专利名称：环式液态金属磁流体发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力产生的装置，主要适用于高线速度的发电系统。
背景技术：
目前，传统的风电采用轻型高速浆叶风扇，线速度高而角速度低，而目前浆叶直径 有瓶颈，超过150米以上浆叶尖线速度大于声速会导致巨大噪音和能量损失，同时变形与 振动将使得传统发电机运行困难甚至机械破坏，传统风电系统在大尺度时遭遇极地困难。为了解决传统风电浆叶直径有瓶颈的问题，本发明提供一种金属磁流体发电系统 解决方案，该磁流体发电系统能适用于风电，充分利用大尺度风能发电线速度高的特点，具 有发电效益高、构造简单、造价低，可建大功率、超大风能发电的特性，可建造直径数百米以 上、乃至千米以上的大功率风电发电系统。1986年，中国发明专利86103390公开了往复液态金属磁流体发电机。1997年，中 国发明专利97116972公开了液相磁流体发电方法及装置。2005年，美国专利0146140A1公 开了一种液态金属磁流体(LMMHD)波浪能直接发电单元装置，采用高电导率的液态金属作 为MHD通道中的工作流体，进而提高了装置的效率和实用性。该装置主要利用波浪的垂直 运动，采用垂直海平面的布置方式，浮子漂浮在海平面，而发电通道等关键部件垂直置于深 海中。中国专利200610144400. 5公开了一种单管双通道液态金属磁流体波浪能直接发电 单元装置，由U型管道磁体、磁流体电极、弹性容器和刚性容器组成。该装置采用双发电通 道，消除了感生磁场的影响。2007年，中国发明专利200710177877公开了磁力传动液态金 属磁流体波浪能直接发电单元装置。2008年，中国发明专利200810116532公开了一种摇摆 式波浪能液态金属磁流体发电浮管。本发明是利用相同的原理，但结合风电中盘式风机结 构，充分利用盘式风机外缘线速度最大的特性，是成熟技术的创造性结合。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是将风能通过盘式多叶风轮转换成转 动，作为与MHD发电方式相匹配的液态金属与盘式多叶风轮外缘结构融为一体，外贴的N-S 极磁钢随风能转动，矩形管内的液态金属在电磁力与重力作用下保持相对静止，从而产生 相对运动，在电极上产生感生电势。由于发电工质为液态金属，容许变形，对结构设计强度 和建造难度大大降低，取消了传统发电系统复杂的传动系统和运动部件，使得建造成本与 难度降低，在现有300摩天轮建造技术上改进既可实施。本系统具有盘式多叶风轮风能利 用率高，和大直径风机线速度高，从而MHD发电效益高的特点，具有发电低速高效的特点。本发明的有益效果是液态金属磁流体无须加工、不改变化学、物理性质，设计、建 造简单，可以应用于千米以上直径的风能发电系统，可有效利用较高空间风能。特别重要的 是为百万千瓦级风力发电提供了可能的解决方案。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是环式金属磁流体发电系统正视图及A-A、B-B剖面位置3
图2是环式金属磁流体发电系统俯视图及A-A、B-B剖面位置图；图3是金属磁流体发电系统结构A-A、B-B侧剖面图；图4是液态金属磁流体发电系统工作时液态金属磁流体状态图。图1中1.内置电极1，2.内置电极2，3.外壳，4.液态金属磁流体。图3中5.磁 极1，6.磁极2。
具体实施例方式在图1中，1.内置电极1，2.内置电极2，3.绝缘绝磁外壳，4.液态金属磁流体。图 3中5.磁极1，6.磁极2构成发电系统。在图1所示实施例中，1.内置电极1，2.内置电极2，3.外壳，4.液态金属磁流体， 5.磁极1，6.磁极2在外力作用下旋转，4.液态金属磁流体受重力作用保持相对静止，5.磁 极1，6.磁极2产生的磁场作旋转运动，4.液态金属磁流体切割磁场在5.磁极1，6.磁极2 间产生电位差。在图4所示的是液态金属磁流体在发电过程中所受的磁力与重力的平衡。在一 定范围内，半圆液态金属磁流体通过调节自身位置达到平衡，产生不同扭矩，输出不同的功率。
权利要求
1.一种利用液态金属磁流体的发电装置，采用环式结构，断面为矩形，环式矩形圆环由 不导电、不导磁的材料构成，矩形外壳一对应的面是S-N磁极，矩形内壳另一对应的面贴一 正-负电极，环式矩形内壳充液态金属磁流体，外壳绕轴心作旋转运动，环式矩形内壳液态 金属磁流体与固体磁极作相对运动，液态金属磁流体切割磁场，在正-负电极产生电位差。 其特征是环式矩形内壳液态金属磁流体作发电工质，磁场与发电工质作相对旋转运动发 H1^ ο
2.根据权利要求1所述的液态金属磁流体发电系统，其特征是S-N磁极可以贴在环式 矩形圆环外壳上，液态金属磁流体作发电工质与S-N磁极形成整体，液态金属磁流体在重 力和电磁力作用下保持平衡。
3.根据权利要求1所述的磁流体发电系统，其特征是其横面为矩形或方形，有效段由 不导磁不导电的材料制成；电极为一对，为平板形，相对贴在与磁场方向平行的发电通道有 效段的内壁上，永久S-N磁极与正-负电极可以在矩形的不同对应面。
4.根据权利要求1所述的利用风能、海流磁流体发电系统，其特征是环式矩形圆环内 的液态金属磁流体可以充50%空间、大于50%空间和小于50%空间；磁体为两极磁体，可 采用永磁体或电磁体或导磁体。
全文摘要
一种产生电力的装置，采用圆环式矩形密封管道，里面部分空间充金属磁流体，在环式矩形密封管道里相对的两面贴有正、负电极，在环式矩形密封管道外面相对的两面贴有S、N永久磁铁磁极。当整个装置旋转运动时，金属磁磁流体在重力和磁力作用下处于相对静止状态。外壳永久磁铁绕轴心作旋转运动，金属磁磁流体相对外壳永久磁场作相对运动，从而在正、负电极产生电位差，在高线速运动时，得到高效发电效益。本发明具有高转换效率、大功率密度、结构简单紧凑、成本低廉、移动性好的优点、对结构变形要求低，建造简单，特别适用于半径大、线速度很大、角速度较小的风力发电系统。
文档编号H02K44/10GK102118098SQ20101001721
公开日2011年7月6日 申请日期2010年1月4日 优先权日2010年1月4日
发明者李佩泽, 李元亚, 沈希京 申请人:李佩泽, 李元亚, 沈希京