太陽能熱-場電子發射發電裝置的制造方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001 ] 本發明涉及一種太陽能熱-場電子發射發電裝置，尤其是以磁絕緣為主要技術特征的太陽能熱-場電子發射發電裝置。
【背景技術】
[0002]在世界范圍內，化石燃料-煤炭、石油與天然氣，日趨枯竭.但隨著諸多產地蘊藏量降低，全球面臨能源價格劇烈波動，沖擊全球經濟發展。必須尋找一些既能保證有長期足夠的供應量又不會造成環境污染的能源，緩解能源壓力。
[0003]太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，對環境無任何污染。太陽能光伏發電，由于其具有安全可靠、無污染、建設周期短、維護簡單等特點，被廣泛的應用。但是其轉化率很低，并且發電成本居高不下。
【發明內容】
[0004]為改變現有太陽能發電的弊端，而現有磁聚焦、磁絕緣和金屬熱-場電子發射實驗等技術特性研究已經非常成熟；磁絕緣現象是指通過施加外磁場或利用傳導電流的自身磁場，在電子發射發生后，使電子軌跡發生有效偏轉，即出自陰極的電子達不到陽極，不在陰陽級之間形成貫穿性電流通道，從而保證真空絕緣有效性的物理過程；磁絕緣傳輸線(MITL)已經被廣泛應用到閃光照相裝置。本發明特別提出一種用金屬熱-場電子發射實驗為基本結構的太陽能發電技術方案:把此實驗熱金屬的電加熱改成由太陽灶反射聚焦太陽光，再由凸鏡再聚焦太陽光加熱熱金屬；在此試驗結構中加磁透鏡，使發射電子磁聚焦；在此試驗結構中加旋轉磁場，使發射電子偏轉達不到陽極而形成磁絕緣；在此試驗結構中加集電器，收集偏轉電子，使發射電子在集電器上累積，被接線端子引出而提供電力的太陽能熱-場電子發射發電裝置；加柵極部件可以減少空間電荷效應的影響，增加陰極發射電子密度；尤其是以磁聚焦、磁絕緣為主要技術特征的磁絕緣太陽能熱-場電子發射發電裝置。
[0005]在常溫下，金屬中的自由電子雖然不斷地作熱運動，但并不能從金屬表面掙脫出來。要使它們從物體里釋放出來，必須另外給予它們能量，稱為激發。電子發射依激發的方式不同分為熱電子發射、光電子發射和次級電子發射。受強電場作用產生的發射稱為場致電子發射。發射的電子束在磁場的作用下聚集于一點的現象稱為磁聚焦。
[0006]MITL的磁絕緣技術在電力傳輸線路當中已經被廣泛應用，與一般的真空傳輸線相同，當脈沖功率加載到MITL上后，傳輸線的極板上產生電荷，在電極之間建立電磁場，極間電子并不是沿電場(即半徑)方向運動，而是在軸向發生一定的偏轉。這是由于電子上也有磁場力作用，并且力的方向總與電子的運動方向垂直。這樣電子從陰極發射出來并不飛向陽極，形成了磁絕緣。
[0007]太陽能熱-場電子發射發電體的基本原理:
[0008]圖1、所示:在真空環境下，熱金屬和陽極間加上電壓；當太陽灶聚焦光透過凸鏡被再聚焦到熱金屬體上就組成了太陽能金屬熱-場電子發射的基本結構；熱金屬被太陽光加熱到一定溫度，電子被陽極正向電場引出，奔向陽極；在熱金屬和陽極之間的磁透鏡使電子聚焦，電子被磁透鏡的磁場約束流向陽極；電子在外加磁的作用下偏轉而達不到陽極形成磁絕緣；磁絕緣的效果是提供陽極的供電設備所損耗的能量很微小，電子偏轉到達集電器被接線端子引到用電器上應用，接線端子接一個二極管，使電子流回熱金屬體。因而磁絕緣是本發明的關鍵技術；這就是太陽能熱-場電子發射發電原理，尤其是以磁絕緣為主要技術特征的太陽能熱-場電子發射發電裝置的基本原理。
[0009]本發明的有宜效果是:在金屬熱-場電子發射實驗的基礎上，應用太陽能、磁聚焦和磁絕緣這些成熟技術組成發電裝置；其具有環保、低成本、高效率的特點；因而會被廣泛的應用到放牧、哨所、護林、遠海養殖、船舶動力等沒有公電線路的單位和個人提供電力。
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和實施例圖對本發明進一步說明。
[0011]圖1是太陽能熱-場電子發射發電體原理示意圖。
[0012]圖2是太陽能熱-場電子發射發電體的實施例圖。
[0013]圖3是太陽能熱-場電子發射發電體的實施例圖中的柵極部件示意圖。
[0014]圖4是太陽能熱-場電子發射發電體的實施例圖中的集電器示意圖。
[0015]圖5是太陽能熱-場電子發射發電體的實施例圖中的異形磁鐵示意圖。
[0016]圖6是太陽能熱-場電子發射發電裝置的實施例示意圖。
[0017]圖1中，1.熱金屬，2.凸鏡，3.磁透鏡，4.電子，5.集電器，6.陽極，7.磁場，8.太陽光。
[0018]圖1是本發明的熱-場電子發射發電體的原理示意圖:
[0019]圖1中，太陽光⑶透過凸鏡(2)，熱金屬(I)被加熱；電子⑷被加在陽極(6)和熱金屬⑴的電場的作用下；電子⑷從熱金屬⑴被拉出流向陽極(6);由于磁場(7)的作用達不到陽極(6)而偏轉達到集電器(5)，磁透鏡(3)的作用是使電子⑷聚焦；電子
(4)到達集電器(5)用導線引到用電器上，圖中的二極管的作用是使電子⑷定向流回熱金屬(I);這就是熱-場電子發射發電體的基本發電原理。
[0020]圖2中，1.熱金屬，2.凸鏡，3.負極引線，4.磁透鏡，5.冷卻液入口，6.集電器接線端子，7.冷卻液腔，8.集電器，9.柵極部件，10.陽極，11.陽極引線，12.電機，13.異形磁鐵，14.柵極部件引線，15.冷卻液出口，16.真空腔，17.封閉罩。
[0021]圖2是本發明的熱-場電子發射發電體的實施例示意圖:
[0022]圖2中是一個封閉罩(17);封閉罩(17)是由耐溫絕緣材料陶瓷、玻璃制成；封閉罩(17)與凸鏡(2)、集電器(8)組成兩個腔體，一個是真空腔(16)，可以使內部軸成真空；另一個是冷卻液腔(15)，用于流入、流出冷卻液；用無氧銅制成的集電器(8)的外表面涂有絕緣層，使集電器⑶對外絕緣；熱金屬(1)、集電器(8)、陽極(10)、柵極部件(9)、異形磁鐵(13)、電機(12)都以凸鏡(2)的光軸線為中心組裝，固定在封閉罩(17)上組成太陽能熱-場電子發射發電體；集電器⑶、陽極(10)、柵極部件(9)相互絕緣；熱金屬⑴用負極引線⑶接負電壓，陽極(10)用陽極引線(11)接正電壓，組成熱-場致電子發射的電場環境；當凸鏡(2)聚焦光線加熱熱金屬(1)，當溫度達到一定溫度，就形成了熱-場電子發射條件；電子從熱金屬⑴躍出后被磁透鏡⑷聚焦飛向陽極(10);電子在到達陽極(10)之前受到由電機(12)驅動旋轉的異形磁鐵(13)的磁場作用偏轉而表現出磁絕緣效果，電子由于磁絕緣打到集電器(8)上而被集電器接線端子￠)引導用電器上；柵極部件(9)的銅環由柵極部件引線(14)正電壓，作用是減少空間電子效應的影響。
[0023]在圖3中:1、第一馬蹄磁鐵，2、第二馬蹄磁鐵，3、銅環。
[0024]圖3是太陽能熱-場電子發射發電體的柵極部件的實施例示意圖，其中的第一馬蹄磁鐵與第二馬蹄鐵均布在與銅環同心以