磁控一維單向傳導器的製作方法
2023-05-25 15:36:51 1
專利名稱：磁控一維單向傳導器的製作方法
技術領域：
本發明就能源開發利用技術提出了一個新的模式。特別是在以各種形式的熱能向電能轉化領域提出一個全新的實用單元。
在熱電轉化領域很早就有人研究熱直發電問題。例如應用塞貝克效應溫差發電，但是距實際做為能源技術使用還有很遠的路程。半導體技術的發展給這一領域注入了活力，二十世紀中葉即將半導體技術應用到了塞貝克效應迴路，熱電轉化效率可達百分之十五以上，電功率也相應提高，但是成本居高不下，商品化道路步履艱難。人們又將注意力轉到新一代半導體材料的研究開發上，放棄了用普通易成的材料與技術解決問題的途徑。本發明並不是反其道而行之，而是從微觀自動控制的角度解決熱直發電的核心問題，從而擺脫塞貝克迴路的束縛。
本發明的任務是建立一個基於微觀自動控制、應用普通材料實現熱直發電目標的核心單元模型。為實現熱直發電商品化開闢一條新道路，具體指導生產製造可攜式、可移動式熱力發電系統及裝置等商品的設計方案。
我們取一片金屬箔、把它命名為傳導金屬箔，再取M片金屬箔把它所命名為休止金屬箔，再取N片絕緣膜把它們命名為絕緣層膜，最後設置一個具有一定磁場強度的磁場。將M片休止金屬箔與N片絕緣層膜相互交錯迭加合到一起，每片休止金屬箔之間不得有導電聯接。將休止金屬箔與絕緣層膜的組合體聯接到傳導金屬箔上，每片休止金屬箔平面都垂直於傳導金屬箔平面，並且具有良好的導電聯接。把磁場調整到由傳導金屬箔、休止金屬箔、絕緣層膜構成的組合體上，使磁場方向平行於傳導金屬箔平面、並且在傳導金屬箔所在的空間具有最大磁場強度，磁場的實際方向能夠實現控制需要。以上即是磁控一維單向傳導器的基本結構。
在任一個熱能擴散傳導系統中，我們讓磁控一維單向傳導器中的傳導金屬箔做為熱能擴散傳導的載體，對於參與熱能擴散傳導之電子運動、磁控一維單向傳導器將表現為一維單向選擇性，在一個方向上其阻力大於傳導金屬箔本身的傳導阻力，在反方向優於傳導金屬箔本身的傳導特性。磁控一維單向傳導器有效地控制了系統中電子的遷移運動趨向。
我們將磁控一維單向傳導器中的傳導金屬箔與導電體組成一個閉合迴路置於熱能擴散傳導系統時，這個迴路中將有電流產生，將熱能直接轉化為電能。這一過程的機理是這樣的傳導金屬箔與導電體都充當熱能擴散傳導的載體。我們知道、熱能的擴散傳導主要以電子在各種能量態上遷移運動、吸收或放出能量這一形式進行的。在非控制狀態，閉合迴路沿迴路兩個方向上的電子遷移引起的電勢互相抵消，即使因兩種載體材料的不同所反映出來的電勢差也是極微小的，產生的電流只能做信號源使用。在本發明所提供的控制狀態下閉合迴路沿迴路兩個方向上的電子遷移運動、因一維單向選擇性能的存在、阻塞了電勢互相抵消的通道、維持電子流的單向通道、將熱能擴散傳導過程轉化為電能傳導過程，實現能量形式的變換。
因為熱能直接轉化為電能減少了中間環節，應用本發明熱力發電系統的機械結構將向簡單化方向邁進，體積將趨向小型化，可移動性能、便攜性能將提高。與其它的熱直發電系統比較具有材料易獲得、加工工藝簡單，構成裝置的商品化成為可能。體積小、便攜性、可移動性、使用普通材料，這些特點的具備，可隨時隨地利用太陽能、餘熱、地熱。臨時性熱源進行發電，同時本發明可用於熱系統控制單元。具有實際使用價值。
實施本發明除正確地選擇材料、約束磁場、按本說明要求組合外，應注意多個同樣單元的串並聯，有效地利用熱能、提高電功率。例如將多個磁控一維單向傳導器組成的熱電直接轉化單元的同性端環繞包圍著熱源最大限度地利用熱能，具體的數量及聯接方式取決於系統的要求。對具體裝置的機械結構本發明不予描述。
權利要求
1.由傳導金屬箔、休止金屬箔、絕緣層膜、磁場組成的磁控一維單向傳導器，其特徵是M層休止金屬箔與N層絕緣層膜交錯迭加垂直連接於傳導金屬箔面上，磁場方向與傳導金屬箔平面平行、在傳導金屬箔所在空間具有最大場強，當傳導金屬箔做為一個系統中熱能擴散傳導的載體時，對參與熱能擴散傳導的電子遷移運動具有一維單向選擇性，在一個方向上其阻力大於傳導金屬箔本身的傳導阻力在反方向上優於傳導金屬箔本身的傳導特性。
2.根據權利要求1，其特徵是傳導金屬箔與導電體組成一個閉合迴路置於熱能擴散傳導系統時，迴路中有電流產生，將熱能直接轉化為電能。
3.根據權利要求2，其特徵是用於可攜式、可移動式熱力發電系統及裝置。
4.根據權利要求2，其特徵是用於太陽能發電工程及裝置。
5.根據權利要求2，其特徵是用於餘熱利用、地熱利用、溫差發電工程及裝置。
6.根據權利要求2，其特徵是用於熱系統控制單元。
全文摘要
在熱直發電領域，需要提高系統的電功率、降低成本、能夠商品化。本發明所規定的技術是從微觀控制電子遷移運動趨向出發建立一個全新的熱直發電模型。即磁控一維單向傳導器。本發明中的傳導金屬箔與導電體組成一個閉合迴路置於熱能擴散傳導系統時，迴路中有電流產生將熱能直接轉化為電能。因系普通材料組成、無中間環節可用於製造可攜式、可移動式熱力發電系統及裝置，充分利用太陽能、餘熱、地熱、溫差等資源，同時用於熱系統的控制單元。
文檔編號H02N11/00GK1159676SQ96100500
公開日1997年9月17日 申請日期1996年3月12日 優先權日1996年3月12日
發明者李林海 申請人:李林海