一种封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机的制作方法

本发明涉及一种磁流体发电机，特别涉及一种液态金属磁流体发电机。

背景技术：

液态金属磁流体(liquidmetalmagnetohydrodynamics，lmmhd)发电机是采用交替外力，如波浪力，通过液压系统直接驱动发电工质，如液态金属，在发电通道内往复运动，切割磁力线，产生交变电能。

常见的液态金属磁流体发电机均采用液压油作为驱动工质，液态金属作为发电工质。为了避免驱动工质与发电工质混合，常见的办法是采用类似波纹管、橡胶囊或者活塞缸等可变体积的容器将两者分隔；由于波纹管、橡胶囊可变体积小并且存在疲劳性问题，寿命有限。

目前，常见的磁流体液态金属磁流体发电机均采用活塞缸式结构，用活塞将驱动工质与发电工质物理隔离。磁流体发电机运行过程中，活塞式储液缸虽然满足了较大的可变体积，但由于活塞与活塞缸之间的缝隙存在渗透，这样就导致了发电工质与驱动工质的混合，影响液压油和液态金属的性能，从而可能影响发电效果。

技术实现要素：

为了克服目前液态金属磁流体发电机的缺点，本发明提出一种封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机。

本发明采用以下技术方案：

本发明封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机包含双出轴液压缸，磁流体发电通道，连接软管和磁体。

双出轴液压缸主要由油缸、活塞、活塞杆、出液口等主要部件组成。活塞两侧的活塞杆直径相同。往复运行时，双出轴液压缸两侧油缸的液态金属流出、流入量相同。双出轴液压缸的油缸两端各有一个出液口。

磁流体发电通道为绝缘性材料制成的矩形流通结构，磁流体发电通道在垂直于流动方向的水平两侧内壁内嵌导电电极，用于将电流引出。

连接软管可以采用符合国标的液压软管，连接软管两端分别连接磁流体发电通道与双出轴液压缸出液口。

磁体采用永磁体，磁体气隙内的磁场垂直作用于磁流体发电通道。

所述的双出轴液压缸水平居中布置，磁流体发电通道平行布置于双出轴液压缸的一侧，磁流体发电通道两端接口通过连接软管分别与双出轴液压缸的两个出液口连接，内部连通，形成一个封闭的管路。液态金属作为发电工质，贮存在双出轴液压缸和上述的封闭管路内。液态金属被双出轴液压缸内部的活塞分隔。磁体的中心部位有矩形磁孔，磁流体发电通道穿过磁体的磁孔，磁体的磁场垂直作用于磁流体发电通道。

本发明的磁流体发电机工作时，外部往复的推力和拉力作用在双出轴液压缸的活塞杆的一端。往复的推力和拉力驱动双出轴液压缸内的活塞往复运动，从而驱使贮存在双出轴液压缸和所述的封闭管路内的液态金属高速往复穿过外加有磁场的磁流体发电通道，产生电能。

所述的磁流体发电通道及磁体可以是一组或多组，如采用多组，双出轴液压缸的出液口经一分多的管路分流后与多个发电通道连接。多个发电通道之间电流串联，从而实现输出更高的电压。

以往的液态金属磁流体发电机，液压油和液态金属通过活塞隔离，由于液压缸内壁和活塞存在间隙，无法做到完全密封，液压油和液态金属之间存在混合现象。

本发明的封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机将液态金属封闭在一个独立的管路结构中，通过作用在双出轴液压缸活塞杆上的往复推力和拉力进行发电。如果采用外部液压系统来提供上述的推力和拉力，外部液压系统的活塞杆通过联轴器与本发明磁流体发电机的双出轴液压缸一侧的活塞杆连接，外部液压系统中的液压油和本发明的磁流体发电机内部液态金属完全不接触，从根本上解决了已有技术中液压油与液态金属易发生混合的问题。

附图说明

图1为本发明封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机实施例的结构示意图，图中：1双出轴液压缸，2磁流体发电通道，3连接软管，4磁体；

图2为连接有外部液压驱动系统的本发明的具体实施例，图中，1双出轴液压缸，2磁流体发电通道，3连接软管，4磁体，5外部驱动液压缸，6联轴器，7换向阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式进一步说明本发明。

图1为封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机的结构示意图。图2是连接了外部液压驱动系统后的总体结构示意图。

如图2所示，本发明的封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机的具体实施例包括：双出轴液压缸1，磁流体发电通道2，连接软管3，磁体4，外部驱动液压缸5，联轴器6和换向阀7。双出轴液压缸1平行布置于磁流体发电通道2的一侧，磁流体发电通道2水平居中布置，双出轴液压缸1两端的出液口通过连接软管3分别与磁流体发电通道2两端接口连接，形成一个封闭管路。液态金属储存于双出轴液压缸1以及上述的封闭管路中。磁体4嵌套在磁流体发电通道2上。

双出轴液压缸1活塞杆的一端通过联轴器6与外部驱动液压缸5的活塞杆相连接。外部驱动液压缸5通过安装在双出轴液压缸1与连接软管3之间封闭管路上的换向阀7推动双出轴液压缸1的活塞杆及活塞往复运动，从而推动双出轴液压缸1和所述的封闭管路内的液态金属高速往复流经发电通道，在磁体4磁场的作用下产生电能。

技术特征：

1.一种封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机，其特征在于：所述磁流体发电机包含双出轴液压缸(1)，磁流体发电通道(2)，连接软管(3)和磁体(4)；双出轴液压缸(1)平行布置于磁流体发电通道(2)的一侧，磁流体发电通道(2)水平居中布置，双出轴液压缸(1)两端的两个出液口通过连接软管(3)分别与磁流体发电通道(2)两端的接口连接，形成一个封闭管路；液态金属工质储存于双出轴液压缸(1)和所述的封闭管路中，被双出轴液压缸内部的活塞分隔；磁体(4)嵌套在磁流体发电通道(2)上。

2.如权利要求1所述的封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机，其特征在于：所述的双出轴液压缸(1)活塞两侧的活塞杆直径相同，往复运行时双出轴液压缸两侧油缸的液态金属流出、流入量相同。

3.如权利要求1所述的封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机，其特征在于：双出轴液压缸(1)的活塞杆连接提供往复驱动力的外部驱动设备，外部驱动设备往复的推力和拉力作用在双出轴液压缸(1)的活塞杆的一端；往复的推力和拉力驱动双出轴液压缸(1)内的活塞往复运动，驱使贮存在于双出轴液压缸(1)和所述的封闭管路中的液态金属高速往复穿过外加有磁场的磁流体发电通道(2)，在磁体(4)磁场的作用下产生电能。

4.如权利要求1所述的封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机，其特征在于：所述的磁流体发电通道(2)及磁体(4)为一组或多组。

技术总结
一种封闭式往复驱动液态金属磁流体发电机，包括双出轴液压缸(1)、磁流体发电通道(2)、连接软管(3)和磁体(4)。双出轴液压缸(1)平行布置于磁流体发电通道(2)的一侧，磁流体发电通道(2)水平居中布置，双出轴液压缸(1)两端的出液口通过连接软管(3)分别与磁流体发电通道(2)两端的接口连接，形成封闭管路。液态金属工质储存于双出轴液压缸(1)和上述的封闭管路中，并被双出轴液压缸(1)内部的活塞分隔。磁体(4)嵌套在磁流体发电通道(2)上。当本发明的封闭式往复驱动磁流体发电机工作时，外部的推力和拉力作用在双出轴液压缸(1)的活塞杆上，推动液态金属高速往复流过磁流体发电通道(2)产生电能。

技术研发人员：李建;沙次文;彭爱武;王锋;刘保林;夏琦;赵凌志;刘艳娇;张庆贺;李然
受保护的技术使用者：中国科学院电工研究所
技术研发日：2019.10.22
技术公布日：2019.12.27