CN112407217A - 一种磁流体推进器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶设备技术领域，且公开了一种磁流体推进器，包括海水导管，固定套接在海水导管外部的外罩，固定套接在外罩内部的正反面的右马鞍形线圈和左马鞍形线圈，所述海水导管内部的上表面固定安装有正极板，所述正极板的上半部位于外罩的内部，所述正极板的下半部分位于海水导管的内部，所述正极板上表面的中部固定安装有正极母线通。该磁流体推进器，通过海水的压力和气泡聚集后的压力变化使得活动套上下移动，使得在活动套向下移动后位于气泡内部并在气泡外部海水的压力下，气泡中的气体进入到正极板的内腔中，继而使得极板上的气泡消失，使得电极板与海水正常接触，提高电极与海水的通电效果增加，继而提高电磁效率。

Description

一种磁流体推进器

技术领域

本发明涉及船舶设备技术领域，具体为一种磁流体推进器。

背景技术

随着海洋资源的不断开发利用，海洋经济的到来，使得船舶业发展迅疾，而船舶上最为重要的推进器也成为了优先发展的设备，推进器现如今可分为螺旋桨推进器、喷水推进器以及磁流体推进器。磁流体推进器是利用海水中的电流和磁场间的相互作用，将海水作为导体，利用磁体在通道内建立磁场，通过电极向海水供电，此时载流海水就会在与它向垂直的磁场中受到电磁力的作用，其受力方向按左手螺旋定则确定，海水受力时沿电磁力方向运动，其反作用力推进船舶运动。

首先，在对海水进行导电时，由于海水中大量存在NALI液体，使得在导电过程中海水与电极易产生电解反应，而电解反应会产生大量的氯气和氢气，这些气体产生气泡易附着在电极板上，此时由于电极板上被大量气泡覆盖，使得无法直接与海水接触，导致与海水之间的通电效果大大降低，继而造成电磁效率降低。

其次，由于海水导电时大多数电流用以进行电解反应，使得海水中的电阻较大，继而造成电流密度减小，使得海水受到的电磁力大大削弱，电磁效率极低，造成船舶前进效率与动力源的付出不成正比；同时在军用设备上进行使用的过程中，由于在海水电解过程中产生的氯气和氢气，最后都会进入外界海水中，在海水中破裂后产生较大的造成，对军用设备的隐蔽性造成影响。

发明内容

本发明提供了一种磁流体推进器，具备电磁率高的优点，解决了以上背景技术中提到的问题。

本发明提供如下技术方案：一种磁流体推进器，包括海水导管，固定套接在海水导管外部的外罩，固定套接在外罩内部的正反面的右马鞍形线圈和左马鞍形线圈，所述海水导管内部的上表面固定安装有正极板，所述正极板的上半部位于外罩的内部，所述正极板的下半部分位于海水导管的内部，所述正极板上表面的中部固定安装有正极母线，所述海水导管内部的下表面固定安装有负极板，所述负极板的下表面固定连接有贯穿到外罩内部的负极母线，所述正极板位于外罩内部的一端为空腔，所述正极板的内部靠近海水进水口的一侧开设有左气腔，所述正极板的内部的另一侧开设有右气腔，所述正极板的内腔的上表面固定连接有导电棒，所述导电棒的下端贯穿正极板且与海水导管内部海水相接触，所述导电棒的外部活动套接有位于导电棒下端的活动套，所述活动套的下表面与海水接触，所述活动套的内部开设有通气管，所述通气管的顶部与左气腔和右气腔相连通。

优选的，所述正极板的上表面靠近海水进水口的一侧固定安装有气泵，所述正极板的上表面的另一侧固定安装有反应器，所述气泵的内部活动安装有磁板一，所述磁板一的另一侧固定连接有磁板弹簧，所述磁板弹簧与气泵的内部固定安装，所述气泵的下表面固定开设有小孔，且通过第一气管与左气腔相连通，所述第一气管位于磁板一的一侧，所述气泵内部的一侧固定安装有贯通气泵内外的气泵管，所述气泵管的另一端固定安装有气嘴，所述气嘴位于海水导管的下表面，且位于负极板靠近海水进水口一侧，所述反应器的内部设为两腔，所述反应器的上表面固定安装有贯穿反应器内外两侧的第二气管，所述第二气管的另一端与右气腔相连通，所述反应器内部靠近正极母线一侧的腔内盛有NaOH溶液，所述反应器内部的另一腔内活动安装有磁板二，所述第二气管位于反应器内部的一端位于磁板二的腔内，且位于磁板二的一侧，所述反应器的内壁内开设有连通管，所述连通管的一端位于磁板二原始位置的底部，所述连通管的另一端与NaOH溶液的腔相连通，所述第二气管为n型，所述第二气管最高处的外部缠绕有加热线圈，所述加热线圈与正极母线电连接，所述第二气管位于右气腔的上方活动套接有单向阀，所述单向阀的内部开设有通气孔，所述单向阀的内部位于通气孔下方固定安装有导线，所述第二气管的内部位于反应器上方的拐角处横向活动套接有挡块，所述挡块的一侧固定安装有挡块弹簧。

优选的，所述导电棒上端比下端粗，所述通气管为L型通管，所述活动套在原始状态时仅有通气管的上端与正极板内部接触，所述活动套位置下降后通气管位于下方的一端与外界接触。

优选的，所述气嘴靠近海水导管的进水口一侧，所述气嘴产生的气泡随着海水流动和浮力作用下朝正极板的下表面移动，最后附着在正极板的下表面。

优选的，所述磁板一和磁板二磁极相反。

优选的，所述单向阀在原始位置时，所述导线与加热线圈位于第二气管内部的部分不接触，所述单向阀向上移动后，所述加热线圈被接通，所述第二气管另一侧的加热线圈与导电棒向连通。

优选的，所述第二气管外部缠绕加热线圈的部分的内部为氯气和氢气加热反应，所述反应器内部为HCL气体与NaOH溶液反应。

本发明具备以下有益效果：

1、该磁流体推进器，通过海水的压力和气泡聚集后的压力变化使得活动套上下移动，使得在活动套向下移动后位于气泡内部并在气泡外部海水的压力下，气泡中的气体进入到正极板的内腔中，继而使得极板上的气泡消失，使得电极板与海水正常接触，提高电极与海水的通电效果增加，继而提高电磁效率。

2、该磁流体推进器，通过反应器上的两处反应，使得气嘴处产生气泡，继而使海水中的气泡增多，而在载流子受到电磁力的作用下，并且有逸出液体表面的趋势时，将会与液体产生较大的电磁力作用，此时导体流体所受到的电磁力的大小便会大大增加，而产生大量气泡后就会增多这样的微小隔断结构，增加电磁效率的作用；同时在正极板处产生的气体被NaOH溶液吸收，减少了气泡排出，使得不产生较大噪音。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明图一中A-A截面展示图；

图3为本发明导电棒与活动套连接示意图；

图4为本发明正极板气泡附着状态结构示意图；

图5为本发明通气出口产生气泡状态结构示意图；

图6为本发明气泵结构示意图；

图7为本发明反应器结构示意图；

图8为本发明图一中A处放大图；

图9为本发明电路图。

图中：1、海水导管；2、外罩；3、右马鞍形线圈；4、左马鞍形线圈；5、正极板；6、负极板；7、正极母线；8、负极母线；9、导电棒；10、活动套；11、通气管；12、左气腔；13、右气腔；14、气泵；1401、磁板一；1402、磁板弹簧；1403、第一气管；1404、气泵管；1405、气嘴；15、反应器；1501、磁板二；1502、NaOH溶液；1503、连通管；1504、第二气管；1505、加热线圈；1506、单向阀；1507、挡块；1508、挡块弹簧；1509、导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，一种磁流体推进器，包括海水导管1，固定套接在海水导管1外部的外罩2，固定套接在外罩2内部的正反面的右马鞍形线圈3和左马鞍形线圈4，通过设置正反面的右马鞍形线圈3和左马鞍形线圈4，使得海水流动时切割右马鞍形线圈3和左马鞍形线圈4所产生的磁感线，产生电磁力，海水导管1内部的上表面固定安装有正极板5，正极板5的上半部位于外罩2的内部，正极板5的下半部分位于海水导管1的内部，正极板5上表面的中部固定安装有正极母线7，海水导管1内部的下表面固定安装有负极板6，负极板6的下表面固定连接有贯穿到外罩2内部的负极母线8，将两极板上下设置，使得在电解反应产生气泡后，气泡尽可能的向上移动接近正极板5，并附着在正极板5表面，便于处理产生的气泡，正极板5位于外罩2内部的一端为空腔，正极板5的内部靠近海水进水口的一侧开设有左气腔12，正极板5的内部的另一侧开设有右气腔13，将正极板5上半部分设置空腔并分为两气室，使得气泵14和反应器15在吸取正极板内气体后不会相互影响，正极板5的内腔的上表面固定连接有导电棒9，导电棒9的下端贯穿正极板5且与海水导管1内部海水相接触，正极板5上通过导电棒9向海水中输出电流，增加电流流通性，导电棒9的外部活动套接有位于导电棒9下端的活动套10，活动套10的下表面与海水接触，活动套10的内部开设有通气管11，通过活动套10在导电棒9受压力大小变化下上下移动，使得在受到海水大压力下，活动套10位于原始状态，此时通气管11不与海水接触，当被气泡附着后，活动套10下方压力减小，此时活动套10向下移动，使得通气管11与气体接触，在海水压力下气体进入正极板5内部，通气管11的顶部与左气腔12和右气腔13相连通。

其中，正极板5的上表面靠近海水进水口的一侧固定安装有气泵14，正极板5的上表面的另一侧固定安装有反应器15，气泵14的内部活动安装有磁板一1401，磁板一1401的另一侧固定连接有磁板弹簧1402，通过磁板一1401受力变化，以及磁板弹簧1402的弹力作用下，磁板一1401可以反复移动，并将气泵14内气体压出，形成气泡，磁板弹簧1402与气泵14的内部固定安装，气泵14的下表面固定开设有小孔，且通过第一气管1403与左气腔12相连通，第一气管1403位于磁板一1401的一侧，气泵14内部的一侧固定安装有贯通气泵14内外的气泵管1404，气泵管1404的另一端固定安装有气嘴1405，气嘴1405位于海水导管1的下表面，且位于负极板6靠近海水进水口一侧，使得气泡产生后，在海水的推力以及浮力的作用下，气泡朝着正极板5表面1移动，并附着，使得气泡内气体能够被反复利用或吸收，反应器15的内部设为两腔，反应器15的上表面固定安装有贯穿反应器15内外两侧的第二气管1504，第二气管1504为n型，且位于反应器15上方的横向气管处为T字型，第二气管1504的另一端与右气腔13相连通，反应器15内部靠近正极母线7一侧的腔内盛有NaOH溶液1502，反应器15内部的另一腔内活动安装有磁板二1501，第二气管1504位于反应器15内部的一端位于磁板二1501的腔内，通过磁板二1501受到进入气体以及气体被吸收产生的压力和负压下能在反应器15中来回移动，并使磁板一受到的引力不断变化，使得气泵14不断输出气体，且位于磁板二1501的一侧，反应器15的内壁内开设有连通管1503，连通管1503的一端位于磁板二1501原始位置的底部，连通管1503的另一端与NaOH溶液1502的腔相连通，第二气管1504最高处的外部缠绕有加热线圈1505，加热线圈1505与正极母线7电连接，第二气管1504位于右气腔13的上方活动套接有单向阀1506，单向阀1506使得气体只能从右气腔13中进入第二气管1504中，单向阀1506的内部开设有通气孔，单向阀1506的内部位于通气孔下方固定安装有导线1509，第二气管1504的内部位于反应器15上方的拐角处横向活动套接有挡块1507，挡块1507的一侧固定安装有挡块弹簧1508。

其中，导电棒9上端比下端粗，通过导电棒9上粗下细的设置，使得活动套10只能在一定范围内活动，通气管11为L型通管，将通气管设置为L型，便于通气管11的开通与关闭，活动套10在原始状态时仅有通气管11的上端与正极板5内部接触，活动套10位置下降后通气管11位于下方的一端与外界接触。

其中，气嘴1405靠近海水导管1的进水口一侧，气嘴1405产生的气泡随着海水流动和浮力作用下朝正极板5的下表面移动，最后附着在正极板5的下表面。

其中，磁板一1401和磁板二1501磁极相反，使得反应器15内进入气体时，气泵14中释放气体，而在反应器15吸收气体后，气泵14中吸取气体。

其中，单向阀1506在原始位置时，导线1509与加热线圈1505位于第二气管1504内部的部分不接触，单向阀1506向上移动后，加热线圈1505被接通，第二气管1504另一侧的加热线圈1505与导电棒9向连通，通过原先导线1509与加热线圈1505位于第二气管1504内部的部分不接触，使得只有在第二气管1504中进入混合气体后，加热线圈1505才会进行加热，使得反应器15和气泵14的进出气相配合。

其中，第二气管1504外部缠绕加热线圈1505的部分的内部为氯气和氢气加热反应，反应器15内部为HCL气体与NaOH溶液1502反应。

本案例工作原理如下，

当两电极与海水通电进行电解反应后，气泡向上浮起并附着在正极板上后，此时由于活动套(10)不在受到海水的压力，在自身重力作用下向下移动，使得通气管(11)的下端与气泡内部的气体接触，此时由于气泡内部与正极板(5)内部连通，使得气泡中气体在受到海水压力的压迫下向正极板(5)的内部运动，使得气泡中气体全部进入正极板(5)的内部，而后活动套(10)重新受到海水压力作用向上移动恢复原状，此时通气管(11)的下端被封闭。

当右气腔(13)中的气体增多后使得单向阀(1506)向上移动，当气体增多到一定量时，此时导线(1509)被移动到与加热线圈(1505)接触后，此时加热线圈(1505)电路被接通，使得第二气管(1504)外部缠绕加热线圈(1505)部分的管道内部温度上升，此时此部分内部的氢气和氯气受到热量后反应产生HCL气体，并且放热，气体体积增大，同时将挡块(1507)向前顶出后，气体进入反应器(15)内部，此时磁板二(1501)受到进入的气体影响向远离NaOH溶液(1502)一侧移动并将连通管(1503)漏出后气体从连通管(1503)进入NaOH溶液(1502)中，此时由于磁板二(1501)移动，使得磁板一(1401)受到磁板二(1501)的引力减弱，使得磁板一(1401)向第一气管(1403)一侧运动，将气泵(14)内气体压出，使得气嘴(1405)处产生气泡，而在第二气管(1504)内部气体不在通入后挡块(1507)返回远处将反应器(15)与第二气管(1504)隔断，而后由于NaOH溶液(1502)将HCL气体吸收后，使得连通管(1503)产生负压，将磁板二(1501)向NaOH溶液(1502)一侧吸引，最后将连通管(1503)覆盖，此时由于磁板二(1501)移动，使得磁板一(1401)受力增大，将磁板弹簧(1402)压缩并向远离第一气管(1403)处移动，将左气腔(12)内气体吸入气泵(14)中，此后进行往复循环。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种磁流体推进器，包括海水导管(1)，固定套接在海水导管(1)外部的外罩(2)，固定套接在外罩(2)内部的正反面的右马鞍形线圈(3)和左马鞍形线圈(4)，其特征在于：所述海水导管(1)内部的上表面固定安装有正极板(5)，所述正极板(5)的上半部位于外罩(2)的内部，所述正极板(5)的下半部分位于海水导管(1)的内部，所述正极板(5)上表面的中部固定安装有正极母线(7)，所述海水导管(1)内部的下表面固定安装有负极板(6)，所述负极板(6)的下表面固定连接有贯穿到外罩(2)内部的负极母线(8)，所述正极板(5)位于外罩(2)内部的一端为空腔，所述正极板(5)的内部靠近海水进水口的一侧开设有左气腔(12)，所述正极板(5)的内部的另一侧开设有右气腔(13)，所述正极板(5)的内腔的上表面固定连接有导电棒(9)，所述导电棒(9)的下端贯穿正极板(5)且与海水导管(1)内部海水相接触，所述导电棒(9)的外部活动套接有位于导电棒(9)下端的活动套(10)，所述活动套(10)的下表面与海水接触，所述活动套(10)的内部开设有通气管(11)，所述通气管(11)的顶部与左气腔(12)和右气腔(13)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种磁流体推进器，其特征在于：所述正极板(5)的上表面靠近海水进水口的一侧固定安装有气泵(14)，所述正极板(5)的上表面的另一侧固定安装有反应器(15)，所述气泵(14)的内部活动安装有磁板一(1401)，所述磁板一(1401)的另一侧固定连接有磁板弹簧(1402)，所述磁板弹簧(1402)与气泵(14)的内部固定安装，所述气泵(14)的下表面固定开设有小孔，且通过第一气管(1403)与左气腔(12)相连通，所述第一气管(1403)位于磁板一(1401)的一侧，所述气泵(14)内部的一侧固定安装有贯通气泵(14)内外的气泵管(1404)，所述气泵管(1404)的另一端固定安装有气嘴(1405)，所述气嘴(1405)位于海水导管(1)的下表面，且位于负极板(6)靠近海水进水口一侧，所述反应器(15)的内部设为两腔，所述反应器(15)的上表面固定安装有贯穿反应器(15)内外两侧的第二气管(1504)，所述第二气管(1504)的另一端与右气腔(13)相连通，所述反应器(15)内部靠近正极母线(7)一侧的腔内盛有NaOH溶液(1502)，所述反应器(15)内部的另一腔内活动安装有磁板二(1501)，所述第二气管(1504)位于反应器(15)内部的一端位于磁板二(1501)的腔内，且位于磁板二(1501)的一侧，所述反应器(15)的内壁内开设有连通管(1503)，所述连通管(1503)的一端位于磁板二(1501)原始位置的底部，所述连通管(1503)的另一端与NaOH溶液(1502)的腔相连通，所述第二气管(1504)为n型，所述第二气管(1504)最高处的外部缠绕有加热线圈(1505)，所述加热线圈(1505)与正极母线(7)电连接，所述第二气管(1504)位于右气腔(13)的上方活动套接有单向阀(1506)，所述单向阀(1506)的内部开设有通气孔，所述单向阀(1506)的内部位于通气孔下方固定安装有导线(1509)，所述第二气管(1504)的内部位于反应器(15)上方的拐角处横向活动套接有挡块(1507)，所述挡块(1507)的一侧固定安装有挡块弹簧(1508)。

3.根据权利要求1所述的一种磁流体推进器，其特征在于：所述导电棒(9)上端比下端粗，所述通气管(11)为L型通管，所述活动套(10)在原始状态时仅有通气管(11)的上端与正极板(5)内部接触，所述活动套(10)位置下降后通气管(11)位于下方的一端与外界接触。

4.根据权利要求2所述的一种磁流体推进器，其特征在于：所述气嘴(1405)靠近海水导管(1)的进水口一侧，所述气嘴(1405)产生的气泡随着海水流动和浮力作用下朝正极板(5)的下表面移动，最后附着在正极板(5)的下表面。

5.根据权利要求2所述的一种磁流体推进器，其特征在于：所述磁板一(1401)和磁板二(1501)磁极相反。

6.根据权利要求2所述的一种磁流体推进器，其特征在于：所述单向阀(1506)在原始位置时，所述导线(1509)与加热线圈(1505)位于第二气管(1504)内部的部分不接触，所述单向阀(1506)向上移动后，所述加热线圈(1505)被接通，所述第二气管(1504)另一侧的加热线圈(1505)与导电棒(9)向连通。

7.根据权利要求2所述的一种磁流体推进器，其特征在于：所述第二气管(1504)外部缠绕加热线圈(1505)的部分的内部为氯气和氢气加热反应，所述反应器(15)内部为HCL气体与NaOH溶液(1502)反应。

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