一种磁流体推进装置、种磁装置作方控制方法及磁流体推进船舶
技术领域
1.本发明涉及磁流体推进技术领域，流体尤其涉及一种磁流体推进装置
、推进
控制方法及磁流体推进船舶
。种磁装置作方
背景技术：
2.磁流体推进器是流体在贯通海水的通道内建立一个磁场，这个磁场能对导电的推进海水产生电磁力作用，使海水在通道内运动，种磁装置作方当应用了磁流体推进器的流体船舶将海水向后推出时，其反作用力便会推动船舶前进
。推进
与传统机械传动类推进器
(
譬如螺旋桨
、种磁装置作方
水泵喷水推进器等
)
相比较，流体由于磁流体推进器无须配备螺旋桨桨叶
、推进
齿轮传动机构和轴泵等机构，种磁装置作方可以大大降低噪声和振动
。流体
3.公告号为
cn109572972b
的推进中国发明专利公开了一种磁流体推进器，可以有效推动船舶运动，然而如该专利一样，目前现有的磁流体推进器都是在海水通道中插入电极，从而使海水通电，但由于海水具有腐蚀性，将电极长时间浸泡在海水里容易导致电极被腐蚀，因此需要经常更换电极，这种方式既不经济也不环保
。
技术实现要素：
4.本发明提供了一种磁流体推进装置
、
控制方法及磁流体推进船舶，用以解决目前磁流体推进器的电极需要浸泡在水中使海水通电，导致电极易被海水腐蚀的技术问题
。
5.为解决上述技术问题，第一方面，本发明提出了一种磁流体推进装置，包括：电磁铁
、
绝缘环形管道
、
线圈和铁芯，所述绝缘环形管道设有一段开放段，所述开放段两侧设有用于联通外部海水的开口，所述电磁铁设于所述开放段上方，所述绝缘环形管道和线圈套设于所述铁芯上，所述电磁铁连接第一外部电源，所述线圈连接第二外部电源
。
6.进一步地，所述绝缘环形管道至少2个，所有的绝缘环形管道都套设于所述铁芯上，所有的绝缘环形管道的开放段都连接在一起形成一个联通的空腔，所述电磁铁设于空腔的上方并覆盖每个绝缘环形管道的开放段
。
7.进一步地，所述开放段与所述绝缘环形管道内部联通，使海水由开放段进入所述绝缘环形管道内部形成闭合回路
。
8.进一步地，所述电磁铁的磁感线方向与所述绝缘环形管道内部的海水闭合回路垂直
。
9.进一步地，还包括外壳，所述电磁铁
、
绝缘环形管道
、
线圈和铁芯均设于所述外壳内，所述空腔贯穿所述外壳，所述电磁铁的电磁铁接线柱和所述线圈的线圈接线柱贯穿所述外壳并延伸至所述外壳的外部
。
10.进一步地，所述第一外部电源和所述第二外部电源均提供交变电流
。
11.第二方面，本发明还提供了一种磁流体推进装置的控制方法，所述控制方法应用于第一方面所述的磁流体推进装置
。
12.作为本发明的方法的进一步改进：所述控制方法具体包括以下步骤：
13.通过第一外部电源向线圈输送正弦交流电，使铁芯内产生交变磁场，交变磁场使绝缘环形管道内的海水产生正弦交变电流，通过第二外部电源向电磁铁输入与所述交变电流相位相同的正弦交流电，使绝缘环形管道的开放段的海水受洛仑磁力推动向一端流动，从而使磁流体推进装置产生正向推力
。
14.作为本发明的方法的进一步改进：当第二外部电源输出的正弦交变电流与所述交变电流的相位相差
180
°
时，磁流体推进装置产生与正向推力相反的反向推力
。
15.第三方面，本发明还提供了一种磁流体推进船舶，包括第一方面所述的磁流体推进装置
。
16.有益效果：本发明的一种磁流体推进装置及其控制方法，通过第一外部电源向线圈输送正弦交流电，使铁芯内产生交变磁场，交变磁场使绝缘环形管道内的海水产生正弦交变电流，通过第二外部电源向电磁铁输入与所述交变电流相位相同的正弦交流电，使绝缘环形管道的开放段的海水受洛仑磁力推动向一端流动，从而使磁流体推进装置产生正向推力，本发明不需要将电磁铁和线圈的电极浸入海水中，避免了电极被海水腐蚀，增加了磁流体推进装置使用时的可靠性，并延长了磁流体推进装置的使用寿命
。
17.除了上面所描述的目的
、
特征和优点之外，本发明还有其它的目的
、
特征和优点
。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明
。
附图说明
18.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定
。
在附图中：
19.图1是本发明优选实施例的磁流体推进装置的结构示意图；
20.图2是本发明优选实施例的磁流体推进装置的内部结构示意图；
21.图3是本发明另一优选实施例的磁流体推进装置的内部结构示意图；
22.图4是图3的爆炸图；
23.图5是本发明优选实施例中的线圈输入电流和铁芯内磁场的波形示意图；
24.图6是本发明优选实施例中的绝缘环形管道内部海水产生的感应电流
、
电磁铁输入电流和电磁铁产生的磁场波形示意图；
25.图7是本发明优选实施例中绝缘环形管道的开放段的海水受到的力的波形示意图
。
26.图中各标号表示：
27.1、
电磁铁；
11、
电磁铁接线柱；
2、
绝缘环形管道；
21、
开放段；
22、
空腔；
3、
线圈；
31、
线圈接线柱；
4、
铁芯；
5、
外壳
。
具体实施方式
28.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施
。
29.此外，除非另有定义，本技术描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内一般技术人员所理解的通常含义
。
本技术描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位
置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位
、
以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本技术的限制
。
本技术描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性
。
本技术描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个
。
本技术描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件
。
30.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本技术的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本技术中的具体含义
。
31.实施例1，磁流体推进装置
。
32.如图3和图4所示，本实施例的磁流体推进装置包括：电磁铁
1、
绝缘环形管道
2、
线圈3和铁芯4，绝缘环形管道2设有一段开放段
21
，开放段
21
两侧设有用于联通外部海水的开口，电磁铁1设于开放段
21
上方，绝缘环形管道2和线圈3套设于铁芯4上，电磁铁1连接第一外部电源，线圈3连接第二外部电源
。
33.在本实施例的磁流体推进装置中，开放段
21
与绝缘环形管道2内部联通，使海水由开放段
21
进入绝缘环形管道2内部形成闭合回路，从而使开放段
21
的海水经过一圈绝缘环形管道2形成闭合回路，从而可以在交变磁场中产生感应电流
。
34.在本实施例的磁流体推进装置中，电磁铁1的磁感线方向与绝缘环形管道2内部的海水闭合回路垂直，当绝缘环形管道2内部的海水闭合回路产生感应电流时，受电磁铁1的磁场影响，绝缘环形管道2的开放段
21
的海水将受到洛仑磁力的作用而开始流动，当电磁铁1的磁感线方向与绝缘环形管道2内部的海水闭合回路垂直时，绝缘环形管道2的开放段
21
的海水洛仑磁力将处于最大值
。
35.由于一组绝缘环形管道2的开放段
21
的海水受到的推力有限，为了增强磁流体推进装置的推力，如图2所示，在本实施例的磁流体推进装置中，绝缘环形管道2至少2个，本实施例中的绝缘环形管道2具体为9个，所有的绝缘环形管道2都套设于铁芯4上，所有的绝缘环形管道2的开放段
21
都连接在一起形成一个联通的空腔
22
，电磁铁1设于空腔
22
的上方并覆盖每个绝缘环形管道2的开放段
21。
36.其中，空腔
22
与外界的海水连接，海水从空腔
22
的一侧进入，从另一侧排出，电磁铁1设于空腔
22
的上方并覆盖每个绝缘环形管道2的开放段
21
，使电磁铁1的磁场可以影响到空腔
22
内的全部海水
。
37.如图1所示，在本实施例的磁流体推进装置中，还包括外壳5，电磁铁
1、
绝缘环形管道
2、
线圈3和铁芯4均设于外壳5内，空腔
22
贯穿外壳5，电磁铁1的电磁铁接线柱
11
和线圈3的线圈接线柱
31
贯穿外壳5并延伸至外壳5的外部
。
38.通过外壳5使电磁铁
1、
绝缘环形管道
2、
线圈3和铁芯4集成，同时可以保护电磁铁
1、
绝缘环形管道
2、
线圈3和铁芯4免收海水的侵蚀，电磁铁1通过电磁铁接线柱
11
连接第一
外部电源，线圈3通过线圈接线柱
31
连接第二外部电源，海水从空腔
22
的一端进入，从另一端排出
。
39.在本实施例的磁流体推进装置中，第一外部电源和第二外部电源均提供交变电流，本实施例中的交变电流均为正弦交流电，第一外部电源需要使铁芯内产生交变磁场从而使绝缘环形管道2内的海水产生感应电流，而为了使通电的海水始终受到同一方向的洛仑磁力的作用，因此，需要使电磁铁1产生与交变电流始终一致或始终相反方向的磁场
。
40.本实施例的工作原理：第一外部电源向线圈3输入如图5所示的正弦交流电，本实施例中的正弦交流电初相为
90
°
，被线圈3环绕的铁芯4内将产生如图5所示的交变磁场，交变磁场的相位与第一外部电源输出的正弦交流电相位一致，此时，绝缘环形管道2内的闭环海水受交变磁场的作用产生如图6所示的感应电流，该感应电流为初相为0的正弦交流电，频率与交变磁场相同，向电磁铁1输入与感应电流相位相同的如图6所示的正弦交流电，那么电磁铁1将产生如图6所示的电磁铁交变磁场，所有绝缘环形管道2的开放段
21
组成的空腔
22
内的海水都将受到如图7所示的洛伦磁力的推动，使空腔
22
一端吸入海水，另一端排出海水产生推力，磁流体推进装置受推力作用移动；当第一外部电源或第二外部电源输出的正弦交流电反相时，将会使得空腔
22
中的海水受力方向反向，从而产生反向推力
。
41.本实施例的磁流体推进装置，避免了将电磁铁1和
/
或线圈3的电极浸入海水中，从而避免了电极被海水腐蚀损坏，增加了磁流体推进装置使用时的稳定性，提升了可靠性能，并延长了磁流体推进装置的使用寿命
。
42.实施例2，磁流体推进装置的控制方法
。
43.本实施例的磁流体推进装置的控制方法，控制方法应用于实施例1的磁流体推进装置，具体包括以下步骤：
44.通过第一外部电源向线圈3输送正弦交流电，使铁芯4内产生交变磁场，交变磁场使绝缘环形管道2内的海水产生正弦交变电流，通过第二外部电源向电磁铁1输入与交变电流相位相同的正弦交流电，使绝缘环形管道2的开放段
21
的海水受洛仑磁力推动向一端流动，从而使磁流体推进装置产生正向推力
。
45.在本实施例的磁流体推进装置的控制方法中，当第二外部电源输出的正弦交变电流与交变电流的相位相差
180
°
(
即使第二外部电源反相
)
时，磁流体推进装置产生与正向推力相反的反向推力，在其它的实施例中，使第一外部电源反相，而第二外部电源保持不变，也可以使磁流体推进装置产生与正向推力相反的反向推力
。
46.本实施例的一种磁流体推进装置的控制方法，可以使磁流体推进装置产生正向推力或反相推力，并可以避免磁流体推进装置的电极浸没在海水中，避免了电极腐蚀，延长了磁流体推进装置的使用寿命
。
47.实施例3，一种磁流体推进船舶
。
48.本实施例的磁流体推进船舶，包括实施例1的磁流体推进装置
。
49.本实施例的磁流体推进船舶实现了磁流体推进，相较于传统机械传动类推进器
(
譬如螺旋桨
、
水泵喷水推进器等
)
，本实施例的磁流体推进船舶无须配备螺旋桨桨叶
、
齿轮传动机构和轴泵等机构，可以大大降低噪声和振动，同时磁流体推进装置的电极不用浸没在海水中，避免了了电极腐蚀，确保了磁流体推进装置的可靠性，进而提升了磁流体推进船舶的稳定性
。
50.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化
。
凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改
、
等同替换
、
改进等，均应包含在本发明的保护范围之内
。