CN109639095A - 一种螺旋通道直流磁流体泵 - Google Patents
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Classifications
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- H02K44/02—Electrodynamic pumps
Abstract
一种螺旋通道直流磁流体泵，由圆柱形磁体和螺旋通道组成，螺旋通道穿过圆柱形磁体的磁孔。导电流体切向或轴向流入磁流体通道，在螺旋通道内受圆周方向电磁力作用、做均匀螺旋流动，切向流出磁流体通道。所述圆柱形磁体产生轴向磁场，可采用螺管超导磁体或圆柱形Halbach永磁磁体。所述直流磁流体泵的磁流体通道内部采用螺旋叶片导流结构，提高了流场均匀性、大大降低了磁流体通道内部流动损失；此外，所采用的螺管超导磁体或圆柱形Halbach永磁磁体，提高了磁场强度和磁场空间均匀性，进而大大提高了泵送能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁流体泵，特别是一种采用螺旋通道的直流磁流体泵。
背景技术
磁流体泵利用导电流体(如液体金属、血液、人体体液、海水等)中电场和磁场的相互作用产生电磁力(洛伦兹力)驱动导电流体运动，是一种导电流体的泵送装置。磁流体泵的电机和泵体合二为一，没有旋转机械部件和传动轴系，提高了可靠性、降低了机械噪声，广泛应用在海水、熔融态金属输送，生物微流体驱动和控制、血液泵等领域。直流磁流体泵主要由磁体和磁流体通道、电极等组成。磁体提供一种不随时间变化的恒定磁场；电极将外部直流电导入磁流体通道内的导电流体中、产生恒定电场；电场和磁场相互作用，产生电磁力，直接驱动导电流体沿受力方向流动。根据电场、磁场和电磁力(流场)的相互作用，直流磁流体泵主要存在两种结构方式—直线式和螺旋式。图1给出了直线式磁流体通道内电场、磁场和流场的方向，磁场B垂直纸面向里、电流密度J竖直向下，产生的电磁力F水平向右，导电流体水平向右流动、速度为v。图2为螺旋式磁流体通道内电场、磁场和流场的方向，圆柱面内、外电极间产生径向电场、电流密度为J，磁场B为垂直纸面向里的轴向磁场，产生的电磁力F为周向，导电流体沿受力方向呈螺旋状流动、流速为v。根据磁流体动力学，流量为0时，电磁力产生的压升P＝JBL，L为沿流动方向电磁力的有效作用长度；对于直线式，L等于有效磁场空间沿流动方向的几何尺寸，而对于螺旋式，L则大于有效磁场空间的轴向长度。所以，相同的有效磁场空间和相同的磁场强度B和电流密度J下，螺旋式直流磁流体泵具有更大的压升P(扬程)，具有更优的泵送能力。美国专利US2004/0234379A1提出了一种螺旋式直流磁流体泵，其磁流体通道由圆筒状内外电极组成，导电流体从轴向流入、切向流出，轴向磁场由螺线管电磁体或永磁体提供，并对永磁磁路进行了优化设计。然而，不管是螺线管电磁体或Halbach结构的永磁磁体，磁场强度的提高都非常有限。图3为美国专利US2004/0234379A1螺旋式直流磁流体泵内部流线图，箭头为流动方向。可以看出，磁流体通道入口和内电极之间没有导流结构，轴向流入的导电流体直接撞击内电极端面并强制转变为螺旋流动，流体窜动非常剧烈、出现漩涡，大大增大了局部流动损失；此外，整个电磁场作用区域、也就是内电极所对应的流动区域，流动仅靠电磁力和惯性力决定，没有导流结构，流场极度不均匀，增大了流动损失。因此，需对磁流体通道内部的流道结构进行优化设计，提高螺旋式直流磁流体泵的性能。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种具有螺旋通道的直流磁流体泵。本发明磁流体通道内部采用螺旋叶片导流结构，提高了流场均匀性、大大降低了磁流体通道内部流动损失；此外，本发明采用螺管超导磁体或圆柱形Halbach永磁磁体，提高了磁场强度和磁场空间均匀性，进而大大提高了泵送能力。
本发明的技术方案为：一种螺旋通道直流磁流体泵，所述直流磁流体泵由圆柱形磁体和螺旋通道组成，螺旋通道穿过圆柱形磁体的磁孔，圆柱形磁体的轴向长度小于螺旋通道的轴向长度；导电流体切向或轴向流入螺旋通道，在螺旋通道内受圆周方向电磁力作用做均匀螺旋流动，切向流出螺旋通道。所述圆柱形磁体产生轴向磁场，磁孔截面为圆形，可采用螺管超导磁体或圆柱形Halbach永磁磁体。
导电流体切向流入、切向流出螺旋通道时，所述螺旋通道由外电极，内电极、螺旋叶片、端部柱体、端部柱面外壁、通道入口和通道出口组成，为导电流体的流动空间。外电极为圆筒状、内电极为圆柱形，内电极和外电极同轴。2个端部柱体分别位于内电极两端并与内电极光滑连接；2个端部柱面外壁分别位于外电极两端，并与外电极光滑连接。螺旋叶片位于内电极、端部柱体、外电极和端部柱面之间，固定在内电极和端部柱体的外表面；通道入口和通道出口分别位于外电极的两端，与端部柱面外壁、端部柱体和螺旋叶片光滑连接。所述螺旋叶片为空间曲面结构，采用非导电且非导磁材料制作。螺旋叶片的圈数大于4，螺旋叶片的两端分别与通道入口和通道出口光滑连接。所述通道出口和通道入口沿同侧端部柱面外壁切线方向向外伸出，为流线型结构，分别与螺旋叶片同侧端部的两圈螺旋叶片光滑连接，通道出口和通道入口采用非导磁且非导电材料。
导电流体轴向流入、切向流出螺旋通道时，所述螺旋通道由外电极，内电极、螺旋叶片、端部柱体、端部柱面外壁、通道出口和导流器组成，为导电流体的流动空间；外电极为圆筒状、内电极为圆柱形，内电极和外电极同轴；2个端部柱面外壁有2个，分别位于外电极两端，并与外电极光滑连接；端部柱体和通道出口位于内电极的同一侧、导流器位于内电极另一侧，端部柱体、导流器的中心柱体与内电极光滑连接；螺旋叶片位于内电极、端部柱体、外电极及与端部柱体同侧的端部柱面之间，固定在内电极和端部柱体的外表面；通道出口与端部柱体、同侧端部柱面外壁、螺旋叶片同侧端部的两圈螺旋叶片光滑连接，导流器的叶片和螺旋叶片另一端光滑连接。所述螺旋叶片为空间曲面结构，采用非导电且非导磁材料制作；螺旋叶片的圈数大于2，螺旋叶片的两端分别与通道出口和导流器叶片光滑连接。所述通道出口沿同侧端部柱面外壁切线方向向外伸出，为流线型结构，与螺旋叶片同侧端部的两圈叶片光滑连接，通道出口采用非导磁且非导电材料。所述导流器由中心柱体和叶片组成，采用非导磁且非导电材料制作；叶片均匀布置位于中心柱体外表面，叶片数量大于等于1，其中一个叶片与螺旋叶片光滑连接；中心柱体的一端与内电极光滑连接，另一端为流线型。
所述外电极外表面进行电绝缘处理；外接直流电源后，在所述内电极和外电极之间的导电流体中产生径向电场。
所述端部柱体和端部柱面外壁采用非导磁且非导电材料制作。
所述圆柱形Halbach永磁磁体的几何结构具有轴对称性，由2n+3个磁环、导磁性的外壳和圆柱形的磁场空间组成，在圆柱形磁场空间产生具有轴对称性的磁场，且在磁场空间的轴向中间区域主要产生轴向磁场。2n+3个磁环沿轴向依次叠加，2n+3个磁环的内部圆柱空间为磁场空间，外壳同轴置于2n+3个磁环的外周，n>2；每个磁环的几何结构和磁化方向具有轴对称性；第2号磁环到第2n+2号磁环组成主磁路，磁化方向从第2号磁环到第2n+2号磁环按逆时针变化，从任一轴截面看，相邻磁环的磁化方向相差360°/2n。端磁环即第1号磁环和第2n+3号磁环，和中磁环即第n+2号磁环的磁化方向均为轴向，且端磁环和中磁环的磁化方向相反；第2号磁环和第2n+2号磁环的磁化方向均为径向、且磁化方向相反。
附图说明
图1是直线式直流磁流体泵电场、磁场和流场方向示意图；
图2是螺旋式直流磁流体泵电场、磁场和流场方向示意图；
图3是美国专利US2004/0234379A1磁流体通道内流线图；
图4是本发明具体实施例一的三维示意图，图中：1圆柱形磁体，2螺旋通道；
图5是本发明具体实施例一螺旋通道2的示意图，图中：2-1外电极，2-2、2-3端部柱面外壁，2-4通道入口，2-5通道出口；
图6是本发明具体实施例一螺旋通道2内的流线图；
图7是本发明具体实施例二的三维示意图，图中：1圆柱形磁体，2螺旋通道；
图8是本发明具体实施例二螺旋通道2的示意图，图中：2-1外电极，2-2、2-3端部柱面外壁；
图9是本发明具体实施例二螺旋通道2内的流线图；
图10是本发明具体实施例圆柱形Halbach永磁磁体结构示意图；
图11是本发明具体实施例圆柱形Halbach永磁磁体轴截面上的磁场矢量分布图；
图12是本发明具体实施例一螺旋通道2的内部流道结构示意图，图中：2-6内电极，2-7螺旋叶片，2-8、2-9端部柱体；
图13是本发明具体实施例二螺旋通道2的内部流道结构示意图，图中：2-5通道出口，2-6内电极，2-7螺旋叶片，2-9端部柱体，2-10导流器。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式对本发明做进一步说明。
图4、图5和图12所示为本发明的具体实施例一。
如图4和图5所示，本发明具体实施例一由圆柱形磁体1和螺旋通道2组成，螺旋通道2穿过圆柱形磁体1的磁孔，圆柱形磁体1的轴向长度小于螺旋通道2的轴向长度。导电流体切向流入磁流体通道2，在螺旋通道2内受圆周方向电磁力作用、做均匀螺旋流动，切向流出磁流体通道2。所述圆柱形磁体1产生轴向磁场，磁孔截面为圆形，可采用螺管超导磁体或圆柱形Halbach永磁磁体。
螺旋通道2由外电极2-1、内电极2-6、螺旋叶片2-7、端部柱体2-8和2-9、端部柱面外壁2-2和2-3、通道入口2-4和通道出口2-5组成，为导电流体的流动空间。外电极2-1为圆筒状、内电极2-6为圆柱形，外电极2-1和内电极2-6同轴；通道入口2-4、端部柱面外壁2-2和端部柱体2-8位于内电极2-6和外电极2-1的左侧；通道出口2-5、端部柱面外壁2-3和端部柱体2-9位于内电极2-6和外电极2-1的右侧；通道入口2-4的下壁面、端部柱体2-8、内电极2-6、端部柱体2-9及通道出口2-5的下壁面顺次光滑连接，形成导电流体流道的下壁面；通道入口2-4的上壁面、端部柱面外壁2-2、外电极2-1、端部柱面外壁2-3及通道出口2-5的上壁面顺次光滑连接，形成导电流体流道的上壁面；螺旋叶片2-7位于导电流体流道的上壁面和下壁面之间，并固定在端部柱体2-8、内电极2-6和端部柱体2-9的外表面；通道入口2-4的左壁面和右壁面分别与螺旋叶片2-7左端前两圈叶片光滑连接，通道出口2-5的右壁面和左壁面分别与螺旋叶片2-7右端前两圈叶片光滑连接，形成导电流体流道左右方向的壁面。螺旋叶片2-7为空间曲面结构，共有9圈。通道入口2-4沿端部柱面外壁2-2的切线方向，为流线型结构。通道出口2-5沿端部柱面外壁2-3的切线方向，为流线型结构。外电极2-1和内电极2-6采用耐海水腐蚀的导电、非导磁材料制作，外电极2-1的外表面进行电绝缘处理；外接直流电源后，内电极2-1和外电极2-6之间的导电流体中产生径向电场。除外电极2-1和内电极2-6之外，其他部件采用非导电、非导磁材料。
图6所示为本发明具体实施例一螺旋通道2的内部流线，箭头为流动方向。可以看出，导电流体从通道入口2-4切向进入、通过螺旋叶片2-7最左端两圈叶片顺滑转换成螺旋流动，进而在圆周方向电磁力作用下沿螺旋叶片2-7流动，而后经过螺旋叶片2-7最右端两圈叶片顺滑地沿通道出口2-5切向流出。与图3相比，整个螺旋通道2内部的流场非常均匀，没有出现漩涡和流体窜动，大大降低了流动损失，提高了直流磁流体泵的性能。
图7、图8和图13为本发明的具体实施例二。
如图7所示，本发明具体实施例二由圆柱形磁体1和螺旋通道2组成，螺旋通道2穿过圆柱形磁体1的磁孔，圆柱形磁体1的轴向长度小于螺旋通道2的轴向长度；导电流体轴向流入磁流体通道2，在螺旋通道2内受圆周方向电磁力作用、做均匀螺旋流动，切向流出磁流体通道2。所述圆柱形磁体1产生轴向磁场，磁孔截面为圆形，可采用螺管超导磁体或圆柱形Halbach永磁磁体。
如图8和图13所示，螺旋通道2由外电极2-1、端部柱面外壁2-2和2-3、通道出口2-5、内电极2-6、螺旋叶片2-7、端部柱体2-9和导流器2-10组成，为导电流体的流动空间；外电极2-1为圆筒状、内电极2-6为圆柱形，外电极2-1和内电极2-6同轴；端部柱面外壁2-2和导流器2-10位于外电极2-1和内电极2-6的右侧，通道出口2-5、端部柱面外壁2-3和端部柱体2-9位于外电极2-1和内电极2-6的左侧；端部柱面外壁2-2、外电极2-1、端部柱面外壁2-3和通道出口2-5的上壁面顺次光滑连接，形成导电流体流道的上壁面；导流器2-10的中心柱体、内电极2-6、端部柱体2-9和通道出口2-5的下壁面顺次光滑连接，形成导电流体流道的下壁面；螺旋叶片2-7位于导电流体流道的上壁面和下壁面之间，并固定在端部柱体2-9和内电极2-6的外表面；导流器2-10的一个叶片与螺旋叶片2-7的右端光滑连接，通道出口2-5的左壁面和右壁面分别与螺旋叶片2-7左端前两圈叶片光滑连接。螺旋叶片2-7为空间曲面结构，6.5圈数。通道出口2-5沿端部柱面外壁2-3的切线方向，为流线型结构。导流器2-10将轴向来流转换为螺旋流动，由中心柱体和n个叶片组成，n≥1；n个叶片均布在中心柱体外表面，其中一个与螺旋叶片2-7光滑连接；中心柱体一端与内电极2-6光滑连接，另一端为流线型结构。外电极2-1和内电极2-6采用耐海水腐蚀的导电非导磁材料，外电极2-1的外表面进行电绝缘处理；外接直流电源后，内电极2-1和外电极2-6之间的导电流体中产生径向电场。除外电极2-1和内电极2-6之外，其他部件采用非导电且非导磁材料。
图9所示为本发明具体实施例二螺旋通道2的内部流线，箭头为流动方向。可以看出，导电流体从螺旋通道入口轴向进入、通过导流器2-10顺滑转换成螺旋流动，进而在圆周方向电磁力作用下沿螺旋叶片2-7流动，而后经过螺旋叶片2-7最左端两圈叶片顺滑地沿通道出口2-5切向流出。与图3相比，整个螺旋通道2内部的流场均匀，没有出现漩涡和流体窜动，大大降低了流动损失，提高了直流磁流体泵的性能。
图10是圆柱形磁体1具体实施例：圆柱形Halbach永磁磁体。该圆柱形Halbach永磁磁体由9个磁环1-1，即2n+3＝9个磁环1-1和导磁性的外壳1-2组成，n＝3；9个磁环沿轴线oo’依次叠加，外壳1-2同轴置于9个磁环的外周，组成中空的圆柱体。圆柱体的内部空间1-3为磁场空间。9个磁环1-1的几何结构和磁化方向具有轴对称性；第2#磁环到第8#磁环组成主磁路，磁化方向从第2#磁环到第8#磁环按逆时针变化。从任一轴截面看，主磁路中相邻磁环的磁化方向相差60°。端磁环即第1#和第9#磁环，和中磁环即第5#磁环的磁化方向均沿轴线oo’的方向，且第1#和第9#磁环的磁化方向沿oo’向下、第5#磁环的磁化方向沿oo’向上；第2#和第8#磁环的磁化方向均为径向，且第2#磁环的磁化方向背离轴线oo’、第8#磁环的磁化方向指向轴线oo’。第1#和第9#磁环、第2号和第8号磁环的轴向长度为其余5个磁环轴向长度的1/2。第1#和第9#磁环轴向两端以及其余7个磁环的外周面为导磁性的外壳1-2。
图11为图10圆柱形Halbach永磁磁体任一轴截面上的磁场矢量分布，其中箭头大小代表磁场大小。可以看出，气隙内不但存在轴向磁场，还存在径向磁场。在气隙轴向中间区域，主要为轴向磁场。
Claims (11)
1.一种螺旋通道直流磁流体泵，其特征在于：所述直流磁流体泵由圆柱形磁体(1)和螺旋通道(2)组成；螺旋通道(2)穿过圆柱形磁体(1)的磁孔，圆柱形磁体(1)的轴向长度小于螺旋通道(2)的轴向长度；导电流体切向或轴向流入螺旋通道(2)，在螺旋通道(2)内受圆周方向电磁力作用，做均匀螺旋流动，切向流出螺旋通道(2)。
2.按照权利要求1所述的一种螺旋通道直流磁流体泵，其特征在于：所述圆柱形磁体(1)产生轴向磁场，磁孔截面为圆形，采用螺管超导磁体或圆柱形Halbach永磁磁体。
3.按照权利要求2所述的一种螺旋通道直流磁流体泵，其特征在于：所述圆柱形Halbach永磁磁体的几何结构具有轴对称性，由2n+3个磁环(1-1)、导磁性的外壳(1-2)和圆柱形的磁场空间(1-3)组成，在磁场空间(1-3)产生具有轴对称性的磁场，且在磁场空间(1-3)的轴向中间区域主要产生轴向磁场；2n+3个磁环沿轴向依次叠加，2n+3个磁环的内部圆柱空间为磁场空间，外壳同轴置于2n+3个磁环的外周，n>2，每个磁环的几何结构和磁化方向具有轴对称性；第2号磁环到第2n+2号磁环组成主磁路，磁化方向从第2号磁环到第2n+2号磁环按逆时针变化，从任一轴截面看，相邻磁环的磁化方向相差360°/2n；端磁环即第1号磁环和第2n+3号磁环，和中磁环即第n+2号磁环的磁化方向均为轴向，且端磁环和中磁环的磁化方向相反；第2号磁环和第2n+2号磁环的磁化方向均为径向、且磁化方向相反。
4.按照权利要求2所述的一种螺旋通道直流磁流体泵，其特征在于：所述圆柱形Halbach永磁磁体的几何结构具有轴对称性，由2n+3个磁环(1-1)、导磁性的外壳(1-2)和圆柱形的磁场空间(1-3)组成，在磁场空间(1-3)产生具有轴对称性的磁场，且在磁场空间(1-3)的轴向中间区域主要产生轴向磁场；2n+3个磁环沿轴向依次叠加，2n+3个磁环的内部圆柱空间为磁场空间，外壳同轴置于2n+3个磁环的外周，n>2，每个磁环的几何结构和磁化方向具有轴对称性；第2号磁环到第2n+2号磁环组成主磁路，磁化方向从第2号磁环到第2n+2号磁环按逆时针变化，从任一轴截面看，相邻磁环的磁化方向相差360°/2n；端磁环即第1号磁环和第2n+3号磁环，和中磁环即第n+2号磁环的磁化方向均为轴向，且端磁环和中磁环的磁化方向相反；第2号磁环和第2n+2号磁环的磁化方向均为径向、且磁化方向相反。
5.按照权利要求1所述的一种螺旋通道直流磁流体泵，其特征在于：导电流体切向流入、切向流出直流磁流体泵时，所述的螺旋通道(2)由外电极(2-1)、端部柱面外壁(2-2、2-3)、通道入口(2-4)、通道出口(2-5)、内电极(2-6)、螺旋叶片(2-7)和端部柱体(2-8、2-9)组成，为导电流体的流动空间；外电极(2-1)为圆筒状、内电极(2-6)为圆柱形，外电极(2-1)和内电极(2-6)同轴；通道入口(2-4)、端部柱面外壁(2-2)和端部柱体(2-8)位于内电极(2-6)和外电极(2-1)的一侧，通道出口(2-5)、端部柱面外壁(2-3)和端部柱体(2-9)位于内电极2-6和外电极2-1的另一侧；通道入口(2-4)的下壁面、端部柱体(2-8)、内电极(2-6)、端部柱体(2-9)及通道出口(2-5)的下壁面顺次光滑连接，形成导电流体流道的下壁面，通道入口(2-4)的上壁面、端部柱面外壁(2-2)、外电极(2-1)、端部柱面外壁(2-3)以及通道出口(2-5)的上壁面顺次光滑连接，形成导电流体流道的上壁面，螺旋叶片(2-7)位于导电流体流道的上壁面和下壁面之间，并固定在端部柱体(2-8)、内电极(2-6)和端部柱体(2-9)的外表面；通道入口(2-4)的左壁面和右壁面分别与螺旋叶片(2-7)同侧端部前两圈叶片光滑连接，通道出口(2-5)的右壁面和左壁面分别与螺旋叶片(2-7)同侧端部前两圈叶片光滑连接，形成导电流体流道左右方向的壁面；通道入口(2-4)沿同侧端部柱面外壁(2-2)的切线方向，为流线型结构；通道出口(2-5)沿同侧端部柱面外壁(2-3)的切线方向，为流线型结构。
6.按照权利要求1所述的一种螺旋通道直流磁流体泵，其特征在于：导电流体轴向流入、切向流出直流磁流体泵时，所述的螺旋通道(2)由外电极(2-1)、端部柱面外壁(2-2、2-3)、通道出口(2-5)、内电极(2-6)、螺旋叶片(2-7)、端部柱体(2-9)和导流器(2-10)组成，为导电流体的流动空间；外电极(2-1)为圆筒状、内电极(2-6)为圆柱形，外电极(2-1)和内电极(2-6)同轴；端部柱面外壁(2-2)和导流器(2-10)位于外电极(2-1)和内电极(2-6)一侧，通道出口(2-5)、端部柱面外壁(2-3)和端部柱体(2-9)位于外电极(2-1)和内电极(2-6)的另一侧；端部柱面外壁(2-2)、外电极(2-1)、端部柱面外壁(2-3)和通道出口(2-5)的上壁面顺次光滑连接，形成导电流体流道的上壁面，导流器(2-10)的中心柱体、内电极(2-6)、端部柱体(2-9)和通道出口(2-5)的下壁面顺次光滑连接，形成导电流体流道的下壁面，螺旋叶片(2-7)位于导电流体流道的上壁面和下壁面之间，并固定在端部柱体(2-9)和内电极(2-6)的外表面；导流器(2-10)的一个叶片与螺旋叶片(2-7)的一端光滑连接，通道出口(2-5)的左壁面和右壁面分别与螺旋叶片(2-7)另一端的前两圈叶片光滑连接。
7.按照权利要求5或6所述的一种螺旋通道直流磁流体泵，其特征在于：所述的螺旋叶片(2-7)为空间曲面结构；；导电流体切向流入、切向流出螺旋通道(2)时，螺旋叶片(2-7)的圈数大于4，导电流体轴向流入、切向流出螺旋通道(2)时，螺旋叶片(2-7)的圈数大于2。
8.按照权利要求6所述的一种螺旋通道直流磁流体泵，其特征在于：所述的导流器(2-10)将轴向来流转换为螺旋流动，由中心柱体和n个叶片组成，n≥1；n个叶片均布在中心柱体外表面，其中一个与螺旋叶片(2-7)光滑连接；中心柱体的一端与内电极(2-6)光滑连接，中心柱体的另一端为流线型。
9.按照权利要求5或6所述的一种螺旋通道直流磁流体泵，其特征在于：所述的外电极(2-1)和内电极(2-7)采用耐海水腐蚀的导电非导磁材料制作，外电极(2-1)的外表面进行电绝缘处理；外接直流电源后，内电极(2-1)和外电极(2-7)间的导电流体中产生径向电场。
10.按照权利要求5所述的一种螺旋通道直流磁流体泵，其特征在于：所述的端部柱面外壁(2-2、2-3)、通道入口(2-4)、通道出口(2-5)、螺旋叶片(2-7)和端部柱体(2-8、2-9)采用非导电且非导磁材料制作。
11.按照权利要求6所述的一种螺旋通道直流磁流体泵，其特征在于：所述的端部柱面外壁(2-2、2-3)、通道出口(2-5)、螺旋叶片(2-7)、端部柱体(2-8)和导流器(2-10)采用非导电且非导磁材料制作。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN110550174A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-10 | 中国科学院电工研究所 | 一种多螺旋通道环形超导磁流体推进器 |
| CN111840680A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-10-30 | 沈喆 | 一种基于磁流体推进技术的磁卸载血泵 |
| CN111865039A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-30 | 中国科学院电工研究所 | 一种双螺旋组合式通道直流磁流体泵 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3385983A (en) * | 1964-04-16 | 1968-05-28 | Kernforschungsanlage Juelich | Magnetohydrodynamic energy converter |
| US5298818A (en) * | 1990-09-21 | 1994-03-29 | Eiichi Tada | Thrust generator |
| US20040234379A1 (en) * | 2003-05-22 | 2004-11-25 | Nanocoolers, Inc. | Direct current magnetohydrodynamic pump configurations |
| CN105141107A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-09 | 中国科学院电工研究所 | 一种环形通道液态金属磁流体发电机 |
| WO2017077731A1 (ja) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | 謙三 高橋 | 溶湯搬送ポンプ及び溶湯搬送システム |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3385983A (en) * | 1964-04-16 | 1968-05-28 | Kernforschungsanlage Juelich | Magnetohydrodynamic energy converter |
| US5298818A (en) * | 1990-09-21 | 1994-03-29 | Eiichi Tada | Thrust generator |
| US20040234379A1 (en) * | 2003-05-22 | 2004-11-25 | Nanocoolers, Inc. | Direct current magnetohydrodynamic pump configurations |
| CN105141107A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-09 | 中国科学院电工研究所 | 一种环形通道液态金属磁流体发电机 |
| WO2017077731A1 (ja) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | 謙三 高橋 | 溶湯搬送ポンプ及び溶湯搬送システム |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JIANG, HUI等: "Three-Dimensional Numerical Simulation on Helical", 《PROCEEDINGS OF THE 11TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRICAL MACHINES AND SYSTEMS》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110550174A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-10 | 中国科学院电工研究所 | 一种多螺旋通道环形超导磁流体推进器 |
| CN110550174B (zh) * | 2019-09-25 | 2020-07-07 | 中国科学院电工研究所 | 一种多螺旋通道环形超导磁流体推进器 |
| CN111865039A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-30 | 中国科学院电工研究所 | 一种双螺旋组合式通道直流磁流体泵 |
| CN111865039B (zh) * | 2020-07-23 | 2021-05-28 | 中国科学院电工研究所 | 一种双螺旋组合式通道直流磁流体泵 |
| CN111840680A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-10-30 | 沈喆 | 一种基于磁流体推进技术的磁卸载血泵 |
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