电子收集存储使用系统及方法与流程

文档序号:12480925
电子收集存储使用系统及方法与流程

本发明涉及电能储存技术,特别是一种电子收集存储使用系统及方法。



背景技术:

电是目前世界主要动力源,如果没有电,世界将倒退几百年。电的储存技术自1800年,意大利物理学家伏特发明电化学电堆以来始终没有大的突破。被人们普遍使用的电化学电池是通过化学能和电能相互转化,实现电能的存储和利用。具体工作原理是通过金属正负极和电解质进行氧化、还原等化学反应,发生正负极间有序的电子转移,形成能被人们有效利用的电流。化学能向电能的转化反应,放电过程中,占据绝大部分体积和质量物质的原子、绝大部分电子没发生转移和改变,只有极少数的电子从电池负极流转到正极的过程中做了有效功,做有效功的电子的质量和体积只占电池总质量和体积的几十万分之一,这是电化学电池不可逾越的原理性缺陷。电化学电池先天性缺陷使其能量密度低、循环性差、安全性差、使用寿命低,基本性能远远不能满足人们的日常需求。

CN 100588029 C公开了一种电子式蓄电池,其包括充电控制器、单个或多个电子枪和密闭的容器型电容,容器型电容由绝缘导热层和分别复合在其内侧和外侧的导体层构成,该内侧和外侧的导体层分别作为容器型电容的负极和正极;电子枪的绝缘外壳的一端与该容器型电容的绝缘导热层密闭相通;充电电源通过充电控制器向所述的电子枪提供工作电压,该电子枪向容器型电容内侧的负极注入电子,在该容器型电容的正极施加一定电压,使该负极聚集大量电子,从而达到储充电能目的;当所述的容器型电容的两极电压逐渐平衡后,所述的充电控制器切断充电电源。但其存在如下问题:1、电子收集容器内腔与外界物理隔绝,容器收集的电子只能以电流形式由导线导出,电子不能分装,转移,运输,应用范围小,整个系统电能利用效率低;2、只利用容器内壁储存电子,储电量小;3、将充电电源的正极与系统导出电流合并,构成一个系统内的正负极,会造成系统损坏;4、电子枪与收集的电子同处一室内,电子容易反轰,损坏电子枪,电子枪与外壳做成整体,部件不能更换维修,系统造价高,整体寿命短,经济性差。



技术实现要素:

本发明的目的是为了提供一种解决上述问题的结构设计更为合理、使用可靠的电子收集存储使用系统及方法,消除了传统电化学电池的缺陷,结构部件使用寿命长、再利用率高、使用无污染、能量密度大,与现有的CN 100588029 C电子式蓄电池相比,不仅可以收集储存直接放电利用,而且又可分装、转移、运输,应用范围广,储电量大,安全性好。

本发明的技术方案是:

一种电子收集存储使用系统,包括电子收集储存容器、设于电子收集储存容器一端的电子发生器,其特征在于:所述电子收集储存容器包括导电层、承压层、绝缘层、防辐射层、设于防辐射层外部的多块电极板、设于容器腔内壁靠近电子发生器端的防反轰器、设于容器腔内壁另一端且与导电层连接的电子导出器,所述导电层、承压层、绝缘层、防辐射层对应电子发生器的发射口位置设有电子束通道,所述电子导出器呈树状,由金属制树干和枝叶组成,所述导电层、承压层、绝缘层、防辐射层对应电子导出器的树干位置设有通孔且通孔外部设有绝缘套,所述电子导出器的树干端由通孔引出并与绝缘套内的导线连接,所述电子收集储存容器外部设置与导线连接的变压器,所述变压器输出端设有用于与用电负载相连的端子排,所述电子收集储存容器外部另设有与容器内部相通的导管,所述导管末端分别设有用于连接抽真空装置、充气体装置、电子储存转运罐和电子储存使用罐的端口。

上述的电子收集存储使用系统,所述电子储存转运罐包括导电层、承压层、绝缘层、防辐射层、设于防辐射层外部的多块电极板,所述电子储存转运罐外部设有绝缘套,所述绝缘套内设有与导电层连接的导线,所述电子储存转运罐外部另设有与转运罐内部相通的导管,所述导管末端分别设有与抽真空装置、电子收集储存容器和电子储存使用罐相连的端口。

上述的电子收集存储使用系统,所述电子储存使用罐包括导电层、承压层、绝缘层、防辐射层、设于防辐射层外部的多块电极板、设于使用罐内且与导电层连接的电子导出器,所述电子导出器呈树状,由金属制树干和枝叶组成,所述导电层、承压层、绝缘层、防辐射层对应电子导出器的树干位置设有通孔且通孔外部设有绝缘套,所述电子导出器的树干端由通孔引出并与绝缘套内的导线连接,所述电子储存使用罐外部设置与导线连接的变压器,所述变压器输出端设有用于与用电负载相连的端子排,所述电子储存使用罐外部另设有与使用罐内部相通的导管,所述导管末端分别设有用于连接抽真空装置、电子收集储存容器和电子储存转运罐的端口。

上述的电子收集存储使用系统,所述电子收集储存容器、电子储存转运罐和电子储存使用罐的外部分别设有中控电脑、与中控电脑相连的电源装置、信号采集终端和显示器,所述中控电脑的信号输出端另与抽真空装置、充气体装置、散热装置相连。

上述的电子收集存储使用系统,所述信号采集终端由用于检测绝缘套内的导线的输出电压的电压传感器和用于检测电子收集储存容器温度的温度传感器组成。

上述的电子收集存储使用系统,所述电子收集储存容器、电子储存转运罐和电子储存使用罐中至少一个的防辐射层外部设有壳体,所述壳体与防辐射层之间形成真空腔且真空腔内利用绝缘支撑块支撑。

上述的电子收集存储使用系统,所述真空腔内充填有绝缘油,所述壳体上开设有绝缘油注入口。

上述的电子收集存储使用系统,所述电子收集储存容器外部设有降温风扇或电子收集储存容器的壳体另与绝缘油换热循环装置相连,所述绝缘油换热循环装置包括换热器和循环泵。

一种电子收集存储使用方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)、首先利用抽真空装置将电子收集储存容器的内腔抽至真空状态,所述电子收集储存容器包括导电层、承压层、绝缘层、防辐射层、设于防辐射层外部的多块电极板、设于容器腔内壁靠近电子发生器端的防反轰器、设于容器腔内壁另一端且与导电层连接的电子导出器,利用电子发生器向电子收集储存容器的内腔中发射电子束,电子束在容器内腔中扩散,大量的自由电子向内腔深处运动扩散,逐步充满容器内腔实现电子收集存储,在电子扩散过程中,防反轰器接入负电压,防止随着容器内腔中电子密度的增加,部分电子运动到电子发生器阴极附近影响正常电子发射动作;

2)、利用电子导出器将电子导出利用,具体是所述电子导出器呈树状,由金属制树干和枝叶组成,容器内腔中的电子通过导电层和电子导出器的枝叶汇聚至电子导出器的树干形成电流,汇聚的电流经过导线进入变压器,经变压器变压整流后,形成符合要求的电流供用电负载使用;

或通过导管将电子收集储存容器内的电子或电浆导出到电子储存使用罐中,所述电子储存使用罐包括导电层、承压层、绝缘层、防辐射层、设于防辐射层外部的多块电极板、设于使用罐内且与导电层连接的电子导出器,所述电子导出器呈树状,由金属制树干和枝叶组成,导出前,先利用抽真空装置对电子储存使用罐进行抽真空处理,然后打开电子收集储存容器和电子储存使用罐间的阀门,对电子储存使用罐的电极板施加正电压,对电子收集储存容器的电极板施加负电压,使电子收集储存容器内的电子或电浆顺利导向电子储存使用罐中,电子储存使用罐内的电子经过导电层和电子导出器的枝叶汇聚至电子导出器的树干形成电流,经电压传感器检测达到预定电压值后停止导入电子或电浆,电子储存使用罐的电子导出器经导线连接变压器,收集汇聚的电流经变压器变压整流后,形成符合要求的交流电供用电负载使用;

或通过导管将电子收集储存容器内的电子或电浆导出到电子储存转运罐中,再由电子储存转运罐导入到电子储存使用罐中,所述电子储存转运罐包括导电层、承压层、绝缘层、防辐射层、设于防辐射层外部的多块电极板,所述电子储存转运罐导入电子或电浆前利用抽真空装置进行抽真空处理,然后打开电子收集容器和电子储存转运罐间的阀门,对电子储存转运罐的电极板施加正电压,对电子收集储存容器的电极板施加负电压,使电子收集储存容器内的电子或电浆顺利导向电子储存转运罐中,电子储存转运罐内的电子经过导电层连接导线形成电流,经电压传感器检测达到预定电压值后停止导入;然后将电子储存转运罐运输到电子储存使用罐的位置进行电子或电浆的导入工作,先利用抽真空装置对电子储存使用罐进行抽真空处理,然后打开电子储存转运罐和电子储存使用罐间的阀门,对电子储存使用罐的电极板施加正电压,对电子储存转运罐的电极板施加负电压,使电子储存转运罐内的电子或电浆顺利导向电子储存使用罐中利用。

上述的电子收集存储使用方法,所述电子收集储存容器在抽真空后,进行充电前或充电完成后利用充气体装置向电子收集储存容器中充填气体,气体与电子混合后形成呈负电性的电浆。

本发明的有益效果是:

1、电子质量小,体积小,单位容积内储存的电子密度巨大,通过抽真空装置和电极板的配合,电子收集储存容器内储存的电子绝大部分都能参与有效做功,只有少部分会在再次充电和放置时流失,注入的电子数可调,不存在电化学电池的记忆效应问题,存储的电能效果超过传统电化学电池的数百到数千倍。

2、真空电子电池(未充气体)和电浆电池(充气体)的充放电过程是个物理过程,没有物质发生改变,因此其结构简单,结构部件寿命长,再利用率高,使用无污染,能量密度大。真空电子电池和电浆电池的使用将使汽车、飞机等运输工具续航能力大大增强,人们活动范围大大扩展。利用本装置和方法风能、太阳能、潮汐能等清洁可再生、季节性强的能源可以被高效率、长时间储存、调配、运输,从根本上解决使用矿物燃料造成的污染和不可持续发展的问题,真空电子电池和电浆电池的使用必将改变人类社会的生产和生活方式。

3、因电子携带负电荷,电子在达到一定浓度后互相排斥,从而形成向外部排泄的动力和电压,使用时电子通过电子导出器形成电流,经导线,进入变压器,经变压器变压整流后,形成符合要求的电流,推动电机、家用电器等负载工作,电子收集储存容器和电子储存使用罐均可实现直接利用的功能,在真空电子电池和电浆电池在使用一段时间后,电子浓度减小,电子导出器收集的电子减少,此时启动电场发生器,电极板间断、往复产生负电压,促使绝缘容器容腔内的电子加大运动速度和范围,使电子导出器收集到更多电子,提高绝缘容器容腔内的电子的利用效率。在使用后,绝缘容器容腔内的电子下降到一定浓度,电子导出器收集到的电子不能形成有效电流,再重复抽真空和充电子的过程即可,使用灵活性强。

4、本发明通过电子收集储存容器、电子储存转运罐和电子储存使用罐集收集、存储、转运、使用功能为一体。

附图说明

图1是本发明的电子收集储存容器的结构示意图(对应实施例1);

图2是本发明的电子收集储存容器的结构示意图(对应实施例2);

图3是本发明的电子收集储存容器的结构示意图(对应实施例3);

图4是本发明的电子储存转运罐的结构示意图(对应实施例3);

图5是本发明的电子储存转运罐的结构示意图(对应实施例5);

图6是本发明的电子储存转运罐的结构示意图(对应实施例4);

图7是本发明的电子储存使用罐的结构示意图(对应实施例2);

图8是本发明的电子储存使用罐的结构示意图(对应实施例3);

图9是本发明的电子储存使用罐的结构示意图(对应实施例5)。

图中:1.电子发生器、101.阴极、102.电子束流、103.加速阳极、104.聚焦线圈、105.外壳、106.绝缘通道;2.电子收集储存容器、201.绝缘油注入口、202.壳体、203.电极板、204.真空腔、205.防辐射层、206.绝缘支撑块、207.绝缘层、208.导电承压层、209.电子导出器、210.防反轰器、211.容器内部、212.绝缘套、213.导线、3.导管、4.抽真空装置、5.端口、6.中控电脑、7.显示器、8.温度传感器、9.电压传感器、10.变压器、11.用电负载、12.循环泵、13.换热器、14.电源装置、15.电子储存使用罐、1501.绝缘油注入口、1502.壳体、1503.电极板、1504.绝缘油、1505.防辐射层、1506.绝缘层、1507.导电承压层、1508.真空腔、1509.电子导出器、1510.绝缘支撑块;16.电子储存转运罐、1601绝缘油注入口、1602壳体、1603电极板、1604.真空腔、1605.防辐射层、1606.绝缘支撑块、1607.绝缘层、1608.导电承压层、1609.绝缘套、1610.导线;17.降温风扇、18.抽真空装置、19.导管、20.端口、21.中控电脑、22.显示器、23.电压传感器、24.变压器、25.用电负载、26.绝缘套、27.导线、28.导管、29.抽真空装置、30.端口、31.中控电脑、32.显示器、33.电压传感器、34.电源装置。

具体实施方式、

实施例1

如图1所示,该电子收集存储使用系统,包括电子收集储存容器2、设于电子收集储存容器2一端的电子发生器1,所述电子收集储存容器2包括由内到外依次设置的导电层、承压层、绝缘层207和防辐射层205、设于防辐射层205外部的多块电极板203、设于容器腔内壁靠近电子发生器1端的防反轰器210、设于容器腔内腔另一端且与导电层连接的电子导出器209,本实施例中,导电层和承压层为一体式结构,即导电承压层208。导电层和承压层也可间隔分别设置。所述导电承压层208、绝缘层207、防辐射层205对应电子发生器1的发射口位置设有电子束通道,所述电子导出器209呈树状,由金属制树干和枝叶组成,所述导电承压层208、绝缘层207、防辐射层205对应电子导出器209的树干位置设有通孔且通孔外部设有绝缘套212,所述电子导出器209的树干端由通孔引出并与绝缘套212内的导线213连接,所述电子收集储存容器2外部设置与导线213连接的变压器10,所述变压器10输出端设有用于与用电负载11相连的端子排,所述电子收集储存容器2外部另设有与容器内部211相通的导管3,所述导管3末端分别设有用于连接抽真空装置4、充气体装置(图中省略)的端口以及连接电子储存转运罐16和电子储存使用罐15的端口5。所述电子收集储存容器2外部分别设有中控电脑6、与中控电脑6相连的电源装置14、信号采集终端和显示器7,所述中控电脑6的信号输出端另与抽真空装置4、充气体装置、散热装置相连。

本实施例中,所述电子收集储存容器2的防辐射层205外部设有壳体202,所述壳体202与防辐射层205之间形成真空腔204且真空腔204内利用绝缘支撑块206支撑,所述真空腔204内充填有绝缘油,所述壳体202上开设有绝缘油注入口201。所述信号采集终端由用于检测绝缘套212内的导线213的输出电压的电压传感器9和用于检测电子收集储存容器2内绝缘油温度的温度传感器8组成。所述散热装置为与电子收集储存容器2的壳体202相连接的绝缘油换热循环装置,所述绝缘油换热循环装置包括换热器13和循环泵12。

本实施例的电子收集存储使用方法,包括如下步骤:

1)、首先利用抽真空装置4将电子收集储存容器2的内腔抽至真空状态,利用电子发生器1向电子收集储存容器2的内腔中发射电子束,电子束在容器内腔中扩散,大量的自由电子向内腔深处运动扩散,逐步充满容器内腔实现电子收集存储,在电子扩散过程中,防反轰器210接入负电压,防止随着容器内腔中电子密度的增加,部分电子运动到电子发生器1的阴极附近影响正常电子发射动作;

2)、利用电子导出器209将电子导出利用,具体是,容器内腔中的电子通过导电承压层208和电子导出器209的枝叶汇聚至电子导出器209的树干形成电流,汇聚的电流经过导线213进入变压器10,经变压器10变压整流后,形成符合要求的交流电供用电负载11使用。

本实施例中,电子收集储存容器集收集、储存、使用功能于一体,适用于飞机、轮船、坦克等对经济性不敏感,对多功能性、容量密度等性能要求高的装置使用。

实施例2

如图2、图7所示,该电子收集存储使用系统,由电子收集储存容器2、设于电子收集储存容器2一端的电子发生器1和电子储存使用罐15组成。其中,电子收集储存容器2的结构与实施例1基本相同,但电子收集储存容器2的防辐射层205外部的壳体202上不设绝缘油注入口,所述壳体202与防辐射层205之间的真空腔204内不充填绝缘油。散热装置为设于电子收集储存容器2外部的降温风扇17。所述电子收集储存容器2外部分别设有中控电脑6、与中控电脑6相连的电源装置14、信号采集终端和显示器7,所述中控电脑6的信号输出端另与抽真空装置4、充气体装置充气体装置(图中省略)、散热装置相连。

所述电子储存使用罐15包括由内到外依次设置的导电层、承压层、绝缘层1506和防辐射层1505、设于防辐射层1505外部的多块电极板1503、设于使用罐内且与导电层连接的电子导出器1509,本实施例中,导电层和承压层为一体式结构,即导电承压层1507,也可分别间隔布置。所述电子导出器1509呈树状,由金属制树干和枝叶组成,所述导电承压层1507、绝缘层1506、防辐射层1505对应电子导出器1509的树干位置设有通孔且通孔外部设有绝缘套26,所述电子导出器1509的树干端由通孔引出并与绝缘套26内的导线27连接,所述电子储存使用罐15外部设置与导线27连接的变压器24,所述变压器24输出端设有用于与用电负载25相连的端子排,所述电子储存使用罐15外部另设有与使用罐内部相通的导管19,所述导管19末端分别设有用于连接抽真空装置18的端口、连接电子收集储存容器2和电子储存转运罐16的端口20。所述电子储存使用罐15的外部分别设有中控电脑21、与中控电脑21相连的电源装置28、信号采集终端和显示器22,所述中控电脑21的信号输出端另与抽真空装置18相连。所述信号采集终端由用于检测绝缘套26内的导线27的输出电压的电压传感器23。电子储存使用罐15的防辐射层1505外部设有壳体1502,所述壳体1502与防辐射层1505之间形成真空腔1508且真空腔1508内利用绝缘支撑块1510支撑。所述真空腔1508内充填有绝缘油1504,所述壳体1502上开设有绝缘油注入口1501。

本实施例的电子收集存储使用方法,包括如下步骤:

1)、首先利用抽真空装置4将电子收集储存容器2的内腔抽至真空状态,利用电子发生器1向电子收集储存容器2的内腔中发射电子束,使电子束在容器内腔中扩散,对电极板203施加正电压,电极板203和导电承压层208与绝缘层207形成一个电容,受到电极板203电场的吸引,大量的自由电子向内腔深处运动扩散,逐步充满容器内腔实现电子收集存储,在电子扩散过程中,防反轰器210接入负电压,防止随着容器内腔中电子密度的增加,部分电子运动到电子发生器1阴极附近影响正常电子发射动作,充电完成后,利用充气体装置向电子收集储存容器2中充填气体,气体与电子混合后形成呈负电性的电浆,即形成电浆电池。

2)、通过导管3、19将电子收集储存容器2内的电浆导出到电子储存使用罐15中,导出前,先利用抽真空装置18对电子储存使用罐15进行抽真空处理,然后打开电子收集储存容器2和电子储存使用罐15间的阀门,对电子储存使用罐15的电极板1503施加正电压,对电子收集储存容器2的电极板203施加负电压,使电子收集储存容器2内的电浆顺利导向电子储存使用罐15中,电子储存使用罐15内的电子经过导电承压层1507和电子导出器1509的枝叶汇聚至电子导出器1509的树干形成电流,经电压传感器23检测达到预定电压值后停止导入电浆,电子储存使用罐15的电子导出器1509经导线27连接变压器24,收集汇聚的电流经变压器24变压整流后,形成符合要求的电流供用电负载25使用。

本实施例中,电子收集存储容器一般设于固定位置,只做电子收集工作,电子储存使用罐安装在于汽车上,或用于家庭蓄能器等终端。

实施例3

如图3、图4、图8所示,该电子收集存储使用系统,由电子收集储存容器2、设于电子收集储存容器2一端的电子发生器1、电子储存转运罐16和电子储存使用罐15组成。其中,所述电子收集储存容器2的结构与实施例1基本相同,但电子收集储存容器2的防辐射层203外部不设壳体。电子收集储存容器3外部设有降温风扇17。所述电子收集储存容器2外部分别设有中控电脑6、与中控电脑6相连的电源装置14、信号采集终端和显示器7,所述中控电脑6的信号输出端另与抽真空装置4、充气体装置、散热装置相连。

所述电子储存转运罐16包括由内到外依次设置的导电层、承压层、绝缘层1607和防辐射层1605、设于防辐射层1605外部的多块电极板1603,本实施例中,导电层和承压层为一体式结构,即导电承压层1608,也可分别间隔布置。所述电子储存转运罐16外部设有绝缘套1609,所述绝缘套1609内设有与导电承压层1608连接的导线1610,所述电子储存转运罐16外部另设有与转运罐内部相通的导管28,所述导管28末端分别设有与抽真空装置29连接的端口、与电子收集储存容器2和电子储存使用罐15相连的端口30。所述电子储存转运罐16的防辐射层1605外部设有壳体1602,所述壳体1602与防辐射层1605之间形成真空腔1604且真空腔1604内利用绝缘支撑块1606支撑,所述真空腔1604内充填有绝缘油,所述壳体1602上开设有绝缘油注入口1601。所述电子储存转运罐16外部分别设有中控电脑31、与中控电脑31相连的电源装置34、信号采集终端和显示器32,所述中控电脑31的信号输出端另与抽真空装置29、充气体装置充气体装置相连。所述信号采集终端为用于检测绝缘套1609内的导线1610的输出电压的电压传感器33。

所述电子储存使用罐15的结构与实施例2中的结构基本相同,但本实施例中,电子储存使用罐15的壳体1502与防辐射层1505的真空腔1508中未有绝缘油1504,壳体1502上不设绝缘油注入口。所述电子储存使用罐15外部分别设有中控电脑21、与中控电脑21相连的电源装置28、信号采集终端和显示器22,所述中控电脑21的信号输出端另与抽真空装置18、充气体装置充气体装置相连。所述信号采集终端为用于检测绝缘套26内的导线27的输出电压的电压传感器33。

本实施例的电子收集存储使用方法,包括如下步骤:

1)、首先利用抽真空装置4将电子收集储存容器2的内腔抽至真空状态,充电前,利用充气体装置向电子收集储存容器2中充填气体,然后利用电子发生器1向电子收集储存容器2的内腔中发射电子束,电子束在容器内腔中扩散,大量的自由电子向内腔深处运动扩散,逐步充满容器内腔实现电子收集存储,在电子扩散过程中,防反轰器210接入负电压,防止随着容器内腔中电子密度的增加,部分电子运动到电子发生器1阴极附近影响正常电子发射动作,气体与电子混合后形成呈负电性的电浆,即形成电浆电池。

2)、通过导管3、28将电子收集储存容器2内的电浆导出到电子储存转运罐16中,再由电子储存转运罐16导入到电子储存使用罐15中,所述电子储存转运罐16导入电子前利用抽真空装置29进行抽真空处理,然后打开电子收集储存容器2和电子储存转运罐16间的阀门,对电子储存转运罐16的电极板1603施加正电压,对电子收集储存容器2的电极板203施加负电压,使电子收集储存容器2内的电浆顺利导向电子储存转运罐16中,电子储存转运罐16内的电子经过导电承压层1608连接导线1910形成电流,经电压传感器33检测达到预定电压值后停止导入。然后将电子储存转运罐16运输到电子储存使用罐15的位置进行电浆导入工作,先利用抽真空装置18对电子储存使用罐15进行抽真空处理,然后打开电子储存转运罐16和电子储存使用罐15间的阀门,对电子储存使用罐15的电极板1503施加正电压,对电子储存转运罐16的电极板1603施加负电压,使电子储存转运罐16内的电浆顺利导向电子储存使用罐15中利用。

本实施例通过对电子收集储存容器、电子储存转运罐、电子储存使用罐的组合,实现对电能方便的储存、运输、转输和利用。

实施例4

如图6所示,该电子收集存储使用系统,由电子收集储存容器2、设于电子收集储存容器2一端的电子发生器1和电子储存转运罐16组成。其中,电子收集储存容器2的结构与实施例2相同。电子储存转运罐16的结构与实施例3基本相同,但电子储存转运罐16不设壳体。

本实施例的电子收集存储使用方法,包括如下步骤:

1)、首先利用抽真空装置4将电子收集储存容器2的内腔抽至真空状态,利用电子发生器1向电子收集储存容器2的内腔中发射电子束,电子束在容器内腔中扩散,大量的自由电子向内腔深处运动扩散,逐步充满容器内腔实现电子收集存储,在电子扩散过程中,防反轰器210接入负电压,防止随着容器内腔中电子密度的增加,部分电子运动到电子发生器1阴极附近影响正常电子发射动作。

2)、通过导管3、28将电子收集储存容器2内的电子导出到电子储存转运罐16中,所述电子储存转运罐16导入电子前利用抽真空装置29进行抽真空处理,然后打开电子收集储存容器2和电子储存转运罐16间的阀门,对电子储存转运罐16的电极板1603施加正电压,对电子收集储存容器2的电极板203施加负电压,使电子收集储存容器2内的电子顺利导向电子储存转运罐16中,电子储存转运罐16内的电子经过导电承压层1608连接导线1910形成电流,经电压传感器33检测达到预定电压值后停止导入备用。

实施例5

如图5、图9所示,该电子收集存储使用系统,由电子收集储存容器2、设于电子收集储存容器2一端的电子发生器1、电子储存转运罐16和电子储存使用罐15组成。其中,所述电子收集储存容器2的结构与实施例3相同。所述电子储存转运罐16的结构与实施例3基本相同,但电子储存转运罐16的壳体1602与防辐射层1605之间的真空腔1604内不充填绝缘油。

所述电子储存使用罐15的结构与实施例2中的结构基本相同,但本实施例中,电子储存使用罐15不设壳体。其他同实施例3。适用于手机等对体积空间限制大,对电量要求不高的电器。

本发明的电源装置提供整个系统的电能和电子来源,可由高压变电站,火力风力发电厂等提供。电子发生器1的作用是利用电源装置14提供的能量,将电路中的电子由阴极射出,成为自由电子,收集并储存。电子发射依激发的方式不同分为热电子发射、光电子发射、次级电子发射和场致电子发射。本发明涉及的是热电子发射和场致发射。物体中的电子在常态下所具有的能量都不足以克服表面势垒而逸出物体。要使它们从物体里释放出来,必须另外给予它们能量,称为激发。本发明的电子发生器1由外壳105、阴极101、加速阳极103和聚焦线圈104组成,它发射出具有一定能量、一定流强、一定束流直径和发射角的电子束流102。电子发生器1和电子收集储存容器2之间绝缘通道106且绝缘通道106上设有阀门(图中省略),以方便电子发生器1和电子收集储存容器2各自检修。

同为利用电子束,真空钎焊等的利用电子束的动能,要求电子速度快,本发明为了收集尽可能多的电子,所以要降低电子逸出后的速度,以减少能量无效损耗。为减少电子逸出过程中不必要的能量损失,提高充电效率,阴极材料应选择钡钨电极等逸出功低的材料。为加快电子收集效率,即充电过程,一个电子收集储存容器可以配置多套电子发生器1,一套电子发生器1可以有多个阴极。容器内电子达到一定浓度后,给防反轰器210加一定电压的负电场,电子也呈负电性,根据同性相斥的基本原理,电子会被弹开,向容器内部扩散,不能接近电子发生器1阴极,从而保障电子发生器的正常工作。防反轰器210一侧为绝缘层与导电承压层隔离,另一侧为电极板结构。

本发明电子收集储存容器2、电子储存转运罐16和电子储存使用罐15的防辐射层由铅构成,防止电子碰撞产的的射线逸出,危害环境和人体安全。绝缘油可以增加储存电子的数量和电压。受经济性,使用性能和使用空间的限制,绝缘油这一层可以简化为真空层,或者将绝缘油层简化掉。本发明的电流导出器设计为树状,以达到与电子最大程度接触面。抽真空装置将电子收集储存容器2、电子储存转运罐16和电子储存使用罐15抽成真空状态,以便收集更多电子,尽量增大容器内电子密度和数量,储存更多电能。散热装置是将系统充电过程中产生的热量导出,保证系统温度在预设范围内。电子从电子发生器1阴极逸出过程中带有一定量的热量和动能,热量传递到绝缘油时,位于绝缘壳体上的温度传感器负责探测绝缘油的温度,在绝缘油温度升高至预定温度时,传出信号给中控电脑,适时启动循环泵,循环泵将绝缘油泵向换热器,往复循环,从而保证整个系统温度在预设温度范围内。绝缘油的作用一是防止绝缘容器内电子外溢,二是减少绝缘容器外壁的正离子。

本发明与传统电化学电池不同,真空电子电池和电浆电池充电时,发射电子过程中有部分能量损失,电子收集与电能转换过程次数越多,能量损失越大,经济上越不划算。因此,采用大容器充电后,向小容器分装的办法更为经济。在向同类电池充电时,采取的是用绝缘的管路,连接已被抽成真空的绝缘容器后,给电极板加负电场,推动电子或者电浆经由绝缘管路向真空的绝缘容器内腔扩散,达到一定浓度后即可完成充电过程。真空电子电池和电浆电池可以在火力、风力发电场等处直接充电后,以汽车、火车等运输工具送达使用地点使用。还可以同种方式将真空电子电池的电子和电浆电池的电浆逐级分装到其它小型绝缘容器内,供给不同需求的客户。

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