Магнітогідродинамічний генератор

Реферат: UA 92768 U UA 92768 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі енергетики, а саме до пристроїв для перетворення теплової енергії в електричну і може бути використана для отримання електричної енергії безпосередньо від теплоносіїв за рахунок магнітогідродинамічного ефекту. Відомий спосіб перетворення теплової енергії в електричну і пристрій для його здійснення, де електропровідним робочим тілом є рідкий метал (ртуть), [див. Авторське свідоцтво СРСР SU 1823098 А1 5 Η 02 К 44/ 08]. Недоліками цього пристрою є складність конструкції і те що в ньому використовується токсичний матеріал (ртуть), а також неможливість використання такого генератора для отримання електроенергії з природних джерел (вода, повітря). Відомий автономний магнітогідродинамічний генератор, який має канал, електромагніт, конденсаторну батарею початкового збудження, де на виході МГД-генератора отримуються уніполярні імпульси [див. Авторське свідоцтво СРСР SU 782692 А1 5 Η 02 К44/ 08]. Недоліками цього генератора є складність конструкції і вузька сфера його застосування. Найбільш близьким до пропонованого пристрою є магнітогідродинамічний генератор Учаєва замкнутого циклу, де прямий і зворотний канали заповнені електропровідним середовищем (газом або плазмою) з іоноутворюючими додатками [див. Авторське свідоцтво СРСР SU 698469 А1 6 Η 02 К 44/ 08, 44/14]. Недоліками цього генератора є те, що як електропровідне середовище застосовуються газ або плазма, які мають високу температуру, що потребує застосування відповідних коштовних матеріалів для пристрою і звужує сферу застосування генератора, крім того застосування газу або плазми, які мають низькі коефіцієнти теплопровідності в порівнянні з рідиною, зменшує, потужність генератора. Недоліком цього генератора є і те, що він виробляє електрострум постійної напруги, що ускладнює передачу електроенергії на велику відстань і ускладнює регулювання напруги при потребі. До недоліків слід віднести і те, що генератор не може працювати в автономному режимі, бо має зовнішній електромагніт. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення потужності магнітогідродинамічного генератора, зменшення його вартості, отримання від генератора змінної електричної напруги, розширення сфери його застосування, забезпечення роботи генератора в автономному режимі. Поставлена задача вирішується тим, що як електопровідне середовище застосовується металева турбіна із змінним об'ємом уздовж кола обертання, яка обертається за допомогою руху електроізоляційної рідини при контакті її з теплоносіями, а електрична напруга генератора отримується за допомогою трансформатора, у якого металева турбіна є первинною обмоткою. На фіг. 1 показана схема магнітогідродинамічного генератора, на фіг. 2 - розріз А-А. Генератор складається з прямого каналу 1, зворотного каналу 2, входу 3 прямого каналу, виходу 4 прямого каналу, входу 5 зворотного каналу, виходу 6 зворотного каналу, нагрівальної камери 7, нагрівача 8, охолоджувальної камери 9, холодильника 10, трубопроводів 11. Крім того він має металеву турбіну 12, осердя трансформатора 13, вторинну котушку трансформатора 14. Металева турбіна знаходиться в герметичному корпусі генератора 15 з вставкою з електроізоляційного матеріалу 16 для виключення екранізації електромагнітного поля, яке виникає під час руху турбіни 12. Корпус 15 повністю заповнений електроізоляційною рідиною, наприклад трансформаторним мастилом. Канал в генераторі складається тільки з ділянки, що розширюється і з ділянки, що звужується, а нагрівач і холодильник установлені на ділянці, що розширюється і на ділянці, що звужується, відповідно, а осьовий переріз корпусу 15 утворений двома колами із зміщеними центрами. Пристрій працює таким чином. Електроізоляційна рідина нагрівається в прямому каналі 1 від нагрівача 8, для чого від нього через трубопровід 11 і нагрівальну камеру 7 до прямого каналу 1 подається тепло з використанням теплоносія, який циркулює через нагрівач 8, нагрівальну камеру 7 і трубопровід 11. В той же час робоча рідина охолоджується в зворотному каналі 2 від холодильника 10, для чого від нього через трубопровід 11 і охолоджувальну камеру 9 до зворотного каналу 2 подається холод з використанням теплоносія, який циркулює через холодильник 10, охолоджувальну камеру 9 і трубопровід 11. Нагріта робоча рідина в прямому каналі 1 розширюється, а тиск іі збільшується. Охолоджена робоча рідина стискається а тиск її зменшується у зворотному каналі 2. Таким чином, в прямому каналі 1 тиск повинен бути більшим, ніж у зворотному каналі 2. Підсумковий тиск в обох переходах (3-6 і 4-5) установлюється однаковий, але підсумкове зусилля відтиску рідини в переході 4-5 більше, ніж в переході 3-6, тому що площа поверхні переходу 4-5 більша ніж переходу 3-6. Якщо вважати робочу рідину нестискуваною і не враховувати тертя, то нагріта робоча рідина в прямому каналі 1 повинна рухатися в напрямку збільшення поперечного перерізу прямого каналу (по годинниковій стрілці на фіг. 1). Після проходження зворотного каналу 2 рідина з кінетичною енергією що залишилася, входе в прямий канал 1 на його вхід 3, знову нагрівається і знову 1 UA 92768 U 5 просувається уздовж прямого каналу 1. Рідина, яка рухається, передає частку своєї кінетичної енергії металевій турбіні 12, яка обертається по годинниковій стрільці. Обертання турбіни 12, яка є первинною котушкою трансформатора, викликає у вторинній котушці трансформатора 14 змінну електричну напругу, тому що металева турбіна завдяки лопаткам має змінний по колу обертання об'єм і змінну кількість вільних електронів, які при русі створюють змінне магнітне поле. До вторинної котушки трансформатора 14 підключається споживач електроенергії. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 Магнітогідродинамічний генератор замкненого циклу, який складається з каналу, одна ділянка якого тільки розширюється, а друга ділянка - тільки звужується, осьовий переріз якого утворений двома колами із зміщеними центрами, а джерело тепла і холодильник установлені на ділянці, що розширюється і на ділянці, що звужується, відповідно, який відрізняється тим, що з метою збільшення його потужності, зменшення вартості, розширення галузі його застосування, забезпечення роботи генератора в автономному режимі і отримання змінної електричної напруги, як електропровідне середовище застосовується металева турбіна із змінним об'ємом уздовж кола обертання, яка обертається за допомогою руху електроізоляційної рідини при контакті її з теплоносіями, а електрична змінна напруга отримується за допомогою трансформатора, у якого металева турбіна є первинною обмоткою, а з вторинної обмотки трансформатора живиться споживач електроенергії. 2 UA 92768 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3