Магнитогидродинамический генератор с солнечным приводом


 


Владельцы патента RU 2453026:

Долгих Евгений Куртович (RU)

Изобретение относится к электротехнике, к магнитогидродинамическому преобразованию энергии, в частности концентрированного солнечного излучения высокой плотности в электрическую энергию. Технический результат состоит в повышении КПД благодаря увеличению проводимости ионизованного газа на большем температурном интервале, и уменьшении зависимости КПД от спектральных характеристик концентрированного солнечного излучения; уменьшении тепловых потерь в камере и канале. Это достигается воздействием дополнительного источника излучения на атомы присадки. В магнитогидродинамическом генераторе с солнечным приводом, содержащем приемник излучения, канал с электродами и магнитную систему, рабочий газ содержит основной газ и присадку. Приемник излучения включает камеру с теплоизолирующими стенками, внутренние поверхности которой покрыты отражающим тепловое излучение веществом. В ней размещен с зазором относительно ее стенок полый нагревательный элемент с газопроницаемыми стенками, совмещенный с входом канала и выходным отверстием камеры. В выходном сечении канала соосно с ним установлен элемент ввода концентрированного солнечного излучения, выполненный из тугоплавкого материала. Генератор содержит дополнительный источник излучения, длина волны излучения которого соответствует длине волны, определяемой энергией возбуждения атомов присадки, или не более длины волны, определяемой энергией ионизации ее атомов. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к магнитогидродинамическому (МГД) способу преобразования энергии, в частности к преобразованию концентрированного солнечного излучения высокой плотности в электрическую энергию.

В настоящее время основным методом получения электрической энергии является преобразование тепловой энергии с помощью паро- и газотурбинных установок в сочетании с электрогенератором. В качестве источников тепловой энергии используются химические топлива и атомные реакторы, а в последнее время и концентрированное солнечное излучение. Учет непрерывной возобновляемости и экологической чистоты энергии солнечного излучения показывает актуальность разработки эффективных методов ее преобразования.

Автор поставил задачу разработать МГД-генератор для преобразования концентрированного солнечного излучения, эффективный при эксплуатации в наземных условиях.

Применение МГД генератора для преобразования концентрированной солнечной энергии дает возможность более эффективного ее использования, т.к. реальный коэффициент полезного действия (КПД) преобразования солнечного излучения через тепловую энергию в электрическую энергию с применением паротурбинного способа или двигателя стирлинга имеет КПД ≈40%, а прямое получение электрической энергии из солнечной с помощью полупроводников еще меньше ≈20%.

Принцип действия МГД-генератора основан на явлении электромагнитной индукции, т.е. на возникновении тока в проводнике, пересекающем магнитные силовые линии. Наиболее известны и разработаны МГД-генераторы, которые вырабатывают электрическую энергию в результате движения, нагретого до высокой температуры электропроводного газа, через магнитное поле. При этом движении между электродами расположенными внутри канала МГД-генератора наводится электродвижущая сила. Необходимая для работы МГД-генератора проводимость ≈50 мо/м рабочего газа достигается за счет сильного его нагрева ≈3000°С и ввода в газ легко ионизируемых добавок (Роза Р. Магнитогидродинамическое преобразование энергии. - М.: Мир, 1970, с.37, 216). Наиболее эффективными для преобразования тепловой энергии в электрическую являются МГД генераторы замкнутого типа, в которых в качестве рабочего газа обычно используется смесь инертного (основного) газа и присадки - щелочного металла (например, смесь Ar и Cs). Это вызвано достаточно высокой проводимостью такой смеси в диапазоне температур 2000-3000°С, достигаемой благодаря легкоионизуемой присадке щелочного металла, позволяющей проводить преобразование тепловой энергии в электрическую в МГД-процессе.

Известен магнитогидродинамический генератор (МГД-генератор) с солнечным приводом по патенту РФ №2073951, содержащий приемник излучения, МГД-канал с электродами, магнитную систему и устройство создания потока рабочего газа в МГД-генераторе, генератор дополнительно содержит источник постоянного напряжения, при этом приемник излучения включает камеру с теплоизолирующими стенками, внутренние поверхности которой покрыты веществом, отражающим тепловое излучение, и размещенный в ней с зазором относительно стенок камеры полый нагревательный элемент с газопроницаемыми стенками, совмещенный с входом МГД-канала и выходным отверстием камеры с теплоизолирующими стенками, причем стенки нагревательного элемента выполнены из тугоплавкого проводящего материала, а их поверхности покрыты веществом с низкой работой выхода, при этом нагревательный элемент электрически соединен с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения, а положительный полюс источника соединен с ближайшим к приемнику излучения электродом МГД-канала, причем в выходном сечении МГД-канала соосно с каналом установлен элемент ввода концентрированного солнечного излучения в канал, при этом элемент ввода выполнен из тугоплавкого материала.

В результате взаимодействия с атмосферой интенсивность солнечного излучения у поверхности Земли по сравнению с ее значением в космосе уменьшается в среднем в два раза за счет рассеивания и поглощения излучения. В атмосфере также изменяется и спектральное распределение энергии солнечного излучения. Все это зависит от широты данного места, высоты его положения относительно уровня океана, времени суток, сезона года и облачности. Основным фактором, влияющим на интенсивность солнечного излучения и его спектр при отсутствии облачности, является оптическая длина, проходимая солнечным излучением в атмосфере. Наибольшее влияние этот фактор оказывает на интенсивность ультрафиолетовой части излучения Солнца, сильно уменьшая коротковолновую его часть с длинами <320 нм. Однако именно излучение <320 нм может фотоионизовать присадку (состоящую, например, из атомов цезия), которая вводится в рабочий газ (например, аргон) в известном МГД-генераторе с солнечным приводом. Следовательно, даже в случае применения Cs как присадки возникает трудность с ее фотоионизацией, т.к. для атомов Cs необходимо электромагнитное излучение длиной менее 318,5 нм («Физические величины: справочник», под ред. И.С.Григорьева. - М.: «Энергоатомиздат», 1991 г., с.410), тем более трудна или невозможна однофотонная фотоионизация Rb, К и Na. Однако именно благодаря эффекту фотоионизации повышается КПД данного МГД-генератора и улучшаются его эксплуатационно-технические параметры. Поэтому КПД преобразования концентрированной солнечной энергии в электрическую, в известной МГД-установке, эксплуатируемой у поверхности Земли, существенно уменьшается и зависит от множества вышеперечисленных факторов. Все это ограничивает возможность применения известного МГД-генератора с солнечным приводом.

Основными недостатками известного генератора являются зависимость коэффициента полезного действия преобразования от спектра концентрированного солнечного излучения и недостаточная проводимость рабочего газа вследствие недостаточной степени его ионизации.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, - повышение КПД преобразования концентрированной солнечной энергии в электрическую, благодаря увеличению проводимости ионизованного газа на большем температурном интервале, и уменьшение зависимости КПД преобразования от спектральных характеристик концентрированного солнечного излучения. Это достигается воздействием дополнительного источника излучения на атомы присадки.

Заявляемый технический результат достигается тем, что в магнитогидродинамическом генераторе с солнечным приводом, содержащем приемник излучения, канал с электродами и магнитную систему, рабочий газ генератора содержит основной газ и присадку, приемник излучения включает камеру с теплоизолирующими стенками, внутренние поверхности которой покрыты веществом, отражающим тепловое излучение, и размещенный в ней с зазором относительно стенок камеры полый нагревательный элемент с газопроницаемыми стенками, совмещенный с входом канала и выходным отверстием камеры с теплоизолирующими стенками, причем в выходном сечении канала соосно с каналом установлен элемент ввода концентрированного солнечного излучения в канал, при этом элемент ввода выполнен из тугоплавкого материала, согласно изобретению генератор содержит дополнительный источник излучения, при этом длина волны излучения дополнительного источника излучения соответствует длине волны, определяемой энергией возбуждения атомов присадки или длина волны излучения дополнительного источника излучения составляет не более длины волны, определяемой энергией ионизации атомов присадки рабочего газа.

Возможно, чтобы дополнительный источник излучения был выполнен в виде газоразрядной лампы.

Дополнительный источник излучения, выполненный в виде газоразрядной лампы, может содержать рефлектор, предназначенный для создания направленного потока излучения.

Дополнительный источник излучения может быть выполнен в виде газоразрядной лампы на парах того же металла, что и присадка.

Дополнительный источник излучения может быть выполнен в виде газоразрядной лампы на парах ртути.

Дополнительный источник излучения может быть выполнен в виде лазера с длиной волны, соответствующей длине волны, определяемой энергией возбуждения атомов присадки, при этом лазер снабжен оптическим элементом, предназначенным для расширения потока излучения лазера.

Дополнительный источник излучения может быть выполнен в виде лазера с длиной волны излучения, составляющей не более длины волны, определяемой энергией ионизации атомов присадки, при этом лазер снабжен оптическим элементом, предназначенным для расширения потока излучения лазера.

Целесообразно, чтобы дополнительный источник излучения был расположен таким образом, чтобы обеспечить максимальное перекрытие потоком его излучения объем рабочего газа в канале.

Дополнительный источник излучения может быть расположен напротив выхода канала.

Дополнительный источник излучения может быть расположен в канале генератора.

В зазоре между нагревательным элементом и камерой могут быть расположены на расстоянии друг от друга, а также стенок камеры и нагревательного элемента газопроницаемые тепловые экраны.

В прототипе концентрированное солнечное излучение близко к излучению абсолютно черного тела, т.е. содержит широкий диапазон длин волн. Поэтому считалось, что солнечное электромагнитное излучение, проходящее по каналу генератора, позволяет достичь максимально возможной степени ионизации рабочего газа благодаря фотоионизации атомов присадки и это обеспечивает необходимую проводимость рабочего газа. Однако при эксплуатации МГД-генератора с солнечным приводом у земной поверхности по причинам, указанным выше, вследствие значительного рассеивания и поглощения солнечного излучения с длинами волн <320 нм, КПД МГД-генератора с солнечным приводом существенно ниже, чем при его использовании на высотах более 10 км над поверхностью Земли.

Степень ионизации рабочего газа и ее стабильность может быть повышена дополнительным источником излучения.

Длина волны излучения дополнительного источника излучения для достижения заявленного технического результата должна соответствовать длине волны, определяемой энергией возбуждения атомов присадки рабочего газа, или должна быть не более длины волны, определяемой энергией ионизации атомов присадки рабочего газа. В обоих случаях становится возможным повышение до необходимой величины степени ионизации присадки рабочего газа.

Если длина волны электромагнитного излучения дополнительного источника излучения не превышает длину волны, определяемой энергией ионизации атомов присадки рабочего газа, в этом случае часть атомов присадки в канале МГД-генератора с солнечным приводом ионизируется в процессе нагрева газа и фотоионизации концентрированным солнечным излучением (как в прототипе), а некоторая часть атомов присадки, не ионизованная такими способами, ионизируется в результате воздействия излучения дополнительного источника излучения. Таким образом, увеличивается количество ионизованных атомов присадки рабочего газа, следовательно, повышается и проводимость рабочего газа.

В случае, если длина волны электромагнитного излучения дополнительного источника излучения соответствует длине волны, определяемой энергией возбуждения атомов присадки рабочего газа, тогда результат воздействия дополнительного источника изучения выражается в том, что он обеспечивает понижение энергии, необходимой для ионизации атомов присадки на величину, равную энергии возбуждения.

Известно, что атомы элементов характеризуются энергией ионизации и энергией возбуждения. Например, энергия ионизации цезия (Cs) равна 3,89 эВ, а его энергия возбуждения равна 1,39/1,45 эВ (Рохлин Г.Н. Газоразрядные источники света. - М.-Л., изд. «Энергия», 1966 г., с.29). Это означает, что для ионизации атомов цезия из невозбужденного состояния требуется энергия, равная 3,89 эВ, а для ионизации возбужденных атомов цезия требуется энергия, равная (3,89-1,39/1,45) эВ, т.е. существенно меньшая. Следует учесть, что при возбуждении атомов присадки увеличивается также и эффективность их ионизации, т.к. сечение фотоионизации возбужденных атомов по сравнению с не возбужденными много больше (Ключарев А.Н., Безуглов Н.Н. Процессы возбуждения и ионизации атомов при поглощении света. - Л.: издательство Ленинградского университета, 1983 г., с.150, 151).

Понижение энергии ионизации у возбужденных атомов присадки приводит к тому, что расширяется спектр длин волн, который может фотоионизовать эти атомы присадки до длин волн наиболее интенсивной области спектра солнечного излучения (Ключарев А.Н., Безуглов Н.Н. Процессы возбуждения и ионизации атомов при поглощении света. - Л.: издательство Ленинградского университета, 1983 г., с.150). Соответственно, увеличивается количество атомов газа присадки, которые могут быть ионизованы, т.е. растет проводимость рабочего газа и повышается стабильность ионизации.

Повышение степени ионизации атомов присадки рабочего газа, приводящее к повышению проводимости рабочего газа, позволяет понизить нижнюю температуру рабочего газа, а соответственно и увеличить КПД преобразования солнечной энергии в электрическую.

Повышение проводимости рабочего газа также приводит к снижению тепловых потерь в генераторе в результате джоулевого тепловыделения в его канале.

Дополнительный источник излучения может быть выполнен в виде газоразрядной лампы на парах того же металла, что является присадкой в рабочем газе МГД-генератора или на парах других металлов (например, ртути). Ртутная газоразрядная лампа позволяет осуществлять прямую фотоионизацию атомов не только Cs, но и Rb, К, Na и других возможных эффективных легко ионизуемых присадок в МГД-генераторе с солнечным приводом.

Дополнительный источник излучения может быть выполнен в виде в виде лазера. При этом лазер должен быть снабжен оптическим элементом, предназначенным для расширения потока излучения лазера.

Возможно использование одновременно нескольких дополнительных источников излучения с разными длинами волн, а именно: дополнительных источников излучения с длиной волны, не превышающей длину волны, определяемую энергией ионизации атомов присадки рабочего газа, и дополнительных источников излучения, имеющих длину волны, соответствующую длине волны, определяемой энергией возбуждения атомов присадки рабочего газа.

Расположение и направление излучения дополнительного источника излучения должно быть таково, чтобы его излучение максимально перекрывало объем рабочего газа в МГД-канале.

КПД преобразования энергии электромагнитного излучения солнца в электрическую энергию заявленного изобретения повышается за счет того, что дополнительный источник излучения позволяет:

- обеспечить понижение температуры ионизованного газа при обеспечении необходимой его проводимости;

- максимально повысить проводимость рабочего газа вследствие воздействия на атомы присадки дополнительного источника излучения;

- повысить стабильность ионизации атомов присадки, т.е. повысить стабильность и эффективность работы МГД-генератора в наземных условиях;

- снизить тепловые потери в камере и канале генератора.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема продольного осевого сечения МГД-генератора.

МГД-генератор содержит приемник излучения, состоящий из камеры 1 с теплоизолирующими стенками, которые изнутри покрыты отражающим тепловое излучение составом, внутри камеры 1, с зазором от ее стенок, находится газопроницаемый по поверхности полый нагревательный элемент 2, канал 3 с электродами 4, состыкованный своим входным отверстием с выходным отверстием камеры 1, которое совмещено с отверстием нагревательного элемента 2, магнитную систему 5, создающую магнитное поле в канале 3, тугоплавкий элемент ввода 6 излучения, пропускающий концентрированное солнечное излучение в канал 3 генератора, расположенный по оси канала 3 со стороны его выхода. Рабочий газ представляет собой смесь из основного газа - аргона и присадки - цезия. Дополнительный источник 7 излучения, выполненный в виде газоразрядной лампы на парах того же металла, что и присадка (цезиевая лампа). Цезиевая газоразрядная лампа применяется для возбуждения атомов цезия в канале генератора. Дополнительный источник 7 излучения, выполненный, например, в виде кольцеобразной газоразрядной лампы с рефлектором 8, расположен напротив выхода МГД-канала. Рефлектор 8 предназначен для создания направленного излучения от источника 7 излучения. Генератор содержит газопроницаемые тепловые экраны 9, находящиеся между стенками камеры нагрева и нагревательным элементом на некотором расстоянии относительно друг от друга. Газопроницаемые тепловые экраны 9 предназначены для уменьшения тепловых потерь в камере 1 и увеличения температуры нагрева нагревательного элемента 2. Экраны 9 могут быть выполнены из металла с зеркальной поверхностью с отверстиями.

Заявляемый МГД-генератор работает следующим образом: рабочий газ, состоящий из Аr+0,2 ат.% Cs нагнетается компрессором 10 (например, газотурбинным) в пространство между камерой 1 и расположенным внутри нее нагревательным элементом 2, который отделен от стенок камеры 1 серией газопроницаемых тепловых экранов 9. Газ проходит через тепловые экраны 9 и нагревательный элемент 2, нагревается и попадает в канал 3. В канале легкоионизируемая присадка рабочего газа ионизируется в результате нагрева и комбинированного воздействия фотоионизации солнечным излучением с воздействием на атомы присадки дополнительного источника 7 излучения. Ионизированный газ, проходя через канал 3 поперек магнитного поля, созданного в канале 3 магнитной системой 5, совершает работу против тормозящей электромагнитной силы, в результате чего между электродами 4, расположенными в канале 3 генератора, возникает электродвижущая сила. При этом необходимая для работы МГД-генератора проводимость рабочего газа поддерживается его фотоионизацией концентрированным солнечным излучением, проходящим по оси канала 3 со стороны его конца в направлении к поглощающему солнечное излучение нагревательному элементу 2, при этом в канал 3 концентрированное солнечное излучение попадает через тугоплавкий элемент 6 ввода.

1. Магнитогидродинамический генератор с солнечным приводом, содержащий приемник излучения, канал с электродами и магнитную систему, рабочий газ генератора содержит основной газ и присадку, приемник излучения включает камеру с теплоизолирующими стенками, внутренние поверхности которой покрыты веществом, отражающим тепловое излучение, и размещенный в ней с зазором относительно стенок камеры полый нагревательный элемент с газопроницаемыми стенками, совмещенный с входом канала и выходным отверстием камеры с теплоизолирующими стенками, причем в выходном сечении канала соосно с каналом установлен элемент ввода концентрированного солнечного излучения в канал, при этом элемент ввода выполнен из тугоплавкого материала, отличающийся тем, что генератор содержит дополнительный источник излучения, при этом длина волны излучения дополнительного источника излучения соответствует длине волны, определяемой энергией возбуждения атомов присадки, или длина волны излучения дополнительного источника излучения составляет не более длины волны, определяемой энергией ионизации атомов присадки рабочего газа.

2. Магнитогидродинамический генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный источник излучения выполнен в виде газоразрядной лампы.

3. Магнитогидродинамический генератор по п.2, отличающийся тем, что дополнительный источник излучения, выполненный в виде газоразрядной лампы, содержит рефлектор, предназначенный для создания направленного потока излучения.

4. Магнитогидродинамический генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный источник излучения выполнен в виде газоразрядной лампы на парах того же металла, что и присадка.

5. Магнитогидродинамический генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный источник излучения выполнен в виде газоразрядной лампы на парах ртути.

6. Магнитогидродинамический генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный источник излучения выполнен в виде лазера с длиной волны, соответствующей длине волны, определяемой энергией возбуждения атомов присадки, при этом лазер снабжен оптическим элементом, предназначенным для расширения потока излучения лазера.

7. Магнитогидродинамический генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный источник излучения выполнен в виде лазера с длиной волны излучения, составляющей не более длины волны, определяемой энергией ионизации атомов присадки, при этом лазер снабжен оптическим элементом, предназначенным для расширения потока излучения лазера.

8. Магнитогидродинамический генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный источник излучения расположен таким образом, чтобы обеспечить максимальное перекрытие потоком его излучения объем рабочего газа в канале.

9. Магнитогидродинамический генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный источник излучения расположен напротив выхода канала.

10. Магнитогидродинамический генератор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный источник излучения расположен в канале генератора.

11. Магнитогидродинамический генератор по п.1, отличающийся тем, что в зазоре между нагревательным элементом и камерой расположены на расстоянии друг от друга, а также стенок камеры и нагревательного элемента газопроницаемые тепловые экраны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к источникам тепла, а именно к источникам тепла, обеспечивающим нагрев газа для использования его в магнитогидродинамическом генераторе (МГД-генераторе).

Изобретение относится к области электротехники и направлено на усовершенствование электрических машин, используемых в силовой электроэнергетике. .

Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано в автономных источниках, работающих в условиях постоянного воздействия силы тяжести, и с успехом применено в промышленности для производства электроэнергии.

Изобретение относится к технической физике, к технологии эксплуатации магнитогазодинамических каналов, как МГД-генераторов, так и МГД-ускорителей, и может быть использовано в электротехнической и авиационно-космической промышленности, а также и в других областях техники.

Изобретение относится к области электротехники и МГД техники и может быть использовано в индукционных электромагнитных насосах для перекачивания жидкометаллических теплоносителей в реакторах на быстрых нейтронах, в химической и металлургической промышленности, а также в магнитогидродинамических машинах и линейных индукционных двигателях.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в области атомной энергетики, металлургии и других областях техники. .

Изобретение относится к пульсирующим детонационным двигателям, в которых используется магнитогидродинамическое управление потоком. .

Изобретение относится к нетрадиционным методам получения электрического тока и разработке устройства для осуществления этого процесса. .

Изобретение относится к источникам электрической энергии и может быть использовано на космических летательных аппаратах, входящих в атмосферу с высокой скоростью.

Изобретение относится к магнитогидродинамическому преобразованию тепловой энергии в электрическую энергию

Изобретение относится к электротехнике, к магнитогидродинамическим (МГД) генераторам

Изобретение относится к области энергетики, преимущественно к созданию аварийных энергетических установок большой мощности, работающих на принципе магнитогазодинамического преобразования энергии

Изобретение относится к плазменной энергетике, конкретно к гибридным источникам энергии для получения электричества, горячего воздуха, горячей воды и горячего водяного пара в интересах коммунального хозяйства, товариществ собственников жилья (ТСЖ), садовых кооперативов, отдельных коттеджей и/или промышленных производств

Изобретение относится к области исследования плазмы. Магнитогидродинамическое моделирующее устройство включает в себя плазменный контейнер, в который помещен первый ионизируемый газ, первый электрический контур, расположенный рядом с плазменным контейнером, содержащий промежуток, электрические контакты на первой и второй сторонах промежутка, и первое вещество, имеющее, по меньшей мере, низкую магнитную восприимчивость и высокую проводимость. Первый электрический контур может быть составлен из совокупности одного или избыточного количества проводных контурных катушек. В таких случаях электрический контакт установлен через концы проводов катушки. Кроме того, магнитогидродинамическое моделирующее устройство включает в себя электропроводную первую катушку, намотанную вокруг плазменного контейнера и через первый электрический контур. Технический результат - обеспечение возможности моделирования магнитогидродинамики плазмы в нежидкостной среде. 19 з.п. ф-лы, 4 ил.

Относится к области энергетики и может быть использовано в магнитогидродинамических генераторах, преимущественно вырабатывающих электрическую энергию в десятки или сотни кВт. Технический результат заключается в использовании водяного топлива путем диссоциации воды на водород и кислород и сжигания этого водорода, а также в том, что корпус одновременно выполняет функцию камеры сгорания благодаря выполнению корпуса в виде сопла Лаваля. Это дает возможность соединять несколько МГД-генераторов в последовательную или последовательно-параллельную цепь с образованием батареи МГД-генераторов с целью увеличения мощности генерируемой электроэнергии. МГД-генератор содержит корпус 1, выполненный в виде сопла Лаваля, форсунку 2 для подачи воды или водяного пара на вход этого сопла, электроды 3 для создания высоковольтной дуги, магнитную систему 4, расположенную в области расширяющейся части (диффузора) сопла, и средство 5 съема электрического тока (электроды). Средство 5 может быть выполнено индукционным (т.е. безэлектродным). МГД-генератор также содержит дополнительную форсунку 6 для подачи воды или водяного пара в сопло 1 в области его сужающейся части. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания систем магнитогидродинамического (МГД) генерирования электроэнергии на основе МГД-генераторов, вырабатывающих электрическую энергию в десятки или сотни кВт. Технический результат состоит в упрощении конструкции, повышении мощности и снижении себестоимости генерируемой электроэнергии. Система МГД генерирования электроэнергии содержит как минимум два МГД-генератора, каждый из которых содержит корпус 1 (7) в виде сопла Лаваля, как минимум одну форсунку 2 (8) для подачи воды или водяного пара на вход этого сопла, пьезоэлемент для образования водяного пара. Электроды 3 (9) для создания высоковольтной дуги установлены во входной части сопла Лаваля. Магнитная система 4 (10), средство 5 (11) съема электрического тока расположены в области расширяющейся части сопла Лаваля. МГД-генераторы установлены последовательно так, что в процессе работы системы рабочее тело, выходящее из расширяющейся части сопла Лаваля 1 предшествующего МГД-генератора, поступает на вход сопла Лаваля 7 последующего МГД-генератора. Средство 5 съема электрического тока предшествующего МГД-генератора электрически связано с электродами 9 для создания высоковольтной дуги последующего МГД-генератора и электромагнитом магнитной системы 10 последующего МГД-генератора. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к магнитной гидродинамике, к электромагнитным насосам и может быть использовано в металлургии, в ядерной и нетрадиционной энергетике, машиностроении, химической промышленности, а также в космической технике. Технический результат состоит в введении возможности пропускания через рабочий канал как жидкой (электролиты, расплавы металлов), так газообразной (ионизированный газ) проводящих сред. Магнитогидродинамическое (МГД) устройство включает канал, входные и выходные патрубки, магнитную систему. Магнитная система выполнена в виде сплошного цилиндра из проводящего материала, торцы которого соединены электрическими проводами с рабочими электродами, подключенными к источнику питания. В патрубки вмонтированы рабочие электроды. В первом варианте МГД устройства внутренняя стенка канала является цилиндрической, а внешняя - конической с углом наклона α в диапазоне от 0° до 90°. В патрубки вмонтированы рабочие электроды. Во втором варианте МГД устройства внешняя и внутренняя стенки канала являются цилиндрическими, причем функцию одной пары электродов выполняют стенки канала. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к производству электрической энергии на основе магнитогидродинамического эффекта и может быть использовано в устройствах обработки информации или приемо-передающих устройствах, размещаемых на объектах, движущихся с ускорением. Технический результат состоит в обеспечении электрической энергией маломощных устройств, установленных на движущихся объектах путем преобразования кинетической энергии рабочего тела в электрическую энергию. Магнитогидродинамический генератор содержит магнит, расположенный таким образом, что магнитное поле пересекает канал для перемещения рабочего тела. Два электрода расположены вдоль канала. Два вертикальных резервуара подключены с двух разных сторон к каналу. Устройство располагается на объектах, движущихся с ускорением. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к возобновляемым источникам электрической энергии. Технический результат состоит в упрощении конструкции и повышении надежности. Устройство содержит эластичный передаточный элемент (1), связанный с преобразователем энергии, подключенным к электрической нагрузке и выполненным в виде МГД генератора (2), состоящего из цилиндра (4) из непроводящего материала с двумя поршнями (5) и (6), один из которых (6), подпружинен пружиной (7). Внутренний объем цилиндра (4) между поршнями (5) и (6) заполнен электропроводной жидкостью, а с торцов (9) и (10) - воздухом. По внутренней поверхности цилиндра (4) размещены противоположно расположенные электроды (11) и (12), связанные с накопителем (14) и далее - с электрической нагрузкой, а на его внешней поверхности установлен магнит (15). Эластичная емкость (1) сообщена каналом (16) с цилиндром (4) со стороны поршня (5). При воздействии внешней силы Q при посредстве заполненной воздухом эластичной емкости (1) усилие передается на поршень (5), который, перемещаясь, оказывает давление на электропроводную жидкость (8), частицы которой начинают двигаться, пересекая силовые линии магнита (15), одновременно оказывая воздействие на подпружиненный поршень (6). В процессе движения жидкости (8) через магнитное поле по ней протекает электрический ток, который, замыкаясь через электроды (11) и (12), поступает в накопитель (14), а от него - к электрической нагрузке. Движение жидкости (8) носит колебательный характер, что позволяет достигать резонансных характеристик системы. 1 ил.
Наверх