[实用新型]新型高效热离子电源

权利要求书

1.一种新型高效热离子电源包括发射极（1）、接收极（2）、高温热腔（4）及高温热源（7），其特征在于：发射极（1）采用熔点高于高温热源（7）温度的热电子发射材料制造，接收极（2）采用熔点高于高温热源（7）温度的非热电子发射材料制造，发射极（1）材料的逸出功小于等于接收极（2）材料的逸出功；发射极（1）和接收极（2）设在绝热外壳（6）内，绝热外壳（6）为封闭式，发射极（1）和接收极（2）处于同一高温热腔（4）中，发射极（1）与接收极（2）的极间间隙在0.01～2毫米之间，发射极（1）与接收极（2）通过导线（9）和导线（10）串接电泵直流电源（11）；高温热源（7）加热发射极（1）导致发射极（1）热电子发射，电泵直流电源（11）通过导线（9）和导线（10）能使得接收极（2）的电动势高于发射极（1）的电势，为热电子向接收极（2）的移动提供额外动力，热电子在接收极（2）的驱动电势和电泵直流电源（11）的诱导电场推动下飞向接收极（2），经过两极间隙，热电子在接收极（2）上被俘获。

2.按照权利要求1所说的新型高效热离子电源，其特征在于：发射极（1）及接收极（2）具有相同或相近的高温，温度在600K～3300K范围，具体温度应该以热源的温度特性、电极材料的热电子发射特性、输出电压等因素为基础实施控制，该电源不存在因为热电转换的需要设置降温排热过程，所以绝大部分热能可以用于热电转换而不是通过降温散失，极大地提高了热能利用效率。

3、按照权利要求1所说的新型高效热离子电源，其特征在于：基于两个电极（1）和（2）同样工作在高温环境下，为避免接收极逸出的热电子移动到发射极成为有效热电子、抑制接收极的热电子发射能力、增强发射极的热电子发射能力、强制发射极逸出的热电子向接收极移动成为有效热电子，电源能够使用外加的电泵直流电源（11）来提供由接收极指向发射极的电场来诱导热电子的转移。

 4、按照权利要求1所说的新型高效热离子电源，其特征在于：为了减小极间空间电荷效应、增大导流系数，电源的两个电极均能使用热电子发射材料并同时加热，电泵电源相应调整为交流或直流脉冲的输出特性，使得两个电极互为发射极和接收极，所说的发射极（1）和接收极（2）均用热电子发射材料制造，发射极（1）和接收极（2）通过导线（9）和导线（10）串接电泵交流电源（12），高温热源（7）在高温热腔（4）内加热发射极（1）及接收极（2），导致发射极（1）及接收极（2）的热电子逸出，电泵交流电源（12）发出交流诱导电压，通过导线（9）和导线（10）施加到发射极（1）及接收极（2）之间，使得发射极（1）及接收极（2）分别与其附近的热电子聚集区之间形成方向相同并且周期性变化的电泵交变电场，电泵交变电场使得发射极（1）和接收极（2）的电势高低发生交替变化，同时分别在两个电极上实现加剧逸出热电子或加剧俘获热电子，导致发射极（1）和接收极（2）呈现互为发射极和接收极，并交替变化极性形成交变电流。