以純汞為工質的封閉循環磁流體發電機的製作方法
2023-06-21 12:07:46 1
專利名稱：以純汞為工質的封閉循環磁流體發電機的製作方法
技術領域：
本發明是使用純汞流體作工質進行封閉循環磁流體發電的裝置。可以直接、高效地將熱能轉變為電能。
磁流體發電的基本原理是讓可以導電的等離子氣流(其中的燃氣非離子態，僅起使加入的鉀、銫等元素電離之作用)切割磁場的磁力線，從而發出電流。此前世界上研製的磁流體發電裝置至少存在五個方面的主要問題(一)工作溫度太高，一般在2600％以上，有的甚至高達3400％，磁場、電極與絕緣材料的選擇及冷卻均難以解決。特別是高溫與磁場構成尖銳矛盾，由於居裡點的存在，將使磁場大大減弱甚至消失；(二)在高溫燃氣流中須加入實現電離的「種子」(鈉、鉀、銫等鹼金屬元素)，而「種子」又必須回收以便循環使用，使得結構變得龐大而複雜，離子密度也不夠高；(三)並不是任何燃料均能使用；(四)只能發出直流電；(五)只能作電站動力，無法在小型水陸交通工具上使用。因此，磁流體發電目前在全世界還未進入商業實用階段。
本發明的任務是構造一種簡單輕巧，工作溫度比較低，可以使用任何熱源或燃料的磁流體發電機，全面克服目前磁流體發電裝置之不足，並提高其效率，使其在各種水陸交通工具，活動或固定電站諸領域均可應用。
本發明的任務是這樣實現的用某種熱源或燃料加熱汞鍋爐內的液汞使其產生汞蒸汽，達到設計壓力後，汞蒸汽進入加速噴管，經過加速噴管時受到電離劑的作用(X線、紫外線、放射性元索的射線等均可作為電離劑)發生電離，再高速通過永磁磁場或勵磁磁場，在與氣流方向和磁場方向垂直的兩側設置有電極，汞離子和自由電子在洛侖茲力的作用下將分別向兩個電極上聚集，從而形成電勢差，當接通用電電路後，就形成可供使用的電流，還原後的汞離子形成汞蒸汽進入汞冷凝器，經冷卻後凝成液態汞，再用汞泵送回汞鍋爐，從而完成封閉循環。由於汞的電離電位較其它元素為低，沸點僅356.6℃，20個大氣壓時，其飽和蒸汽的溫度僅582.4℃，即使設計成50個大氣壓，其工作溫度也比目前的磁流體發電機低得多，故磁場電極及絕緣材料的冷卻很容易解決，而且不存在加入和回收「種子」的問題，使結構大大簡化，由於鍋爐可以使用任何燃料和熱源，故應用範圍大大拓展，又由於工作溫度低，可以容易地改變勵磁電流的性質，從而發出直流電或交流電，只要密封問題解決得好，不會形成汞汽的洩漏汙染。發電後還原的汞汽仍有餘熱，可進入溫差發電設備，也可以用其冷卻水供居民生活之用。如果不用水冷而用風冷、油冷、冷卻液冷等方法，其體積將更為緊湊，用作電動汽車、火車、輪船、潛艇等的動力亦很合適，且不會出現機械噪聲。
圖1是本發明結構示意圖；圖2是圖1中的A-A向剖面圖；圖1中(1)是汞鍋爐(2)是電離裝置，(3)是加速噴管，(4)是磁場，(5)是汞冷凝器，(6)是汞泵(7)(8)均是電極。當汞鍋爐(1)中的汞蒸汽加熱到設計壓力開始噴出時，經電離裝置(2)進入加速噴管(3)，被電離裝置(2)電離後的汞離子汽從噴管(3)高速噴出進入磁場(4)，如果磁場是單向磁場，則發出直流電，如果磁場是交變磁場，則發出交流電，視勵磁電流的性質而定。汞離子和自由電子在洛侖茲力的作用下會分別向兩電極(7)(8)聚集，從而形成電勢差，接通用電電路後，即可提供電能。還原後的汞離子在汞冷凝器(5)內凝成液汞，經汞泵(6)送回汞鍋爐(1)，從而完成封閉循環。由於鍋爐可以用任何熱源或燃料加熱，汞蒸汽的溫度遠遠低於目前磁流體發電的溫度，材料及冷卻的問題就容易解決。同時不存在設置「種子」的加入和回收設備的問題。故此種發電機結構簡單輕巧，單位體積功率大，若冷凝器用風、油、液或自然冷卻，可以用在電動汽車、火車或活動式電站、家庭發電裝置上；若用水冷卻可以在電站或具有洗浴設備的輪船、潛艇、火車上，供應冷凝器用過的熱水。使居行更加方便。這樣就全面的克服了目前磁流體發電裝置中存在的五個主要問題。
另外由於無燃氣在循環中存在，離子密度大大提高，發電效率必然高於目前磁流體發電方式的理論極限。
通過以上敘述，可見本發明的目的已經達到。
權利要求
1.以純汞為工質的封閉循環磁流體發電機，由汞鍋爐(1)，電離裝置(2)，加速噴管(3)，磁場(4)，汞冷凝器(5)，汞泵(6)，電極(7)(8)組成，其特徵在於汞鍋爐(1)的汞蒸汽出口與電離裝置(2)的入口相連，電離裝置(2)的出口與加速噴管(3)的入口相連，加速噴管(3)的出口與磁場(4)的入口相連，磁場(4)內在與氣流方向和磁場方向垂直的兩側設置有電極(7)(8)，磁場(4)的出口與汞冷凝器(5)的入口相連，汞冷凝器(5)的液汞出口與汞泵(6)的進口相連，汞泵(6)的出口與汞鍋爐(1)的液汞入口相連。
全文摘要
以純汞為工質的封閉循環磁流體發電機,其特徵是汞鍋爐的汞蒸汽出口與電離裝置的入口相連,電離裝置的出口與加速噴管的入口相連,加速噴管的出口與磁場的入口相連,磁場內在與氣流方向和磁場方向垂直的兩側設置有兩電極,磁場的出口與汞冷凝器入口相連,汞冷凝器的液汞出口與汞泵進口相連,汞泵的出口與汞鍋爐的液汞入口相連。其熱效率高,結構簡單,工作溫度低,可使用任何熱源或燃料,可在水陸交通工具和各種熱電站使用。
文檔編號H02K44/00GK1202758SQ9711281
公開日1998年12月23日 申請日期1997年6月18日 優先權日1997年6月18日
發明者李石開, 孟祥軍 申請人:李石開