專利名稱：一種熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種新型的熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，主要利用太陽能加熱過濾浄化后的普通水，甚至海水、被污染的水，產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣，實施電暈放電，生成等離子氣體，把它轉(zhuǎn)換為電能，提高發(fā)電功率和效率；發(fā)電機對外輸電時將產(chǎn)生氫氣、氧氣和水蒸氣，將其中的氫氣與ニ氧化碳進行化學(xué)合成反應(yīng)，生成化工原料，如甲醇或甲醛，再繼續(xù)下步化學(xué)反應(yīng)。
背景技術(shù)：
目前，電氣體發(fā)電機在ー些小功率場所得到應(yīng)用，如用作航天飛行器火箭發(fā)動機的電源、靜電噴漆、靜電除塵等，但它對等離子氣體利用率不高，只有其中的正離子對發(fā)電 作出了貢獻(xiàn)，電子不是載流子，只有正離子才是載流子，能量轉(zhuǎn)換率最高達(dá)50%。磁流體發(fā)電機，采用加熱エ質(zhì)氣體，添加鉀、銫等電離種子，使氣體具有一定電導(dǎo)率，致使發(fā)電能夠進行，再與蒸汽電站系統(tǒng)聯(lián)合，總效率可達(dá)52 %以上，但氣體電導(dǎo)率還不夠高，進ー步提高異常困難，必須使用超導(dǎo)磁體來獲得強磁感應(yīng)強度，價格昂貴；氣體中的電離種子和煤渣、灰塵等，易使電機通道電極短路腐蝕，從而縮短電機壽命(見《八六三計劃能源技術(shù)領(lǐng)域研究工作進展(1986-2000)》第四篇燃煤磁流體發(fā)電技術(shù)第268、291頁，童建忠著，2001. I北京第I版)；對等離子氣體利用率不高，只有電子才是載流子，正離子不是載流子。太陽能電池，是根據(jù)光電轉(zhuǎn)換原理，利用半導(dǎo)體材料吸收太陽光能，使處于低能級上的電子吸收能量后躍遷到高能級，發(fā)生電子運動，產(chǎn)生電動勢，但目前光電轉(zhuǎn)換效率還不太高，最高僅30 %左右，太陽熱能沒有得到充分利用，且生產(chǎn)成本偏高。作者去年提出的《一種磁流體發(fā)電裝置》(專利申請?zhí)?01110377659. 5，正在審查中)，也即ー種熱電氣體發(fā)電機，以氙氣為エ質(zhì)，采取閉環(huán)循環(huán)方式進行發(fā)電，但制取エ質(zhì)成本較高，并只有發(fā)電功能。氫氣和氧氣是重要的能源材料、功能材料、生命材料，目前制取方法多但還不夠先進，普遍需要消耗燃料、電能和原材料。如，制氫有化石燃料制氫、電解水制氫、光催化制氫、生物質(zhì)制氫、太陽能制氫、核能制氫和等離子化學(xué)法制氫，其中化石燃料制氫較成熟，但使用的資源不可再生；電解水制氫操作簡便，但成本高、耗電量大；光催化制氫存在著催化劑活性低、效率不高；生物質(zhì)制氫，利用的是可再生能源，采用熱解、氣化、裂解/氣化方法，但易產(chǎn)生焦油，體積大，儲存和運輸成本高；太陽能制氫，是用聚焦型集熱器收集到的太陽能直接分解水，產(chǎn)生氫和氧，所需溫度高達(dá)2500K，對材料要求較高，其產(chǎn)物是水蒸氣、氫氣和氧氣的混合物，高溫下這些混合物可能重新結(jié)合生成水，或發(fā)生爆炸；核能制氫，尚在研究中，但其核輻射危害不可小視；等離子體化學(xué)法制氫，包括使用甲烷重整制氫、甲醇制氫、汽油柴油制氫、硫化氫制氫、水制氫、車載制氫技術(shù)，但不同程度存在著反應(yīng)溫度偏高、能耗高、氫產(chǎn)率低、產(chǎn)生廢氣等問題，尚處于實驗階段(見《現(xiàn)代能源化工技木》第6章，李為民、王龍耀、許娟等編，化學(xué)エ業(yè)出版社，2011. 4)。制氧有物理方法和化學(xué)方法，其中物理方法有空氣精餾法、變壓吸附法、膜分離法，主要是從大氣中分離氧氣；化學(xué)方法主要有化學(xué)氧源法、電解水法，普遍存在耗能大、產(chǎn)氧率低、成本高等問題(見《制氧技木》第I章，張輝、王和平編著，化學(xué)エ業(yè)出版社，2011. 7)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供ー種新型的熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，采取開環(huán)循環(huán)方式，使用過濾凈化后的普通水，甚至海水、被污染的水，作為エ質(zhì)，輸入吸能裝置，充分吸收太陽能后變?yōu)楦邷馗邏核魵?，?jīng)自動控制閥門噴入電離室實施電暈放電，先離解成自由基H、0H、0，再電離成以電子e、氫離子tf、氫氧根離子OH'氧離子為主體的等離子氣體，噴入垂直磁場，受到洛倫茲力作用，正負(fù)帶電粒子分頭聚集，產(chǎn)生電動勢，通過電路對外輸出電能；エ質(zhì)水加熱后，水中的金屬非金屬離子、礦物微粒等聚為水垢，與微生物尸體一起被阻隔、単獨排出。發(fā)電機對外輸電過程中，聚集在負(fù)極板上的電子e、氫氧根離子0H_、氧離子02_放電后變?yōu)檠醴肿覱2和水蒸氣％0，沿管道泵出后在水箱中密閉冷卻，分離出氧氣和純凈冷水；聚集在正極板上的氫離子H+放電后變?yōu)闅湓親、氫分子H2,沿管道泵出后與ニ氧化碳CO2壓入高溫高壓裝置，結(jié)合現(xiàn)代人工光合作用技術(shù)，在不同催化劑、溶劑和 陽光作用下，分別生成甲醇CH3OH或甲醛HCH0，作為化工原料，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；將生成的甲醛再次壓入高壓裝置，加入多種酶和純凈水，根據(jù)需要吸收陽光，發(fā)生化學(xué)合成反應(yīng)，生成葡萄糖C6H12O6水溶液。因本發(fā)明與電氣體發(fā)電、磁流體發(fā)電和太陽能發(fā)電專業(yè)存在交叉，與傳統(tǒng)的磁流體發(fā)電機存在較大差異，也與作者去年提出的熱電氣體發(fā)電機有所不同，故稱為熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置。這種裝置既與常規(guī)的火力、水力、風(fēng)力、核能及其它能源動カ發(fā)電機不同，又與傳統(tǒng)的電氣體發(fā)電、磁流體發(fā)電、太陽能發(fā)電不同。常規(guī)的動力發(fā)電機一般要經(jīng)過中間能量轉(zhuǎn)換過程才能發(fā)電，傳統(tǒng)的電氣體發(fā)電和磁流體發(fā)電，都只是利用等離子氣體中的一種帶電粒子(正離子或電子)作為載流子，太陽能電池也只利用了太陽的光能，而本裝置同去年提出的熱電氣體發(fā)電機一祥，將等離子氣體中的正負(fù)帶電粒子都作為載流子，充分利用太陽的熱能和光能，并將熱能和光能直接轉(zhuǎn)化為電能，其電效率是磁流體發(fā)電機的2倍，其単位容積的比功率是磁流體發(fā)電機的4倍，其輸出電壓大約是磁流體發(fā)電機的2倍。同時，本發(fā)明將發(fā)電與化工合成結(jié)合起來，充分利用發(fā)電機產(chǎn)生的氫氣，結(jié)合現(xiàn)代ニ氧化碳分離捕集和固定利用技術(shù)(見《ニ氧化碳的固定和利用》第1、3章，王獻(xiàn)紅、王佛松主編，化學(xué)エ業(yè)出版社，2011. 6)和人工光合作用研究成果，把氫氣與ニ氧化碳壓入高溫高壓反應(yīng)器，添加催化劑，發(fā)生化學(xué)合成反應(yīng)，生成甲醇或甲醛，其中甲醛再在11種酶作用下，進ー步生成葡萄糖(見《氫能或電能驅(qū)動人工光合作用固定CO2合成糖》總結(jié)段，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院環(huán)境分部黃衛(wèi)東著)。本裝置只需提供陽光，過濾凈化后的普通水，甚至海水、被污染的水，蓄電池組，ニ氧化碳，催化劑，多種酶等條件，就能實現(xiàn)既發(fā)電，又產(chǎn)氫、產(chǎn)氧、產(chǎn)純凈水，并利用氫氣與ニ氧化碳合成甲醇或甲醛，再進ー步合成葡萄糖，初歩探索了一條人工光合作用途徑，為人類下步遨游太空和外星球提供基礎(chǔ)保障設(shè)施。微觀分析發(fā)電可行性電解液態(tài)水，相比電離水蒸氣，需要消耗更多的能量。從微觀上分析，水分子H2O中有2個極性共價鍵0-H，斷開第I個共價鍵需耗能502KJ/mol，斷開第2個共價鍵需耗能426KJ/mol, I個O-H鍵的平均鍵能為465KJ/mol (見網(wǎng)上《共價鍵的鍵能》);液態(tài)時能發(fā)生微弱的電離，生成少量的氫離子H+和氫氧根離子0H_，電解水時為增大導(dǎo)電離子濃度，教學(xué)實驗采取增加稀硫酸、エ業(yè)上增加氫氧化鉀或氫氫化鈉堿性溶液的辦法來增加水中氫離子H+或氫氧根離子OF濃度，從而加快電解速度(見《制氧技術(shù)》第6章)；水在固態(tài)、液態(tài)時分子間存在氫鍵，其鍵能為18.8KJ/mol，而氣態(tài)時沒有。電離液態(tài)水，首先需斷裂分子間氫鍵，再斷裂氫氧原子間的極性共價鍵；當(dāng)接上電源(插上電極)后，水中氫離子H+、氫氧根離子0H_分別移向電源的負(fù)極、正扱，2個氫離子H+從負(fù)極獲取2個電子后變?yōu)闅湓?、再合成氫分子逸出?個氫氧根離子0H—向正極釋放2個電子后變?yōu)镮個氧原子、I個水分子，2個氧原子再合成氧分子逸出。從整個電解過程看，斷裂水分子氫鍵、原子間共價鍵需耗能，正負(fù)離子定向移動時克服水的粘滯阻力、克服微粒間相互碰撞需耗能，正負(fù)離子到達(dá)電源兩極后，還需從電源吸收電能才能變?yōu)闅湓印⒀踉雍退肿?。因此，電解液態(tài)水，耗電量大，如電解水生產(chǎn)Im3的H2約需耗電4. O 4. 5kW，這樣耗電獲得氫能似乎得不償失(見網(wǎng)上《共價鍵的鍵能》)；且電解用的酸性、堿性溶液對設(shè)備有腐蝕。固體氧化物電解槽，工作在高溫下，部分電能由熱能代替，效率很高，運行成本也不高，但也需消耗外部電能，制造エ藝貴，成本高(見《現(xiàn)代能源化工技木》第6章2節(jié))。
當(dāng)液態(tài)水充分吸收太陽能變?yōu)楦邷馗邏核魵夂?，分子間氫鍵早已斷裂，分子間距變大，氣體粘滯阻カ很小，分子活動變得十分激烈。當(dāng)氣溫升至3000K左右時，水分子開始離解成不帶電的自由基H、0H、O,以及生成部分H2、O2 ;要使這些自由基電離，需要升至上萬K溫度，只是在離解溫度下已經(jīng)出現(xiàn)微量電離可以導(dǎo)電了(見網(wǎng)上《想請問下水蒸氣等離子體里面包含哪些粒子？》)。然而利用太陽能加熱水變?yōu)樗魵?，受目前保溫材料限制和高溫?zé)彷椛浼觿∮绊懀馨褮鉁厣?300K已經(jīng)很不容易了，進ー步提升氣體溫度越來越困難，如果將來能夠研制出耐受2000K、3000K甚至更高溫的保溫材料和單向透光且反熱輻射材料，無疑將提高吸收太陽能的效率，進而提高發(fā)電機的功率和效率。目前，升至1300Κ的水蒸氣既不能離解成不帶電的自由基，也不能電離，只有輸入蒸汽輪機發(fā)電，但效率低。采用常規(guī)加熱手段，無法把水蒸氣變?yōu)榈入x子氣體，因此人們至今尚未嘗試過利用水蒸氣等離子體來發(fā)電。本發(fā)明就是使用1300Κ左右的水蒸氣，將其輸入電離室，先預(yù)借部分電能(如“貸款”)對其實施電暈放電(如施加3萬V的高電壓)，先斷裂氫氧原子間的極性共價鍵，使其離解為自由基H、0Η、0，因H的還原性較強、易失電子，而0Η、O的氧化性較強、易得電子，進ー步實施電暈放電，將產(chǎn)生氫離子H+、電子e、氫氧根離子0Η_、氧離子02_，再噴入發(fā)電通道，遇到由上至下的垂直磁場，受到洛倫茲力作用實現(xiàn)正負(fù)帶電粒子偏轉(zhuǎn)分離，電子e、氫氧根離子0Η_、氧離子02_，集結(jié)到通道右側(cè)，形成負(fù)極板；氫離子H+集結(jié)到通道左側(cè)，形成正極板。正負(fù)極板作為發(fā)電機的正負(fù)極，通過外電路對外輸出電能(如“還款并付利息”)；輸電過程中，負(fù)極板上的電子e轉(zhuǎn)移到正極板上，氫氧根離子0H_、氧離子02_放電后生成H20、O2，它們釋放出的電子也轉(zhuǎn)移到正極板上；正極板上的氫離子H+吸收負(fù)極板通過外電路轉(zhuǎn)移來的電子后生成H2。從整個發(fā)電過程看，液態(tài)水變?yōu)楦邷馗邏核魵?，升溫?300K，吸收的是太陽能，對氣體進行壓縮、實施電暈放電，變?yōu)榈入x子氣體，需消耗電能，等離子氣體噴入通道過程中，無需克服粘滯阻力，且在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)分離，無需耗能，聚集在正負(fù)極板上的帶電粒子放電后變?yōu)闅錃?、氧氣、水分子，不僅不需吸收外電能，而且要對外輸出電能，其中部分電能用來償還前期壓縮、電離氣體預(yù)借的電能。此外，高溫高壓水蒸氣等離子體的載流子濃度和定向移動速度，均大于電解水中的載流子濃度和定向移動速度，所以用水蒸氣等離子體發(fā)電，具有較高的發(fā)電功率，而電解水的產(chǎn)氣率則較低。因此從微觀上分析，電解液態(tài)水制氫氣氧氣消耗的電能，與吸收太陽能、電離水蒸氣變?yōu)榈入x子體發(fā)電相比，消耗的電能大得多。能量轉(zhuǎn)換分析液態(tài)水吸收太陽能變?yōu)樗魵夂?，其?nèi)能増大，分子活動更加激烈，電離其就越容易。逆向看，水的溫度越低，其內(nèi)能越小，越難電離，尤其是變?yōu)楣虘B(tài)冰后，幾乎不能電離。液態(tài)水分子間存在氫鍵，設(shè)其鍵能為E7l^e ;水分子氫氧原子間存在極性共價鍵，設(shè)其鍵能為E水共價鍵;電尚水自由基H、OH > O,使它們變?yōu)镠、OH、O2，需耗gを為E電離水自自基耗；正負(fù)尚子移動過程中克服水的粘滯阻力和微粒間碰撞，需耗電為Ewwili ;正負(fù)離子到達(dá)電源兩極后，需從電源吸收電能變?yōu)橹行栽樱O(shè)耗電為設(shè)電解液態(tài)水需借電為;液態(tài)水通過吸收太陽能變?yōu)楦邷馗邏核魵?，設(shè)增加熱力學(xué)能為AU7imsie，實施電暈放電需借電為對于一定數(shù)量的水而言，常溫下使其電解，需借用的電能為Eti解常溫水借電=E水難+E水共價鍵+E電離水自由基耗+E粘滯碰撞耗+E離子吸電(ト1)·
讓同樣數(shù)量的水充分吸熱變?yōu)楦邷馗邏核魵夂螅瑢嵤╇姇灧烹娦杞桦娔転?br> _3] E電離水蒸氣借電=E水共價鍵+E電離水自由基耗-AU水吸熱增(1-2)將式(1-1)-(1-2)得 E電解常溫水借電電離水蒸氣借電=E,水氫鍵+E粘滯碰撞耗+E離子吸電τ Δ U水吸熱增(1^3)由此可見，電解常溫水，要比電離高溫高壓水蒸氣多借一些電能即液態(tài)水中存在的氫鍵鍵能Ει *、正負(fù)離子在水中移動時的粘滯碰撞耗能、正負(fù)離子吸電變?yōu)橹行栽訒r的耗能，以及液態(tài)水吸熱變?yōu)檎魵夂笤黾拥臒崃W(xué)能AU7MSif。水吸熱越多，溫度升得越高，増加的熱力學(xué)能△ U7MSif越大，需借用的電能就越少，這減少的部分，就來自太陽能。所以，吸收的太陽能對電離水蒸氣作出了貢獻(xiàn)，其大小推導(dǎo)公式如下因為容器體積不變，液態(tài)水在吸熱變?yōu)楦邷馗邏核魵膺^程中，沒有對外作功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有AU = Q+W(ト4)其中W = 0。水從外部吸收的熱量Q，只用于增加其熱力學(xué)能AU。因此可通過計算吸熱量來計算其増加的熱力學(xué)能。據(jù)世界氣象組織(WMO) 1981年公布，太陽輻射地球常數(shù)值是1367±7(瓦/米2)，一年中，由于日地距離的變化所引起太陽輻射強度的變化不超過上述值的3. 4% (見北京交通大學(xué)傳熱學(xué)中《太陽能利用初探》，機電0811班組員徐剛、羅吉著)。因此可取值太陽I秒內(nèi)垂直照射在地球表面I平方米上的能量約為1350 (J)。即I. 35 X IO3J/(m2. s) (1-5)設(shè)每個球形太陽能吸收器橫截面積為s平方米，2個串聯(lián)的球形太陽能吸收器連為I套，設(shè)有X套，吸收器吸收的大部分太陽能(設(shè)為n )用來加熱エ質(zhì)，另有部分太陽能(i-η 通過裝置泄漏。則在時間內(nèi)，水増加的熱力學(xué)能為AU水吸熱增=ZQ吸收器吸η吸=1.35X2sxXt吸η吸X 10 (J)— 2. 7sxt 吸吸 X 10 (J) (I-6)可見，太陽能吸收器橫截面積越大，其吸能功率越高。要使發(fā)電機具有有用的發(fā)電功率，球體體積不能小，但也不能太大，過大不便于制造和運輸。初歩考慮將球半徑設(shè)計為2米。電離不同溫度氣體借用電能的差異，主要體現(xiàn)在對外加電場的要求上。如要電離常溫氣體，需使電離室放電棒間電壓達(dá)到3萬V(見網(wǎng)上《空氣擊穿電壓》)，對電場能密度要求較高；但對高溫高壓水蒸氣而言，其電離電壓將下降，可能只需2萬多V 了(通過實驗測出)，對電場能密度要求下降了。裝置結(jié)構(gòu)熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，包括吸能裝置(如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5)、電離室(如圖14)、發(fā)電通道(如圖20)、放電室(267、276，280、285)、收氣室(240、250，或255、262，或268、270，或288,286)、排氣管(277,289)、半封閉矩型永磁體(如圖26)、輸電系統(tǒng)(如圖27)、蓄電池組(305)和化工合成裝置(如圖28、圖29、圖30、圖31)。吸能裝置ー是球形太陽能吸收器(如圖I、圖5):用石英玻璃制成I個球體，上半球及中央部位透明(I);下小半球不透明，外用保溫材料(3)包圍，下接底座(9)，托起球體；球體外圍使用球形網(wǎng)(2)包繞；球內(nèi)安放I個四瓣形吸熱板(4，或圖2)，其下部開設(shè)若干個圓孔(12);接入球體管ロ均設(shè)有單向閥門(6、28，如圖12)。I號太陽能吸收器(如圖I)中央部位開設(shè)I個進水管口和I個輸氣管ロ，其中進水管設(shè)有人工閥門(5)，入球管ロ設(shè)有單向閥門出)，防止水蒸氣倒灌進水管；輸氣管外接單向高壓噴氣閥(10，或圖3)。2號太陽能吸收器(如圖5)中央部位開設(shè)兩個管ロ，I個接單向高壓噴氣閥(圖3)，入球管ロ設(shè)有單向閥門(28);另I個接輸氣管道，設(shè)有自動控制閥門(32，或圖6)，管道接入電離室(如圖14)。I號吸收器(如圖I)下小半部內(nèi)裝部分液態(tài)水，吸收太陽能升溫后，水蒸氣充滿其余球腔；2號吸收器(如圖5)被輸入水蒸氣，吸收太陽能繼續(xù)升溫。接入球體管ロ的單向閥門(6，28，或圖12、圖13)，采用石英玻璃制成弧形長方體擋板(160，或169)，上端延伸出一條掛桿(165)，通過轉(zhuǎn)軸(161，或164)掛接在球體內(nèi)壁支架(162，或163)上，掛桿下端通過收縮彈簧(158，或166)與球體內(nèi)壁相連；管ロ周圍粘有ー圈石英玻璃圓環(huán)柱(159，或168)，長方體擋板(160，或169)能全部遮擋管ロ(157，或167)及周邊圓環(huán)柱(159，或168)。ニ是單向高壓噴氣閥(10，或圖3):由自動噴壓管道和主動壓縮管道組成，其中自動噴壓管道包括圓柱形管道(16)、過濾層(17，或圖4)、圓柱形活塞(18)、壓縮彈簧(19)、擋板(20)、螺栓(22)、螺母(21)、管道噴ロ(23)，圓柱形活塞(18)在壓縮彈簧(19)頂壓下沿管道滑動，被管道上2號卡筍(15)卡??；主動壓縮管道包括I號壓縮機(24)、壓縮管道、圓柱形活塞
(25)、單向閥門(28)組成。過濾層(17，或圖4)由I個不銹鋼空心圓柱體制成，剛好能插入自動噴壓管道，并被管道中I號卡筍(14)卡住，其兩底面開設(shè)若干個圓孔(26)，里面填塞若干塊難溶于水的小砂石(如ニ氧化硅)(27)，留有大量小孔氣隙。過濾層(17，或圖4)用來阻擋水中各種水垢和微生物尸體等雜質(zhì)通過，并防止球體翻轉(zhuǎn)時或在太空失重時球內(nèi)液態(tài)水直接灌入自動噴壓管道，但水蒸氣能滲壓通過，還能提高I號吸收器內(nèi)水蒸氣壓強上限值。整個管道外表覆蓋保溫材料。三是自動控制閥門由氣壓敏感裝置(如圖9)和開關(guān)閥門裝置(如圖6、圖7)組成，它們均安裝在輸氣管道(36)上。其中，氣壓敏感裝置(如圖9)包括螺栓(45)、螺母(46)、壓縮彈簧(47)、絕緣活塞壁(49)、絕緣活塞(50)、導(dǎo)電活塞套筒(51)、導(dǎo)電接頭(48)、3號卡筍(52)，均安裝在管道支氣管上。開關(guān)閥門裝置包括開管線圈(38)、關(guān)管線圈(41)、條形永磁體(40)、轉(zhuǎn)軸(35，或39)、管中圓形閥門(37);其中開管線圈上繞制I個初級線圈，套裝I個次級線圈；關(guān)管線圈上只繞制I個初級線圈。四是組合、吸能裝置因吸收太陽能加熱水，升溫緩慢，僅靠I套吸能裝置難以持續(xù)供應(yīng)高溫高壓水蒸氣。所以，需將X套(如有9套)吸能裝置組合起來，都并聯(lián)接入I個電離室(如圖14)、1個發(fā)電通道(233)進行發(fā)電，每套吸能裝置包括2個串聯(lián)的球形太陽能吸收器(如圖I、圖5)、I個單向高壓噴氣閥(圖3)、1個自動控制閥門(如圖6)及2個單向閥門(6、28)、3個人工閥門(5、7、29)、2條排垢管道(8、30)。電離室(如圖14):由I個長方體雙層絕緣隔熱陶瓷柜制成，外圍套裝I個磁屏蔽管(228)，用磁導(dǎo)率很大的軟磁材料做成，防止部分磁力線穿入電離室(如圖20)，致使帶電粒子在電離室內(nèi)就受到洛倫茲カ發(fā)生偏轉(zhuǎn)；柜內(nèi)壁安裝ー層耐高溫抗氧化導(dǎo)電板(227)，起到電場屏蔽作用。在電離室進氣方向上，先設(shè)置ー組電氣石網(wǎng)(170，或圖15)，高溫高壓水蒸氣噴入后，遇到電氣石網(wǎng)(170，或圖15)發(fā)生激烈摩擦，產(chǎn)生少量電離；而后平行間隔設(shè)置三組放電棒網(wǎng)(171、172、173，或圖 16、圖 17、圖 18，或 191、192、193，或 230、231、232)，將電離室橫向分割成5段；第1、2組放電棒網(wǎng)(171、172，或圖16、圖17)由2η對放電柱(圖中例舉2對)(180、181、182、183，184、185、186、187)并成一面組成，它們將電離室橫截
分割，如果電離室空間較大，則需設(shè)置4對、6對、8對......放電柱，形成兩道嚴(yán)密的放電
棒網(wǎng)，將放電室橫截分割；第3組放電棒網(wǎng)(173,或圖18)由一對放電柱(188、156)并成一面組成，靠近電離室出口端；每條放電柱套裝ー層耐高溫絕緣陶瓷(190)，柱上設(shè)有左右兩排針狀形放電棒，它們并成一面穿過陶瓷伸出針尖；相鄰兩條放電柱極性相反(180、181，182、183，184、185，186、187，188、189)，其柱上的放電棒針鋒相對設(shè)置；三組放電棒網(wǎng)前后正對的放電柱極性相反，在進氣方向上第1、2、3組最右邊的放電柱分別接高壓正極(174)、負(fù)極(176)、正極(178)，第1、2、3組最左邊的放電柱分別接高壓負(fù)極(175)、正極(177)、負(fù)極(179)。當(dāng)高壓直流電輸入電離室后(如圖19)，各組放電棒網(wǎng)內(nèi)將產(chǎn)生超強電場，如第I組放電棒網(wǎng)內(nèi)(191)將產(chǎn)生電場E1 (204) ,E2 (205) ,E3 (206) ,E4 (207)、Ε5 (208)，第2組放電棒網(wǎng)內(nèi)將產(chǎn)生電場Eltl (213) ,E11 (214) ,E12 (215) ^E13 (216)、Ε14(217)，第3組放電棒網(wǎng)內(nèi)將產(chǎn)生電場E18 (220、221、222)，第I、2組放電棒網(wǎng)間還將產(chǎn)生交錯電場E6 (209)、Ε7 (210)、Ε8 (211)、E9 (212)，第2、3組放電棒網(wǎng)間也將產(chǎn)生交錯電場E15 (218)、E16 (219)。高溫高壓水蒸氣噴入各組放電棒網(wǎng)中時，遇到超強電場將發(fā)生電暈放電，水蒸氣分子先后被離解成自由基、電離成等離子氣體；噴入第1、2組放電棒網(wǎng)間交錯電場時，氣體中的中性分子和自由基將進ー步被離解和電離，正負(fù)帶電粒子還將被電場加速；噴入第2、3組放電棒網(wǎng)間交錯電場時，中性分子和自由基繼續(xù)被離解、電離，帶電粒子在被加速的同時又被分離，使得帶正電粒子向左(225)、帶負(fù)電粒子向右(226)偏轉(zhuǎn)，呈曲線噴入發(fā)電通道。發(fā)電通道(如圖20):為正四棱錐體截體形，與電離室(如圖14)緊密相連，通道(233)為止四棱錐體截體形，上下兩壁為耐高溫絕緣陶瓷(229，或256、263)，左右兩側(cè)壁為耐高溫抗氧化導(dǎo)電板(254、261)，作為正負(fù)極板，與上下絕緣壁相連接(229，或256、263)；兩極板上均間隔設(shè)置三組脊峰形收集擋板(235、236、239，245、247、249，或257、258、259，264、265、266，或272、273、275，281、283、284)，用相同導(dǎo)電材料制成，極板及收集擋板上開設(shè)若干個小孔氣隙(234，或271、279);兩極板的第1、2、3號收集擋板(235、236、239，245、247、249)相對設(shè)置，在進氣方向上三組收集擋板(235、236、239，245、247、249)的脊峰由短變長，前兩組相對擋板(235、245，236、247)的脊峰長度彼此相同，第3組擋板左邊短(239)、右邊長(249)，相互連接，其脊峰段用耐高溫絕緣陶瓷(243)制成，并與上下絕緣通道壁相連，將通道底部封閉起來。正負(fù)帶電粒子噴入發(fā)電通道(233)時，遇到由上至下的垂直磁場，受到洛倫茲力作用向左右偏轉(zhuǎn)。電子由于質(zhì)量小、體積小，遇到微粒發(fā)生碰撞，再偏轉(zhuǎn)、再碰撞，最后偏轉(zhuǎn)到通道進ロ附近右側(cè)極板上(245);氫氧根離子、氧離子在受到洛倫茲カ作用向右偏轉(zhuǎn)過程中，遇到微粒也會發(fā)生碰撞，因其質(zhì)量大、橫截面大，連碰幾下不再偏轉(zhuǎn)了，但軌跡方向是偏向右側(cè)極板(261)的，它們隨氣流“大部隊”向前運動過程中，被右側(cè)極板上三組脊峰形收集擋板(245、247、249，或264、265、266)攔阻，順勢沿著極板及擋板上小孔氣隙(279)滑出，并被右側(cè)極板(261)及擋板(245、247、249，或264、265、266)收集，集中到其中部、后方區(qū)域。氫離子在受到洛倫茲力作用向左偏轉(zhuǎn)過程中，遇到微粒也會發(fā)生碰撞，也因質(zhì)量和橫截面較大，連碰幾下也不再偏轉(zhuǎn)了，但軌跡方向是偏向左側(cè)極板(254)的，也被左側(cè)極板上三組脊峰形收集擋板(235、236、239，或257、258、259)攔阻，在隨氣流沿極板及擋板上小孔氣隙(271)滑出過程中，被左側(cè)極板及擋板收集，集中到其中部、后方區(qū)域。因氫氧根離子OH'氧離子02_相對氫離子H+而言，質(zhì)量、橫截面都較大，在通道中更易被氣流“大部隊”裹攜帯走，其偏轉(zhuǎn)效應(yīng)更低，因此設(shè)置第3組收集擋板時，右邊接負(fù)極板的收集擋板(249)適當(dāng)寬些，約占通道口徑2/3，確保氫氧根離子0H_、氧離子O2I皮充分收集；左邊接正極板的收集擋板(239)適當(dāng)窄些，約占通道口徑1/3。右側(cè)極板及擋板收集了 大量電子、氫氧根離子、氧離子而成為發(fā)電機負(fù)極(246)，左側(cè)極板及擋板收集了大量氫離子而成為發(fā)電機正極(238)。這樣，所有正負(fù)帶電粒子都成了載流子。大量帶負(fù)電粒子集結(jié)在右側(cè)極板上，其分布中心靠近通道進ロ端中前方，設(shè)為a點(287，或297);大量帶正電粒子集結(jié)在左側(cè)極板上，其分布中心靠近通道出ロ端，設(shè)為b點(274，或301)。放電室(267、276，280、285):兩張正負(fù)極板分別向側(cè)外延伸，連接上、下、外三張導(dǎo)電板，各自圍制成I個梯形長方體放電室(267，280);第3組收集擋板(259、266，或275、284)也向通道后方延伸，對外連接上、下、外三張耐高溫抗氧化導(dǎo)電板，圍制成I個長方體放電室(276，285);兩極板側(cè)方構(gòu)建的梯形長方體放電室(267，280)，分別與其通道后方的長方體放電室(276,285)連為一體；各內(nèi)極板及其收集擋板、放電室外壁,均開設(shè)若干個小孔氣隙(271、279);兩個放電室外壁與外圍耐高溫絕緣隔熱材料圍制成I個收氣室。正負(fù)帶電粒子隨氣流偏轉(zhuǎn)到正負(fù)極板及擋板上，通過小孔氣隙(271、279)進入放電室(267、276，280,285)，各自在室壁上放電產(chǎn)生氫氣、氧氣、水蒸氣，通過外室壁小孔氣隙進入收氣室(268、270，288、286)、排氣管(277、289)，再由排氣泵(278,290)抽出。收氣室(268、270，288、286):兩個放電室外圍用耐高溫絕緣隔熱材料包圍，相互間留有空隙，作為側(cè)方收氣室(268，288);通道底部后方放電室與外圍耐高溫絕緣隔熱材料間也留有空隙，作為后方收氣室(270，286)。每個放電室的側(cè)方收氣室、后方收氣室連為一體，暫時收集儲存放電室生成的氣體，并通過排氣管將氣體抽出。排氣管(277、289):安設(shè)2條管道(277、289)，分別與正、負(fù)極板兩個收氣室(270、286)相連，管內(nèi)各設(shè)I個排氣泵(278，290)，分別抽出氫氣(242)、氧氣和水蒸氣(252)。半封閉矩型永磁體(如圖26):采用永磁材料(如矩磁鐵氧體)制成半封閉矩形磁性瓷體(如圖26)，采取掛接強直流線圈方法保留較強磁性，爾后卸掉線圈，只要缺口中剩磁達(dá)到規(guī)定值(如8X10_4(T))以上即可。磁體上下兩個臂長(303)要大于缺ロ間距，以防缺口中磁力線向凹部彎曲；因缺ロ邊緣處上下磁力線會彎曲穿行，所以邊緣處不能作為工作空間，缺ロ空間應(yīng)稍大于發(fā)電通道體積，使發(fā)電通道置于缺ロ中央位置。
霍爾效應(yīng)分析因為霍爾電場、霍爾電壓、霍爾系數(shù)的公式為(見高等學(xué)校試用教材《物理學(xué)》中冊第220-222頁，南京工學(xué)院等編，高等教育出版社，1990. 4)Eh = vB ；UH = (IB)/(nqd) ；RH = 1/nq ；UH = (RhIB)/d所以，霍爾電場與運動電荷速度、磁感應(yīng)強度成正比；霍爾電壓與電流強度、磁感應(yīng)強度成正比，但與電荷密度成反比；霍爾系數(shù)也與電荷密度成反比。傳統(tǒng)磁流體發(fā)電機中，由于帶電粒子運動速度、磁感應(yīng)強度都很高，所以霍爾電場較強；因為帶電粒子密度偏低，所以霍爾系數(shù)較大，霍爾電壓較高，能產(chǎn)生很強的霍爾效應(yīng)。但在本發(fā)電機中，由于エ質(zhì)水蒸氣噴入電尚室后發(fā)生多次電暈放電，氣體大部分被電尚 ，帶電粒子包括電子、氫尚子、氫氧根離子、氧離子，總體濃度很高，但運動速度不是很高，磁感應(yīng)強度較低，所以霍爾電場很弱，霍爾系數(shù)很小，相應(yīng)的霍爾電壓就很弱。所以研究本發(fā)電機內(nèi)電流問題時，只需研究法拉弟電流，而霍爾效應(yīng)則可以忽略。自動控制閥門電路(如圖11):設(shè)有9套吸能裝置，每套配有I組自動控制閥門(59、60、61、62、63、64、65、66、67)，每組自動控制閥門包括I個氣壓敏感裝置(如圖9)和I個開關(guān)閥門裝置(如圖6、圖7)。啟動前，各輸氣管道(36，或71、82、93、102、111、120、129、138、147)中各個圓形閥門(37)均處于關(guān)閉狀態(tài)、條形永磁體(34，或40)緊貼關(guān)管線圈(41，或77、88、99、108、117、126、135、144、153)。當(dāng)9套吸能裝置充分吸收太陽能一段時間后，各套裝置的2號太陽能吸收器(如圖5)都充滿高溫高壓水蒸氣；各個氣壓敏感裝置中活塞(50)被水蒸氣擠壓到上端，彈簧(47)被高度壓縮，導(dǎo)電活塞套筒(51)將上方左右兩個導(dǎo)電接頭(55,57)連通，各組自動控制閥門的I號晶閘管[T11 (70)、T21 (81)、T31 (92)、T41 (101)、T51 (110)、T61 (119)、T71 (128)、T81 (137)、T91 (146)]都承受正向電壓，但未導(dǎo)通；下方左右兩個導(dǎo)電接頭(56,58)斷開，各組2號晶閘管[(T12 (74)、T22 (85)、T32 (96)、T42 (105)、T52 (114) ,T62 (123) ,T72 (132) ,T82 (141) ,T92 (150)]無正向電壓。這時，從第I組自動控制閥門
(59)開始，首先閉合開關(guān)1，給晶閘管T11 (70)輸入觸發(fā)電流，爾后斷開開關(guān)i，晶閘管T11 (70)在正向電壓下，得到觸發(fā)電流迅速導(dǎo)通；從直流電源(155)輸出的電流，沿晶閘管T11 (70)、上方兩個導(dǎo)電接頭(55、57)、導(dǎo)電活塞套筒(51)、ニ極管D12(72)、開管線圈i (73)之線流通，形成開管電流；開管線圈1(73)的初級線圈通電后產(chǎn)生磁場，將條形永磁體(34，或40)吸引過來，使永磁體(34，或40)及其圓形閥門(37)隨之旋轉(zhuǎn)90度，閥門(37)被打開，第I套吸能裝置中水蒸氣被釋放，沿輸氣管道(36，或71)噴入電離室(如圖14);在初級線圈通電之初，根據(jù)楞次定律，次級線圈要產(chǎn)生互感電動勢，其感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場要反抗初級線圈產(chǎn)生磁場的増加，感應(yīng)電流從次級線圈左端流出，經(jīng)電阻R12 (76)至ニ極管D13(75)，因ニ極管D13具有單向通電性，電流被阻斷，消耗在電阻R12 (76)上，逐漸降為O。同樣原理，當(dāng)?shù)贗套吸能裝置中水蒸氣消耗將盡、氣壓不足時，啟用第2套、或再加第3套吸能裝置，閉合開關(guān)2、或開關(guān)3，給晶閘管T21 (81)、或T31 (92)輸入觸發(fā)電流，爾后斷開開關(guān)2，或開關(guān)3，晶閘管T21 (81)、或T31 (92)迅速導(dǎo)通，形成開管電流；第2套、或3套吸能裝置的圓形閥門被打開，水蒸氣隨后被噴入電離室(如圖14)。隨著時間延續(xù)，第I套吸能裝置中水蒸氣釋放后氣壓越來越低，使得第I組自動控制閥門(59)中氣壓敏感裝置活塞(50)被彈簧壓回下降，下端活塞套筒(51)將下方兩個導(dǎo)電接頭(56、58)接通，出現(xiàn)上方、下方兩對導(dǎo)電接頭(55、57，56、58)同時連通情況，2號晶閘管T12(74)開始承受正向電壓，但未導(dǎo)通；隨著活塞(50)進ー步下降，上方兩個導(dǎo)電接頭(55.57)斷開，開管線圈J73)隨之?dāng)嚯?，其初級線圈(43)在斷電之初，根據(jù)楞次定律，次級線圈(44)要產(chǎn)生互感電動勢，其感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場要反抗初級線圈(43)產(chǎn)生磁場的減小，感應(yīng)電流從次級線圈右端流出，經(jīng)2號晶閘管T12控制極(74)、ニ極管D13(75)、電阻R12 (76)、次級線圈左端形成回路，將晶閘管T12(74)導(dǎo)通，隨后感應(yīng)電流消耗在電阻R12(76)上，逐漸降為O。從直流電源(155)輸出的電流，沿下方兩個導(dǎo)電接頭(56、58)、導(dǎo)電活塞套筒(51)、2號晶閘管T12 (74)、關(guān)管線圈i (77)、ニ極管D14 (78)之線流通，形成關(guān)管電流；從該關(guān)管電路中引出支流，將第4組自動控制閥門(62)的I號晶閘管T41(IOl)觸發(fā)導(dǎo)通，啟動第4套吸能裝置；關(guān)管線圈1 (77)通電后產(chǎn)生磁場，將永磁體(34，或40)吸引到關(guān)管線圈1端(77)，圓形閥門(37)隨之旋轉(zhuǎn)90度而關(guān)閉，第I套吸能裝置開始重新吸收太陽能蓄積水蒸氣，當(dāng)氣壓回升并將活塞(50)壓回上端，下方導(dǎo)電接頭(56、58)又?jǐn)嚅_、上方導(dǎo)電接頭
(55.57)連通，2號晶閘管T12(74)又?jǐn)嚅_、I號晶閘管T11(70)承受正向電壓但未導(dǎo)通；關(guān)管線圈1(77)斷電后將產(chǎn)生自感電動勢，因匝數(shù)少感應(yīng)電流較弱，消耗在電阻R12(76)、ニ極管D14(78)等元件中，電流很快減小至O。當(dāng)?shù)?套吸能裝置中水蒸氣釋放后氣壓逐步降低，同樣原理，第2組自動控制閥門
(60)的關(guān)管線圈2(88)自動通電，第2套吸能裝置自動關(guān)閉，觸發(fā)第5組自動控制閥門(63)的I號晶閘管T51(IlO)，啟用第5套吸能裝置。當(dāng)?shù)?套吸能裝置中水蒸氣釋放后氣壓降低，自動關(guān)閉閥門后啟用第6套吸能裝置。當(dāng)?shù)?套吸能裝置中水蒸氣釋放后氣壓降低，自動關(guān)閉閥門后啟用第7套吸能裝置。當(dāng)?shù)?套吸能裝置中水蒸氣釋放后氣壓降低，自動關(guān)閉閥門后啟用第8套吸能裝置。當(dāng)?shù)?套吸能裝置中水蒸氣釋放后氣壓降低，自動關(guān)閉閥門后啟用第9套吸能裝置。當(dāng)?shù)?套吸能裝置中水蒸氣釋放后氣壓降低，自動關(guān)閉閥門后啟用第I套吸能裝置……。如此循環(huán)下去，各套吸能裝置利用關(guān)閉間隙，既可以清除吸收器中的水垢等雜質(zhì)，又可以重新吸收太陽能蓄積水蒸氣。電路中使用的直流電源(155)，由輸電系統(tǒng)中的蓄電池組或發(fā)電機，并聯(lián)一條支路，通過I個滑動變阻器(323)提供(324)。輸電系統(tǒng)(如圖27):—是基本電路將熱電氣體發(fā)電機(312)與蓄電池組(305)、濾波電容(313)、穩(wěn)壓ニ極管(309、319)、逆變器(325)、自動控制閥門供電電路(324)并聯(lián)，逆變器(325)連接外電路。發(fā)電機(312)啟動吋，閉合蓄電池組(305)和發(fā)電機(312)的開關(guān)4，由蓄電池組(305)向發(fā)電機(312)充電。蓄電池組(305)放出的直流電經(jīng)穩(wěn)壓、逆變 (325)后變?yōu)轭~定常壓交流電(326)，經(jīng)變壓器(334)升壓后變?yōu)楦邏航涣麟?335)，經(jīng)橋堆整流(336)后變?yōu)楦邏褐绷麟?337、338)，分別接入電離室3對正負(fù)放電導(dǎo)線(174、175，176、177，178、179)。發(fā)電機啟動后，隨著時間延長，兩個放電室積累電量逐步增多，電壓逐步升高，通過逆變器(325)對外輸電。當(dāng)發(fā)電機(312)電壓小于蓄電池組(305)電壓時，由蓄電池組(305)向逆變器(325)輸電；當(dāng)二者電壓相等時，二者同時向逆變器(325)輸電；當(dāng)發(fā)電機(312)電壓高于蓄電池組(305)電壓時，發(fā)電機(312)代替蓄電池組(305)向逆變器(325)輸電，并向蓄電池組(305)充電。當(dāng)高溫高壓水蒸氣供應(yīng)中斷后，發(fā)電機(312)停止發(fā)電，由蓄電池組(305)代替發(fā)電機(312)繼續(xù)對外供電。ニ是穩(wěn)壓電路為保證發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定，設(shè)置I個穩(wěn)壓電路i (315)，在發(fā)電機(312)與逆變器(325)之間串接I個開關(guān)4、1個限流電阻Rri (316)，并聯(lián)I個濾波電容C(313)、一串穩(wěn)壓ニ極管Dzl (319)。當(dāng)穩(wěn)壓電路的輸入電壓Uil (314)升高時，起初其輸出電壓Utl(321)隨著升高，通過穩(wěn)壓ニ極管Dzl (319)的工作電流Izl (318)亦迅速増加，通過限流電阻RR1(316)的電流1(317)亦増加，電壓降I Rri増大，只要參數(shù)選得適當(dāng)，就可基本抵消輸入電壓Un(314)的升高值，使輸出電壓U0(321)基本保持不變。相反，當(dāng)輸入電壓Uil (314)下降引起輸出電壓U。(320)降低時，通過穩(wěn)壓ニ極管Dzl (319)的工作電流Izl (318)亦降低，通過限流電阻RR1(316)的電流1(317)亦減小，電壓降I Rri減小，同樣可使輸出電壓Utl(321)基本保持不變。當(dāng)負(fù)載電流Iil (322)在一定范圍內(nèi)變化時，亦由于穩(wěn)壓ニ極管Dzl (319)的補償，使Utl (321)基本保持不變。由于發(fā)電機(312)輸出電壓較高,一般穩(wěn)壓ニ極管的工作電壓僅7V左右,所以需將若干個穩(wěn)壓ニ極管串聯(lián)起來，或制作特殊的高電壓穩(wěn)壓ニ極管，提高其承壓能力。同吋，為了保護蓄電池組(305)，防止發(fā)電機(312)輸出過高電壓燒壞蓄電池組(305)，并確保蓄電池組(305)在額定電壓條件下進行充放電，還應(yīng)在蓄電池組和發(fā)電機之間增加I個穩(wěn)壓電路2(306)，其設(shè)計方法同上述穩(wěn)壓電路。三是帶負(fù)載時的穩(wěn)壓設(shè)計電源接通外部負(fù)載R(333)后，穩(wěn)壓電路的輸出電壓UJ321)要下降，否則需増大輸入電流1(317);如果下降得厲害，上述兩個穩(wěn)壓電路都難以調(diào)節(jié)。要保持輸出電壓Utl (321)基本不變，就需增大輸入電壓Uil (314)，或增大輸入電流I (317);繼而要求提高發(fā)電機功率，通常做法是保持電流不變，提高發(fā)電機電動勢。因此，當(dāng)有X套吸能裝置(如9套)充分吸收太陽能后，發(fā)電時首 先啟用第I套吸能裝置水蒸氣，閉合開關(guān)i (如圖11)，將水蒸氣輸入電離室，經(jīng)過一段時間，發(fā)電機積累一定電量、輸出電壓Uil (314)升至額定值，但第I套吸能裝置水蒸氣卻消耗將盡、氣壓降低，這時要啟用第2套吸能裝置，打開開關(guān)2 (如圖11)，保證水蒸氣供應(yīng)不減；隨后閉合開關(guān)6、接通負(fù)載(333)，為防止輸出電壓U0 (321)下降，要啟用第3套吸能裝置水蒸氣，打開開關(guān)3 (如圖11)，快速增加水蒸氣流量，繼而增大等離子體流量，輸入發(fā)電通道后瞬間提高發(fā)電機電動勢ε ,新的電動勢ε 大于原有電動勢ε s,使得發(fā)電機輸出電壓Uil (314)達(dá)到其額定電壓Umj?；ず铣裳b置包括氧氣水蒸氣分離裝置(如圖28)、氫氣加ニ氧化碳合成甲醇裝置(如圖29)，或氫氣加ニ氧化碳合成甲醛裝置(如圖30)、甲醛合成葡萄糖裝置(如圖31)。一是氧氣水蒸氣分離裝置(如圖28)。設(shè)置I個冷卻水箱(345)，設(shè)有I條進冷水管道(341)、I條排熱水管道(351)、I條輸送氧氣和水蒸氣的密閉管道(343)，其中密閉管道插入水箱內(nèi)(345)彎曲延伸ー節(jié)后,伸出水箱,在輸出端分成兩條支管,放電產(chǎn)生的熱氧氣、水蒸氣(343)在密閉管道內(nèi)冷卻輸出，氧氣自然逸出(347)，水蒸氣降溫變?yōu)榧儍羲敵?349)，用于生活及其他用途；普通水在水箱內(nèi)(345)預(yù)熱后(351)，輸入吸能裝置作為エ質(zhì)。ニ是氫氣加ニ氧化碳合成甲醇裝置(如圖29)。與球形太陽能吸收器(如圖I)相似，區(qū)別在于用小半球吸熱內(nèi)殼(357)取代四瓣形吸熱板(4，或圖2)，球殼開設(shè)5條管道I條管道泵入氫氣H2(354)，I條管道(363)加注催化劑Cu/Zn0/Al203(359)，I條管道排出反應(yīng)中產(chǎn)生的廢物(361)，I條管道壓入ニ氧化碳CO2 (376)，I條管道輸出反應(yīng)物和產(chǎn)物混合體(369)。球腔內(nèi)壓強很高，部分產(chǎn)物甲醇CH3OH和未反應(yīng)的氫氣、ニ氧化碳混合體被壓入輸氣管(369)，催化劑則被過濾網(wǎng)(365)阻隔。混合氣體沿輸氣管排出，經(jīng)附屬水箱(368)密閉冷卻后，產(chǎn)物甲醇變?yōu)橐后w，加上透氣膜(373)阻隔，甲醇沿側(cè)邊管道排出(372)，作為エ業(yè)原料；其中氫氣、ニ氧化碳，通過透氣膜(373)被重新吸收(374)，隨外部輸入的純ニ氧化碳(376) 一起，被壓入球體繼續(xù)參加化學(xué)反應(yīng)；普通水在水箱內(nèi)(368)預(yù)熱后(371)，輸入吸能裝置作為エ質(zhì)。三是氫氣加ニ氧化碳合成甲醛裝置(如圖30)。與氫氣加ニ氧化碳合成甲醇裝置(如圖29)相似，區(qū)別在于添加的催化劑為雙環(huán)戊ニ烯鎳(384)，并添加丁醇水混合液為溶劑(385);輸出的混合產(chǎn)物(395)為甲醛HCHO和未反應(yīng)的氫氣、ニ氧化碳，經(jīng)附屬水箱(394)冷卻排出吋，甲醛因分子體積大被透氣膜(399)阻隔，沿側(cè)邊管道排出(398)，作為エ業(yè)原料；其中氫氣、ニ氧化碳，通過透氣膜(399)被重新吸收(400)，隨外部輸入的純ニ氧化碳(402) —起，被壓入球體繼續(xù)參加化學(xué)反應(yīng)；普通水在水箱內(nèi)(394)預(yù)熱后(397)，輸入吸能裝置作為エ質(zhì)。四是甲醛合成葡萄糖裝置(如圖31)。與氫氣加ニ氧化碳合成甲醛裝置(如圖30)相似，差別在于球殼只開設(shè)三條管道1條管道添加11種酶和純凈冷水(403)，I條管道壓入上步反應(yīng)產(chǎn)物甲醛HCHO (398)，I條管道輸出反應(yīng)產(chǎn)物葡萄糖C6H12O6,根據(jù)需要吸收陽光；輸出的混合產(chǎn)物(413)為葡萄糖C6H12O6、甲醛HCHO和水，經(jīng)附屬水箱(412)冷卻排出時，葡萄糖被透甲醛膜(417)阻隔，溶于水中，沿側(cè)邊管道排出(416)，作為ー種生活原料；甲醛通過透甲醛膜(417)后，被重新吸收(418)，隨輸入的純甲醛(420) —起，被壓入球體繼續(xù)參加化學(xué)反應(yīng)；普通水在水箱內(nèi)(412)預(yù)熱后(415)，輸入吸能裝置作為エ質(zhì)。
發(fā)電公式 直接推導(dǎo)發(fā)電功率公式假設(shè)水蒸氣大部分(設(shè)為η電離)被電離成正負(fù)帶電粒子，均為n摩爾。如果測出發(fā)電機正極(238，或294)與負(fù)極(246，或296)之間電壓U，可得發(fā)電量如下W 發(fā)電=UQ= U(n帶正電粒子+n帶負(fù)電粒子)mol XNaXe= UX2n mol X Π 電離 Χ6· 02X IO23 個· moΓ1 X I. 6X KT19C/個=L 926nil%RUX105(J)(2-1)式中Na為阿伏加德羅常數(shù)，e為基本電量。發(fā)電機對外凈輸出電能，應(yīng)等于其發(fā)電量減去預(yù)借電能和電機內(nèi)部耗電。根據(jù)式(1-2)、(1-6)和(2-1)，得E雜出電能=W發(fā)電-E電離水蒸氣借電-E內(nèi)耗= I. 926η η電離UX IO5-[Ε水共價鍵+E電離水自由基耗-Δ U水吸熱增]-E內(nèi)耗= I. 926η η電離UX IO5+Δ U水吸熱增-E水共價鍵-E電離水自由基耗-E內(nèi)耗= I. 926η η電離UX 105+2· 7sxt吸rI吸X IO3-E水共價鍵-E電離水自由基耗-E內(nèi)耗 (2-2)式中E內(nèi)耗表示消耗在壓縮機(329、330、331、332)、氣泵(327、328)、限流電阻(307、316)、穩(wěn)壓ニ極管(309、319)、自動控制閥門電路(324)、滑動變阻器(323)、逆變器(325)、變壓器(334)、橋堆(336)等內(nèi)電器上的電能?，F(xiàn)對式中共價鍵耗能E水共價鍵和電離自由基耗能E E6is7jcessii的計算公式推導(dǎo)如下對于Imol水H2O而言，如全部斷裂其第I個O-H鍵，需耗能502KJ/mol，離解成Imol自由基!1、0!1;如全部斷裂其第2個0-!1鍵，需耗能4261(1/11101，離解成111101自由基H、0。如果Imol水兩個共價鍵全部斷裂,最后離解成2mol自由基H和Imol自由基O。但實際離解過程比較復(fù)雜，水分子一般難以全部離解，當(dāng)?shù)贗個共價鍵斷裂后，第2個共價鍵還可能斷裂部分、保留部分，形成自由基H、0H、O共存的局面。將斷裂第I個共價鍵稱為第I次離解，斷裂第2個共價鍵稱為第2次離解。設(shè)第I次離解率為，第2次離解率為11離解2。則第I次離解Imol水H2O生成的自由基Η、0Η均為IX rI離解 = rI離解iino I,弟2次尚解自由基OH生成的自由基H、O均為η離解j X η離解2= 離解 れ離解2mol，保留自由基OH為(rI離解「rI離解丨rI離解2) mol。這兩次尚解，共生成自由基H為(r[離解J+ Π.離解 Π.離解2) mo I、生成自由基O為れ離解j Π.離解2rno I、生成自由基OH為(rI離解「Π離解 Π.離解2) rnol。如果尚解n rnol水，則葡耗g匕E7jc共價鍵=502Xn rI 離解！+426Xn η 離解 i rI 離解2 = n rI 離解 ι (502+426 η 離解 2) (KJ)(2-3)將自由基Η、0Η、0電離成電子e、氫離子H_、氫氧根離子0H_、氧離子02_，又需外部提供能量。從電子轉(zhuǎn)移看，首先是激發(fā)自由基H上的電子，變成氫離子H+和自由電子e，這需提供能量；其次，部分電子e在自由運動中，被電負(fù)性較強的自由基0H、O吸附，變?yōu)闅溲醺x子OH'氧離子02_，這ー步基本上不需消耗外部能量。因此，計算電離自由基耗能，只需計算第一步激發(fā)自由基H上電子的耗能。已知H的第一電離能為1312.0KJ/mol。對于Imol水H2O而言，對兩次離解產(chǎn)生的自由基H進行電離，需耗能1312. OKJ/mol X ( rI 離解!+ rI 離解 i rI 離解 2) mol — 1312 η 離解 j (1+ Π 離解 2) (KJ)。所以對于nmol水蒸氣而言，對兩次離解產(chǎn)生的自由基進行電離，則需電離能為 E電離水自由基耗=1312η η離解丄(1+η離解2) (KJ) (2—4)將式(2-3)、(2-4)代入式(2-2)，得E 凈輸出電能=I. 926η η 電離 UX 105+2· 7sxt 吸1!吸 X 103_n rI 離解 ι (502+426 rI 離解2)-m2n η 離解！(1+η 離解 2)-E 內(nèi)耗 (2-5)式中η _為水蒸氣分子的電離率，即帶電粒子數(shù)除以帶電粒子數(shù)與中性分子數(shù)、不帶電的自由基原子分子數(shù)之和的商。n 為水蒸氣分子第I次離解率，η離解2為第2次離解率。n Siwi η離解2為兩次離解率，即兩次斷鍵率。設(shè)常溫水從進入發(fā)電裝置開始，到排放出去，變?yōu)闅錃?、氧氣或水蒸氣，需時間-Jf，其對外輸電功率為P凈輸出=E凈輸出電能/t全循環(huán)— [I. 926π π.電離UXlO +2. 7sxt吸打吸 X 103—π Π.離解 1 (502+426 Π.離解2)—1312n π.離解
I (1+rI離解2) "B內(nèi)耗]/t全循環(huán)(2-6)參照磁流體發(fā)電公式推導(dǎo)公式①傳統(tǒng)磁流體發(fā)電公式如下設(shè)在等離子氣體噴入磁場的坐標(biāo)系統(tǒng)中(該坐標(biāo)系統(tǒng)圖見《磁流體發(fā)電》第I章3節(jié)基本概念。該書是美R.J.羅沙著，南京工學(xué)院吳大榕根據(jù)俄譯本ー書1970年版轉(zhuǎn)譯的，統(tǒng)ー書號15031. 113，俄譯本又是根據(jù)英文原本(1968年版)翻譯的?？茖W(xué)出版社，1975)，有I個單元體積氣體(m3)，長為L (m)，面積為s (Im2)，標(biāo)量電導(dǎo)率為σ，氣體流動速度為V，磁感應(yīng)強度為B。設(shè)氣體感應(yīng)電流密度為j，負(fù)載的外電場為E，K為負(fù)載系數(shù)，發(fā)電機的有效體積為V，發(fā)電機単位容積的比功率為Ptl，發(fā)電功率，電效率為ι^。氣體通過磁場時所消耗的功率為Ρτ。當(dāng)単元體積氣體以速度V通過磁感應(yīng)強度為B的垂直磁場時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，其感應(yīng)出來的電流密度為j=o (vB-E) (3-1)式中E取決于負(fù)載的外電場，K為負(fù)載系數(shù)，由下式?jīng)Q定k = E/vB (3-2)··. j = (l_k) ο vB (3-3)
單位容積的比功率P。= jE = k(l-k) σ V2B2 (3-4)磁流體發(fā)電功率為P磁流體=ka-k) Ov2B2V (3-5)單元氣體輸出電壓和比功率對電流密度的關(guān)系1 = EL = (vB-j/ σ ) L = vB-j/ σ (3-6)P0 = jvB-j2/ σ (3—7)在單位容積上使氣體制動的比作用カ為F = jB = (1-k) σ vB2 (3-8)氣體通過磁場時所消耗的功率為Pt = Fv = (Ι-k) σ V2B2 (3-9)電效率η e = PcZPt = k (3-10) ②參照上式推導(dǎo)熱電氣體發(fā)電機公式等離子氣體噴入發(fā)電通道(233)后，正負(fù)帶電粒子流動速度均為V，在洛倫茲力作用下，帶負(fù)電粒子偏轉(zhuǎn)到負(fù)極板及收集擋板(261)上，集中在以a點(287，或297)為中心的區(qū)域；帶正電粒子偏轉(zhuǎn)到正極板及收集擋板(254)上，集中在以b點(274，或301)為中心的區(qū)域(如圖25)。帶負(fù)電粒子均受到非靜電カ即洛倫茲力作用F1 = q>B = q_Ekl ； (4-1)力F1可以看作是某一等效電場Ekl (298)對帶負(fù)電粒子作用。由于發(fā)電通道中央氣流為等離子氣體，可以將中央垂直平面近似看作零等勢面；設(shè)在該面上有一條線段O1-O2 (292-299)，O1點(292)位于通道入口中央，O2點(299)靠近通道出口中央，a (297)、
O2(299)、b (301)三點成ー線(如圖25)。帶負(fù)電粒子在洛倫茲力作用下，從零等勢面上O1點(292)偏轉(zhuǎn)到負(fù)極板上的a點(297)，可等效看作是在等效電場Ekl (298)作用下，從O2點(299)偏轉(zhuǎn)至IJ a點(297) ；Ekl (298)的方向是由a點(297)指向零等勢面上的O2點(299)，它驅(qū)使帶負(fù)電粒子由O2點(299)移向電勢較低的a點(297)。帶正電粒子受到非靜電カ即洛倫茲力作用F2 = q+vB = Q+Ek2 ； (4_2)力F2也可以看作是某一等效電場Ek2(300)對帶正電粒子作用。在洛倫茲力作用下，帶正電粒子從零等勢面上O1點(292)運動到正極板上的b點(301),可等效看作是在等效電場Ek2(300)作用下，從02點(299)偏轉(zhuǎn)到b點(301) ；Ek2(300)的方向是由零等勢面上的O2點(299)指向正極板上的b點(301)，它驅(qū)使帶正電粒子由O2點(299)移向電勢較高的b點(301)(如圖25)。這兩個非靜電性電場Ekl (298)、Ek2 (300)，方向均是從a點(297)經(jīng)O2點(299)到b點(301)，合并起來即為Ekl+Ek2 = 2vB (4-3)設(shè)負(fù)載的外電場為Eil，發(fā)電機內(nèi)阻為1^，負(fù)載系數(shù)為K。假設(shè)發(fā)電機內(nèi)I個單元體積氣體(Im3)，長為L (Im)，面積為s (Im2)，標(biāo)量電導(dǎo)率為σ、電阻率為P，發(fā)電機帶上負(fù)載后電路中電流為I，氣體電流密度為j。發(fā)電機単位容積的比功率為Po，有效體積為V。則有ο = I/ P = L/ s) (4-4)K = E ￠, / (Ekl+Ek2) = E ￠, /2vB (4-5)發(fā)電機內(nèi)電阻上電壓Ir發(fā)=L[(Ekl+Ek2)_E負(fù)] (4-6)... I/s = L [ (Ekl+Ek2) —E 負(fù)]/ (r 發(fā) s)··. j = σ (2vB_E 負(fù)) (4—7)Λ j = 2 (I-K) σ vB (4—8)
.·.發(fā)電機單位容積的比功率為P0 = jE 負(fù)=2 (I-K) σ vB2vBK = 4Κ(1_Κ) σ V2B2 (4-9)··.發(fā)電機功率為P熱電氣體=4k (1-k) Ov2B2V (4-10)由式(4-7)和(4-9)，可得単元氣體輸出電壓和比功率對電流密度的關(guān)系Uft= E負(fù)L = (2vB-j/ σ )L = 2vB-j/ σ (4-11)P0 = 2jvB-j2/ σ (4-12)在單位容積上使氣體制動的比作用力為F = jB = 2 (1-k) σ vB B = 2 (1-k) σ vB2 (4-13) 氣體通過磁場時所消耗的功率為Pt = Fv = 2 (Ι-k) σ V2B2 (4-14)功率P。與Pt之比便是電效率ne = PQ/PT = 2k (4-15)將式(3-4)和式(4-9)比較，可知本發(fā)電機単位容積的比功率是傳統(tǒng)磁流體發(fā)電機的4倍。將式(3-10)和式(4-15)比較，可知本發(fā)電機的電效率是傳統(tǒng)磁流體發(fā)電機的2倍。將式(3-6)和式(4-11)比較，可知本發(fā)電機單元氣體的輸出電壓大約是傳統(tǒng)磁流體發(fā)電機的2倍。式(2-6)是從測算發(fā)電機輸出功率的角度出發(fā)，通過測出發(fā)電機的額定電壓U、水蒸氣分子的電離率，水蒸氣分子的兩次離解率η離解いΠ ，計算エ質(zhì)水的數(shù)量、太陽能吸收量、發(fā)電機內(nèi)耗電量來計算發(fā)電功率，是發(fā)電機對外凈輸出功率。式(4-10)是從借鑒傳統(tǒng)磁流體發(fā)電功率公式的角度出發(fā)，通過測出氣體電導(dǎo)率和速度、磁感應(yīng)強度、發(fā)電機有效體積來計算發(fā)電功率，該功率需減去電離氣體耗能和發(fā)電機內(nèi)耗電的功率后才是凈輸出功率。公式(2-6)得出的結(jié)果更為直接，相對準(zhǔn)確可靠。公式(4-10)得出結(jié)果僅作參考，通過它與磁流體發(fā)電公式比較，可以看出其優(yōu)越性。


圖I :1號球形太陽能吸收器示意圖I是石英玻璃球殼，2是不銹鋼球形網(wǎng)，3是小半球保溫殼，4是四瓣形吸熱板，5是人工閥門，6是單向閥門，7是人工閥門，8是排垢管道，9是底座，10是單向高壓噴氣閥。太陽能吸收器為I個石英玻璃球體，上半球及中央部位透明，便于吸收太陽能；下小半球不透明，外壁用保溫材料包圍，便于保溫。吸收器制成球體形，吸能效果不如平面玻璃板封閉的凹鏡，但它大大提高了容器承受內(nèi)壓能力，加之外圍用不銹鋼球形網(wǎng)包繞，進ー步增強了承壓能力，可盛裝高溫高壓水蒸氣。為增強吸熱效果，球內(nèi)安放四瓣形吸熱板。外部過濾凈化后的普通水，甚至海水、被污染的水，在冷卻室吸熱升溫后，沿輸水管道輸入吸收器，經(jīng)過一段時間吸熱升溫，逐步變?yōu)楦邷厮魵?，沿單向高壓噴氣閥噴出，輸入2號球形太陽能吸收器。吸收器下端設(shè)有排垢管道，用于定期排放普通水，或海水、被污染的水加熱后產(chǎn)生的水垢及其他雜質(zhì)。圖2:四瓣形吸熱板11是半圓吸熱瓣，12是吸熱板上圓孔。
將兩張圓形吸熱板垂直相交粘合在一起，就象一朵花兒四瓣開放，其下半部開設(shè)若干個圓孔，便于四瓣間水相互流動。吸熱板半徑稍小于球內(nèi)半徑，用黑色耐高溫抗氧化難溶于水的材料制成，表面粗糙，便于吸收太陽能，減少反射損失。吸熱板置于球中，可將吸收的太陽能傳遞給水，用來加熱水。圖3 :單向高壓噴氣閥示意圖13是保溫層，14是I號卡筍，15是2號卡筍，16是圓柱形管道，17是過濾層，18是圓柱形活塞，19是壓縮彈簧，20是擋板，21是螺母，22是螺栓，23是噴ロ，24是I號壓縮機，25是圓柱形活塞。單向高壓噴氣閥主要由石英玻璃制成，外表用保溫材料覆蓋，活塞與管道結(jié)合嚴(yán)密。在I號太陽能吸收器吸熱之初、球內(nèi)水蒸氣尚未形成高壓，I號壓縮機處于關(guān)閉、活塞處于回縮狀態(tài)，兩個管道間噴ロ暢通。當(dāng)I號吸收器內(nèi)水吸熱升溫變?yōu)檎魵鉂B透過濾層、擠壓活塞及壓縮彈簧后，沿噴ロ、管道噴入2號吸收器；此時通過旋轉(zhuǎn)螺栓，調(diào)整壓縮彈簧張力，調(diào)控水蒸氣噴出的最高壓強閥值。隨著2號吸收器內(nèi)不斷涌入水蒸氣，加之吸熱升溫，球內(nèi) 氣壓逐步増大，當(dāng)噴ロ兩邊氣壓平衡吋，I號吸收器中水蒸氣不再自動噴入2號吸收器；此時打開I號壓縮機，在活塞運動下，將I號吸收器中水蒸氣強行壓入2號吸收器，繼續(xù)提高2號吸收器內(nèi)氣體壓強。圖4:過濾層立體結(jié)構(gòu)圖26是氣孔，27是難溶于水的小砂石。過濾層由不銹鋼空心圓柱體制成，兩底面開設(shè)若干個圓孔，里面填塞大量不規(guī)則難溶于水的小砂石(如ニ氧化硅)，留有大量小孔氣隙，整個圓柱體剛好能插入自動噴壓管道，并被管道上I號卡筍卡住。主要用來阻擋水中各種金屬或礦物雜質(zhì)通過，并防止球體翻轉(zhuǎn)時或在太空失重時球內(nèi)液態(tài)水直接灌入自動噴壓管道，但能使水蒸氣滲壓通過，還能提高I號吸收器內(nèi)水蒸氣壓強上限值。圖5 2號球形太陽能吸收器示意圖28是單向閥門，29是人工閥門，30是排垢管道，31是底座，32是自動控制閥門，33是噴出的高溫高壓水蒸氣。2號吸收器與I號吸收器相似，主要對I號吸收器輸入的水蒸氣進行再次吸熱，達(dá)到高溫極限、生成高溫高壓水蒸氣，通過輸氣管道噴出。排垢管道，用于定期排放水蒸氣中殘存水垢及其他雜質(zhì)。圖6 自動控制閥門橫截面圖34是條形永磁體，35是轉(zhuǎn)軸，36是輸氣管道，37是圓形閥門。條形永磁體采用矩磁鐵氧體，與圓形閥門通過一條轉(zhuǎn)軸串為一體，并成一面，可圍繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。圖7 :自動控制閥門俯視圖38是開管線圈，以軟磁材料(如坡莫合金)為骨架，首先繞制I個初級線圈，約100匝，再在外面套上I個次級線圈，約300匝，均采用絕緣良好的金屬導(dǎo)線繞成；39是轉(zhuǎn)軸；40是條形永磁體；41是關(guān)管線圈，以軟磁材料為骨架，只繞制I個初級線圈，約100匝。條形永磁體通過中間轉(zhuǎn)軸可自由轉(zhuǎn)動。開管線圈的初級線圈通電后，產(chǎn)生磁場吸引條形永磁體，圓形閥門隨之轉(zhuǎn)動，順著管道呈縱向擺放，輸氣管道開放；開管線圈斷電、關(guān)管線圈通電后，產(chǎn)生磁場吸弓I條形永磁體，永磁體旋轉(zhuǎn)90度，圓形閥門隨之旋轉(zhuǎn)90度,橫向擺放在管道中，輸氣管道關(guān)閉。圖8:開關(guān)線圈不意圖42是鐵心，43是初級線圈，44是次級線圈。初級線圈纏繞在軟磁材料上，匝數(shù)較少，約100匝，接在開管電路中，通電后能產(chǎn)生磁場，吸引條形永磁體。次級線圈套裝在初級線圈上，用絕緣良好的金屬導(dǎo)線繞成，匝數(shù)較多，約300匝。如第I組自動控制閥門(59)所示，次級線圈與晶閘管T12控制極(74)、ニ極管D13 (75)、電阻R12 (76)形成閉合回路(其他組類似)。當(dāng)初級線圈電流變化時，能在次級線圈中產(chǎn)生較強的感應(yīng)電動勢，輸出短時感應(yīng)電流。
圖9 :氣壓敏感開關(guān)示意圖45是螺栓，46是螺母，47是壓縮彈簧，48是上下兩對導(dǎo)電接頭，49是絕緣活塞壁，50是絕緣活塞，51是上下兩對導(dǎo)電活塞套筒，52是3號卡筍，53是輸氣管道。氣壓敏感開關(guān)安裝在輸氣管的支氣管上。3號卡筍用于擋住活塞，防止活塞掉入輸氣管道。調(diào)節(jié)螺栓，使壓縮彈簧保持適當(dāng)壓力。當(dāng)輸氣管道內(nèi)氣壓增高吋，擠壓活塞、彈簧，導(dǎo)電活塞套筒將上方左右兩個導(dǎo)電接頭連通，形成通路，下方左右兩個導(dǎo)電接頭開始也連通，隨著氣壓繼續(xù)升高、活塞上升，下方左右導(dǎo)電接頭斷開。當(dāng)管道內(nèi)氣壓降低時，活塞被彈簧壓下，下方左右兩個導(dǎo)電接頭被接通，形成通路，上方左右導(dǎo)電接頭開始處于連通狀態(tài)，隨著氣壓進一歩降低、活塞被彈簧進ー步壓下，上方導(dǎo)電接頭斷開，只有下方導(dǎo)電接頭連通。當(dāng)氣壓逐步回升、活塞被氣體擠壓上去，形成新ー輪的接頭連通、斷開循環(huán)。圖10 :活塞壁導(dǎo)電接頭示意圖54是絕緣活塞壁，55是上方導(dǎo)電接頭1; 57是上方導(dǎo)電接頭2，56是下方導(dǎo)電接頭!,58是下方導(dǎo)電接頭2。整個活塞壁為絕緣材料，上下兩對導(dǎo)電接頭平行正對地鑲嵌在活塞壁中，既能局部導(dǎo)電，又能防止氣流外泄；管內(nèi)活塞通過上下運動，將兩對導(dǎo)電接頭間斷地連通、斷開。圖11 :6組自動控制閥門電路圖59是I組自動控制閥門，60是2組自動控制閥門，61是3組自動控制閥門，62是4組自動控制閥門，63是5組自動控制閥門，64是6組自動控制閥門，65是7組自動控制閥門，66是8組自動控制閥門，67是9組自動控制閥門。68是電阻R11,69是ニ極管D11, 70是晶閘管T11, 71是輸氣管道，72是ニ極管D12, 73是開管線圈1，74是晶閘管T12, 75是ニ極管D13, 76是電阻R12, 77是關(guān)管線圈1;78是ニ極管D14。79是電阻R21,80是ニ極管D21,81是晶閘管T21,82是輸氣管道,83是ニ極管D22, 84是開管線圈2,85是晶閘管T22, 86是ニ極管D23,87是電阻R22, 88是關(guān)管線圈2，89是ニ極管D24。90是電阻R31,91是ニ極管D31,92是晶閘管T31, 93是輸氣管道，94是ニ極管D32, 95是開管線圈3，96是晶閘管T32, 97是ニ極管D33,98是電阻R32, 99是關(guān)管線圈3，100是ニ極管D34。101是晶閘管T41,102是輸氣管道，103是ニ極管D41,104是開管線圈4，105是晶閘管T42, 106是ニ極管D42, 107是電阻R4,108是關(guān)管線圈4，109是ニ極管D43。110是晶閘管T51，111是輸氣管道，112是ニ極管D51,113是開管線圈5，114是晶閘管T52,115是ニ極管D52,116是電阻R5,117是關(guān)管線圈5，118是ニ極管D53。119是晶閘管T61,120是輸氣管道，121是ニ極管D61,122是開管線圈6，123是晶閘管T62,124是ニ極管D62, 125是電阻R6,126是關(guān)管線圈6，127是ニ極管D63。128是晶閘管T71,129是輸氣管道，130是ニ極管D71,131是開管線圈7，132是晶閘管T72, 133是ニ極管D72, 134是電阻R7,135是關(guān)管線圈7，136是ニ極管D73。137是晶閘管T81,138是輸氣管道，139是ニ極管D81,140是開管線圈8，141是晶閘管T82, 142是ニ極管D82, 143是電阻R8,144是關(guān)管線圈8，145是ニ極管D83。146是晶閘管T91,147是輸氣管道，148是ニ極管D91,149是開管線圈9，150是晶閘管T92,151是ニ極管D92, 152是電阻R9,153是關(guān)管線圈9，154是ニ極管D93。155是直流電源，由蓄電池組、發(fā)電機提供，見圖27中324。根據(jù)需要，吸能裝置可設(shè)X組。暫設(shè)9套吸能裝置，本圖設(shè)計9組自動控制閥門電路與之配備。每組自動控制閥門包括I個氣壓敏感裝置和I個開關(guān)閥門裝置。氣壓敏感裝置利用活塞、彈簧感受氣壓變化，上下滑動，使得開管電路、關(guān)管電路交替連通、斷開，交替輸送開管電流、關(guān)管電流，傳遞給開管線圈和關(guān)管線圈，實現(xiàn)閥門自動開、關(guān)，同時從關(guān)管電路中引出支流，傳送給后續(xù)第三組自動控制閥門中開管電路的晶閘管控制極，實現(xiàn)各組自動控制閥門依次開關(guān)，依次啟用各套吸能裝置，為每套吸能裝置重復(fù)吸熱、輪流提供水蒸氣創(chuàng)造條件。圖12 :球體上單向閥門橫截面圖 156是球殼，157是管ロ，158是收縮彈簧，159是ロ周圓環(huán)柱，160是弧形長方體擋板，161是轉(zhuǎn)軸，162是支架。單向閥門安裝在進球管ロ，由弧形長方體擋板制成，上端掛桿通過轉(zhuǎn)軸掛接在支架上，掛桿下端通過收縮彈簧與球體內(nèi)壁相連；管ロ周圍粘有石英玻璃圓環(huán)柱，長方體擋板能全部遮擋管ロ及ロ周圓環(huán)柱。當(dāng)進球管道內(nèi)無物質(zhì)注入時，長方體擋板在收縮彈簧作用下，能將進球管ロ及圓環(huán)柱蓋住，防止球內(nèi)氣、液倒灌入管道；當(dāng)物質(zhì)沿管道注入球體時，在物流壓カ作用下，長方體擋板被打開，物質(zhì)順利注入球體，隨后擋板再次關(guān)閉。該閥門只可進、不可出，成為單向進入閥門。圖13 :球體上單向閥門弧形擋板主視圖163是支架，164是轉(zhuǎn)軸，165是掛桿，166是收縮彈簧，167是管ロ，168是ロ周圓環(huán)柱，169是弧形擋板。用石英玻璃制成的弧形長方體擋板，能全部遮擋進球管ロ及ロ周圓環(huán)柱。只準(zhǔn)迸，不能出。圖14:電離室立體圖170是電氣石網(wǎng)，171是第I組放電棒網(wǎng)，172是第2組放電棒網(wǎng)，173是第3組放電棒網(wǎng)，174、177、178是連接高壓正極導(dǎo)線，175、176、179是連接高壓負(fù)極導(dǎo)線。每組放電棒網(wǎng)由2n對(本圖例舉2對)放電柱組成，每條放電柱上的放電棒針鋒相對，其間距是固定的，約I厘米。如果電離室空間較大，則需設(shè)置若干對放電柱，組成嚴(yán)密的放電棒網(wǎng)，將電離室橫截分割。電離室呈長方體形狀，內(nèi)設(shè)電氣石網(wǎng)、3組放電棒網(wǎng)，將電離室分割成5段。主要作為等離子氣體準(zhǔn)備間。圖15:電氣石網(wǎng)圖用電氣石編織成的絲網(wǎng)，安設(shè)在電離室通道上。圖16 :第I組放電棒網(wǎng)示意圖180、182是接高壓負(fù)極放電柱，181、183是接高壓正極放電柱。正負(fù)放電柱交替設(shè)置，上面安插若干根放電棒，形成一道嚴(yán)密的放電棒網(wǎng)，將電離室通道橫截分割。圖17 :第2組放電棒網(wǎng)示意圖184、186是接高壓正極放電柱，185、187是接高壓負(fù)極放電柱。圖18 :第3組放電棒網(wǎng)示意圖188是接高壓負(fù)極放電柱，189是接高壓正極放電柱，190是安裝在放電柱上的絕
緣陶瓷殼。主要對前兩次穿過放電棒網(wǎng)仍未電離的中性分子進行電離，并利用電場吸引排斥作用(同性相斥、異性相吸)，使帶負(fù)電粒子向電離室右壁、帶正電粒子向左壁偏轉(zhuǎn)，為下步進入發(fā)電通道偏轉(zhuǎn)作些鋪墊。
圖19 :電離室內(nèi)電場示意圖191是指第I組放電棒網(wǎng)，192是指第2組放電棒網(wǎng)，193是指第3組放電棒網(wǎng)，194是I號正放電柱，195是I號負(fù)放電柱,196是2號正放電柱,197是2號負(fù)放電柱,198是3號負(fù)放電柱，199是3號正放電柱,200是4號負(fù)放電柱,201是4號正放電柱,202是5號正放電柱，203是5號負(fù)放電柱,204是I號正放電柱指向外側(cè)電場E1, 205是I號正放電柱與I號負(fù)放電柱間電場E2, 206是2號正放電柱與I號負(fù)放電柱間電場E3, 207是2號正放電柱與2號負(fù)放電柱間電場E4，208 是2號負(fù)放電柱指向外側(cè)電場E5，209、210、211、212是第I組放電棒網(wǎng)與第2組放電棒網(wǎng)之間的交錯電場(E6、E7、E8、E9)，213是3號負(fù)放電柱指向外側(cè)電場Eltl, 214是3號正放電柱與3號負(fù)放電柱間電場E11, 215是3號正放電柱與4號負(fù)放電柱間電場E12, 216是4號正放電柱與4號負(fù)放電柱間電場E13, 217是4號正放電柱指向外偵_場E14，218、219是第2組放電棒網(wǎng)與第3組放電棒網(wǎng)之間的交錯電場(E15、E16)，220是5號正放電柱指向外側(cè)電場E17, 221是5號正放電柱與5號負(fù)放電柱間電場E18, 222是5號負(fù)放電柱指向外側(cè)電場E19, 223、224分別是代表正、負(fù)帶電粒子在第I、2組放電柱之間電場中運動軌跡，225、226分別是代表正、負(fù)帶電粒子在第2、3組放電柱之間電場中運動軌跡。主要顯示電離室中各個電場分布情況，并依此分析正、負(fù)帶電粒子在電場中的運動軌跡。圖20 :電離室、發(fā)電通道橫截面圖227是導(dǎo)電板，228是磁屏蔽管，229是耐高溫絕緣隔熱陶瓷，230是第I組放電棒網(wǎng)，231是第2組放電棒網(wǎng)，233是第3組放電棒網(wǎng)，234是小孔氣隙，235是I號正收集擋板，236是2號正收集擋板，237是連接桿，238是正極，239是3號正收集擋板，240是收氣室，241是I號排氣泵，242是泵出的H2, 243是耐高溫絕緣陶瓷，244是耐高溫絕緣隔熱陶瓷。245是I號負(fù)收集擋板，246是負(fù)極，247是2號負(fù)收集擋板，248是連接桿，249是3號負(fù)收集擋板，250是收氣室，251是2號排氣泵，252是熱O2和H20。電離室、發(fā)電通道、收氣室依次緊密相連。電離室內(nèi)置I張電氣石網(wǎng)，3組放電棒網(wǎng)，電離室外表覆蓋ー層磁屏蔽管、內(nèi)襯耐高溫抗氧化導(dǎo)電板；發(fā)電通道進氣左側(cè)壁和右側(cè)壁均內(nèi)襯I張耐高溫抗氧化導(dǎo)電板、板上間隔設(shè)置三組脊峰形收集擋板，極板及收集擋板上開設(shè)若干個小孔氣隙，作為正負(fù)極板；三組收集擋板相對設(shè)置，在進氣方向上脊峰由短變長，第3組收集擋板相互間用耐高溫絕緣陶瓷連接，將通道底部封閉起來。氣流通過兩極板上小孔氣隙流出。圖21:正極板主視圖
253是電離室壁，254是正極板，255是收氣室。256是絕緣陶瓷壁，257是I號正收集擋板，258是2號正收集擋板，259是3號正收集擋板。正極板采用耐高溫抗氧化導(dǎo)電板，正面呈梯形，上下兩邊鑲嵌在絕緣陶瓷壁中。圖22:負(fù)極板主視圖260是電離室壁，261是負(fù)極板，262是收氣室。263是絕緣陶瓷壁，264是I號負(fù)收集擋板，265是2號負(fù)收集擋板，266是3號負(fù)收集擋板。負(fù)極板采用耐高溫抗氧化導(dǎo)電板，正面呈梯形，上下兩邊鑲嵌在絕緣陶瓷壁中。圖23 :正極板放電室立體圖 267是正極板左側(cè)放電室，268是左側(cè)收氣室，269是連接桿，270是后方收氣室。271是小孔氣隙，272是I號正收集擋板，273是2號正收集擋板，274是帶正電粒子分布中心b，275是3號正收集擋板，276是后方放電室，277是排氣管，278是排氣泵。放電室是以正極板和3號正收集擋板為依托，分別向外延伸搭建的“偏房”。正極板和正收集擋板上開設(shè)若干個小孔氣隙，給發(fā)電通道中的氣流外泄留下渠道；帶正電粒子隨氣流沿小孔氣隙滑出過程中，被正極板、正收集擋板和放電室四壁捕獲，越聚越多，電勢越來越高，形成電源正扱，其積累的氫離子H+通過外電路放電后，生成氫原子H、再合成氫分子H2 ;放電室外側(cè)壁也開設(shè)若干個小孔氣隙，給水蒸氣和生成的氫氣留下外流渠道。排氣泵將收氣室中氣體排出，使收氣室形成局部低壓，増大發(fā)電通道與收氣室間的壓力差，促進氣體加速循環(huán)流出。圖24 :負(fù)極板放電室立體圖279是小孔氣隙，280是負(fù)極板右側(cè)放電室，281是I號負(fù)收集擋板，282是連接桿，283是2號負(fù)收集擋板，284是3號負(fù)收集擋板，285是后方放電室，286是后方收氣室，287是帶負(fù)電粒子分布中心a，288是右側(cè)收氣室，289是排氣管，290是排氣泵。放電室是以負(fù)極板和3號負(fù)收集擋板為依托，分別向外延伸搭建的“偏房”。負(fù)極板和負(fù)收集擋板上開設(shè)若干個小孔氣隙，給發(fā)電通道中的氣流外泄留下渠道；帶負(fù)電粒子隨氣流沿小孔氣隙滑出過程中，被負(fù)極板、負(fù)收集擋板和放電室四壁捕獲，越聚越多，電勢越來越低，形成電源負(fù)極，其積累的氫氧根離子OH'氧離子02_，通過外電路放電后，生成水分子H20、氧原子O、再合成氧分子O2 ;放電室外側(cè)壁也開設(shè)若干個小孔氣隙，給生成的水蒸氣、氧氣留下外流渠道。排氣泵將收氣室中氣體排出，使收氣室形成局部低壓，増大發(fā)電通道與收氣室間的壓力差，促進氣體加速循環(huán)流出。圖25 :發(fā)電通道內(nèi)等效電場示意圖291是電離室，292是通道入ロ中央O1點，293是正極板，294是正極，295是負(fù)極板，296是負(fù)極，297是負(fù)極板上分布中心a點，298是等效電場Ekl，299是靠近通道出ロ中央O2點，300是等效電場Ek2, 301是正極板上分布中心b點。發(fā)電通道內(nèi)正負(fù)帶電粒子受到非靜電カ(即洛倫茲カ)作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)分離，分別集結(jié)在正負(fù)極板及其收集擋板上，產(chǎn)生電動勢。該圖主要描述這種非靜電カ等效電場圖。圖26 :半封閉矩型永磁體結(jié)構(gòu)圖302是磁性瓷柱，303是磁性瓷臂，304是磁性瓷爪。設(shè)計半封閉矩形永磁體結(jié)構(gòu)大小，缺ロ空間磁場作為工作磁場。圖27 :基本電路和穩(wěn)壓電路圖
305是蓄電池組，306是穩(wěn)壓電路2，307是限流電阻RR2，308是穩(wěn)壓ニ極管Dz2的工作電流IZ2，309是穩(wěn)壓ニ極管DZ2，310是輸入電壓Ui2，311是穩(wěn)壓ニ極管Dz2的電壓UZ2，312是發(fā)電機，313是濾波電容C，314是輸入電壓Uil, 315是穩(wěn)壓電路1，316是限流電阻Rr1；317是通過限流電阻Rri電流I，318是穩(wěn)壓ニ極管Dzi的工作電流IZ1，319是穩(wěn)壓ニ極管Dzi，320是穩(wěn)壓ニ極管Dzi的電壓Uzi，321是輸出電壓Utl, 322是輸出負(fù)載電流I v 323是滑動變阻器R$fi，324是自動控制閥門供電電路，325是逆變器，326是輸出常壓交流電，327是I號排氣泵，328是2號排氣泵，329是各套吸能裝置的I號壓縮機，330是2號壓縮機，331是3號壓縮機，332是4號壓縮機，333是負(fù)載334是變壓器，335是升壓后的高壓交流電，336是橋堆線路，337是輸出高壓直流電正 極，338是輸出高壓直流電負(fù)極，339是正放電導(dǎo)線，340是負(fù)放電導(dǎo)線。基本電路，包括發(fā)電機、蓄電池組、逆變器、自動控制閥門供電電路等并聯(lián)組成的內(nèi)電路，逆變器連接的外輸出電路，在外輸出電路上并聯(lián)I條內(nèi)供電電路、2個排氣泵、4臺壓縮機和負(fù)載。外輸出電路中的開關(guān)9，可同時控制各套吸能裝置的I號壓縮機。穩(wěn)壓電路由限流電阻、穩(wěn)壓ニ極管、濾波電容組成，接在內(nèi)電路中，包括2套。圖28 :氧氣水蒸氣分離裝置圖341是輸入過濾凈化后的普通水，甚至海水、被污染的水，342是人工閥門，343是泵入熱氧氣和水蒸氣，344是人工閥門，345是冷卻水箱，346是人工閥門，347是逸出氧氣O2, 348是人工閥門，349是輸出純凈水，350是人工閥門，351是輸出預(yù)熱后的普通熱水。將普通水，甚至海水、被污染的水，過濾凈化后輸入冷卻水箱，作為冷卻剤。負(fù)極板放電室產(chǎn)生的氧氣和水蒸氣，被2號排氣泵輸入水箱密閉冷卻，降溫后氧氣逸出、水蒸氣變?yōu)榧儍羲敵?。冷卻劑預(yù)熱后變?yōu)闊崴?，注入I號球形太陽能吸收器。圖29 :氫氣加ニ氧化碳合成甲醇裝置示意圖352是石英玻璃球殼，353是人工閥門，354是泵入熱氫氣H2, 355是不銹鋼球形網(wǎng)，356是小半球形保溫殼，357是小半球形吸熱內(nèi)殼，358是單向閥門，359是Cu/Zn0/Al203催化劑，360是人工閥門，361是排廢管道，362是底座，363是加入催化劑，364是人工閥門，365是過濾網(wǎng)，366是人工閥門，367是2號壓縮機，368是冷卻水箱，369是甲醇CH30H、氫氣H2、ニ氧化碳CO2的混合體，370是輸入過濾凈化后的普通水，甚至海水、被污染的水，371是輸出預(yù)熱后的冷卻剤，372是輸出液態(tài)甲醇CH3OH, 373是透氣膜，374是分離出的氫氣H2、ニ氧化碳CO2，再次隨純CO2壓入反應(yīng)腔，375是管中單向閥門，376是輸入純C02。正極板放電室產(chǎn)生的氫氣，被泵入該裝置，與CO2、Cu/Zn0/Al203催化劑一起，高溫高壓下發(fā)生化學(xué)合成反應(yīng)，生成甲醇，產(chǎn)物CH3OH與反應(yīng)物H2XO2的混合體經(jīng)過濾網(wǎng)沿管道輸出，經(jīng)水箱密閉冷卻，產(chǎn)物CH3OH變?yōu)橐后w后輸出，反應(yīng)物H2XO2經(jīng)透氣膜被分離出，隨純CO2被壓入反應(yīng)腔，再次參加化學(xué)合成反應(yīng)。反應(yīng)中產(chǎn)生的廢物，包括中毒的催化劑，定期通過排廢管道排出。與前一裝置相同，采用普通水，甚至海水、被污染的水，過濾凈化后作為冷卻劑，輸入水箱，預(yù)熱后注入I號太陽能吸收器。管中單向閥門(375)，與球體上單向閥門(圖12)相似，區(qū)別在于用平面長方體擋板取代弧形長方體擋板。圖30 :氫氣加ニ氧化碳合成甲醛裝置示意圖377是石英玻璃球殼，378是人工閥門，379是泵入熱氫氣H2，380是不銹鋼球形網(wǎng)，381是小半球形保溫殼，382是小半球形吸熱內(nèi)殼，383是單向閥門，384是以雙環(huán)戊ニ烯鎳為催化劑，385是以丁醇水混合液為溶剤，386是人工閥門，387是排廢管道，388是底座，389是加入催化劑、溶剤，390是人工閥門，391是過濾網(wǎng)，392是人工閥門，393是3號壓縮機，394是冷卻水箱，395是甲醛HCHO、氫氣H2、ニ氧化碳CO2的混合體，396是輸入過濾后的普通水，甚至海水、被污染的水，397是輸出預(yù)熱后的冷卻剤，注入I號太陽能吸收器，398是輸出液態(tài)甲醛HCH0，399是透氣膜，400是分離出的氫氣H2、ニ氧化碳CO2,再次隨純CO2壓入反應(yīng)腔，401是單向閥門，402是輸入純CO2。發(fā)電機正極板放電室產(chǎn)生的熱氫氣H2，被泵入該裝置，與壓入的CO2、雙環(huán)戊ニ烯鎳催化劑一起，以丁醇水混合液為溶剤，在高溫高壓下發(fā)生化學(xué)合成反應(yīng)，生成甲醛，產(chǎn)物HCHO,反應(yīng)物H2、CO2的混合體經(jīng)過濾網(wǎng)沿管道輸出，經(jīng)密閉冷卻，產(chǎn)物HCHO變?yōu)橐后w后輸出，反應(yīng)物h2、CO2經(jīng)透氣膜被分離出，隨純CO2被壓入反應(yīng)腔，再次參加化學(xué)合成反應(yīng)。反應(yīng)中產(chǎn)生的廢物，包括中毒的催化劑，定期通過排廢管道輸出。與前兩個裝置相同，采用普通水，甚至海水、被污染的水，過濾凈化后作為冷卻剤。圖31 :甲醛合成葡萄糖裝置示意圖 403是加入11種酶和純凈冷水，404是人工閥門，405是單向閥門，406是甲醛HCHO和11種酶混合體，407是人工閥門，408是排廢管道，409是過濾網(wǎng)，410是人工閥門，411是4號壓縮機，412是冷卻水箱，413是甲醛HCH0、葡萄糖C6H12O6和水的混合體，414是輸入過濾凈化后的普通水，甚至海水、被污染的水，415是輸出預(yù)熱后的冷卻剤，注入I號太陽能吸收器，416是輸出葡萄糖C6H12O6水溶液，417是透甲醛膜，418是分離出的甲醛HCH0，再次隨純甲醒壓入反應(yīng)腔，419是單向閥門，420是輸入純甲酸。將前ー裝置產(chǎn)生的甲醛，壓入該裝置，添加11種酶和純凈冷水，該水來自氧氣和水蒸氣分離裝置(372)，并根據(jù)需要吸收陽光，高溫高壓下發(fā)生合成反應(yīng)，生成葡萄糖C6H12O6,產(chǎn)物C6H12O6、反應(yīng)物HCHO和純凈水的混合體經(jīng)過濾網(wǎng)沿管道輸出，經(jīng)密閉冷卻，產(chǎn)物C6H12O6溶于水中輸出，反應(yīng)物HCHO經(jīng)透甲醛膜被分離出，隨純甲醛壓入反應(yīng)腔，再次參加合成反應(yīng)。反應(yīng)中產(chǎn)生的廢物，包括中毒失效的酶、污水，定期通過排廢管道輸出。與前三個裝置相同，采用普通水，甚至海水、被污染的水，過濾凈化后作為冷卻剤。
具體實施例方式I、制作裝置。ー是球形太陽能吸收器(如圖I)。用石英玻璃制成球體(1)，半徑2米，球殼厚約2厘米，上半球和中央部位透明；下小半球不透明(見網(wǎng)上石英玻璃是ニ氧化硅單ー組分的玻璃，硬度大、耐高溫、膨脹系數(shù)低、耐熱震性，化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能良好，能透過紫外線、可見光、近紅外線，分透明、不透明兩大類，氣煉級的石英玻璃可長時間耐受1100°C高溫，聯(lián)熔級的石英玻璃可短時間耐受1100°C高溫)，外表覆蓋耐高溫絕緣隔熱材料(3)，如復(fù)合硅酸鹽(鋁鎂)制品(見網(wǎng)上復(fù)合硅酸鹽(鋁鎂)制品，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫性能好、耐熱性能明顯，能耐700°C以上溫度，可保溫-40°C -SOO0C );球體外用不銹鋼球形網(wǎng)(2)包繞；球內(nèi)安放I個四瓣形吸熱板(4，或圖2)，用黑色耐高溫抗氧化難溶于水的材料制成，如不銹鋼，表面粗糙，被氧化成Fe3O4，下半部開設(shè)若干個圓孔。ニ是單向高壓噴氣閥(如圖3)。用石英玻璃制作圓柱形管道(16)，I號、2號卡筍(14、15)和活塞(18、25)，管壁厚約3厘米、管道直徑約16厘米；活塞(18、25)直徑約10厘米、長約3厘米，與管道緊密結(jié)合，表面光滑；管中壓縮彈簧(19)、擋板(20)、螺母(21)、螺栓(22)、壓縮機(24)連桿均用不銹鋼制成。管道采用螺栓螺母旋轉(zhuǎn)接ロ方式，與I號、2號太陽能吸收器(如圖I、圖5)相連接。整個閥門裝置外表用耐高溫絕緣隔熱材料(13)覆蓋。三是輸送管道。輸水管(341、351，370、371，396、397，414、415)為不銹鋼圓管，管壁厚約O. 3厘米、直徑約3厘米。輸エ質(zhì)水蒸氣管(53，或71、82、93、102、111、120、129、138、147，)用石英玻璃制成圓管，管壁厚約2厘米、管道直徑約14厘米，外表覆蓋耐高溫絕緣隔熱材料。輸生成氣體管(277、289，343，354,376, 379,402,420)，亦采用石英玻璃，管壁厚約2厘米、管道直徑約14厘米；但在冷卻水箱中(345、368、394、412)和輸出產(chǎn)物端(347、349，372，398，416)，管道則用不銹鋼，管壁厚約O. 3厘米、管道直徑約14厘米。各條輸送管道，接ロ處均采用螺栓螺母旋轉(zhuǎn)接ロ的方式進行連接。四是自動控制閥門。用矩磁鐵氧體材料制作條形永磁體(34，或40)，長約14厘米，安裝在旋轉(zhuǎn)軸(35，或39)上，與輸氣管(36)中圓形閥門(37)同步轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)軸(35)與圓形閥門(37)均采用石英玻璃，其中旋轉(zhuǎn)軸上端固定在條形永磁體(34)中間，下端與圓形閥門(37)融為一體；圓形閥門(37)直徑約10厘米，厚I厘米，與輸送管道(36)緊密結(jié)合，能有效關(guān)閉氣流。開管線圈(38)和關(guān)管線圈(41)均用軟磁材料(如坡莫 合金或鐵鋁合金)作骨架，在其外圍用絕緣良好的金屬導(dǎo)線繞制線圈，其中開管線圈(38)上先繞制I個初級線圈，匝數(shù)約100匝，再在上面套裝I個次級線圈，匝數(shù)約300匝；關(guān)管線圈(41)上只繞制I個初級線圈，匝數(shù)約100匝。氣壓敏感裝置安裝在輸氣管道的支氣管上(如圖9)，主要使用耐高溫絕緣陶瓷，除螺栓(45)、螺母(46)、壓縮彈簧(47)、上下兩對導(dǎo)電接頭(48)、導(dǎo)電活塞套筒(51)使用導(dǎo)電材料外(對螺栓要增加一層絕緣外套)，其余均使用絕緣材料。五是單向閥門出、28、358、375、383、401、405、419)。用石英玻璃制成弧形擋板(如圖12)或平面擋板，下設(shè)收縮彈簧。六是電離室(如圖14)。參照燃煤磁流體發(fā)電機做法，其選用Fe-Cr-Al系高溫合金作陽極材料、W-Cu合金作陰極材料，用BN或Sialon陶瓷作耐高溫絕緣材料(見《八六三計劃能源技術(shù)領(lǐng)域研究工作進展(1986-2000)》第四篇燃煤磁流體發(fā)電技術(shù)第282頁)，所以本裝置也用Fe-Cr-Al系高溫合金作為耐高溫抗氧化導(dǎo)電材料，用BN或Sialon陶瓷作為耐高溫絕緣材料。電離室也采用BN或Sialon陶瓷，制成I個長方體陶瓷柜(如圖14)，截面為正方形，邊長I米，柜長2米，壁厚約2厘米。內(nèi)襯耐高溫抗氧化導(dǎo)電板(227)。電離室外圍用磁導(dǎo)率很大的軟磁材料(如坡莫合金或鐵鋁合金)(228)覆蓋。進ロ端設(shè)置ー張電氣石網(wǎng)(170，或圖15)(見網(wǎng)上《電氣石》:Tourmaline，英譯名托瑪琳，是以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鎂、鋰的環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，具有熱電性與壓電性)。用耐高溫抗氧化導(dǎo)電材料制作放電棒、放電柱(180、181、182、183、184、185、186、187、188、189)、放電導(dǎo)線(174、175、176、177、178、179);放電柱上套裝耐高溫絕緣陶瓷(190)(用BN或Sialon陶瓷)，放電棒穿過陶瓷，伸出針尖。因為常溫常壓下，空氣擊穿電壓為3KV/mm(見網(wǎng)上《空氣擊穿電壓》)。參照該參數(shù)，每條放電柱直徑設(shè)為O. 5厘米，每根放電棒長O. 5厘米，相鄰放電棒針鋒相對、間距I厘米，上下放電棒間距O. 5厘米，最外側(cè)的左右兩排放電柱(180、184、188，183、187、189)，其柱上放電棒距室壁O. 5厘米。每組放電棒網(wǎng)由2n對(圖中例舉了 2對)放電柱組成，正負(fù)放電柱交替設(shè)置，若干對放電柱并成一面(171、172，或圖16、圖17)，組成一道嚴(yán)密的放電棒網(wǎng)，將電離室橫截分割。這樣間隔設(shè)置兩組放電棒網(wǎng)(171、172，或圖16、圖17)，出口端設(shè)置ー對放電柱(173，或圖18)。七是發(fā)電通道(如圖20)。用BN或Sialon陶瓷，制作I個正四棱錐體截體形的陶瓷柜(233)，截面為正方形，邊長I米；底面也為正方形，邊長I. 2米，正四棱錐體截體高2米，絕緣壁厚2厘米，制成發(fā)電通道(233)。通道前端(錐體截ロ)與電離室出口緊密相接(如圖20)，其進氣左側(cè)壁、右側(cè)壁均內(nèi)襯ー張耐高溫抗氧化導(dǎo)電板(254、261)。該導(dǎo)電板鑲嵌在上下耐高溫絕緣隔熱壁中(如圖21、圖22)，板上設(shè)置三組脊峰形收集擋板(235、236、239，245、247、249，或257、258、259，264、265、266，或 272、273、275，281、283、284)，第 I 組收集擋板(235,245)脊峰長O. 2米，第2組收集擋板(236，247)脊峰長O. 4米。第3組收集擋板的左邊(239)直長O. 4米，右邊(249)直長O. 8米，相互連接，其脊峰段采用耐高溫絕緣陶瓷(243) (BN或Sialon陶瓷)制成，并與上下絕緣通道壁相連，將通道底部封閉起來。極板和收集擋板上開設(shè)若干個小孔氣隙(234，或271、279)。依托正負(fù)極板及收集擋板，使用相同耐高溫抗氧化導(dǎo)電板，在其外側(cè)搭建放電室(267、276，280、285)，室壁上開設(shè)若干個小孔氣隙(271、279)。正負(fù)極板放電室(267、276，280、285)與最外保溫絕緣層之間留有空間，分別作為收氣室(268、270，288、286)。兩個收氣室后方各設(shè)置一條排氣管道(277，289)，管內(nèi)設(shè)有排氣泵(278、290)，可將收氣室中氣體加速排出。八是半封閉矩形永磁體(如圖26)。使用矩磁鐵氧體材料制作I個半封閉矩形磁性瓷體，缺ロ作為工作空間，要求長3米、寬I. 8米、高I. 3米，磁性瓷體臂長(303)須大于缺ロ間距，如2米為宜。在磁性瓷體上下爪中(304)掛接相同繞向的粗線圈，接通強直流電后(如50A-100A)使其保留較強磁性，斷電后測出剩磁達(dá)到規(guī)定值(如8X 10_4(T))以上即可。爾后卸下粗線圈，水平擺放磁性瓷體，將發(fā)電通道平直插入缺ロ 中央部位，斜坡段墊上ー節(jié)陶瓷材料，確保磁力線垂直穿過發(fā)電通道(如圖26)。九是基本電路(如圖27)。以粗銅芯線為基本線材，將熱電氣體發(fā)電機(312)與蓄電池組(305)、濾波電容(313)、穩(wěn)壓ニ極管(309、319)、自動控制閥門供電電路(324)、逆變器(325)并聯(lián)，逆變器(325)連接對外輸電線路，形成I個基本電路。為保證發(fā)電機(312)輸出電壓穩(wěn)定，設(shè)置I個穩(wěn)壓電路J315)，在發(fā)電機(312)與逆變器(325)之間串接I個開關(guān)4、I個限流電阻Rri (316)，并聯(lián)I個濾波電容C(313)、一串穩(wěn)壓ニ極管Dzl (或制作特殊專用的穩(wěn)壓ニ極管，使其承壓能力達(dá)到幾百伏甚至上千伏)(319)，組成I個穩(wěn)壓電路i (315);同時在蓄電池組(305)和發(fā)電機(312)之間增設(shè)I個穩(wěn)壓電路2 (306)。在對外輸電線路中，并聯(lián)引出一條分支電路，連接I個開關(guān)5、變壓器(334)、橋堆線路(336)，再接入發(fā)電機放電導(dǎo)線(174、175、176、177、178、179)。十是氧氣水蒸氣分離裝置(如圖28)。用石英玻璃制作一個長方體冷卻水箱(345)，設(shè)有進冷水管道(341)、排熱水管道(351)和進熱氣管道(343)、排氧氣管道(347)、排純凈水管道(349)。將熱氣管道(343)插入水箱，彎曲延伸一節(jié)后再伸出水箱。熱氣管道中的熱氧氣和水蒸氣(343)，通過水箱中管道與冷卻水進行熱交換，降溫后輸出；冷卻水受熱后(351)注入I號太陽能吸收器(如圖I)。十一是氫氣加ニ氧化碳合成甲醇裝置(如圖29)、或氫氣加ニ氧化碳合成甲醛裝置(如圖30)。同球形太陽能吸收器(如圖I) 一祥，用石英玻璃制成球體(352、377)，外接5條管道，分別泵入氫氣(354、379)、加注催化劑(363、389)、壓入ニ氧化碳(376、402)、排出產(chǎn)物(372、398)、排出廢物(361、387)。管道內(nèi)設(shè)人工閥門(353、360、364、366，378、386、390、392)、單向閥門(358、375，383、401)，安裝2號壓縮機(367)、3號壓縮機(393)，外表用耐高溫絕緣隔熱材料包圍。十二是甲醛合成葡萄糖裝置(如圖31)。同合成甲醛裝置一祥，用石英玻璃制成球體，外接4條管道，分別加注多種酶和純凈冷水(403)、壓入甲醛(420)、排出產(chǎn)物(416)、排出廢物(408)。管道內(nèi)設(shè)人工閥門(404、407、410)、單向閥門(405、419)，安裝4號壓縮機(411)，外表用耐高溫絕緣隔熱材料包圍。
2、使用方法。一是準(zhǔn)備裝置。啟動前，給蓄電池組(305)充滿電能，電路中各個開關(guān)斷開；將各套吸能裝置的單向高壓噴氣閥(如圖3)的I號壓縮機活塞(25)回收、使噴ロ(23)暢通；閉合電路開關(guān)4、開關(guān)7、開關(guān)8，啟動I號排氣泵(241，或278，或327)、2號排氣泵(251，或290，或328)，將電離室(如圖14)、發(fā)電通道(如圖20)、放電室(267,276,280、285)、收氣室(268、270，288、286)、排氣管(277,289)中的氣體排空，爾后關(guān)閉各個人エ閥門；再使用外部氣泵，通過I號、2號太陽能吸收器的排垢管道(8、30)和3個化學(xué)合成裝置的排廢管道(361、387、408)，將2個太陽能吸收器和3個化學(xué)合成裝置中氣體也排空，爾后關(guān)閉各個人工閥門。ニ是準(zhǔn)備エ質(zhì)。將普通水，甚至海水、被污染的水，進行清潔處理，采取陽光照射、攪拌、過濾等方法，除去溶解在水中的其他氣體和各種懸浮雜物，并測出其酸堿性，添加適量的堿性或酸性物質(zhì)進行中和，生成難溶于水的固體物，再次過濾凈化，當(dāng)水中僅留存金屬和非金屬離子(如 K+、Na+、Ga2+、Ba2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Pb2+、Zn2+、CL\ CO32'SO42'PO廣等)、各種礦物微粒(如GaC03、GaS04、BaS04、SiO2、GaSiO3等)、以及細(xì)菌、病毒等微生物后，可作為エ質(zhì)水輸入各個冷卻水箱(345、368、394、412),預(yù)熱后輸入I號球形太陽能吸收器(如圖I)，經(jīng)吸熱升溫變?yōu)楦邷馗邏核魵猓械慕饘俸头墙饘匐x子、礦物微粒聚合成水垢，各種微生物死亡，其尸體和水垢被過濾器(17，如圖4)阻擋，最終沿排垢管道 (8,30)排出。三是生成水蒸氣。啟動時，將エ質(zhì)水注入各套吸能裝置的I號太陽能吸收器(如圖I)，盛至下半球的1/2至2/3容積為宜；通過充分吸收太陽能，調(diào)節(jié)各套吸能裝置的單向高壓噴氣閥螺栓(22)，保持適當(dāng)壓力，使エ質(zhì)水吸熱后逐步變?yōu)楦邷厮魵猓?dāng)球內(nèi)壓強足夠高時，水蒸氣沿著單向高壓噴氣閥(如圖3)，滲透過濾層(17，或圖4)、壓縮圓柱形活塞(18)，從噴ロ(23)、1號壓縮機(24)管道噴出，進入2號太陽能吸收器(如圖5)，繼續(xù)吸熱升溫；當(dāng)2號吸收器中水蒸氣升至高溫、與I號吸收器氣壓平衡吋，閉合開關(guān)9，啟動各套吸能裝置中的I號壓縮機(24，或329)，將各套吸能裝置的I號吸收器(如圖I)中水蒸氣強行壓入其2號吸收器(如圖5)，繼續(xù)增大內(nèi)壓，再吸熱一段時間，各套吸能裝置中的2號吸收器(如圖5)都充滿高溫高壓水蒸氣。四是使用水蒸氣發(fā)電。當(dāng)水蒸氣升至高溫極限后，首先啟用第I套吸能裝置，打開第I組自動控制閥門(59)的開關(guān)i，連通開管線圈1 (73)電路，打開閥門，釋放水蒸氣，噴入電離室，實施電暈放電，產(chǎn)生等離子氣體，噴入發(fā)電通道(如圖20)發(fā)電，I號排氣泵(241，或278，或327)、2號排氣泵(251，或290，或328)隨即將放電室(267、276，280、285)、收氣室(268、270，288、286)中氣體抽出；將水蒸氣輸入電離室、發(fā)電通道發(fā)電，經(jīng)過一段時間，發(fā)電機積累一定電量、其輸出電壓Uil (314)達(dá)到額定值，第I套吸能裝置水蒸氣消耗將盡，打開第2組自動控制閥門(60)開關(guān)2，啟用第2套吸能裝置水蒸氣，繼續(xù)發(fā)電；當(dāng)接上負(fù)載Riis (333)吋，迅速打開開關(guān)3 (如圖11)，啟用第3套吸能裝置水蒸氣，以防輸出電壓下降。隨后，第I套吸能裝置氣壓逐漸下降直到關(guān)閉，自動啟用第4套吸能裝置，讓第2、3、4套供應(yīng)水蒸氣；當(dāng)?shù)?套吸能裝置氣壓降低、關(guān)閉，啟用第5套吸能裝置，讓第3、4、5套供應(yīng)水蒸氣；當(dāng)?shù)?套氣壓降低、關(guān)閉，啟用第6套，讓第4、5、6套供應(yīng)水蒸氣；當(dāng)?shù)?套氣壓降低、關(guān)閉，啟用第7套，讓第5、6、7套供應(yīng)水蒸氣；當(dāng)?shù)?套氣壓降低、關(guān)閉，啟用第8套，讓第6、7、8套供應(yīng)水蒸氣；當(dāng)?shù)?套氣壓降低、關(guān)閉，啟用第9套，讓第7、8、9套供應(yīng)水蒸氣；當(dāng)?shù)?套氣壓降低、關(guān)閉，啟用第I套，讓第8、9、1套供應(yīng)水
蒸氣.........，如此循環(huán)下去。五是參與化工合成。發(fā)電產(chǎn)生的氧氣、水蒸氣，被2號排氣泵
(251，或290，或328)抽出，打開兩個人工閥門(342、344)，將普通水，甚至海水，被污染的水(341)輸入水箱(345)，并將熱氧氣和水蒸氣(343)輸入水箱(345)密閉冷卻，再打開兩個人工閥門(346、348)，排出氧氣(347)、純凈水(349)，用于生活及其他用途，冷卻水預(yù)熱后(351),輸入I號太陽能吸收器(如圖I);發(fā)電產(chǎn)生的氫氣，被I號排氣泵(241,或278,或327)泵入合成甲醇裝置(圖29)、或合成甲醛裝置(圖30)后，閉合電路開關(guān)1(1、開關(guān)n，啟用2號壓縮機(330，或367)、3號壓縮機(331，或393)，將外部純二氧化碳(376、402)壓入合成裝置(如圖29、圖30)，再打開人工閥門(364、390)，加注不同的催化劑及溶劑(363、389)。當(dāng)合成反應(yīng)持續(xù)一段時間達(dá)到平衡后，分別打開人工閥門(366、392)，輸出產(chǎn)物和反應(yīng)物的混合體，沿管道經(jīng)水箱(368、394)冷卻分離，獲得甲醇(372)或甲醛(398)。閉合電路開關(guān)K12，啟用4號壓縮機(332，或411)，將產(chǎn)生的甲醛(398，或420)壓入反應(yīng)球體(如圖31)，打開人工閥門(404)，加入多種酶和純凈冷水(403)，發(fā)生化學(xué)合成反應(yīng)，生成葡萄糖，再打開人工閥門(410)，輸出產(chǎn)物和反應(yīng)物混合體(413)，經(jīng)冷卻分離。 發(fā)電和化工合成是這樣運行的設(shè)有9套吸能裝置，配備9組自動控制閥門(如圖11)。使用過濾凈化后的普通水，甚至海水、被污染的水作為工質(zhì)，輸入冷卻水箱(345、368、394,412)預(yù)熱，變?yōu)闊崴笞⑷敫魈孜苎b置的I號球形太陽能吸收器(如圖1)，再充分吸收太陽能升至高溫，變?yōu)樗魵猓?jīng)單向高壓噴氣閥(如圖3)輸入2號球形太陽能吸收 器(如圖5)，進一步吸收太陽能，升至高溫極限，使各套吸能裝置的2號吸收器充滿高溫高壓水蒸氣。啟動時，依次打開第1、2、3組自動控制閥門，依次啟用第1、2、3套吸能裝置的高溫高壓水蒸氣，爾后輪流自動啟用第4、5、6、7、8、9、1……套吸能裝置；水蒸氣與電氣石網(wǎng)(170，或圖15)發(fā)生摩擦、實施電暈放電，產(chǎn)生等離子氣體，噴入發(fā)電通道(如圖20)，受洛倫茲力作用正負(fù)帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)分離，分別聚集到正負(fù)極板及收集擋板上(如圖21、圖22)。其中負(fù)極板上的氫氧根離子、氧離子放電后產(chǎn)生氧氣、水蒸氣，泵出后經(jīng)水箱(345)冷卻分離使用；正極板上的氫離子放電后產(chǎn)生氫氣，被輸入球形反應(yīng)腔(如圖29、圖30)，與壓入的二氧化碳(376、402) —起，在不同催化劑(359、384)、溶劑(385)作用下，高溫高壓下發(fā)生化學(xué)合成反應(yīng)，生成甲醇(372)或甲醛(398)，作為化工原料，其中甲醛(398，或420)被壓入另I個球形反應(yīng)腔(如圖31)，與添加的多種酶一起(406)，繼續(xù)發(fā)生化學(xué)合成反應(yīng)，生成葡萄糖，溶于純凈水中輸出(416)。發(fā)電機凈輸出電能，來自于液態(tài)水從常溫升至高溫變?yōu)樗魵馕盏奶柲堋?br> 權(quán)利要求
1.ー種熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，包括I套或I套以上吸能裝置，I套電離室、發(fā)電通道、放電室、收氣室、排氣管、半封閉矩形永磁體、輸電系統(tǒng)、蓄電池組和化工合成裝置；所述每套吸能裝置由2個串聯(lián)的球形太陽能吸收器、I個單向高壓噴氣閥、I組自動控制閥門和部分單向閥門、人工閥門、管道組成，內(nèi)裝エ質(zhì)水蒸氣，每套并聯(lián)接入電離室；所述化工合成裝置包括氧氣水蒸氣分離裝置、氫氣加ニ氧化碳合成甲醇裝置，或所述化工合成裝置包括氧氣水蒸氣分離裝置、氫氣加ニ氧化碳合成甲醛裝置、甲醛合成葡萄糖裝置；每套吸能裝置采用自動控制閥門電路，輪流自動供應(yīng)高溫高壓水蒸氣，并利用關(guān)閉間隙清除水垢雜質(zhì)和重復(fù)吸熱；電離室設(shè)有I組電氣石網(wǎng)和3組放電棒網(wǎng)，發(fā)電通道設(shè)有3組正負(fù)收集擋板，正負(fù)極板各外接I個放電室，放電室外圍設(shè)有I個收氣室。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述球形太陽能吸收器，用石英玻璃制成球體，上半球及中央部位透明；下小半球不透明，外用保溫材料包圍，下接底座；球體外圍用球形網(wǎng)包繞；球內(nèi)安放I個四瓣形吸熱板，下部開設(shè)若干個圓孔；球體上設(shè)有進水(氣)管道、輸氣管道、排垢管道；進球管ロ設(shè)有單向閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述單向高壓噴氣閥，由自動噴壓管道和主動壓縮管道組成，其中自動噴壓管道包括圓柱形管道、過濾層、圓柱形活塞、壓縮彈簧、擋板、螺栓、螺母、管道噴ロ ；主動壓縮管道包括壓縮機、壓縮管道、圓柱形活塞；整個管道外表覆蓋保溫材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述自動控制閥門，由氣壓敏感裝置和開關(guān)閥門裝置組成，安裝在輸氣管道上，所述氣壓敏感裝置包括螺栓、螺母、壓縮彈簧、絕緣活塞壁、絕緣活塞、2個導(dǎo)電活塞套筒、上下2對導(dǎo)電接頭、卡筍；開關(guān)閥門裝置包括開管線圈、關(guān)管線圈、條形永磁體、轉(zhuǎn)軸、管中圓形閥門；開管線圈上繞制I個初級線圈，套裝I個次級線圈，關(guān)管線圈上只繞制I個初級線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述自動控制閥門電路，將自動控制閥門(例如9組)聯(lián)接起來，與每套吸能裝置一一配對；每組氣壓敏感裝置利用活塞、彈簧感受氣壓變化，上下滑動，使得開管電路、關(guān)管電路交替連通、斷開，交替輸送開管電流、關(guān)管電流，傳遞給開管線圈和關(guān)管線圈，實現(xiàn)閥門自動開、關(guān)，同時從關(guān)管電路中引出支流，傳送給后續(xù)第三組自動控制閥門中開管電路的晶閘管控制極，實現(xiàn)各組自動控制閥門依次開關(guān)，依次啟用各套吸能裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述接入球體管ロ的單向閥門，由弧形長方體擋板制成，上端延伸出一條掛桿，通過轉(zhuǎn)軸掛接在球體內(nèi)壁支架上，掛桿下端通過收縮彈簧與球體內(nèi)壁相連；管ロ周圍粘接ー圈石英玻璃圓環(huán)柱，長方體擋板能全部遮擋管ロ及周邊圓環(huán)柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述過濾層，由一個不銹鋼空心圓柱體制成，剛好能插入自動噴壓管道，并被管道上卡筍卡住，其兩底面開設(shè)若干個圓孔，里面充塞若干塊不規(guī)則難溶于水的小砂石。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述電離室，在室內(nèi)進氣方向上先設(shè)置ー組電氣石網(wǎng)，然后平行間隔設(shè)置三組放電棒網(wǎng)，將電離室橫向分割成5段；第I、2組放電棒網(wǎng)由2η對放電柱并成一面組成，第3組放電棒網(wǎng)由I對放電柱并成一面組成，靠近電離室出口端；每條放電柱套裝ー層耐高溫絕緣陶瓷，柱上設(shè)有左右兩排針狀形放電棒，它們并成一面穿過絕緣陶瓷延伸出去；相鄰兩條放電柱極性相反，其柱上放電棒針鋒相對設(shè)置；三組放電棒網(wǎng)前后正對的放電柱極性相反，在進氣方向上第1、2、3組最右邊的放電柱分別接高壓正極、負(fù)極、正極，第1、2、3組最左邊的放電柱分別接高壓負(fù)極、正極、負(fù)極。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述發(fā)電通道，為正四棱錐體截體形，上下兩壁為耐高溫絕緣陶瓷，左右兩側(cè)壁為耐高溫抗氧化導(dǎo)電極板，與上下絕緣壁相連接；兩極板上均間隔設(shè)置三組脊峰形收集擋板，極板及收集擋板上開設(shè)若干個小孔氣隙；兩極板的第1、2、3號收集擋板相對設(shè)置，在進氣方向上三組收集擋板的脊峰由短變長，前兩組相對擋板的脊峰長度彼此相同；第3組擋板左邊短、右邊長，相互連接，其脊峰段用耐高溫絕緣陶瓷制成，并與上下絕緣通道壁相連，將通道底部封閉起來。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述放電室，正負(fù)極板與其第3號收集擋板分別向側(cè)外、后方延伸，連接上、下、外三張導(dǎo)電板，各自圍成I個側(cè)方放電室、后方放電室，每邊兩室連為一體；各內(nèi)極板及其收集擋板、放電室外壁，均開設(shè)若干個小孔氣隙；放電室外壁與外圍耐高溫絕緣隔熱材料留有空隙，分別圍制成I個收氣室。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述エ質(zhì)水蒸氣，采取開環(huán)循環(huán)方式，將外部普通水，甚至海水、被污染的水，過濾凈化后輸入冷卻水箱預(yù)熱，再輸入吸能裝置，充分吸收太陽能，生成高溫高壓水蒸氣，噴入電離室實施電暈放電，生成以電子e、氫離子H+、氫氧根離子OH_、氧離子02_為主體的等離子氣體，噴入發(fā)電通道受到洛倫茲力作用偏轉(zhuǎn)分離，實現(xiàn)正負(fù)帶電粒子分頭聚集，產(chǎn)生電動勢，通過電路對外輸出電能；正負(fù)帶電粒子分別在兩個放電室放電后生成氫氣H2，氧氣O2、水蒸氣H2O,暫存到兩個收氣室，實現(xiàn)氫氣與氧氣水蒸氣自然分離，其中氫氣泵出后參與化工合成，氧氣和水蒸氣泵出冷卻分離后使用。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述輸電系統(tǒng)，將發(fā)電機與蓄電池組、濾波電容、穩(wěn)壓ニ極管、逆變器、自動控制閥門供電電路并聯(lián)，組成內(nèi)電路；逆變器連接外輸出電路，外輸出電路上并聯(lián)I條內(nèi)供電電路、2個排氣泵、4臺壓縮機和負(fù)載。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述氧氣水蒸氣分離裝置，設(shè)置I個冷卻水箱，設(shè)有I條進冷水管道、I條排熱水管道、I條輸送氧氣和水蒸氣的密閉管道，其中密閉管道插入水箱彎曲延伸ー節(jié)后，伸出水箱，在輸出端分成兩條支管，使冷卻后的氧氣和水蒸氣自動分離；普通水在水箱內(nèi)預(yù)熱后，輸入吸能裝置作為エ質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，其特征在于，所述氫氣加ニ氧化碳合成甲醇裝置，或氫氣加ニ氧化碳合成甲醛裝置，甲醛合成葡萄糖裝置，3個裝置結(jié)構(gòu)與球形太陽能吸收器相似，區(qū)別在于用小半球吸熱內(nèi)殼取代四瓣形吸熱板，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)需要添加不同的催化劑和溶劑；反應(yīng)物和產(chǎn)物的混合體由過濾網(wǎng)、管道輸出后，經(jīng)附屬水箱密閉冷卻，再分別經(jīng)不同型號的透氣膜過濾，分離出反應(yīng)物和產(chǎn)物，其中產(chǎn)物經(jīng)管道輸出，反應(yīng)物通過透氣膜后繼續(xù)輸入球體參加反應(yīng)；反應(yīng)中產(chǎn)生的廢物，定期通過排廢管道排出；普通水在水箱內(nèi)預(yù)熱后，輸入吸能裝置作為エ質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱電氣體發(fā)電及化工合成裝置，包括1套或1套以上吸能裝置，1套電離室、發(fā)電通道、永磁體、輸電系統(tǒng)、蓄電池組、化工合成裝置等。電離室設(shè)有1組電氣石網(wǎng)、3組放電棒網(wǎng)；發(fā)電通道設(shè)有3組收集擋板，正負(fù)極板均外接1個放電室、1個收氣室；利用太陽能將水變?yōu)楦邷馗邏核魵?，噴入電離室實施電暈放電，生成等離子氣體，噴入發(fā)電通道受到洛倫茲力作用偏轉(zhuǎn)分離，正負(fù)帶電粒子分頭聚集，產(chǎn)生電動勢，通過電路輸出電能。發(fā)電機并聯(lián)1個蓄電池組，相互充放電。帶電粒子放電后生成氫氣和氧氣、水蒸氣，自然分離輸出。將氫氣與二氧化碳合成反應(yīng)，制得甲醇或甲醛等原料。本發(fā)明的效果是吸收太陽能，轉(zhuǎn)換為電能；將產(chǎn)生氫氣參與化工合成。
文檔編號H02N3/00GK102723895SQ20121021423
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者曾令倫 申請人:曾令倫