[實用新型]一種采用室溫離子液體的熱聲驅動磁流體發電系統

無效

• 申請號: 200820120451.9
• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN201222696Y
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 湯珂;林小鋼;金滔;陳國邦
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02K44/08
• 分類號: H02K44/08;F03G7/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本實用新型涉及發電系統，尤其涉及一種采用室溫離子液體的熱聲驅動器及其驅動的磁流體發電系統。

背景技術

磁流體發電也叫MHD發電，是從上世紀50年代開始逐漸興起的發電技術。磁流體發電是一種新型的高效發電方式，其定義為當磁流體穿過磁場時，按電磁感應定律，由于切割磁力線而產生電；在磁流體流經的通道上安裝電極，并與外部負荷連接時，則可輸出電能。傳統的發電機，主要是利用線圈相對磁場轉動來發電，因為線圈相對磁場運動時，不斷地切割磁力線，線圈中就會產生感應電動勢；而磁流體發電機與傳統發電機相比較，不同之處在于它是由磁流體切割磁場發電的。與傳統的火力發電系統相比，磁流體發電系統具有效率高、環境污染小、發電設備結構緊湊，啟停迅速等優點。

熱聲效應是熱與聲之間的相互轉換過程，根據能量的轉換方向可以分成熱致聲和聲致熱(冷)兩種。熱聲發電系統是利用熱致聲效應產生聲功驅動導線或者磁流體往復運動，切割磁力線實現發電，其優點在于采用熱能驅動，可利用低品位熱能；無(或者包含少量)機械運動部件，運行穩定可靠，壽命長；所采用的工質安全、無污染等。

熱聲發電系統已有多種不同的方案，包括熱聲驅動直線發電機系統、全液態工質磁流體熱聲發電系統、熱聲驅動電解質-磁場耦合發電系統等。后兩者屬于熱聲驅動磁流體發電系統。

上世紀八十年代，國外學者開展了完全采用液態金屬鈉作為工質的熱聲驅動磁流體發電系統的理論和實驗研究，但由于液態金屬鈉過小的可壓縮性以及過大的熱導率導致系統需要在10MPa-20MPa的高壓工況下運行，工作頻率高達910Hz(系統軸向長度1.22m)，熱電轉換效率較低，且液態金屬鈉自身的危險性也令人堪憂。最近，有學者報道了采用空氣和飽和碳酸氫鈉水溶液作為工質的熱聲驅動磁流體發電系統。該系統采用由亥姆霍茲共鳴器構成的駐波型熱聲驅動器驅動U形管中的碳酸氫鈉水溶液切割磁力線發電。由于該系統是工作在常壓附近的開放系統，所能產生的感應電動勢很小(均方根值在0.1至1mV量級)，離實際應用還有比較大的距離。

值得注意的是，具有環路結構的行波型熱聲系統，由于其熱聲轉換效率高而備受研究者和工業界的關注，然而氣體工質在行波環路結構中可能形成直流流動而造成嚴重的熱損失，甚至影響系統工作的穩定性。人們已經發展出具有不對稱流阻的噴射泵以及彈性膜等環路直流抑制結構來控制和消除直流及其影響，但前者對不同工況的適應能力較差，需要進行針對性的調節，而后者的運行壽命還有待進一步驗證。發展簡單有效的環路直流抑制方法是該領域所關注的熱點問題。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術不足，提供一種采用室溫離子液體的熱聲驅動磁流體發電系統。

采用室溫離子液體的熱聲驅動磁流體發電系統包括第一環路行波熱聲核、諧振管、室溫離子液體、發電裝置、第二環路行波熱聲核、穩頻裝置，環路行波熱聲核包括依次相連接的反饋管、聲感管、聲容管、第一水冷器、回熱器、加熱器、熱緩沖管，第二水冷器，第一環路行波熱聲核反饋管與第二環路行波熱聲核反饋管之間設有諧振管，諧振管中間設有發電裝置，第一環路行波熱聲核熱緩沖管與第二環路行波熱聲核緩沖管之間設有穩頻裝置，諧振管和環路行波熱聲核的底部設有室溫離子液體，發電裝置包括矩形不銹鋼外套、絕緣夾層、永磁體、電極、引線接頭，引線接頭外面包有絕緣套，不銹鋼外套內設有絕緣夾層，絕緣夾層內上、下設有兩塊永磁體，絕緣夾層內左、右設有兩電極，兩電極分別設有引線接頭，引線接頭與矩形不銹鋼外套之間設有絕緣套，發電裝置通過法蘭連接到諧振管。

所述的穩頻裝置包括充注閥、截止閥、第一氣庫、第二氣庫、第一氣庫調節閥、第二氣庫調節閥，第一氣庫通過第一氣庫調節閥經由截止閥門連入到第一行波熱聲核的熱緩沖管，第二氣庫通過第二氣庫調節閥經由截止閥接入到第二環路行波熱聲核的熱緩沖管，兩個截止閥通過管道直接連接，管道中間設有充注閥連接到外界，第一氣庫、第二氣庫上均設有加熱器與水冷卻盤管。

所述的室溫離子液體為三氟甲磺酸1-乙基-3-甲基咪唑、四氟硼酸1-乙基-3-甲基咪唑或三氟乙酸1-乙基-3-甲基咪唑。