[發明專利]一種基于周期性波動等離子體的發電設備

有效

• 申請號: 202010598083.4
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111884477B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 王春生;李寬;張海龍
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02K44/08
• 分類號: H02K44/08;H02K44/14;H02J7/32
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

一種基于周期性波動等離子體的發電設備，包括發電腔，其內部上、下分別設有上、下基板，上、下基板上分別連接有接線柱并由發電腔上、下引出；在發電腔上扣設有纏繞分離線圈的導磁框；在發電腔一側通過加速管道連通有等離子體通道，在等離子體通道外面套設有磁罩，在磁罩外面纏繞有收集線圈；在加速管道外緣沿圓周方向均勻安裝有多個翼板，在每個翼板上分別纏繞有加速線圈。該設備能夠擴大等離子體的收集面積；使大量等離子體通過等離子體通道進入加速管道，并被向前擠壓加速進入發電腔；通過分離線圈通電后產生的磁場使上基、下基板分別收集電子和離子，便可在兩個基板之間形成電壓。因此能夠收集波動的等離子體，并利用等離子體來產生電能。

技術領域

本發明涉及能源發電領域，特別涉及一種基于周期性波動等離子體的發電設備。

背景技術

電離層是地球大氣的一個區域，受太陽高能輻射以及宇宙線的激勵的影響，距離地面高度60千米以上的整個地球大氣層都處于部分電離或完全電離的狀態，通常稱為電離層。由于太陽活動（太陽風，耀斑及日冕物質拋射等）具有一定的周期性，其波動較大，電離層等離子體密度不斷波動，密度波動會形成等離子體的定向移動。若能夠收集波動的等離子體，并利用等離子體來產生電能，則可以為航天設備提供能量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于周期性波動等離子體的發電設備，能夠收集波動的等離子體，并利用等離子體來產生電能。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種基于周期性波動等離子體的發電設備，包括發電腔，在發電腔內部上、下分別設有由導電材料制成的上基板和下基板，上、下基板上分別連接有接線柱并由發電腔上、下引出；在發電腔上扣設有纏繞分離線圈的導磁框，用于在發電腔內形成磁場，分離進入發電腔內的電子與離子；

在發電腔一側通過加速管道連通有等離子體通道，在等離子體通道外面套設有磁罩，在磁罩外面纏繞有收集線圈，用于通入直流電流在磁罩外圍形成閉合磁場，擴大等離子體的收集面積；

在加速管道外緣沿圓周方向均勻安裝有多個翼板，在每個翼板上分別纏繞有加速線圈，用于通入周期性斜坡電流，在加速管道內形成周期性漸變磁場，實現對進入加速管道內的等離子體的截斷和加速進入發電腔。

作為進一步優選，所述發電腔為絕緣材料制成且外形為長方體的空心腔體，在發電腔一側腔壁上均布設有多個連接孔，所述加速管道和等離子體通道為多組且分別通過連接孔與發電腔連接。

作為進一步優選，所述發電腔另一側為敞口結構。

作為進一步優選，所述導磁框為導磁材料制成的槽型扣件，其內槽與發電腔通過間隙配合插接，導磁框兩端分別通過頂絲與發電腔固定。

作為進一步優選，所述磁罩是由套筒和分別設在套筒兩端的環形擋板和錐形罩體連接而成，所述環形擋板靠近加速管道一端，所述收集線圈纏繞在套筒外緣，便于形成閉合磁場，擴大等離子體的收集面積。

作為進一步優選，所述等離子體通道為管狀，在等離子體通道外面位于加速管道與磁罩之間套設有墊圈，在等離子體通道外端通過螺紋連接有限位螺母，用于實現磁罩的固定。

作為進一步優選，所述翼板與加速管道的軸線形成一個夾角傾斜布置，翼板中心線與加速管道的軸線交點位于發電腔一端，用于形成傾斜的漸變磁場，提高進入發電腔內的等離子體的加速效果。

作為進一步優選，所述加速管道兩端分別設有外螺紋和內螺紋，且分別與對應的連接孔和等離子體通道通過螺紋連接，以便于拆卸。

作為進一步優選，所述加速管道和等離子體通道均為陶瓷材料制成。

作為進一步優選，所述磁罩為磁性材料制成。

本發明的有益效果為：