПК H02K44/08 H02K44/14 

Предлагаемое устройство относится к области производства электрической энергии и может быть использовано для преобразования тепловой энергии в электрическую за счет магнитогидродинамического эффекта.

Известны магнитогидродинамические генераторы, состоящие из прямого канала, к которому подведено магнитное поле, содержащее источник тепла и электроды для снятия электрической энергии. Канал имеет вход, в который подается электропроводящая среда, например плазма с ионообразующими присадками, и выход, из которого электропроводящая среда с присадкой выбрасывается в атмосферу.

Недостатком таких устройств являются необратимые потери остаточной кинетической и потенциальной энергий, а также дорогостоящей присадки при выбросе отработанной плазмы. Кроме того, происходит загрязнение окружающей среды.

Ближайшим техническим решением к изобретению является магнитогидродинамический генератор замкнутого цикла, который состоит из атомного реактора, прямого канала с электродами и электромагнитом, конденсатора и обратного канала, соединяющего конденсатор с реактором.

Недостатками такого генератора являются его значительный вес и габариты, что в некоторых случаях, например на подвижных объектах, не позволяет использовать преимущества генераторов замкнутого цикла перед генераторами открытого цикла.

Целью изобретения является уменьшение веса и габаритов магнитогидродинамического генератора замкнутого цикла.

Цель достигается тем, что в предлагаемом генераторе канал состоит только из расширяющегося и сужающегося участков, осевое сечение его, например, образовано двумя окружностями со смещенными центрами, а нагреватель и холодильник установлены на расширяющемся и сужающемся участках канала соответственно.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит прямой канал 1, обратный канал 2, вход 3 прямого канала, выход 4 прямого канала, вход 5 обратного канала, выход 6 обратного канала, 7 нагревательная камера, нагреватель 8, охладительную камеру 9, холодильник 10, трубопроводы 11, электроды 12.

Прямой и обратный каналы заполнены электропроводящей средой, например газом или плазмой с ионообразующими присадками. К прямому каналу подведено магнитное поле от внешнего электромагнита, который на чертеже не показан. Силовые линии магнитного поля направлены перпендикулярно плоскости чертежа.

Устройство работает следующим образом.

Электропроводящая среда нагревается в прямом канале 1 от нагревателя 8, для чего от него через трубопроводы 11 и нагревательную камеру 7 к прямому каналу 1 подают тепло с использованием теплоносителя, циркулирующего через нагреватель 8, нагревательную камеру 7 и трубопровод 11. нагретый газ в прямом канале 1 расширяется и начинает двигаться в направлении, в котором увеличивается вдоль линии поперечное сечение прямого канала 1, т.е. от его входа 3 к его выходу 4. При этом газ (плазма) при движении пересекает магнитные силовые линии внешнего магнитного поля, в результате чего происходит разделение электрических зарядов в плазме, а кинетическая энергия движущейся электропроводящей среды преобразовывается в электрическую энергию, которая отводится с помощью электродов 12. На выходе прямого канала 4 газ (плазма) имеет конечную скорость V_к и оставшуюся кинетическую энергию W_к где m масса газа. С этой энергией газ из прямого канала 1 входит в обратный канал 2 и по нему продвигается к выходу 6 обратного канала, причем это продвижение сопровождается отводом тепла в холодильник 10 через охладительную камеру 9 и трубопровод 11 и сжатием газа (плазмы), так как поперечное сечение обратного канала уменьшается в направлении от входа 5 обратного канала к его выходу 6. Такое сжатие газа (плазмы) с одновременным охлаждением приводит в соответствии с первым законом термодинамики к затратам энергии газа на его сжатие меньшим, чем выделяется в прямом канале при расширении газа с одновременным его нагреванием. После прохождения обратного канала 2 газ с оставшейся кинематической энергией входит в прямой канал 1 на его вход 3, вновь нагревается и вновь продвигается вдоль прямого канала 1.

В связи с тем, что прямой и обратный каналы плавно изогнуты во взаимно противоположных направлениях, а их входы и выходы соответственно плавно сопрягаются между собой, в предложенном устройстве отсутствует отражение газового потока в обратном направлении и соответствующие потери энергии, связанные с этим.

Магнитогидродинамический генератор замкнутого цикла, состоящий из канала, источника тепла, магнитной системы, электродов для отвода электрической энергии и холодильника, отличающийся тем, что, с целью уменьшения веса и габаритов, канал состоит только из расширяющегося и сужающегося участков, осевое сечение его, например, образовано двумя окружностями со смещенными центрами, а источник тепла и холодильник установлены на расширяющемся и сужающемся участках канала соответственно.