专利名称：超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电磁技术领域，具体涉及一种超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器。
背景技术：
磁流体推进技术是目前船舶推进技术的发展方向，它的原理就是利用电磁驱动原理，利用水尤其是海水的导电性，再通过强磁场实现推动前进。磁流体推进技术最大的优点就是没有任何机械转动、不用传动轴。理论上动力强劲效率高，可以实现任意位置安装等等，尤其是应用在潜艇上效果是非常优异。关于磁流体推进器:所谓的“磁流体推进器”就是在贯通海水的通道内建有一个磁场，这个磁场能对导电的海水产生电磁力作用，使之在通道内运动，若运动方向指向船尾，则反作用力便会推动船舶前进。与传统机械传动类推进器(譬如螺旋桨、水泵喷水推进器等)相比较，磁流体推进器的不同点在于:前者使用机械动力作为推力而后者使用电磁力。正因为如此，磁流体推进器无须配备螺旋桨桨叶、齿轮传动机构和轴承等，是一种完全没有机械噪音的安静推进器。一旦现代潜艇使用了这种推进器，便从根本上消除了因机械转动而产生的振动、噪音以及功率限制，而能在几乎绝对安静的状态下以极高的航速航行。据理论计算其航速可达150节，而这是任何机械转动类推进器不可能实现的。超导直线栅极高频移相波磁流体推进器是把电能直接转换成流体动能，以喷射推进取代传统螺旋桨推进的新技术，它具有低噪音和安全性等特点，在特殊船舶推进应用中具有重大价值。试验表明，超导电磁流体船舶推进具有安静无噪声，操作简便等特点，其应用前景光明，极有战略性的深远意义。磁流体推进目前还处在理论研究界段，届时试验数据所产生的推力与理论推力差之甚远。所表现的是推力明显不足:1、能效转换低；2、不能产生足够的安培力。其主要原因是:电荷在水导体内产生电荷溢出现象导致安培力下降，依水为载荷不同于金属载体，电荷在金属载体内因导线之间相互绝缘，在洛仑磁力的作用下产生排斥因反作用力使电子象一侧运动由于导体之间相互绝缘电子无法溢出表面而产生动力。在流体推进器内是充满水的内腔，而动力是来源于电流通过液体时于垂直与液体电流方向的磁场的作用下产生定向力，同时因液体电解作用使电荷串在一起，在洛仑磁力的作用下使电荷向一侧运动、因电流对水的电解作用使电荷推动水体向一侧运动产生推力。在强大的推力作用下、电子链向前溢出来抵消洛仑磁力的作用力，这一现象大大降低了安培力，这是推进器能效降低的主要原因。[0014]通过以上分析我们得知提高安培力首要解决的问题是电荷在流体内产生电荷溢出现。实用新型内容[0015]本实用新型的目的是为了提供一种超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，因超导直线栅极高频移相波磁流体推进器是采用高频独立跨距供电，因极高的移相频率、使电荷在溢出之前改变相位、使电荷无法移出，因高频相移前推作用能使推进器产生倍力效应，将推力与相移频率成正比，从理论上讲相移频率可近百兆或千兆这对流体推进器来讲已足够产生强大的推动力所需要的频率，由于流体推进器所生的推力与相移频率成正比、改变相移频率可杜绝电荷溢出对推力的衰减，大大提高流体推进器推力，将有效提高安培力与洛仑磁力的作用，从而超导直线栅极高频移相波磁流体推进器将是有效提高能效比的可靠方案。[0016]为达到上述目的，本实用新型采用以下方案:[0017]一种超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，包含有若干个栅体，栅体分别采用永久磁体、电磁体，其特征在于，所述永久磁体和电磁体依次间隔排列，永久磁体、电磁体内侧设有相对应的两片基板，两片基板长边顶端之间设有密封板，基板与密封板组成一水流腔体，基板外侧设有复数输入电极，基板内侧设有复数电栅极，相邻两电栅极之间设有栅极绝缘层，输入电极底端穿过基板连接电栅极，电栅极与输入电极组成高磁通密度电磁体栅格，复数电栅极与复数输入电极组成的复数高磁通密度电磁体栅格形成高密度磁栅散体，电栅极外端穿过永久磁体、电磁体，电栅极向外的顶端电连接驱动系统；[0018]所述永久磁体、电磁体内设有动力系统,动力系统包含有水流腔体、栅极绝缘层、高磁通密度电磁体栅格。[0019]在其中一些实施例中，所述基板内侧设有栅极绝缘层，栅极绝缘层上镶入电栅极。[0020]在其中一些实施例中，所述水流腔体形成管状，驱动系统电连接动力系统，发电设备及储电设备电连接指令系统，指令系统电连接控制系统，控制系统电连接驱动系统。[0021]在其中一些实施例中，所述基板外侧与永久磁体、电磁体内侧之间设有间距。[0022]在其中一些实施例中，所述驱动系统设有移相控制电子开关，高磁通密度电磁体栅格向外的顶端输入电极电连接驱动系统的移相控制电子开关；[0023]移相控制电子开关设有复数开关，移相控制电子开关连接的一组高磁通密度电磁体栅格组成一个栅区，移相控制电子开关连接多个栅区。[0024]在其中一些实施例中，所述水流腔体外的若干个栅体分别依次间隔设置永久磁体与电磁体，永久磁体与电磁体混合结构以1:1交叉排列；[0025]基板内腔设置若干组栅区，栅区内设有复数电栅极，两基板上相对的每单格电栅极分别为对极，正极的电栅极对面的基板上的电栅极为负极，每个电栅极分别向外引出一输入电极，输入电极与外部控制系统的驱动系统相连接。[0026]在其中一些实施例中，所述栅体内的高密度磁栅散体的每个电栅极分别采用独立跨距供电，移相控制电子开关采用高频移相供电方式、分别提供每个高磁通密度电磁体栅格内的一个电栅极，移相控制电子开关每组高频移相控制系统分别控制栅体内的一个栅区的电栅极。[0027]在其中一些实施例中，所述基板内壁镶有栅极绝缘层，电栅极镶嵌在水流腔体内两侧的基板的栅极绝缘层内，电栅极与栅极绝缘层内平面齐平，栅极绝缘层将电栅极相互隔离。在其中一些实施例中，所述栅区的电栅极由移相控制电子开关独立供电。在其中一些实施例中，所述移相控制电子开关的第一组电源经驱动系统、分别控制每栅区的第一对电栅极，移相控制电子开关的第二组电源分别驱动每栅区内第二组电栅极，以此类推。本实用新型的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器将有效解决推进器电荷溢出现象。超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器结构原理:1、将水流腔体外的高强磁体分成若干个栅体，分别采用高密度永久磁体和高密度电磁体，永久磁体和电磁体以一比一依次排列作成，作为穿透流体的垂直磁场，在推进器内腔做若干组栅格、每单格分别为对极(正负极)，每个栅格分别向外引出一输入电极，与外部控制系统向联接。2、在常速运行时起动永久磁体内的栅极，在高速运行时永久磁体和高密度电磁体内的栅极同时起动产生强大推力使其高速向前运动。3、每栅体内的栅格电极分别采用独立跨距供电，采用高频移相供电方式、分别提供每个栅格内的一个栅极，每组高频移相控制系统分别控制每栅内的一组栅极。本实用新型的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器用于各类潜艇、军舰、轮船、货轮、及各种船舶的动力系统。超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器的，永久磁体与电磁体混合结构，I: I交叉排列。超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器的，栅状电极结构、用于高频移相驱动。超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器采用高频相移驱动方式。超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器各栅区的栅极采用编组独立供电。超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器采用高频移相驱动方式。
图1所示实施例的结构示意图；图2所示实施例的立体示意图；图3所示实施例移相控制电子开关部分的电路图；图4所示实施例的剖面图；图5所示实施例的分解效果图；图6所示实施例的电路原理图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本实用新型的优点与精神，藉由以下通过实施例对本实用新型做进一步的阐述。本实用新型实施例的效果图参见附图1、附图2，本实用新型包含有永久磁体204、电磁体205，永久磁体204、电磁体205内侧设有相对应的两片基板203，两片基板203长边顶端之间设有密封板202，基板203与密封板202组成一水流腔体201，水流腔体201形成管状水流腔体，基板203外侧设有复数输入电极102，基板203内侧设有复数电栅极101，相 邻两电栅极101之间设有栅极绝缘层107，相当于基板203内侧设有栅极绝缘层107，栅极 绝缘层107上镶入复数电栅极101，输入电极102底端穿过基板203连接电栅极101，电栅 极101与输入电极102组成高磁通密度电磁体栅格104，复数电栅极101与复数输入电极 102组成的复数高磁通密度电磁体栅格104形成高密度磁栅散体103。[0044]电栅极101外端穿过永久磁体204，电栅极101向外的顶端伸出永久磁体204外 侦牝电栅极101向外的顶端外引出输入电极102电连接驱动系统304(通过程序控制给栅电 极提供电能的组件驱动组件)的移相控制电子开关108。[0045]基板203外侧与永久磁体204、电磁体205内侧之间设有间距。将水流腔体201外 的高强磁体分成若干个栅体，分别采用永久磁体204和电磁体205，永久磁体204和电磁体 205以一比一依次排列作成，作为穿透流体的垂直磁场。[0046]发电设备及储电设备301电连接指令系统302 (操作系统)，指令系统302电连接 控制系统303 (程序系统)，控制系统303电连接驱动系统304，驱动系统304 (通过程序控 制给栅电极提供电能的组件驱动组件)设有移相控制电子开关108。[0047]移相控制电子开关108电连接电栅极101，即驱动系统304电连接动力系统305 (水流腔体、内绝缘层、永磁体及电磁体和栅极、外引出电极)，动力系统305包含有水流腔体 201、栅极绝缘层107、电栅极101、高磁通密度电磁体栅格104、输入电极102。[0048]移相控制电子开关108设有复数开关，移相控制电子开关108连接的一组(多个) 输入电极102组成一个栅区105。[0049]将水流腔体201外的高强磁体分成若干个栅体，分别以依次间隔设置永久磁体 204与电磁体205，作为穿透流体的垂直磁场，在推进器基板203内腔设置若干组栅区105， 栅区105内设有复数高磁通密度电磁体栅格104(含有电栅极101)，两基板203上相对的每 单格电栅极101分别为对极，即正极的电栅极101对面基板203上的电栅极101为负极，每 个电栅极101分别向外引出一输入电极102,输入电极102与外部控制系统的驱动系统304 相连接。[0050]在常速运行时起动永永久磁体204内的电栅极101，高磁通密度永久磁体204内设 有栅极绝缘层107上的电栅极101 ;在高速运行时，永久磁体204和电磁体205内的高磁通 密度电磁体栅格104同时起动，即永久磁体204和电磁体205内的电栅极101同时起动，产 生强大推力使其高速向前运动。[0051]高密度磁栅散体103内的每栅体内的电栅极101分别采用独立跨距供电，移相控 制电子开关108采用高频移相供电方式、分别提供每个栅格内的一个电栅极101，移相控制 电子开关108每组高频移相控制系统分别控制栅内的一组栅区105的栅极。[0052]永久磁体204与电磁体205混合结构，交叉排列，一栅区105采用永久磁体204、下 一栅区105采用电磁体205，以此类推的1:1交叉排列。[0053]超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器各栅区的电栅极101采用编组栅区105 由移相控制电子开关108独立供电。[0054]永久磁体204与电磁体205交插排列，作为流体推进器的外部磁场栅体，其交插排 列优点是:为结合驱动系统提供常速动力和高速动力，高速驱动时永久磁体204与电磁体 205同时起动，电磁体提供极高密度的磁场使流体推力加大。[0055]水流腔体201管状水流腔体作为水流加速通道，直线水流腔体为提供水流推力的加速通道。[0056]基板203内壁镶有栅极绝缘层107，栅极绝缘层107将电栅极101相互隔离；栅极绝缘层107与永久磁体204腔体隔离，其作用是使电栅极101相互隔离，及与外部隔离、给高频移相独立供电驱动提供绝缘条件。[0057]电栅极101镶嵌在水流腔体201内两侧的基板203的栅极绝缘层107内，与栅极绝缘层107内平面齐平，其作用是减少流体阻力和对电栅极101的冲刷，作为穿透流体的电流电极。[0058]驱动系统304 (通过程序控制给栅电极提供电能的组件驱动组件)独立供电概念是:移相控制电子开关108的第一组电源经驱动系统、分别控制每栅区105的第一对电栅极101，移相控制电子开关108的第二组电源分别驱动每栅区105栅内第二组电栅极101，以此类推；实现采用高频相移跨距驱动方式给推进器提供电能。[0059]移相控制电子开关108的闻频移相，是闻频相位移，是指多路起始电流的相位时间差、和交叠时间差。[0060]移相控制电子开关108将第一组电源分别控制每栅区105内的第一对电栅极101，移相控制电子开关108将第二组电源分别控制每栅区105内的第二对电栅极101，以此类推。[0061]闻频移相驱动方式:是由发电设备及储电设备发电设备及储电设备301(发电设备及储电电瓶)、指令系统302 (控制指令)、程序系统、控制系统303、和驱动系统304、动力系统305、来实现的。[0062]由发电设备及储电设备发电设备及储电设备301 (发电设备及储电电瓶)提供电能，由指令系统302 (操作系统)提供控制指令，经微机系统提供所需要的编程信息(移相信息及跨距供电信息一级执行控制指令)，供给控制系统303 (程序系统)，再由控制系统303(程序系统)将跨距移相信息供给电能控制驱动系统304 (通过程序控制给栅电极提供电能的组件驱动组件)，由驱动系统304 (通过程序控制给栅电极提供电能的组件驱动组件)驱动推进器动力系统305 (水流腔体、内绝缘层、永磁体及电磁体和栅极、外引出电极)，各栅体内的电栅极101使其在流体内产生移相电流、在安培力及洛伦磁力的作用下推动流体后移，产生推力。[0063]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1.一种超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，包含有:若干个栅体，栅体分别采用永久磁体(204)、电磁体(205),其特征在于,所述永久磁体(204)和电磁体(205)依次间隔排列，永久磁体(204)、电磁体(205)内侧设有相对应的两片基板(203)，两片基板(203) 长边顶端之间设有密封板(202 )，基板(203 )与密封板(202 )组成一水流腔体(201)，基板 (203)外侧设有复数输入电极(102)，基板(203)内侧设有复数电栅极(101)，相邻两电栅极 (101)之间设有栅极绝缘层(107)，输入电极(102)底端穿过基板(203)连接电栅极(101)， 电栅极(101)与输入电极(102)组成高磁通密度电磁体栅格(104)，复数电栅极(101)与复数输入电极(102)组成的复数高磁通密度电磁体栅格(104)形成高密度磁栅散体(103)，电栅极(101)外端穿过永久磁体(204)、电磁体(205)，电栅极(101)向外的顶端电连接驱动系统(304)；所述永久磁体(204)、电磁体(205)内设有动力系统(305)，动力系统(305)包含有水流腔体(201)、栅极绝缘层(107 )、高磁通密度电磁体栅格(104 )。
2.根据权利要求1所述的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，其特征在于，所述基板(203 )内侧设有栅极绝缘层(107 )，栅极绝缘层(107 )上镶入电栅极(101)。
3.根据权利要求1所述的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，其特征在于，所述水流腔体(201)形成管状，驱动系统(304)电连接动力系统(305)，发电设备及储电设备 (301)电连接指令系统(302)，指令系统(302)电连接控制系统(303)，控制系统(303)电连接驱动系统(304)。
4.根据权利要求1所述的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，其特征在于，所述基板(203)外侧与永久磁体(204)、电磁体(205)内侧之间设有间距。
5.根据权利要求1所述的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，其特征在于，所述驱动系统(304)设有移相控制电子开关(108)，高磁通密度电磁体栅格(104)向外的顶端输入电极(102)电连接驱动系统(304)的移相控制电子开关(108)；移相控制电子开关(108)设有复数开关，移相控制电子开关(108)连接的一组高磁通密度电磁体栅格(104)组成一个栅区(105)，移相控制电子开关(108)连接多个栅区(105)。
6.根据权利要求1所述的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，其特征在于，所述水流腔体(201)外的若干个栅体分别依次间隔设置永久磁体(204)与电磁体(205)，永久磁体(204)与电磁体(205)混合结构以1:1交叉排列；基板(203)内腔设置若干组栅区(105)，栅区(105)内设有复数电栅极(101)，两基板 (203)上相对的每单格电栅极(101)分别为对极，正极的电栅极(101)对面的基板(203)上的电栅极(101)为负极,每个电栅极(101)分别向外引出一输入电极(102),输入电极(102) 与外部控制系统的驱动系统(304)相连接。
7.根据权利要求1所述的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，其特征在于，所述栅体内的高密度磁栅散体(103)的每个电栅极(101)分别采用独立跨距供电，移相控制电子开关(108)采用高频移相供电方式、分别提供每个高磁通密度电磁体栅格(104)内的一个电栅极(101)，移相控制电子开关(108)每组高频移相控制系统分别控制栅体内的一个栅区(105)的电栅极(101)。
8.根据权利要求1所 述的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，其特征在于，所述基板(203)内壁镶有栅极绝缘层(107)，电栅极(101)镶嵌在水流腔体(201)内两侧的基板(203)的栅极绝缘层(107)内，电栅极(101)与栅极绝缘层(107)内平面齐平，栅极绝缘层(107)将电栅极(101)相互隔离。
9.根据权利要求5所述的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，其特征在于，所述栅区(105)的电栅极(101)由移相控制电子开关(108)独立供电。
10.根据权利要求5所述的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，其特征在于，所述移相控制电子开关(108)的第一组电源控制每栅区(105)的第一对电栅极(101 )，所述移相控制电子开关(108) 的第二组电源分别驱动每栅区(105)内第二组电栅极(101)。
专利摘要本实用新型公开了一种超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器，提高流体推进器推力，有效提高推进器能效比。本实用新型包含有永久磁体、电磁体，永久磁体、电磁体内设有动力系统，包含有水流腔体、栅极绝缘层、电栅极、高磁通密度电磁体栅格、输入电极，发电设备及储电设备电连接指令系统，指令系统电连接控制系统，控制系统连接驱动系统，驱动系统电连接动力系统。本实用新型的超导直线栅极高频移相驱动磁流体推进器用于各类潜艇、军舰、轮船、货轮、及各种船舶的动力系统。
文档编号B63H11/02GK202966637SQ201220657489
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者赵永圣 申请人:赵永圣