專利名稱：以純汞為工質(zhì)的封閉循環(huán)磁流體發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是使用純汞流體作工質(zhì)進(jìn)行封閉循環(huán)磁流體發(fā)電的裝置?？梢灾苯?、高效地將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?br> 磁流體發(fā)電的基本原理是讓可以導(dǎo)電的等離子氣流(其中的燃?xì)夥请x子態(tài)，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(fā)出電流。此前世界上研制的磁流體發(fā)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(dá)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(gòu)成尖銳矛盾，由于居里點(diǎn)的存在，將使磁場大大減弱甚至消失；(二)在高溫燃?xì)饬髦许毤尤雽?shí)現(xiàn)電離的“種子”(鈉、鉀、銫等堿金屬元素)，而“種子”又必須回收以便循環(huán)使用，使得結(jié)構(gòu)變得龐大而復(fù)雜，離子密度也不夠高；(三)并不是任何燃料均能使用；(四)只能發(fā)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(fā)電目前在全世界還未進(jìn)入商業(yè)實(shí)用階段。
本發(fā)明的任務(wù)是構(gòu)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(fā)電機(jī)，全面克服目前磁流體發(fā)電裝置之不足，并提高其效率，使其在各種水陸交通工具，活動或固定電站諸領(lǐng)域均可應(yīng)用。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的用某種熱源或燃料加熱汞鍋爐內(nèi)的液汞使其產(chǎn)生汞蒸汽，達(dá)到設(shè)計壓力后，汞蒸汽進(jìn)入加速噴管，經(jīng)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(fā)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(cè)設(shè)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(dāng)接通用電電路后，就形成可供使用的電流，還原后的汞離子形成汞蒸汽進(jìn)入汞冷凝器，經(jīng)冷卻后凝成液態(tài)汞，再用汞泵送回汞鍋爐，從而完成封閉循環(huán)。由于汞的電離電位較其它元素為低，沸點(diǎn)僅356.6℃，20個大氣壓時，其飽和蒸汽的溫度僅582.4℃，即使設(shè)計成50個大氣壓，其工作溫度也比目前的磁流體發(fā)電機(jī)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(jié)構(gòu)大大簡化，由于鍋爐可以使用任何燃料和熱源，故應(yīng)用范圍大大拓展，又由于工作溫度低，可以容易地改變勵磁電流的性質(zhì)，從而發(fā)出直流電或交流電，只要密封問題解決得好，不會形成汞汽的泄漏污染。發(fā)電后還原的汞汽仍有余熱，可進(jìn)入溫差發(fā)電設(shè)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(fēng)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(xiàn)機(jī)械噪聲。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)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(dāng)汞鍋爐(1)中的汞蒸汽加熱到設(shè)計壓力開始噴出時，經(jīng)電離裝置(2)進(jìn)入加速噴管(3)，被電離裝置(2)電離后的汞離子汽從噴管(3)高速噴出進(jìn)入磁場(4)，如果磁場是單向磁場，則發(fā)出直流電，如果磁場是交變磁場，則發(fā)出交流電，視勵磁電流的性質(zhì)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，接通用電電路后，即可提供電能。還原后的汞離子在汞冷凝器(5)內(nèi)凝成液汞，經(jīng)汞泵(6)送回汞鍋爐(1)，從而完成封閉循環(huán)。由于鍋爐可以用任何熱源或燃料加熱，汞蒸汽的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前磁流體發(fā)電的溫度，材料及冷卻的問題就容易解決。同時不存在設(shè)置“種子”的加入和回收設(shè)備的問題。故此種發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單輕巧，單位體積功率大，若冷凝器用風(fēng)、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(fā)電裝置上；若用水冷卻可以在電站或具有洗浴設(shè)備的輪船、潛艇、火車上，供應(yīng)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(fā)電裝置中存在的五個主要問題。
另外由于無燃?xì)庠谘h(huán)中存在，離子密度大大提高，發(fā)電效率必然高于目前磁流體發(fā)電方式的理論極限。
通過以上敘述，可見本發(fā)明的目的已經(jīng)達(dá)到。
權(quán)利要求
1.以純汞為工質(zhì)的封閉循環(huán)磁流體發(fā)電機(jī)，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，其特征在于汞鍋爐(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(nèi)在與氣流方向和磁場方向垂直的兩側(cè)設(shè)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(jìn)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(zhì)的封閉循環(huán)磁流體發(fā)電機(jī),其特征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(nèi)在與氣流方向和磁場方向垂直的兩側(cè)設(shè)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(jìn)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(jié)構(gòu)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(yōu)先權(quán)日1997年6月18日
發(fā)明者李石開, 孟祥軍 申請人:李石開