專利名稱：結(jié)構(gòu)引發(fā)非平衡電離磁流體發(fā)電機(jī)的制作方法
磁流體發(fā)電機(jī)是一種把熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置。本來，這種發(fā)電方式很先進(jìn)，但科學(xué)家對(duì)它已研究數(shù)十年了，至今卻未能得到實(shí)際的應(yīng)用。原因是它的工質(zhì)氣體采用熱電離，而單純熱電離要達(dá)到發(fā)電所必需的20西/米以上的電導(dǎo)率，工質(zhì)溫度需高達(dá)6000K左右。當(dāng)工質(zhì)中加入低電離電位的鉀、銫等種子后，要達(dá)到相同的電導(dǎo)率，工質(zhì)溫度亦需要2500K左右，這是當(dāng)今的耐火材料所無法長(zhǎng)時(shí)間承受的。若在加鉀或銫熱電離的基礎(chǔ)上再增加非平衡電離(非熱電離)措施，要使工質(zhì)氣體在2000K左右的溫度下有20西/米以上的電導(dǎo)率，則必需大量消耗其它高附加值的非熱能，例如對(duì)工質(zhì)氣體外加電場(chǎng)、電磁輻射等以使工質(zhì)中的鉀或銫原子電離。但這些非平衡電離措施效率甚低，經(jīng)濟(jì)上很不合算，因而亦無實(shí)用價(jià)值。
我現(xiàn)今僅僅通過發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特征而引發(fā)的正電荷吸引力和陽極吸引力，可以毫不消耗其它非熱能，便能使加鉀或銫工質(zhì)氣體產(chǎn)生非平衡電離而提高工質(zhì)氣體的電離度和電導(dǎo)率，使發(fā)電機(jī)工質(zhì)在2000K左右的溫度下達(dá)到較高的熱電轉(zhuǎn)換效率。
為使以下論述能結(jié)合附圖進(jìn)行，得首先對(duì)附圖作圖面說明如下陰極1、陽極板2、陽極基板3、外層結(jié)構(gòu)4、發(fā)電通道入口5、發(fā)電通道6、陽極板間隙7、燃燒室8、發(fā)電機(jī)所有陽極板正電荷中心9、發(fā)電機(jī)所有陽極板負(fù)電荷中心10、排氣孔11、正電荷鞘層12、磁極對(duì)13(圖中虛線長(zhǎng)方形表示磁極對(duì)，N極在上，S極在下。)、磁極對(duì)14(圖中虛線長(zhǎng)方形表示磁極對(duì)，S極在上，N極在下。)、通道前段15、通道后段16和絕緣間隔17。


圖1結(jié)構(gòu)引發(fā)非平衡電離磁流體發(fā)電機(jī)橫剖面示意圖。
圖2結(jié)構(gòu)引發(fā)非平衡電離磁流體發(fā)電機(jī)側(cè)面縱剖面示意圖。
圖3受熱不均勻的金屬導(dǎo)體其冷、熱兩端產(chǎn)生了電位差(即產(chǎn)生了正、負(fù)電荷分離)說明圖。
圖4原有的磁流體發(fā)電機(jī)沒有陽極吸引力說明圖。
圖5連續(xù)電極已分段之后的結(jié)構(gòu)引發(fā)非平衡電離磁流體發(fā)電機(jī)橫剖面示意圖。
圖6共用一個(gè)燃燒室、對(duì)稱結(jié)合在一起的兩個(gè)結(jié)構(gòu)引發(fā)非平衡電離磁流體發(fā)電機(jī)側(cè)面縱剖面示意圖。
為使所屬專業(yè)人員能夠充分理解本發(fā)電機(jī)通過其結(jié)構(gòu)特征，使工質(zhì)氣體產(chǎn)生非平衡電離(非熱電離)而提高工質(zhì)氣體電導(dǎo)率的原理，有必要詳細(xì)論述有關(guān)技術(shù)方案(1)發(fā)電機(jī)制作用材1、2、3均是耐高溫、抗腐蝕的合金良導(dǎo)體。可選用FS-85合金(《材料手冊(cè)》美G·S布拉德H·R克勞瑟著，科學(xué)出版社89年版641頁)。其成分是鈮60.6％、鉭28％、鎢10.5％和鋯0.9％。這種合金的熔點(diǎn)為2863K，在高于1644K時(shí)抗拉強(qiáng)度103Mpa。FS-85合金主要成份的相對(duì)電導(dǎo)率為(銀為100)鈮12.2、鉭54.63、鎢14(《材料手冊(cè)》640頁及1244頁)。鈮、鉭、鎢都有很強(qiáng)的抗酸、堿腐蝕性能(《材料手冊(cè)》640頁，888頁及965頁)。由此可見，必需耐受高溫、抗酸堿腐蝕、導(dǎo)電良好的本發(fā)電機(jī)的1、2、3，很適宜用FS-85合金制作。此外，可供選用的難熔、抗腐蝕、導(dǎo)電良好的金屬或合金還有許多。(2)4使用密封、絕緣、隔熱、抗腐蝕、耐高溫的氧化鎂鑲塊制作。外加石棉層，石棉之處更以不銹鋼薄板作基板面把氧化鎂鑲塊固定其上，在不銹鋼薄板之外則以不銹鋼框架作骨架。15和16均用氧化鎂陶瓷制作。(3)1與3相平行，2與3相垂直，2與3是連接為一體的(見附圖1、2)。2的兩側(cè)邊固定在發(fā)電機(jī)的4上，并與4保持電絕緣(見附圖1)。因2四條邊中已有三條邊得到了固定，因此是很牢固的。在6高溫、高速工質(zhì)氣體(高溫、高速工質(zhì)氣體的流向與2的上邊相平行)的沖擊下，不會(huì)造成彎曲倒伏。(4)根據(jù)氣體熱電離理論，若要使電離氣體成為宏觀電中性的等離子體，那么電離氣體所在系統(tǒng)的線度L，必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于德拜長(zhǎng)度λD(λD＝6.9×10-3厘米)即L＞＞λD。我把7的寬度，設(shè)定為0.8-1厘米之間，就是為了使7內(nèi)基本保持宏觀電中性，確保鉀或銫原子電離產(chǎn)生的鉀或銫離子能作為宏觀電中性的粒子順利進(jìn)入7內(nèi)，為在發(fā)電機(jī)內(nèi)電路中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)引發(fā)的正電荷吸引力作好準(zhǔn)備。(5)金屬導(dǎo)體受熱不均勻時(shí)，將產(chǎn)生正、負(fù)電荷分離現(xiàn)象，即在金屬導(dǎo)體的冷、熱兩端產(chǎn)生了一定的電位差(見附圖3)。原理是因?yàn)殡娮訜徇\(yùn)動(dòng)的速度與溫度關(guān)系密切，溫度越高，電子運(yùn)動(dòng)速度越快。當(dāng)金屬導(dǎo)體受到不均勻加熱時(shí)，熱端的自由電子就比冷端的運(yùn)動(dòng)得快，運(yùn)動(dòng)較快的電子常常從熱端遷移至冷端，進(jìn)入冷端的快速電子與冷端的運(yùn)動(dòng)較慢的電子之間發(fā)生碰撞時(shí)，將自己一部分動(dòng)能傳遞給慢速電子后，速度就減慢了，最后以與它周圍的自由電子幾乎相同的速度運(yùn)動(dòng)。這樣，從熱端進(jìn)入冷端的自由電子好像被“卡”在冷端了，因而從冷端進(jìn)入熱端的自由電子是非常少的。由此可見，不均勻加熱使較多的自由電子聚集在金屬導(dǎo)體的冷端，冷端成了負(fù)極，熱端缺少電子，成了正極，因而冷、熱兩端之間產(chǎn)生了正、負(fù)電荷分離現(xiàn)象，即產(chǎn)生了一定的電位差。冷、熱兩端溫差愈大，兩端間的電位差也愈大。(6)1的正、負(fù)電荷分離據(jù)上原理，當(dāng)1受到8加熱，1受熱面上將出現(xiàn)空穴(缺少電子)，帶正電荷；1背熱面上則聚集著較多的自由電子，帶負(fù)電荷(見附圖1、2)。(7)2的正、負(fù)電荷分離同理，2近熱段出現(xiàn)了空穴(缺少電子)，帶正電荷；2遠(yuǎn)熱段則聚集著較多的自由電子，帶負(fù)電荷(見附圖1、2)。(8)3帶負(fù)電荷因?yàn)?是與許多2連接為一體的，即3屬于2遠(yuǎn)熱段的延伸，因此3與2遠(yuǎn)熱段一樣，亦聚集著較多的自由電子，帶負(fù)電荷(見附圖2)。(9)熱能對(duì)電子的定向推力的產(chǎn)生當(dāng)將溫度為2000K的惰性工質(zhì)氣體(內(nèi)含鉀或銫種子)從5以800-1000米/秒的速度射入6并直達(dá)11時(shí)，又以2300K的溫度在8加熱1受熱面(1受熱面在8內(nèi))。根據(jù)熱傳導(dǎo)理論，可知6內(nèi)工質(zhì)的溫度此時(shí)已不是2000K，而是已上升為2100K左右。但當(dāng)工質(zhì)從6擴(kuò)散至3時(shí)，工質(zhì)溫度卻又下降到2000K左右了。即是說，在1與3之間已形成了由2300K向2000K左右逐漸遞降的溫度梯度。根據(jù)熱傳導(dǎo)理論，1一側(cè)工質(zhì)氣體的動(dòng)能，將向3一側(cè)定向遷移，在此過程中，1發(fā)射的電子及內(nèi)電路電子(6內(nèi)惰性工質(zhì)氣體在2100K左右的溫度下，產(chǎn)生了較弱的熱電離，因此工質(zhì)中已有少量的電子和正離子)亦隨工質(zhì)氣體動(dòng)能的定向遷移而獲得定向加速(電子從1向3加速運(yùn)動(dòng))。我將熱能對(duì)電子的這種定向作用力，稱之為熱能對(duì)電子的定向推力。(10)洛侖茲力的產(chǎn)生我們知道，工質(zhì)氣流方向、磁力線方向和感生電流方向是互成直角的。當(dāng)惰性工質(zhì)氣體從5一側(cè)高速射向11一側(cè)，途經(jīng)6時(shí)因切割磁力線而產(chǎn)生感生電流。而感生電流的方向正是洛侖茲力的反方向，可知洛侖茲力的方向是由1指向3的(電子在洛侖茲力作用下由1向3加速運(yùn)動(dòng))。(11)正電荷鞘層的形成7惰性工質(zhì)氣體中的鉀或銫離子因受到2遠(yuǎn)熱段所帶電子負(fù)電荷的吸引力，將在2遠(yuǎn)熱段表面附近空間，形成一層穩(wěn)定的、薄薄的鉀或銫離子薄層，即正電荷鞘層(見附圖2)。
同理，由于3與2的遠(yuǎn)熱段一樣帶負(fù)電荷，因而在3表面附近空間亦形成一層穩(wěn)定的、薄薄的鉀或銫離子層，即正電荷鞘層(見附圖2)。(12)正電荷吸引力的產(chǎn)生由于2遠(yuǎn)熱段和3聚集著較多的自由電子負(fù)電荷，因而將把惰性工質(zhì)氣體中的鉀或銫離子吸附在其表面附近空間，并形成穩(wěn)定的鉀或銫離子薄層，即正電荷鞘層。本文所稱的正電荷吸引力，正是由于這些正電荷鞘層的正電荷，對(duì)1發(fā)射的電子及內(nèi)電路電子負(fù)電荷，產(chǎn)生了庫侖長(zhǎng)程吸引力而言。
正電荷吸引力將能大大加快1發(fā)射的電子及6內(nèi)電路電子由1向2和3遷移的運(yùn)動(dòng)速度。而對(duì)電子的加速正是非平衡電離(非熱電離)的成因。(13)陽極吸引力的產(chǎn)生所謂陽極吸引力，其值等于2近熱段空穴所帶正電荷對(duì)1發(fā)射的電子負(fù)電荷所產(chǎn)生的庫侖長(zhǎng)程吸引力，減去2遠(yuǎn)熱段所帶電子負(fù)電荷對(duì)1發(fā)射的電子負(fù)電荷所產(chǎn)生的庫侖長(zhǎng)程斥力。
產(chǎn)生陽極吸引力的根本原因是因?yàn)?與1相垂直，是因?yàn)?的方向與發(fā)電機(jī)內(nèi)惰性工質(zhì)氣體的熱傳導(dǎo)方向相平行。這種方向的2，必然受熱不均勻。根據(jù)上第3頁“(5)”的原理。由于2近熱段比2遠(yuǎn)熱段更較近發(fā)電機(jī)的8，因此2近熱段的溫度＞2遠(yuǎn)熱段的溫度。此情況下，2近熱段上快速運(yùn)動(dòng)的自由電子，將向2遠(yuǎn)熱段遷移。當(dāng)進(jìn)入2遠(yuǎn)熱段的快速電子與2遠(yuǎn)熱段上運(yùn)動(dòng)較慢的電子之間發(fā)生碰撞時(shí)，將自己一部分動(dòng)能傳遞給慢速電子后，速度就減慢了，最后以與它周圍的自由電子幾乎相同的速度運(yùn)動(dòng)。這樣，從2近熱段進(jìn)入2遠(yuǎn)熱段的自由電子，好像被“卡”在2遠(yuǎn)熱段了，因而從2遠(yuǎn)熱段進(jìn)入2近熱段的自由電子是非常少的。由此可見，與發(fā)電機(jī)內(nèi)惰性工質(zhì)氣體的熱傳導(dǎo)方向相平行的2，受到如上不均勻加熱后，將有較多的自由電子聚集在2的遠(yuǎn)熱段，因而帶負(fù)電荷；而在2近熱段，由于出現(xiàn)了空穴(缺少電子)，因而帶正電荷(見附圖1、2)。
2之所以能對(duì)1發(fā)射的電子及內(nèi)電路電子產(chǎn)生巨大的吸引力，大大加快電子由1遷至2和3的運(yùn)動(dòng)速度，并促進(jìn)1順利、大量發(fā)射電子，原因有以下兩方面A、有利因素得到大發(fā)揚(yáng)由于2與1相垂直，當(dāng)2密集排列時(shí)(即7很狹窄)，發(fā)電機(jī)內(nèi)所有2近熱段上的空穴正電荷，便大集中于距離1較近的位置，即9距離1較近。根據(jù)庫侖定律F＝Qq/εr2關(guān)于兩點(diǎn)電荷之間的作用力與其距離的平方成反比的原理，9便必然要對(duì)1發(fā)射的電子及6內(nèi)的電子負(fù)電荷產(chǎn)生很強(qiáng)的庫侖長(zhǎng)程吸引力。因而大大加快電子由1遷至2和3的運(yùn)動(dòng)速度，而對(duì)電子的加速正是非平衡電離(非熱電離)的成因。B、不利因素得到大抑制由于2與1相垂直，當(dāng)2密集排列時(shí)(即7很狹窄)，發(fā)電機(jī)內(nèi)所有2遠(yuǎn)熱段上的電子負(fù)電荷，便大集中于距離1較遠(yuǎn)的位置，即10距離1較遠(yuǎn)。好得很！這些在發(fā)電機(jī)內(nèi)能對(duì)1發(fā)射的電子及6內(nèi)電子產(chǎn)生同性相斥力，即具有阻礙、減慢1發(fā)射的電子及6內(nèi)電子由1向2和3遷移的不利因素(亦即限制1大量、順利發(fā)射電子的不利因素)，今已大集中于距離1較遠(yuǎn)的位置上去了。根據(jù)庫侖定律F＝Qq/εr2關(guān)于兩點(diǎn)電荷之間的作用力與其距離的平方成反比的原理，負(fù)電荷大集中于距離1較遠(yuǎn)的位置上(即10位于距離1較遠(yuǎn)的位置)，無疑將使1發(fā)射的電子及6內(nèi)電子由1向2和3遷移的阻力大大減弱了。阻力既已得到減弱，電子便可加快由1向2和3遷移的運(yùn)動(dòng)速度了。而對(duì)電子的加速正是非平衡電離(非熱電離)的成因。
總結(jié)以上A、B兩方面的因素，即可得出結(jié)論
發(fā)電機(jī)所有2近熱段上的空穴正電荷對(duì)1發(fā)射的電子負(fù)電荷所產(chǎn)生的總的庫侖長(zhǎng)程吸引力》(遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于)發(fā)電機(jī)所有2.遠(yuǎn)熱段上的電子負(fù)電荷對(duì)1發(fā)射的電子負(fù)電荷所產(chǎn)生的總的庫侖長(zhǎng)程斥力。
因而電子得以大大加快由1遷至2和3的運(yùn)動(dòng)速度。面對(duì)電子的加速正是非平衡電離(非熱電離)的成因。以上就是陽極吸引力使工質(zhì)氣體產(chǎn)生非平衡電離的總根源。(14)原有的磁流體發(fā)電機(jī)因何沒有陽極吸引力？答原因是它的3與1相平行，但卻沒有與1相垂直的2(見附圖4)。假設(shè)原有的磁流體發(fā)電機(jī)3的厚度為0.5厘米，此情況下，3受熱面與3背熱面之間的正、負(fù)電荷分離的距離也就只有0.5厘米了。這樣小的3正、負(fù)電荷分離的距離是談不上有什么陽極吸引力的。因?yàn)闆Q定陽極吸引力值的大小，有兩個(gè)根本的要素①3正、負(fù)電荷分離的距離。②3空穴正電荷的密集程度和3電子負(fù)電荷的密集程度。(15)本發(fā)電機(jī)內(nèi)惰性工質(zhì)氣體產(chǎn)生非平衡電離(非熱電離)的成因由于6和7內(nèi)惰性工質(zhì)氣體中的電子受到上述①洛侖茲力②熱能對(duì)電子的定向推力、③正電荷吸引力和④陽極吸引力四個(gè)同方向作用力的共同作用而加速，使電子大大加快由1向2和3遷移的運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)高速電子與惰性工質(zhì)氣體中尚未電離的鉀或銫原子發(fā)生碰撞，因而又產(chǎn)生出更多的自由電子和鉀或銫離子(即產(chǎn)生碰撞電離)，這就進(jìn)一步提高了惰性工質(zhì)氣體的電離度和電導(dǎo)率。因此，本發(fā)電機(jī)內(nèi)惰性工質(zhì)氣體雖僅有2300-2000K之間的溫度梯度，但其電離度和電導(dǎo)率將達(dá)發(fā)電所必需的水平。(16)由FS-85合金制作的1、2和3，能耐受2300-2000K的溫度梯度嗎？發(fā)電機(jī)內(nèi)的溫度梯度雖為2300-2000K之間，但此時(shí)6中的惰性工質(zhì)氣體的平均溫度為2100K左右。而在7中的惰性工質(zhì)氣體的平均溫度，則僅有2000K左右。在此一溫度下，使用FS-85合金(見上2頁敘述)制作的2和3，是基本能夠承受的，因而其連續(xù)工作的使用壽命較長(zhǎng)。1雖長(zhǎng)期經(jīng)受2300K的高溫，使用壽命相對(duì)較短，但對(duì)發(fā)電機(jī)僅單獨(dú)一塊的1作新舊更換是很容易辦的。故從整個(gè)發(fā)電機(jī)的整體使用壽命而言，就可達(dá)到連續(xù)使用數(shù)千小時(shí)的期限，這對(duì)發(fā)電成本是重要的。因而本發(fā)電機(jī)已完全具備了大規(guī)模工業(yè)，民用發(fā)電的條件。(17)本發(fā)電機(jī)有兩種發(fā)電方式I、磁流體兼熱電子發(fā)電方式在上述四個(gè)同方向作用力的共同作用下，1發(fā)射的電子遵循電力線的軌跡由1遷移至2和3，并最后進(jìn)入了2和3，稱為磁流體兼熱電子發(fā)電。
II、鞘層發(fā)電方式由于電子的擴(kuò)散遷移速率遠(yuǎn)大于離子的擴(kuò)散遷移速率。當(dāng)7惰性工質(zhì)氣體中的各種粒子依靠粒子本身所具動(dòng)能而進(jìn)行無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)時(shí)(擴(kuò)散時(shí))，因惰性工質(zhì)氣體中電子的擴(kuò)散速度比離子快得多，所以電子將首先擴(kuò)散到達(dá)2和3的表面，電子將隨即進(jìn)入2和3。電子在7通過無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)散作用而進(jìn)入2和3的，稱為鞘層發(fā)電。
等離子體在其固體容器內(nèi)，等離子體中的電子由于擴(kuò)散遷移速率遠(yuǎn)大于等離子體中的離子的擴(kuò)散遷移速率，困此等離子體中的電子將首先擴(kuò)散到達(dá)固體容器的壁面上形成一層德拜厚度的電子鞘層。由于鞘層發(fā)電類似于等離子體中的電子在其固體容器內(nèi)的電子成鞘運(yùn)動(dòng)(電子擴(kuò)散作用)過程，故稱之為鞘層發(fā)電。
由于發(fā)電機(jī)2是密集排列的，發(fā)電機(jī)總的2表面積十分巨大，因此電子在7通過電子成鞘運(yùn)動(dòng)(電子擴(kuò)散作用)而進(jìn)入2和3的機(jī)遇極大，所以這種發(fā)電方式發(fā)出的總電量很大，值得高度重視。(18)本發(fā)電機(jī)所使用的惰性工質(zhì)氣體和鉀或銫種子是反復(fù)循環(huán)使用的，因此回收率很高。(19)按照磁流體發(fā)電的理論，磁流體發(fā)電機(jī)的連續(xù)電極必須分段(見附圖5)。
這個(gè)問題的解決辦法是將1、2和3適當(dāng)分成多段。使用耐高溫、抗腐蝕和絕緣的材料制作的17，把1、2和3已分離的各段按原位置和方向重新夾持、固定成一整體。此時(shí)，17便作為1、2和3已分離各段的支撐、固定骨架。(20)為了充分利用8發(fā)出的熱能來發(fā)電以提高熱電轉(zhuǎn)換效率，可把多個(gè)結(jié)構(gòu)引發(fā)非平衡電離磁流體發(fā)電機(jī)以同一個(gè)8為中心對(duì)稱地組合在一起。例如，兩個(gè)結(jié)構(gòu)引發(fā)非平衡電離磁流體發(fā)電機(jī)對(duì)稱設(shè)在一個(gè)8的兩側(cè)，即兩個(gè)發(fā)電機(jī)分別有各自的6，但共用同一個(gè)8發(fā)出的熱能來發(fā)電(見附圖6)I、設(shè)8內(nèi)的溫度為2300K[見上第4頁“(9)熱能對(duì)電子的定向推力的產(chǎn)生”一段論述]。
II、由于13與14的磁力線方向正相反，當(dāng)將溫度為2000K的惰性工質(zhì)氣體(內(nèi)含鉀或銫種子)以800-1000米/秒的速度和垂直于圖紙的方向分別射入兩個(gè)對(duì)稱發(fā)電機(jī)的兩個(gè)6內(nèi)時(shí)，根據(jù)右手法則，可知對(duì)稱于8的兩個(gè)發(fā)電機(jī)各自產(chǎn)生的感生電流的方向是相反的。結(jié)果兩個(gè)發(fā)電機(jī)各自的1發(fā)射的電子，分別由各自的1一側(cè)遷向各自的2和3一側(cè)。這正是我們所要求。
權(quán)利要求
1.由發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特征而引發(fā)的陽極吸引力(達(dá)到本發(fā)明目的的必要技術(shù)特征之一)。其特征是在發(fā)電機(jī)陽極基板(3)之上，連接著無數(shù)的垂直于陽極基板(3)、密集排列的陽極板(2)。陽極板(2)平面與發(fā)電機(jī)內(nèi)工質(zhì)熱傳導(dǎo)方向相平行、與陰極(1)平面相垂直，因而受熱不均勻，所以在其近熱段與遠(yuǎn)熱段之間產(chǎn)生了一定的電位差。近熱段帶正電荷，遠(yuǎn)熱段帶負(fù)電荷。陽極板(2)近熱段所帶正電荷對(duì)陰極(1)發(fā)射的電子負(fù)電荷和內(nèi)電路電子負(fù)電荷產(chǎn)生了庫侖長(zhǎng)程吸引力；陽極板(2)遠(yuǎn)熱段所帶負(fù)電荷對(duì)陰極(1)發(fā)射的電子負(fù)電荷和內(nèi)電路電子負(fù)電荷產(chǎn)生了庫侖長(zhǎng)程斥力。因陽極板(2)近熱段比其遠(yuǎn)熱段更接近陰極(1)，根據(jù)庫侖定律兩點(diǎn)電荷之間的作用力與其距離的平方成反比的原理，可知上述的庫侖長(zhǎng)程吸引力＞上述的庫侖長(zhǎng)程斥力。所謂陽極吸引力，其值等于上述的庫侖長(zhǎng)程吸引力，減去上述的庫侖長(zhǎng)程斥力。因此，陽極吸引力能加快電子由陰極(1)一側(cè)遷向陽極板(2)和陽極基板(3)一側(cè)的運(yùn)動(dòng)速度。而對(duì)電子的加速是非平衡電離(非熱電離)的成因，故能提高磁流體發(fā)電機(jī)的工質(zhì)電導(dǎo)率和熱電效率。
2.由發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特征而引發(fā)的正電荷吸引力(達(dá)到本發(fā)明目的的必要技術(shù)特征之二)。其特征是在發(fā)電機(jī)陽極基板(3)之上，連接著無數(shù)的垂直于陽極基板(3)、密集排列的陽極板(2)。陽極板(2)平面與發(fā)電機(jī)內(nèi)工質(zhì)熱傳導(dǎo)方向相平行、與陰極(1)平面相垂直，因而受熱不均勻，所以在其近熱段與遠(yuǎn)熱段之間產(chǎn)生了電位差。近熱段帶正電荷，遠(yuǎn)熱段帶負(fù)電荷。陽極板(2)遠(yuǎn)熱段所帶負(fù)電荷對(duì)陽極板間隙(7)工質(zhì)中正離子產(chǎn)生了吸引力，把正離子吸到其周圍，因而在陽極板(2)遠(yuǎn)熱段表面形成了一層穩(wěn)定的正離子薄層，即正電荷鞘層。由于鞘正電荷對(duì)陰極(1)發(fā)射的電子負(fù)電荷和內(nèi)電路電子負(fù)電荷產(chǎn)生了庫侖長(zhǎng)程吸引力，因而加快電子由陰極(1)一側(cè)遷向陽極板(2)和陽極基板(3)一側(cè)的運(yùn)動(dòng)速度。而對(duì)電子的加速是非平衡電離(非熱電離)的成因，故能提高磁流體發(fā)電機(jī)的工質(zhì)電導(dǎo)率和熱電效率。
3.由發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特征而產(chǎn)生的鞘層發(fā)電方式(達(dá)到本發(fā)明目的的必要技術(shù)特征之三)。其特征是由于與陰極(1)平面相垂直的陽極板(2)平面是密集排列的，即相鄰兩陽極板(2)之間的空間——陽極板間隙(7)很狹窄，當(dāng)宏觀電中性的電離工質(zhì)氣體進(jìn)入這樣狹窄的空間后，工質(zhì)中的電子依靠本身的動(dòng)能在進(jìn)行無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)的過程中，極其頻繁地與其周圍的陽極板(2)的表面相碰撞而進(jìn)入陽極板(2)。由于發(fā)電機(jī)所有陽極板(2)總的表面積巨大，所以電子在陽極板間隙(7)通過這種方式進(jìn)入陽極板(2)的機(jī)遇極大，即鞘層發(fā)電發(fā)出的總電量將很大。本發(fā)電機(jī)由于在磁流體發(fā)電方式的基礎(chǔ)上又增加了鞘層發(fā)電方式，因而將大大提高總的熱電轉(zhuǎn)換效率。
全文摘要
本發(fā)電機(jī)屬磁流體發(fā)電領(lǐng)域。其特征及用途是因密集排列的陽極板與工質(zhì)熱傳導(dǎo)方向相平行，與陰極相垂直而受熱不均，其冷熱兩端產(chǎn)生了電位差，熱端帶正，冷端帶負(fù)。這種陽極板能對(duì)內(nèi)電路電子產(chǎn)生吸引力。另外，陽極板冷端負(fù)電荷吸引工質(zhì)中正離子，在其表面形成了正電荷鞘，而鞘正電荷亦對(duì)內(nèi)電路電子產(chǎn)生吸引力。以上兩個(gè)吸引力對(duì)電子加速使工質(zhì)產(chǎn)生非平衡電離而提高磁流體發(fā)電的工質(zhì)電導(dǎo)率。而發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特征又可產(chǎn)生新的鞘層發(fā)電方式。因而提高了熱電效率。
文檔編號(hào)H02N3/00GK1144986SQ96104410
公開日1997年3月12日 申請(qǐng)日期1996年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月9日
發(fā)明者徐貽誠 申請(qǐng)人:徐貽誠