新能源发电机的制作方法

技术领域：

磁流体发电是将热能直接转变为电能的一种发电方式，与普通发电相比，减少了转换成机械能这一阶段，但其工作原理与普通发电是基本相同的，都是利用电磁感应现象获得电能。100多年前法拉第发现了电磁感应现象：导体在磁场中做横向切割磁力线的运动时，沿着导体并与磁场相垂直的方向会产生感应电动势。只要存在自由电子的物质，不论以哪种形态，只要在磁场中运动时存在电磁感应现象的都是我们所说的导体。目前所用的各种发电机都是利用导电的金属固体在磁场中高速运动而产生感应电动势的，磁流体发电则是利用高温导电流体高速通过磁场，在电磁感应的作用下，将热能转换成电能。磁流体发电中所用的导电流体可以是导电的气体，也可以是液态金属。导电流体的高温可以从矿物性燃料燃烧时的化学能或核燃料在核反应堆中的核能转换而来。

背景技术：
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磁流体发电是一种新型的高效发电方式，其定义为当带有等离子状态，是指物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引，使物质呈为正负带电粒子状态存在。磁流体的等离子体横切穿过磁场时，按电磁感应定律，等离子体的正负粒子在磁场的作用下分离，而聚集在与磁力线平等的两个面上，由于电荷的聚集，从而产生电势。在磁流体流经的通道上安装电极和外部负荷连接时，则可发电。为了使磁流体具有足够的电导率，需在高温和高速下，加上钾、铯等碱金属和加入微量碱金属的惰性气体(如氦、氩等)作为工质，以利用非平衡电离原理来提高电离度。前者直接利用燃烧气体穿过磁场的方式叫开环磁流体发电，后者通过换热器将工质加热后再穿过磁场的叫闭环磁流体发电。磁流体发电机中，运行的是温度在三、四千度的导电流体，它们是高温下电离的气体。为进行有效的电力生产，电离了的气体导电性能还不够，因此，还要在其中加入鉮、铯等金属离子，称之为种子。但是，当这种含有金属离子的气流，高速通过强磁场中的发电通道，达到电极时，电极也随之遭到腐蚀。电极的迅速腐蚀是磁流体发电机面临的最大难题。还有种子的回收问题等。

技术实现要素：
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本发明是以名称为《无种子磁流体发电机》专利号：201210509348.4基础上的发明。它是由气体(氧、氩气等)、水、电经各自的管道及连接后，由燃烧器总成电极喷嘴喷出的气体与助燃气体还有水雾混合后经公知的高压脉冲击穿气隙放电引弧点燃后又与起动电源的电极形成等离子电路回路(类似于氩弧焊机的电弧焊接)。该起动电源可用类似于氩弧焊机的电源供应，新能源发电机工作正常后，由新能源发电机反馈给起动电源。因为高熔点金属钨制成的电极在高温下损耗较小，用石墨作电极更好，因为石墨的熔点更高。形成等离子后，将雾化后的水(为了增加电导率，可在水中加些绿化纳等易溶于水的其它低电离电位的元素，这是所谓的种子，但不必回收)注入到已形成的等离子中，此时的等离子中包括两部份等离子；一部份是水雾、混合气体经等离子(电弧)进一步加温后形成的等离子，属于自由离子，根据法拉第原理和洛伦兹力方向经过磁场时偏转向法拉第通道电极汇集供输出。另一部份是起动电源形成的等离子，属非自由离子，主要作用是维持等离子态只供物体的加温不提供输出，是一种合理的损耗。采用分段电极(主要看等离子的射速来决定是分段还是不分段，因为射速决定输出电压)法拉第通道。

采用燃烧器总成形成的自由等离子经喷射孔射向法拉第通道，等离子在经过法拉第电磁场时，根据法拉第原理和洛伦兹尼方向，自由离子汇集到通道电极上供输出。通道电极可采用廉价的石墨作电极也可以用高熔点金属作电极。在通道电极中和磁体中还开有循环水通道。新能源发电机本身的热效率不很高，只能达到20—30％左右，但是因为其排气温度很高，达2000k左右，其所含的热量还可以充分利用。如果组成磁流体-蒸汽联合循环，就可使一次燃烧所产生的热量被两次利用。通常认为联合循环的总效率可达50—60％。

此时水既起到了主燃料的作用又增加了离子积既电导率，而电能则是起到了辅助燃料的作用。水既起到了燃料的作用，还起到了循环冷却的作用，还产生了蒸汽供汽轮发电机组发电。

水(化学式：h2o)是由氢、氧两种元素组成的无机物，一般无毒。在常温常压下为无色无味的透明液体，被称为人类生命的源泉。被近代视为新能源。水，包括天然水(河流、湖泊、大气中的水、海水、地下水等)，人工制水(通过化学反应使氢氧原子结合得到的水)。水是地球上最常见的物质之一，是包括无机化合、人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要作用。它是一种狭义不可再生的资源，广义可再生资源。

当气压和温度达到一定值(约22mpa，374摄氏度)时，水达到超临界状态。体系温度和压力超过临界点的水，称为超临界水。临界点时水与水蒸气不可区分，成为一种新的呈现高压高温状态的流体。这种超临界流体有很多性质，比如具有极强的氧化能力，将需要处理的物质放入超临界水中，再向其中溶解氧气(可以大量溶解)，其氧化性强于高锰酸钾。二是许多物质都可以在其中燃烧，冒出火焰。三是可以溶解很多物质(比如油)，且在溶解时体积会大大缩小，这是因为超临界水在这时会紧紧裹住油。四是它能够缓慢地溶解腐蚀几乎所有金属，甚至包括黄金(与王水相仿)。五是它的超级催化作用，在超临界水中，化学反应变得很快。

此外，水的化学稳定性在2000℃以上时开始分解，雾化后的细小水分子在高温的包裹中无法逃逸，直接分解、燃烧、参与发电。

采用热力循环水冷方式既解决了高温腐蚀问题又增加了热力循环。

该项技术可替代核聚变，只是能量密度低一些。世界各国均对水能有研究，但无一成功报导。历经50年的电分解、光分解、化学分解、生物分解、最终定格在高温分解。水能高效分解成燃料是人类史上第一次真正意义上的进步，它解决了世界因能源问题而发动的战争，更解决了人类的生存环境。它的问世，无论是经济价值还是社会价值来说，无与伦比。

水能在等离子高温中分解成氢和氧，燃烧后转换成电能；核聚变产生热能后转换成电能。新能源发电机燃烧的是氢，核聚变是用氢的同位素氘，所以说新能源发电机机可替代核聚变。同样是取之不尽，用之不竭。

水

水的物理化学常数

分子量18.016

重量组成

氢11.09％

氧88.81％

1.氢可以在氧中燃烧，氧可以在氢中燃烧。对于前者，我们有清晰的认识，对于后者，我们就模糊了。这是因为氢有可燃性，氧有助燃性。氢的重量占比虽然只有11.09％，却提供了88.91％生成热，氧的重量占比虽然有88.81％，却只提供了11.09％的“助燃热”，因为它的助燃对氢的燃烧是有贡献的，贡献占比为11.09％，所以我们把它称为助燃热。水在等离子高温中分解时，除了水中的含氧量，我们人为的将富氧(＞21％的氧)输入到等离子发生器总成中，输入量约与水中的含氧量相当，该富氧与等离子高温发生助燃热，因为水的化学稳定性，使氢的生成热88.81％和氧的11.09％与启动电能守恒。它既遵守了能量守恒定律又得到了11.09％额外的功率输出。这是因为氧的标准生成热定义为零，实际上氧有助燃热。由于富氧的加入，使正在燃烧的物体温度升高，换言之是热能的增加，我们称这一现象为助燃热。还有；根据质量守恒定律：燃烧物重量的增加与空气中失去的氧相等。也就是说；燃烧物能量的增加与空气中失去的氧相等。

1kg水所含氢的生成热等于286kj/mol，或4.4kwh。根据能量守恒定律和水的化学稳定性，用等离子高温分解水时的能耗必然等于水中所含氢燃烧所释放的能量。由于氧的助燃热的加入使得在能量守恒之外有了收获。即：11.19％×4.4＝0.49kwh。加大工作电流和氧的输入量可以提高等离子温度，使磁流体发电机中的等离子发生器总成分解水，电能＝氢能，能效比＝1，加入富氧助燃热后的综合能效比≥1，但同时对材料的耐高温腐蚀提出了更高的要求。

2.根据能量守恒定律和水的化学稳定性，在磁流体发电机中有分解1kg水所消耗的电能4.4kwh、水分解后氢、氧的生成热4.4kwh、考虑到富氧助燃节能效果，实践中的节能效果达到50％，这样一来，我们就有了富氧与等离子的助燃热、氢氧生成热和消耗的电能之和，即：(4.4+4.4)＝8.8kwh，还有50％的富氧助燃热。8.8×50％＝4.4kwh。这是磁流体发电机内发生反应的总能量；8.8+4.4＝13.2kwh。其中氢的生成热4.4kwh与启动消耗的电能4.4kwh守恒，剩余的富氧助燃热部份(约4.4kwh)供输出。

别小看这些微不足道的能量，它可是一种无限循环利用水和氧的形式的新能源，水或氧都是取之不尽，用之不竭的可再生能源。虽然单机能量不大，将它汇流成河，就成了我们所需的新能源。

新能源发电机在起动初期消耗了电能，在工作正常后经磁流体发电机(新能源发电机)将电能反馈给起动电源，电能和混合气体在这时只是起到了辅助燃料的作用(给水加温)，所以说水则起到了主燃料的作用。

本发明既有科学发现(以等离子高温进行分解水，揭示了人们的未知，)，又有技术发明，(抱着某种目的，运用已有的知识)。

附图说明：

图1是新能源发电机的三视图，图中(1)等离子发生器总成，(2)为法拉第通道电极的循环水道，(3)为法拉第通道电极，(4)为发电机支架，(5)为排气管道，(6)为发电机循环水道，(7)为电磁线圈，(8)为底座。

图2是等离子发生器总成的三视图，(9)为电源电极(带负电)，内有环形水道(22)，(23)为等离子射孔通道。(10)为电极绝缘座，(11)为气体密封盖，在绝缘座与密封盖间有环形气道(18)，该环形气道有分配气体的作用。(12)为循环水道，(13)为电源电极头(带正电)，呈凹状奶头(21)既有电极放电作用又有通水功能，与电源电极(9)间放电形成电路回路。(14)为水雾调整管奶头呈圆锥状(20)，奶头中开有出水孔(24)，圆柱体开有管道，既能调整雾化效果又有通水功能。(15)为续水管，(16)为氩气管道，(17)为氧气管道。(19)为气体喷孔，它是小径喷孔，压缩气体在经过小径喷孔时有提高气体射速的作用。该等离子发生器总成还可以单独为蒸汽锅炉提供热能。

具体实施方式：

将电、水、气分别接入到相应的位置及管道，其中正、负电极间距，水雾、气体的流量都是可调的。按氩弧焊焊接要求配比电流大小，调整气体流量，水雾喷射量根据等离子状态来调节，只要水雾的增加量不影响等离子的形成即可。法拉第通道电极间需绝缘。以氩弧焊的方式形成的等离子高温给喷嘴喷出的混合体加温至等离子态。热力循环装置是用循环水冷磁体、电极既可冷却磁体等物体又能获得蒸汽，该蒸汽能带动汽轮发电机组发电。法拉第通道磁极采用电工纯铁，经机械加工成通孔，在通孔的端部用弯管电焊密封，使其形成循环水道，水道的多少取决于降温的程度。水道多了影响磁性能，水道少了影响降温，需综合考虑。将新能源发电机和汽轮发电机组所发电经逆变器变压成标准电压后与电网并网。