[實(shí)用新型]新型高效熱離子電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220231478.1
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN202586808U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張維國
• 申請（專利權(quán)）人: 張維國
• 主分類號: H02N3/00
• 分類號: H02N3/00
• 代理公司: 濟(jì)南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 周長義;崔民海

1.一種新型高效熱離子電源包括發(fā)射極（1）、接收極（2）、高溫?zé)崆唬?）及高溫?zé)嵩矗?），其特征在于：發(fā)射極（1）采用熔點(diǎn)高于高溫?zé)嵩矗?）溫度的熱電子發(fā)射材料制造，接收極（2）采用熔點(diǎn)高于高溫?zé)嵩矗?）溫度的非熱電子發(fā)射材料制造，發(fā)射極（1）材料的逸出功小于等于接收極（2）材料的逸出功；發(fā)射極（1）和接收極（2）設(shè)在絕熱外殼（6）內(nèi)，絕熱外殼（6）為封閉式，發(fā)射極（1）和接收極（2）處于同一高溫?zé)崆唬?）中，發(fā)射極（1）與接收極（2）的極間間隙在0.01～2毫米之間，發(fā)射極（1）與接收極（2）通過導(dǎo)線（9）和導(dǎo)線（10）串接電泵直流電源（11）；高溫?zé)嵩矗?）加熱發(fā)射極（1）導(dǎo)致發(fā)射極（1）熱電子發(fā)射，電泵直流電源（11）通過導(dǎo)線（9）和導(dǎo)線（10）能使得接收極（2）的電動(dòng)勢高于發(fā)射極（1）的電勢，為熱電子向接收極（2）的移動(dòng)提供額外動(dòng)力，熱電子在接收極（2）的驅(qū)動(dòng)電勢和電泵直流電源（11）的誘導(dǎo)電場推動(dòng)下飛向接收極（2），經(jīng)過兩極間隙，熱電子在接收極（2）上被俘獲。

2.按照權(quán)利要求1所說的新型高效熱離子電源，其特征在于：發(fā)射極（1）及接收極（2）具有相同或相近的高溫，溫度在600K～3300K范圍，具體溫度應(yīng)該以熱源的溫度特性、電極材料的熱電子發(fā)射特性、輸出電壓等因素為基礎(chǔ)實(shí)施控制，該電源不存在因?yàn)闊犭娹D(zhuǎn)換的需要設(shè)置降溫排熱過程，所以絕大部分熱能可以用于熱電轉(zhuǎn)換而不是通過降溫散失，極大地提高了熱能利用效率。

3、按照權(quán)利要求1所說的新型高效熱離子電源，其特征在于：基于兩個(gè)電極（1）和（2）同樣工作在高溫環(huán)境下，為避免接收極逸出的熱電子移動(dòng)到發(fā)射極成為有效熱電子、抑制接收極的熱電子發(fā)射能力、增強(qiáng)發(fā)射極的熱電子發(fā)射能力、強(qiáng)制發(fā)射極逸出的熱電子向接收極移動(dòng)成為有效熱電子，電源能夠使用外加的電泵直流電源（11）來提供由接收極指向發(fā)射極的電場來誘導(dǎo)熱電子的轉(zhuǎn)移。

?4、按照權(quán)利要求1所說的新型高效熱離子電源，其特征在于：為了減小極間空間電荷效應(yīng)、增大導(dǎo)流系數(shù)，電源的兩個(gè)電極均能使用熱電子發(fā)射材料并同時(shí)加熱，電泵電源相應(yīng)調(diào)整為交流或直流脈沖的輸出特性，使得兩個(gè)電極互為發(fā)射極和接收極，所說的發(fā)射極（1）和接收極（2）均用熱電子發(fā)射材料制造，發(fā)射極（1）和接收極（2）通過導(dǎo)線（9）和導(dǎo)線（10）串接電泵交流電源（12），高溫?zé)嵩矗?）在高溫?zé)崆唬?）內(nèi)加熱發(fā)射極（1）及接收極（2），導(dǎo)致發(fā)射極（1）及接收極（2）的熱電子逸出，電泵交流電源（12）發(fā)出交流誘導(dǎo)電壓，通過導(dǎo)線（9）和導(dǎo)線（10）施加到發(fā)射極（1）及接收極（2）之間，使得發(fā)射極（1）及接收極（2）分別與其附近的熱電子聚集區(qū)之間形成方向相同并且周期性變化的電泵交變電場，電泵交變電場使得發(fā)射極（1）和接收極（2）的電勢高低發(fā)生交替變化，同時(shí)分別在兩個(gè)電極上實(shí)現(xiàn)加劇逸出熱電子或加劇俘獲熱電子，導(dǎo)致發(fā)射極（1）和接收極（2）呈現(xiàn)互為發(fā)射極和接收極，并交替變化極性形成交變電流。