真空热电子节能型热发电机-热机的制作方法

此发明是真空热电子节能技术的机械制造领域。

背景技术：

为了节约能原减少二氧化碳的排放就必须提升热发电机和热动力机的机械效率。当前汽柴油机和蒸汽轮机的效率都在30％----40％之间，50％----60％的燃汽轮机只在喷气式飞机上利用反冲力才达到这一效果。当前所有热机都是利用气体分子的热彭涨从热能转化到机械能再到动能，这一转化过程丢失了很多热能量。如果利用热分子做热运动时分子内原子的核外电子受热‘蒸发’的性质就提升了热能量的利用效率，那就是热能一步转化成电能再到动能。这种机械即是热发电机又是热动力机。

技术实现要素：

发明的目的是：为了节约能原减少二氧化碳的排放，再发明一种新型高效热与电一步转化的热力机械，它是一种以热电子做转化媒介的热发电机----热机。

发明的技术方案是：本发明是根据热电子发射就是赤热金属‘蒸发’电子的原理发展而来。我们知道在真空二极电子管的导电实验电路里的阴极灯丝因加热变赤热时‘蒸发’电子，在低压直流电的作用下能使电路中有较强的电子流，不给灯丝加热的情况下，从阴极射线的导电实验电路中的结果是，在高直流电压的作用下才有微弱的电子流产生，这说明较强的电子流是给阴极灯丝加热所得，因此可以正明：因加热阴极‘蒸发’出大量的电子是热能在做功，是消耗了热能使电子‘蒸发’，是热能转化成电能的形式。从阴极射线到热电子发射这两个实验电路中阴极因温度变化发射出来不同量的电子流，电子流由弱到强之间的差就是热能电流。也就是消耗了热能转化成了电能，电能量的大小由热量的多少决定。

有了热能电子流就有相应的热能电压，同样的道理，从阴极射线导电实验电路的高电压到阴极受热导电实验电路的低电压，电压由高变低之间的电压差就是热能电压。是因消耗了热能产生了热能电压才使电流从高电压驱动的少量电子流变为低电压驱动的大量电子流。

金属的电子热‘蒸发’不但体现在二极电子真空管热电子发射导电实验电路里，在自然大气压下温度不算高的情况下也会产生热‘蒸发’。从‘金属电阻率随温度升高而增大’的实验电路中可以解释这一现象。“给某一段闭合电路的导线加热时电路中的电阻明显增大，导线的长度粗细都没有变化的情况下因温度升高电阻增大”原因就是金属电子的热‘蒸发’金属导体导电的自由电荷就是电子，它的数量的多少直接影响电阻的大小，金属的物理通性是热胀冷缩，变热后体积增大，内部空间增大应当电阻减小，为什么电阻增大呢？其原因就是变热后自由电荷的减少，也就是电子热‘蒸发’。

从理论证明：根据能的守恒定侓，供给的热量越多金属的电子‘蒸发’量越大，电子流越强，热能转化成电能越多，因此只要扩大热电子发射电路里二极电子真空管阴极的受热面积，有足够的热量来加热阴极就能使阴极‘蒸发’出大量的电子，在启动电压的作用下电路中就能形成较强的热电子流。把这较强的热电子流用并联电路的形式从热电子发射电路里分流出来，这一电路就变为热发电的机械。把分流出来的电路两极接通电动机，这一电路又变成了热动力机械。这就是我们要发明的真空热电子节能型热发电机----热机。

这种机械没有压缩空气带来的阻力和摩擦力，不用机件冷却散热。是以热电子做转化媒介的使热能与电能一步转化的高效率真空热电子节能型热发电机----热机。

附图说明：

图1是真空热电子节能型热发电机----热机的结构图和机电连接的电路图及施加热能后工做时产生的自由正负电荷和正负电荷运动的方向图。

启动电原开关(1)，工做电机开关(2)，放大制做的二极电子真空管阳极(3)，启动电原(4)，自动电流调解器(5)，放大制做的二极电子真空管阴极中空真空螺旋管(6)，中空真空螺旋管桶罩(7)，工做电机(8)，导线(9)，高温燃气(10)，中空真空螺旋管热‘蒸发’出的定向负电子(11)，燃气被电离产生的正离子(12)，燃气被电离产生的负离子(13)，冷却的废气(14)，插入阴极中空真空螺旋管中心的金属棒(15)。注：真空管阳极(3)和真空管阴极中空真空螺旋管(6)是一个组合整体，总称是：二极电子中空真空螺旋管。是定向热电子发生器。

具体实施方式：

真空热电子节能型热发电机----热机的制做方法和机电电路结构是：把二极电子真空管的阴极(6)用一段某金属中空管做成螺旋形来增加阴极的受热面积和通电后产生相应的磁场，一端封闭，另开口一端与超大型二极电子真空管(3)的阴极连接并且与二极电子真空管(3)的管路相通，同样抽成真空，这时超大型二极电子真空管(3)和中空真空金属螺旋管(6)组成了新的超大型二极电子真空螺旋管，它就是定向热电子发生器，是热发电机----热机的核心部件。然后把这个超大型二极电子真空螺旋管的阴极真空螺旋管(6)的尾端用导线(9)与自动电流调解器(5)相连再连接启动电原(4)的负极，启动电原(4)的正极连接开关(1)再连接二极电子真空螺旋管的阳极(3)，这时形成一个串联电路。另把阴极中空真空螺旋管(6)外围用金属圆桶罩(7)罩住，中间留有空间，螺旋管中心用金属棒(15)穿入，周围也留有空间，这两空间是让燃气(10)通过。把桶罩(7)和金属棒(15)用导线(9)连接在启动电原(4)的负极一端留做电离极板用。再把开关(2)连接工做电动机(8)用导线(9)以二极电子真空螺旋管(3)和(6)的两极为接点和上一串联电路并联连接，新的真空热电子节能型热发电机----热机制做完成。

真空热电子节能型热发电机----热机的工做原理：这是一个可以任意把阴极放大或缩小数倍的二极电子真空螺旋管(3)和(6)的热.机.电一体化的节能机械。用高温燃气(10)加热中空真空螺旋管(6)，闭合开关(1)形成闭合串联电路，在启动电原(4)电压的作用下，真空螺旋管(6)‘蒸发’出运动方向一至定向的电子(11)，电路中有电流通过，持续加热有大量定向热能电子流产生，同时产生相应的热能电压，热能电压跟温度成正比，热能电压要高于启动电压数倍，由自动电流调解器(5)来平衡热能电压，即启动电原(4)的电压加电流调解器(5)的电压等于二极电子真空螺旋管(3)和(6)两端的热能电压。启动电原(4)的电流和电压不变。即有了热能电压又有了热能电流，这一串联机电电路实现了以电子做转化媒介使热能与电能一步转化的目的。在强大的热能电流和热能电压产生后闭合开关(2)这一并联电路里的工做电机(8)开始工做，这一并联电路即实现了热发电机又实现了热动力机的目的。在这闭合开关(2)的同时螺旋管桶罩(7)和金属棒(15)这两段并联电路与真空螺旋管(6)形成电离极板。极板之间有很高的电势。当燃气(10)通过这两空间加热时在强大的热能电流和热能电压作用下燃气(10)因高温发生电离形成导体，正离子(12)作用极板桶罩(7)和金属棒(15)，负离子(13)作用真空螺旋管(6)加快了电子‘蒸发’的速度达到了热能与电能高效转化的目的。这时燃气(10)的热能量几乎都转化成了电能。排出的是冷却的废气(14)

真空热电子节能型热发电机----热机工做原理的可行性报告：有五个方面。

一.阴极真空螺旋管(6)在赤热时会‘蒸发’出电子，这是现代科学以热电子发射实验证明的结果。

二.真空螺旋管(6)因制做成螺旋形，在机电电路里通直流电后会产生磁场，因为是电磁场磁力不受温度影响。根据安培对磁分子本质的解释和现代科学正明，磁场内的磁分子是有序排列的。所以在电磁场的作用下金属真空螺旋管(6)管壁的磁分子是有序排列的，受热‘蒸发’出来的电子运动的方向是一至的定向的，是符合启动电原(4)的电流方向的。所以这时真空螺旋管内形成了新的热电子流，这就是真正热能转化的强大的定向电子流。

三.根据分子热运动的性质，温度越高分子的运动速度越快，分子内原子核和核外电子的运动速度同步加快。所以真空螺旋管(6)接受的温度越高产生的热电子流运动的速度越快管内的热能电压越强。所以管内形成的热能电压跟温度成正比。

四.燃气(10)被电离加快螺旋管(6)电子‘蒸发’的速度，达到了热能与电能高效转化的目的。

五.因加大阴极真空螺旋管(6)的受热面积，所以‘蒸发’出的电子数量庞大，完全能达到把热能转化成电能的数量。从这五个方面证明：真空热电子节能型热发电机----热机的工做原理是完全可行的。

真空热电子节能型热发电机----热机的工做效率：这种热发电机的效率非常高，它是以二极电子真空螺旋管(3)和(6)为主的机电电路组合体，只要整体电路的电阻小工做效率就高。因为它采用真空电子热发射原理，科学证明：真空中的电流不遵从欧姆定侓也就是说二极电子真空螺旋管(3)和(6)这段真空中的电流跟电压成正比，跟电阻不成比例，因真空不存在物质，电阻是有物质基础的，真空是最好的绝缘空间，但是一旦有电流通过除电磁场的影响外几乎没有电阻，所以电阻很小。因加大阴极受热面积，电流强大，半导体二极电子真空螺旋管变成了热与电高效转化的导体。

科学证明：气体中的电流在电压很高时就不遵从欧姆定侓，所以电离燃气的电阻很小。因燃气被电离高温使正负离子间的距增加很大，离子的热运动没有阻力，热能量全部转化为电能。

从分子运动论来分析：以热电子做转化媒介使热能与电能转化的途径最近。分子做无规则运动的快慢主要因素是温度变化。温度来自热能，物质分子做无规则运动的能量等于热能量。分子中原子里原子核的核电核数等于核外电子数，它们的质量不相等但带电能量相等。一定量的热能体现在原子核的运动的能量同时也体现在核外电子运动的能量，所以利用核外热电子做热能与电能的转化媒介的途径最近，就一步，效率最高。

真空金属螺旋管管壁的电阻是很小的，虽说金属受热电阻率增大，但从电阻定侓分析‘导线的电阻跟长度成正比，跟横截面积成反比’当电离燃气形成回路时，整个螺旋管的表面积就是横截面积，管壁的厚度才是长度，厚度才几毫米，所以电阻很小。从上述特征证明：这种真空热电子节能型热发电机----热机的效率最高。

真空热电子节能型热发电机----热机的好处和应用范围：这种机械的好处是热能与电能转化率高，不用机件冷却散热和压缩空气带来的阻力和摩擦力，只做燃气流通。这种机械不管什么燃料只要燃烧达到一定温度并且越放热大的燃料效率越高，比如烧汽油的就比烧柴油的效率高。这种机械的效率能超过当前所有热发电机和热机的效率。体积小.重量轻.适合于摩托车.小汽车.农用车.大卡车.火车.轮船.飞机的引擎动力和大.中.小型火力发电站和核发电站发电。是只得发明和推广应用的机械。