一種荷電團簇遷移的動能-電能轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及一種基于荷電團簇迀移的動能-電能轉(zhuǎn) 換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 團簇是有幾個乃至數(shù)千個原子或者分子通過一定的物理或者化學結(jié)合力組成的 相對穩(wěn)定的微觀或者亞微觀聚集體。它具有許多與尺寸相關(guān)的奇異結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，是聯(lián)結(jié)微 觀與宏觀之間物質(zhì)結(jié)構(gòu)的新層次。團簇研宄有助于認識凝聚物體的性質(zhì)和規(guī)律。在低品位 能源中，比如汽輪機出口的乏汽，就是帶有水分子團簇的水蒸氣，其仍然具有較高的能量可 以利用。
[0003] 電暈放電是不均勻電場所特有的的一種自持放電形式。在均勻電場中某處開始一 定的電離后，常導致完全的過渡過程，建立起等離子通道，因而不會形成電暈放電；在極不 均勻電場中則不然，即使出現(xiàn)許多局部的電離和激發(fā)過程，電極之間并不擊穿或?qū)?，這一 現(xiàn)象即是電暈放電。電暈放電理論主要建立在湯生理論和流注理論的基礎上。電暈荷電則 是液滴通過電暈場，電暈場中的粒子在電場的作用下向液滴充電而使液滴荷電的過程。磁 流體發(fā)電是燃料直接加熱成易于電離的氣體，使之在高溫下電離成導電的離子流，讓其在 電場中高速流動，切割磁力線，產(chǎn)生感應電動勢，從而產(chǎn)生電能，但是，加入磁場使得所需的 發(fā)電設備結(jié)構(gòu)更加復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種先進的能量轉(zhuǎn)換裝 置，無需磁場，可直接將荷電團簇攜帶的動能高效轉(zhuǎn)換為電能加以利用，且裝置結(jié)構(gòu)簡單。
[0005] 技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] 一種基于荷電團簇迀移的先進動能-電能轉(zhuǎn)換裝置，包括從左向右設置的電加熱 蒸汽發(fā)生器、團簇荷電段以及電能接收段；所述團簇荷電段包括團簇荷電裝置和直流電源； 所述電能接收段包括電能接收裝置4和負載；所述團簇荷電裝置包括依次連接的空心長方 體1、拉法爾金屬噴管2以及空心管3 ;所述電加熱蒸汽發(fā)生器通過保溫管6與所述空心長 方體1連接；在空心長方體1中水平設置有放電針5 ;所述直流電源的負極接地并且直流電 源負極連接放電針5的一端，放電針5的另一端端部磨成針尖形狀并且位于拉法爾金屬噴 管2的喉部中心點位置；所述電源的正極與拉法爾金屬噴管2連接；所述電能接收裝置4連 接負載的一端，負載的另一端接地。
[0007] 進一步的，所述拉法爾金屬噴管2截面為圓形，拉法爾金屬噴管2出口與拉法爾金 屬噴管2喉部面積比為1. 2~1. 8,喉部直徑為2~10mm，拉法爾金屬噴管2入口的直徑為 20~30mm，喉部與入口的水平距離為10~15mm，喉部與拉法爾金屬噴管2出口的水平距離 為2~6mm。
[0008] 進一步的，所述空心長方體1采用有機玻璃制成，其壁厚為20mm，長為300~ 500mm，寬為100mm，高為IOOmm ;所述空心管3為空心圓柱狀，并且長為10~15mm，內(nèi)徑為 0 4,2~6mm，外徑為 0 7.2~9mm。
[0009] 進一步的，所述電能接收裝置4為不銹鋼金屬網(wǎng)，長為100~200mm，寬為200~ 400mm，且不銹鋼金屬網(wǎng)距空心管3出口 5mm~10mm。
[0010] 進一步的，所述放電針5由銅或者鎳材料制作，長度為50~100mm，直徑為0. 5~ Imm0
[0011] 進一步的，所述直流電源電壓為5~10kV。
[0012] 進一步的，保溫管6為螺紋連接管，長度為1. 5~2m，內(nèi)徑為0 6~12mm，外徑為 0 8~14mm〇
[0013] 進一步的，放電針5的另一端端部磨成針尖形狀并且位于拉法爾金屬噴管2的喉 部中心點位置。
[0014] 有益效果：本發(fā)明提供的一種基于荷電團簇迀移的動能-電能轉(zhuǎn)換裝置，該裝置 結(jié)構(gòu)簡單，無需加入磁場，適用于一些需要設備精簡的特殊場合，比如航空，航天等領域。本 發(fā)明利用荷電團簇迀移的動能-電能轉(zhuǎn)換技術(shù)，可以將低品位能源（如汽輪機乏汽）進行 充分回收利用，提高能源利用率，本發(fā)明裝置的輸出功率可達15~50kW。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)總圖；
[0016] 圖2為本發(fā)明電能轉(zhuǎn)換接收裝置結(jié)構(gòu)及電路圖；
[0017] 圖3為本發(fā)明團簇荷電裝置的立體示意圖；
[0018] 其中：1-空心長方體、2-拉法爾金屬噴管、3-空心管、4-電能接收裝置、5-放電 針、6-保溫管。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0020] 如圖1所示一種基于荷電團簇迀移的先進動能-電能轉(zhuǎn)換裝置，包括電加熱蒸汽 發(fā)生器、團簇荷電段以及電能接收段；團簇荷電段包括團簇荷電裝置以及直流電源；電能 接收段包括電能接收裝置4以及負載；團簇荷電裝置包括依次連接的空心長方體1、拉法爾 金屬噴管2以及空心管3 ;在空心長方體1中水平設置有放電針5 ;直流電源的負極接地并 且直流電源負極連接放電針5的一端，放電針5的另一端端部磨成針尖形狀并且指向拉法 爾金屬噴管2 ;電源的正極與拉法爾金屬噴管2連接；電能接收裝置4連接負載的一端，負 載的另一端接地；
[0021] 電加熱蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的高溫高壓飽和水蒸氣通過保溫管6傳輸至空心長方體1 中；高溫高壓飽和水蒸氣通過拉法爾金屬噴管2轉(zhuǎn)化為高速射流濕蒸汽，并且高溫高壓飽 和水蒸氣在經(jīng)過拉法爾金屬噴管2喉部后在拉法爾噴管內(nèi)部能夠部分凝結(jié)形成荷電水分 子團簇，而放電針5的針尖位置是處于拉法爾金屬噴管2喉部中心點位置，所以放電針5是 為了給水分子團簇荷上電荷形成荷電水分子團簇。最終包含有荷電水分子團簇的高速射流 濕蒸汽從拉法爾金屬噴管2出口射流；而荷電水分子團簇在拉法爾噴管外會形成電場方向 指向電能接收裝置4的自洽電場。高速射流濕蒸汽克服荷電水分子團簇受到由電能接收裝 置4指向拉法爾金屬噴管2的庫侖力，推動荷電水分子團簇沿著空心管3道向電能接收裝 置4方向移動，使得濕蒸汽的動能轉(zhuǎn)化為荷電團簇的電勢能，電能接收裝置4接收到荷電團 簇的電勢能后，電能接收裝置4將電勢能放出傳輸給負載。
[0022] 下面根據(jù)具體實施例加以說明：
[0023] 利用功率為20~60kW，蒸汽流量為20~50kg/h的電加熱蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生高溫 高壓飽和水蒸汽，蒸汽壓力為3~7atm，飽和溫度為133~170°C，流量為20~50L/h。該 高溫高壓飽和水蒸汽通過保溫管6傳輸?shù)綀F簇荷電裝置，保溫管6為螺紋連接管，即保溫管 6與團簇荷電裝置或電加熱蒸汽發(fā)生器采用螺紋的固定連接，長度為1. 5~2m，內(nèi)徑為6~ 12mm，外徑為8~14mm ；
[0024] 團簇荷電裝是由有機玻璃制成的空心長方體1，其壁厚為20mm，長為300~ 500mm，寬為100mm，高為IOOmm ;所述空心管3長為10~