[发明专利]超声辅助电离氢燃料高速旋转磁流体发电装置及方法

权利要求书

1.超声辅助电离氢燃料高速旋转磁流体发电装置，其特征在于，包括固定轴部（1）、旋转部（2）以及磁轭部（4）；

所述固定轴部（1）包括一端为封闭结构且另外一端为敞口结构的固定空心轴（101）；

所述旋转部（2）包括活动穿置于固定空心轴（101）上且与固定空心轴（101）绝缘配合的顶板（201），所述顶板（201）上设置有至少三个冲压通道（203），每个冲压通道（203）从上至下斜向下延伸，且每个冲压通道（203）的延伸方向沿着环向位于同一方向上，所述顶板（201）内部沿水平方向朝向所有冲压通道（203）开设有环形启动通道（205），所述环形启动通道（205）的中心能够与固定空心轴（101）内部相连通，且环形启动通道（205）的外围能够与每个冲压通道（203）相连通，所有冲压通道（203）的内缘朝向固定空心轴（101）斜向下围设有弧形盘（204），且弧形盘（204）是采用导电材料制成的，所述弧形盘（204）的中部与固定空心轴（101）绝缘转动配合；

所述磁轭部（4）包括设于弧形盘（204）内部且与弧形盘（204）具有间距的呈环状的上软铁磁轭板（401），所述上软铁磁轭板（401）的中心与固定空心轴（101）导电固定连接，所述上软铁磁轭板（401）的上表面设置有至少一个双频超声雾化装置（8），所述双频超声雾化装置（8）与顶板（201）之间具有间距，所述上软铁磁轭板（401）的外围沿环向固定设置有环形板（403），所述环形板（403）与上软铁磁轭板（401）绝缘固定连接，所述环形板（403）的顶部与顶板（201）下表面之间具有间距，所述上软铁磁轭板（401）、环形板（403）以及顶板（201）共同围设形成电离通道（5），所述上软铁磁轭板（401）下表面涂覆有氢气催化电离催化剂，所述电离通道（5）的中心能够与固定空心轴（101）内部相连通，且电离通道（5）的外围能够与所有冲压通道（203）相连通，所述上软铁磁轭板（401）的中部下表面设置有呈环状的永磁体（6），永磁体（6）的N极朝上、S极朝下，所述永磁体（6）的本体中心与固定空心轴（101）绝缘固定连接，所述永磁体（6）的本体与上软铁磁轭板（401）和弧形盘（204）之间均具有间距，所述弧形盘（204）的下方设置有呈环状的下软铁磁轭板（402），所述下软铁磁轭板（402）的板体延伸方向与上软铁磁轭板（401）相适配，所述下软铁磁轭板（402）的中心与固定空心轴（101）绝缘固定连接，所述下软铁磁轭板（402）的外围延伸至所有冲压通道（203）外围，且所述下软铁磁轭板（402）的外围上表面设置有呈环状的正电极板（7），所述正电极板（7）的下表面与下软铁磁轭板（402）之间绝缘配合，所述正电极板（7）的上表面与顶板（201）之间具有间距，所述正电极板（7）沿环向开设有多个排气通道（701），所述正电极板（7）的内缘与所有冲压通道（203）之间具有间距。

2.根据权利要求1所述的超声辅助电离氢燃料高速旋转磁流体发电装置，其特征在于，位于顶板（201）下部的所有冲压通道（203）从进气端至出气端的通道截面积逐渐变大。

3.根据权利要求1所述的超声辅助电离氢燃料高速旋转磁流体发电装置，其特征在于，所述双频超声雾化装置（8）包括换能器（801）以及与换能器（801）相连接的变幅杆（802）。

4.根据权利要求1所述的超声辅助电离氢燃料高速旋转磁流体发电装置，其特征在于，所述下软铁磁轭板（402）的中心与固定空心轴（101）之间具有收集口（404）。

5.根据权利要求1所述的超声辅助电离氢燃料高速旋转磁流体发电装置，其特征在于，所述顶板（201）的中心通过第一气密轴承（301）与固定空心轴（101）转动配合，所述弧形盘（204）的中部通过第二气密轴承（302）与固定空心轴（101）转动配合。

6.根据权利要求1所述的超声辅助电离氢燃料高速旋转磁流体发电装置，其特征在于，靠近每个冲压通道（203）的下部喷气口处的电离通道（5）内设有挡板（206），所述挡板（206）与弧形盘（204）固定连接，且挡板（206）的内缘与环形板（403）间隙配合，所述挡板（206）的顶部与顶板（201）之间具有间距。

7.一种超声辅助电离氢燃料高速旋转磁流体发电方法，采用的是如权利要求1所述的超声辅助电离氢燃料高速旋转磁流体发电装置，其特征在于，包括以下步骤：

㈠启动时，氢气通过固定空心轴（101）的敞口端依次通过固定空心轴（101）内腔、环形启动通道（205）进入冲压通道（203）内，空气通过冲压通道（203）的顶部进风口进入冲压通道（203）内，在外界人为供电下产生电火花，点燃冲压通道（203）内的部分氢气，冲压通道（203）的燃烧尾气从冲压通道（203）的下部喷气口喷出，使得旋转部（2）沿着固定空心轴（101）旋转；

㈡发电时，在压强作用下氢气通过固定空心轴（101）的敞口端、内腔进入电离通道（5）内，水通过固定空心轴（101）的敞口端、内腔进入电离通道（5）内，换能器（801）将高频电振动转化为超声波，并通过变幅杆（802）将超声波的振幅放大后传递到上软铁磁轭板（401），上软铁磁轭板（401）下表面的水在超声作用下高速振荡生成水雾，氢气被氢气催化电离催化剂催化电离产生的正电荷与水雾形成水合氢离子，水合氢离子与氢气混合，产生空化气泡，空化气泡在超声的激励作用下产生冲击波效应，冲击波波前水分受到冲击波高压作用后冲破水分表面飞散雾化，进一步促进水氢混合雾化，且空化气泡在运动过程中会产生高温现象，局部极端高温可以诱使周围的氢气发生电离；

氢气被氢气催化电离催化剂催化电离产生的电子进入上软铁磁轭板（401）并传导至固定空心轴（101），带正电荷的水合氢离子在电离通道（5）内水气的压力推力，以及旋转的离心力和磁场形成的洛伦兹力的共同作用下，大量聚集在电离通道（5）外围并随着旋转部（2）进行旋转运动，形成环形的运载电流；

在下软铁磁轭板（402）上施加负压，与电离通道（5）内带正电荷的水合氢离子形成向下的电场；由右手定则可知，运载电流在水合氢离子聚集内部形成垂直于电离通道（5）向下的磁场，在水合氢离子聚集外部形成垂直于电离通道（5）向上的磁场；在永磁体（6）形成的磁场以及上软铁磁轭板（401）、下软铁磁轭板（402）增强约束作用下，在上软铁磁轭板（401）、下软铁磁轭板（402）之间形成由上至下的自励磁场，大量聚集的正电荷通过冲压通道（203），在氢焰导电以及冲压通道（203）内气体的压力推力作用下到达正电极板（7），实现发电。