專利名稱：重力回流式小型發(fā)電管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種無機(jī)械運(yùn)動件的閉環(huán)式小型磁流體發(fā)電裝置。
目前，磁流體發(fā)電技術(shù)是為提高大型熱電廠的熱效率作為第一級發(fā)電設(shè)備使用的。其原理是在3000°K左右的等離子氣體通過磁場切割磁力線發(fā)電。這樣須采用大型超導(dǎo)磁鐵，而且閉環(huán)式工質(zhì)回收系統(tǒng)十分復(fù)雜；磁流體發(fā)電裝置規(guī)模龐大，涉及到許多高技術(shù)領(lǐng)域且須巨額投資。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、無機(jī)械運(yùn)動件的可攜帶的閉環(huán)式小型磁流體發(fā)電裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是采用熱管原理和法拉弟型磁流體發(fā)電原理設(shè)計(jì)的重力回流式小型發(fā)電管。它是由蒸發(fā)段、發(fā)電通道段和冷凝段三部分組合而成，其內(nèi)形成一個閉環(huán)式真空內(nèi)腔，真空內(nèi)腔里注有一定量的工質(zhì)——汞液。其發(fā)電原理是通過對蒸發(fā)段加熱，使汞液吸熱后蒸發(fā)產(chǎn)生汞蒸汽，高速通過發(fā)電通道的切割磁力線而產(chǎn)生電動勢由電極接收輸出。
以下結(jié)合附圖
對本實(shí)用新型加以詳細(xì)描述附圖為重力回流式小型發(fā)電管的結(jié)構(gòu)示意圖。
參看附圖重力回流式小型發(fā)電管由冷凝段Ⅰ、發(fā)電通道段Ⅱ和蒸發(fā)段Ⅲ三部分組合而成，其內(nèi)形成一個閉環(huán)真空內(nèi)腔，真空內(nèi)腔里注有一定量的工質(zhì)——汞液，組合體用螺栓(10)、壓板(11)和蝶形彈簧墊圈(8)連接緊固。
冷凝段Ⅰ為雙層壁筒形體，水冷結(jié)構(gòu)其外壁(6)與內(nèi)壁(5)之間構(gòu)成水套(4)，冷凝段的下部為一法蘭形，便于螺栓(10)和蝶形彈簧墊圈(8)壓緊裝配。水套(4)下部接有進(jìn)水管(1)，上部設(shè)有出水管，筒形體頂端裝有抽氣充液管(7)，其作用是抽出內(nèi)腔空氣和注入汞液后將其密封。內(nèi)腔下部設(shè)有集液槽(3)，槽的底部有一小孔與一回流管(2)相通，回流管(2)穿裝在進(jìn)水管(1)內(nèi)，其下部與蒸發(fā)段內(nèi)腔相通。構(gòu)成工質(zhì)回流循環(huán)回路，冷凝段底部中心孔為矩形孔，其尺寸與發(fā)電通道段上部相配(吻合)，矩形孔向上逐漸擴(kuò)張并過渡為圓形出口。
發(fā)電通道段Ⅱ主要由陶瓷通道體(9)，一對稀土永久磁鐵N、S和一對電極(14)所構(gòu)成，陶瓷通道體(9)采用氣密性好、耐高溫、絕緣且有一定抗壓強(qiáng)度的材料燒結(jié)而成，通道的底部為圓形入口，由光滑曲面逐漸向上過渡為矩形截面通道(見A－A割面)通道較窄的一方外側(cè)固裝一對稀土永久磁鐵N、S，磁鐵N、S由保持架固定螺栓(10)上，在通道較寬的一方內(nèi)側(cè)固裝一對電極(14)，電極(14)有引出線至通道外。發(fā)電通道Ⅱ是按法拉弟型磁流體發(fā)電原理設(shè)計(jì)。
蒸發(fā)段Ⅲ是按熱管原理設(shè)計(jì)的。蒸發(fā)段Ⅲ是一個圓筒形殼體(12)，其殼體(12)的開口尺寸與陶瓷通道底部圓形入口相配，殼體(12)內(nèi)設(shè)有由三層100目不銹鋼絲網(wǎng)制成的筒狀吸液芯(13)，緊貼于殼體(12)的內(nèi)壁，殼體(12)側(cè)面有一小孔與回流管(2)相通，使回流管內(nèi)的汞液可直接流到吸液芯(13)上。
本實(shí)用新型的發(fā)電過程如下由于蒸發(fā)段Ⅰ是按熱管傳熱的原理設(shè)計(jì)的，殼體(12)垂直置于300℃以上的熱源上，吸液芯(13)利用絲網(wǎng)的毛細(xì)作用將汞液吸服在絲網(wǎng)上并緊貼于殼體(12)而獲得最佳的吸熱效果，汞液吸熱后蒸發(fā)產(chǎn)生的汞蒸汽向上進(jìn)入發(fā)電通道段Ⅱ，隨著熱量的增加，被蒸發(fā)的汞蒸汽密度不斷提高，使之處于導(dǎo)電狀態(tài)。由于腔內(nèi)是真空狀態(tài)無空氣阻力，則汞蒸汽以接近聲速的流速通過發(fā)電通道段Ⅱ切割磁力線產(chǎn)生電動勢由電極(14)接收輸出。當(dāng)做功后的汞蒸汽通過發(fā)電通道段Ⅱ后到達(dá)冷凝段Ⅰ時，由于冷卻水套(4)內(nèi)的冷卻水作用，汞蒸汽遇管壁(5)后急速冷凝成汞液流入集液槽(3)再經(jīng)回流管(2)回流到蒸發(fā)段的吸液芯(13)上，由此形成一閉式循環(huán)回路，連續(xù)不斷地運(yùn)行發(fā)電。
回流管(2)孔徑較小，腔內(nèi)汞液的回流量等于蒸發(fā)段的蒸發(fā)量，使汞液連續(xù)不間斷地回流，回流管(2)內(nèi)汞液的垂直高度(即汞柱)所形成的壓力就是蒸發(fā)段與冷凝段的壓差，是保證蒸發(fā)段汞蒸氣高速流入到冷凝段的重要條件。
本設(shè)計(jì)的熱傳導(dǎo)方式基本與熱管原理相同，因此，在發(fā)電功率上可參照熱管的傳熱效率求得一近似值。目前熱管的熱通密度為250W／cm2左右，如蒸發(fā)段的截面積為5cm2，考慮到各方面的熱損失，按40％的熱效率計(jì)算，則輸出功率＝250W／cm2×5cm2×40％＝500W由此可見，其發(fā)電功率可滿足一般家庭規(guī)模的用電需要。
綜上所述，本發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造也不復(fù)雜，工藝上無特殊要求，體積小，便于攜帶，一般家庭煤爐、煤氣爐的熱量就可作熱源發(fā)電，在野外工作或行軍途中，燃起的篝火也可作發(fā)電的熱源，解決野外照明和通訊用電的需要。在汽車發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)安裝本發(fā)電裝置，利用排氣余熱發(fā)電，可取代現(xiàn)行的發(fā)電機(jī)，使發(fā)動機(jī)省油而發(fā)電裝置無需維修。總之，本發(fā)電裝置能利用余熱，太陽能和家庭規(guī)模的熱能發(fā)電。因此，本裝置是一種機(jī)動靈活，幾乎在一切條件下都可安裝發(fā)電的小型發(fā)電裝置。并且整個裝置中無機(jī)械運(yùn)動件，無三廢排放，因此無噪聲、無污染，對環(huán)境保護(hù)十分有利。
權(quán)利要求1.一種重力回流式小型發(fā)電管，其特征是A、重力回流式小型發(fā)電管是由冷凝段Ⅰ、發(fā)電通道段Ⅱ和蒸發(fā)段Ⅲ三部分組合而成，其內(nèi)形成一個閉環(huán)式真空內(nèi)腔，真空內(nèi)腔里注有一定量的工質(zhì)-汞液，組合體采用螺栓(10)、壓板(11)和蝶形彈簧墊圈(8)連接緊固；B、所述的冷凝段為雙層壁筒形體水冷結(jié)構(gòu)，其外壁(6)和內(nèi)壁(5)之間構(gòu)成一個水套(4)，筒形體頂端設(shè)有抽氣充液管(7)，下端設(shè)計(jì)為法蘭狀，筒形體內(nèi)腔下部有一集液槽(3)，槽底開有一小孔，水套(4)上方有出水管，下方有進(jìn)水管(1)，進(jìn)水管(1)內(nèi)穿裝一個回流管(2)，回流管(2)一端與集液槽底小孔相通，另一端與蒸發(fā)段Ⅲ的內(nèi)腔相通，構(gòu)成工質(zhì)回流循環(huán)回路；C、所述的發(fā)電通道Ⅱ主要由陶瓷通道體(9)、一對稀土永久磁鐵N、S和一對電極(14)所構(gòu)成，陶瓷通道體(9)的底部為圓形入口，由光滑曲面逐漸向上過渡為矩形截面通道，通道較窄的一方外側(cè)固裝一對稀土永久磁鐵N、S，磁鐵N、S由保持架固定在螺栓(10)上，在通道較寬的一方內(nèi)側(cè)固裝一對電極(14)，電極(14)有引出線至通道外；D、所述的蒸發(fā)段Ⅲ為一圓筒形殼體(12)，殼體(12)的上部開口尺寸與陶瓷通道底部圓形入口相配，殼體(12)內(nèi)設(shè)有由三層100目不銹鋼絲網(wǎng)制成的筒狀吸液芯(13)，緊貼于殼體(12)的內(nèi)壁，殼體(12)上有一小孔與所述的回流管(2)相通。
專利摘要本實(shí)用新型是一種閉環(huán)式磁流體發(fā)電裝置，其結(jié)構(gòu)是由蒸發(fā)段、發(fā)電通道段和冷凝段三部分構(gòu)成，形成一個閉環(huán)式真空內(nèi)腔，腔內(nèi)裝有工作介質(zhì)——汞液。通過對蒸發(fā)段加熱，汞液蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽通過發(fā)電通道的切割磁力線產(chǎn)生電動勢由電極接收輸出。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝無特殊要求，整個裝置無機(jī)械運(yùn)動件，體積小、重量輕，便于攜帶，幾乎在一切條件下都可安裝。一般家庭煤爐或燃起的篝火就可作熱源發(fā)電，而無三廢排放。
文檔編號H02K44/00GK2063316SQ9021140
公開日1990年10月3日 申請日期1990年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月14日
發(fā)明者王安惠 申請人:王安惠