等离子体感应发电机制造技术

一种等离子体感应发电机，包括分离室G，感应发电机。其特征是：等离子体在分离室G分离为两束且各带同号电荷的带电粒子后，以数量、速度或方向变化的形式进入发电机通道A、B后，通过电磁感应原理在导线C、D中产生出感应电动势并输出电能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种热发电技术，具体的是指等离子体感应发电机。
技术介绍
现有的等离子体发电技术，称为磁流体发电装置或磁流体发电机，是利用化学能或核能等初级能源加热等离子体，然后使等离子体通过磁场时正、负带电粒子分离形成电动势而完成的。由于没有锅炉、汽轮机、旋转电机等庞大、昂贵、复杂且耗能巨大的过程，因此引起了人们广泛的兴趣。虽经过工业国家60多年的努力，但目前技术尚不成熟。磁流体发电机的结构见图1磁流体发电机的原理见图2 美国阿夫柯公司1959年建造了第一台磁流体发电机，功率115KW。美、苏联合研制的磁流体发电机V-25B在1978年8月进行了第四次实验，气体-等离子体流量为2_4kg/s，输出功率1300KW，共运行了 50小时。目前磁流体发电机制造中的主要问题是:发电通道效率低，只有10%。通道和电极的材料都要求耐高温，耐化学烧蚀，耐碱腐蚀等。目前可用材料的寿命都比较短，因而磁流体发电机不能长时间运行。参见《电磁学》大学物理学第三册张三慧臧庚媛华基美编著，清华大学出版社第206页1991年3月。
技术实现思路
本专利技术的等离子体感应发电机，是利用电磁感应原理将等离子体中运动电荷的能量传输出去的，这要有几个必要的技术条件:一、有一个供单号带电粒子运动的通道；二、单号带电粒子必须是有变化(数量、速度或方向)的通过该通道；三、通道必须经过磁介质与另外的通电导线有效的耦合。为完成等离子体感应发电机，必须找到完成上述技术条件的装置。为此，我们进行了一些基本原理的实验。本专利技术是在电磁学基本理论之一的毕奥-萨伐尔定律的实验基础上推广完成的。毕奥-萨伐尔实验研究的是长直导线外无磁介质条件，即真空情况下的电流与磁场的关系。而后在有磁介质条件下的研究则是螺线管线圈和螺线环线圈的电流与磁场的关系。(参见《静电学和电动力学》下册W.R.斯迈思著戴世强译科学出版社1985年420页)。而我们考虑的是:在长导线外对称分布有磁介质情况下电流与磁场的关系。关于长导线外对称均匀分布有磁介质条件时电流与磁场的研究，我们的实验是: 实验一、一根长2.2M，直径3.2mm的绝缘铜线A和2根长2.2M，直径0.69mm的绝缘铜线B、C相并连成一束，然后在这一束并联的导线外以螺线管的形式缠绕了满满的5层直径0.7mm的熟铁丝D。铁丝绕成的螺线管的长度为2M (见图3)。图中A是直径3.2mm的铜导线，B、C是直径0.69mm的铜导线，D是直径0.7mm熟铁丝绕成的螺线管。图3所示的就是实验一所使用的装置。这个装置的磁路长度平均值为4cm，当在导线A中通过50Hz、14安培的交流电流时，在元件A中有1.3V的自感应电动势产生。在元件B、C中则有1.2V的互感应电动势产生，自感电动势和互感电动势相位相差180°。实验完成的就是一个初级和次级都是一匝的单向变压器。其初级输入电压1.3V，空载电流14安培，次级输出电压1.2V。当B、C两导线串接时则是初级一匝，次级为二匝的单相变压器，输出电压2.4V。根据电磁感应定律E=4.44fNBS可以求出实验一中铁芯的磁感应强度B，当将实验一的装置弯折成两段在一起时，其结构类似于一个单相壳式变压器，其铁芯的截面积S= ((0.07mm)2 X π X200cmX5X0.9) /4X0.07=49.48cm2.式中的 0.9 是迭装系数，求出B=L 2/ (4.44X50X44.98X10 4) =1.20 (T) 实验二、与实验一的装置相同，当在长导线A中通过120安培、50Hz的电流时，在长导线A的两端有2.3V的自感应电动势产生。在长导线B、C两端有2.1V的互感应电动势产生。自感电动势和互感电动势相位相差180°。根据电磁感应定律可算出实验二中铁芯的磁感应强度B=2.1/(222X49.48X 10 4)=1.9 (T) 实验三、一根截面积16mm2的矩形绝缘铜导线A，长40cm。与两根直径1mm、长40cm的绝缘铜导线B、C相并联成一束。然后在这束导线外的螺线管的形式缠绕了满满的14层直径0.7mm的熟铁丝，缠绕长度31cm。磁芯的截面积S= ((0.07mm)2X JT X 31cmX0.9X 14)/4X0.07=21.47cm3，所有元件的结构形式与图3相同。实测磁路长度为7cm，当A中通过12安培、50Hz的电流时，在元件A中有0.22V的自感应电动势产生。在B、C中有0.21V的互感电动势产生。自感电动势与互感电动势相位相差180°。根据电磁感应定律求出实验三中的磁感应强度 B=0.21/222X21.47X 10 4=0.4405 (T) 实验四、实验的装置与实验三相同。当在元件A中通过130安培、50Hz的电流时，则在元件A中有0.81v的自感应电动势产生，在元件B、C中则有0.76V的互感应电动势产生，自感应电动势与互感应电动势相位相差180°。根据电磁感应定律求出实验四中铁芯的磁感应强度B=0.76/222X21.47X 10 4=1.59 (T) 本专利技术通过以下的技术方案实现。根据以上实验的结果，我们发现将以上实验中长直导线的交变电流改变为交变的运动电荷，则同样在已知交链的导线中产生相同的感应电动势，由此就有了等离子体感应发电机。一种等离子体感应发电机，如图4，图中A和B是等离子体通过的通道，C和D是与等离子体交链的导线，E和F是磁芯:磁芯为等离子体中的单号带电粒子与导线的交链提供了有效的耦合。G是通道连接燃烧室和发电装机通道A、B的装置，其功能是分离等离子体中的正、负带电粒子使其分别进入通道A和B，分离工作是通过等离子体通道中的磁场进行的，磁场的方向垂直于纸面。而通道A、B也是连接于装置G的上、下方，图中箭头标示为等离子体和带电粒子的运动方向。等离子体感应发电机的工作过程:从燃烧室出来的等离子体进入装置G，由洛仑兹力的作用分离为上、下部分。由于等离子体在分离过程中运动方向垂直于磁场方向，所以磁场和带电离子都不消耗能量。分离为上、下部分的等离子体，因为速度的原因自然的分别进入通道A、B。进入A、B的等离子体如果没有数量或者速度方向等的变化，那么将会在磁心中形成一个不变的磁场，导线C、D中也没有感应电动势产生。只有当单号带电粒子在A、B通道中发生数量或速度方向等的变化，才会在磁心中产生交变的磁场，进而在等离子体中和与其交链的导线中产生感应电动势。使等离子体发生数量、速度或方向变化的手段，现有技术已经成熟。等离子体运动且变化产生的感应电动势，与前述实验中的单匝变压器具有完全相同的原理和方法。不同的是，用运动且变化的带电粒子替换了交变的电流。【附图说明】 图1是磁流体发电机结构示意图。 图2是磁流体发电机的原理。 图3是多根长直导线外对称均匀分布磁介质时的情况示意图。 图4是等离子体感应发电机的原理示意图。【主权项】1.一种等1?子体感应发电机，包括分1?室G，感应发电机。2.其特征是:从燃烧室出来的等离子体通过分离室G后分离为单号的带电粒子，然后进入发电机的通道A、B。3.根据权利要求1，燃烧室出来的等离子体进入分离室G后，必须分离为两束且各带同号电荷的带电粒子，分别进入发电机的A、B通道。4.根据权利要求1，进入感应发电机A、B通道的单号带电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体感应发电机，包括分离室G，感应发电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张湘明，张乐，
申请(专利权)人：张湘明，张乐，
类型：发明
国别省市：云南;53