CN100460770C - 气体电驱动方法及装置 - Google Patents

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Abstract

气体电驱动方法及装置，涉及电子技术，特别涉及通风、净化、气体动力等以电能转换为空气动能的领域。本发明通过电离绝缘通道内的气体使气体流动而产生气流。本发明的有益效果是，能量利用效率高，成本低，使用寿命长，具有低阻力、低噪音，高风压的优点。同时有较强的杀菌和改变气味的功能。另外可通过串联的方法用多个气体电驱动装置进一步提高风压。本发明也可用于高速喷气式动力装置，如果配置小型核发电装置或蓄电池，可作为各类飞行器的新型动力。

Description

气体电驱动方法及装置
技术领域
本发明涉及电子技术，特别涉及通风、净化、气体动力等以电能转换为空气动能的领域。
背景技术
在换气设备、空气净化设备技术领域，现有的促使空气流动的方式是以电动机带动风轮(叶片)旋转产生气流，其不足之处在于，能量转化效率低，损耗大，并且噪音较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用电能直接驱动气体的方法，以及采用该方法的气体电驱动装置，以实现高效率、低噪声的气体驱动。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，提供一种气体电驱动方法，其特征在于，通过电离绝缘通道内的气体使气体流动而产生气流。
更进一步的说，在电离后的带电气体粒子运动路线上叠加有随时间变化的偏转电场，所述偏转电场方向与带电气体粒子运动方向相交，使带电气体粒子在绝缘通道内扫描运动。
或者，在电离后的带电气体粒子运动路线上叠加有随时间变化的偏转磁场，所述偏转磁场方向与带电气体粒子运动方向相交，使带电气体粒子在绝缘通道内扫描运动。
本发明还提供一种气体电驱动装置，由绝缘通道、发射电极部分和接收电极部分构成，发射电极部分和接收电极部分分别位于绝缘通道的两端。发射电极部分位于绝缘通道的进气口，接收电极部分位于绝缘通道的排气口。所述发射电极部分包括至少一个针型电极(2)。
更进一步的说，还包括至少一组偏转磁场发生装置(4)，偏转磁场发生装置(4)设置于绝缘通道周边，使第一运动轨迹穿越其产生的磁场。
更进一步的，所述偏转磁场发生装置为两组，径向设置于绝缘通道周边，且两个偏转磁场的方向互相垂直。
本发明还包括一个偏转磁场控制装置，用于控制磁场的变化。
或者，本发明包括一组偏转电场发生装置，第一运动轨迹穿越偏转电场的电场线。
所述发射电极部分包括至少一个轴向针型电极，所述接收电极部分包括至少一个线型电极或环形电极，发射电极部分和接收电极部分位于绝缘通道内。
所述“穿越”是指第一运动轨迹与磁场方向不平行，沿第一运动轨迹运动的带电粒子在磁场中能发生偏转。
本发明的有益效果是，能量利用效率高，成本低，使用寿命长，具有低阻力、低噪音，高风压的优点。同时有较强的杀菌和改变气味的功能。另外可通过串联的方法用多个气体电驱动装置进一步提高风压。本发明也可用于高速喷气式动力装置，如果配置小型核发电装置或蓄电池，可作为各类飞行器的新型动力。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明的装置的结构示意图(纵向剖视图)。
图2是本发明的装置的结构示意图(横截面图)。
图3是本发明的第二种实施方式的示意图。
图4是本发明的第三种实施方式的示意图。
具体实施方式
参见图1—2。
本发明提供的气体电驱动方法通过电离绝缘通道内的气体使气体粒子带电，在电极之间的电势作用下运动而产生气流。
对于被电离的气体粒子而言，可以在电极之间运动，同时，由于带电粒子在运动中与其他气体粒子发生碰撞，也能驱使部分不带电的粒子产生运动而形成气流。可以通过增加电极数量的方式提高带电粒子的数量。
更进一步的改进方案是，为了提高带电粒子在绝缘通道内的比例，本发明在带电粒子的运动路线上叠加一个偏转磁场，图1中的实线箭头70表示磁力线，磁力线的方向与发射电极和接收电极之间的第一运动轨迹有一个夹角，或者说，与无外加磁场的状态下的带电粒子的运动轨迹相交，这样使带电粒子在运动中切割磁力线。该偏转磁场通过一个控制装置成为一个随时间变化的交变磁场，使带电粒子在偏转磁场的作用下扫描运动，提高气体带电粒子在绝缘通道内的比例，并单向运动。
更进一步的实施方式是，在带电粒子运动路线上叠加两个互相垂直的偏转磁场，如图2。图2中的虚线箭头表示第二个偏转磁场的磁力线。这样，在控制装置的作用下，带电粒子可以在水平方向和垂直方向上作扫描运动。此处的原理与电视机采用的阴极射线管类似。
当然也可以在更多的方向上叠加偏转磁场，但其原理与本发明相同，应属于本发明的权利范围。
另一种实施方式是，通过在绝缘通道1周边设置一个偏转电场发生装置，在电离后的带电气体粒子运动路线上叠加有随时间变化的偏转电场，所述偏转电场方向与带电气体粒子运动方向相交，使带电气体粒子在绝缘通道内扫描运动。与偏转磁场类似，偏转电场也通过控制装置的控制成为交变的电场。控制参数可以包括电场方向、强度等。
本发明还提供一种气体电驱动装置，包括由绝缘通道1、发射电极部分2和接收电极部分3构成，发射电极部分2和接收电极部分3二者的第一运动轨迹7穿过绝缘通道1。
关于接收电极部分和发射电极部分的第一运动轨迹的说明如下：由于本发明的要点在带电粒子在绝缘通道中的运动，而带电粒子是通过电极间的电离产生。一种方式是，两个电极都位于通道内，这样产生的带电粒子都在通道内运动，这种方式也是最优选的方式；另一种方式是，两个电极中有一个位于通道内，另一个位于通道的另一端外，甚至两个都位于通道外，只是电离产生的带电粒子穿过通道。虽然这样的效果不如第一种方式，但也能部分实现本发明的效果。因此，对本文所述的“第一运动轨迹”为带电粒子在无偏转磁场或电场的情况下的运动路线。
优选的实施例是，本发明的装置还包括至少一组偏转磁场发生装置，所产生的磁场的磁力线与发射电极部分2和接收电极部分3二者的第一运动轨迹相交。偏转磁场发生装置可以参考阴极射线管的偏转装置。
进一步的实施例是，所述偏转磁场发生装置为两组，第一运动轨迹7和两个偏转磁场方向三者相互垂直。
偏转磁场的发生装置也可以为两组以上，包括在通道的不同位置分段设置，如图3，或者在同一段上设置多组，如图4。同时，绝缘通道的横截面可以为矩形，也可以为圆形，如图4，还可以为其他的形状。
本发明的装置还包括一个偏转磁场控制装置，用于控制磁场的变化。
另一个实施例是，本发明的气体电驱动装置，还包括一组偏转电场发生装置，所产生的电场的电场线与第一运动轨迹相交。即，本发明以电场偏转代替磁场偏转，以控制电场变化实现带电粒子扫描运动代替磁场中的扫描。
本发明的发射电极部分可以包括至少一个轴向针型电极，接收电极部分包括至少一个线型电极，发射电极部分和接收电极部分位于绝缘通道内。接收电极也可以为环形或者其他的形状。
本发明的发射电极部分位于绝缘通道的进气口位置，接收电极部分位于绝缘通道的排气口位置。这里的进气口与排气口并非绝对限定于绝缘通道的端部。优选的实施方式是发射电极与接收电极都在绝缘通道内，但如果二者之一或二者皆处于绝缘通道外，只要位于进气口或排气口附近，也能部分实现本发明的效果，此种方式依然属于本发明的权利范围。
结合本发明的目的，不难发现，偏转磁场或电场的方向与第一运动轨迹的方向无需严格垂直，只要能够实现有效的偏转即可。任何基于本发明思路的实现方式，都属于本专利的权利范围之内。

Claims (6)

1.气体电驱动方法，通过电离绝缘通道内的气体使气体粒子带电，在电极之间的电势作用下运动而产生气流，其特征在于，在电离后的带电气体粒子运动路线上叠加有随时间变化的偏转磁场，所述偏转磁场方向与带电气体粒子第一运动轨迹相交，使带电气体粒子在绝缘通道内扫描运动，所述第一运动轨迹为带电粒子在无偏转磁场或电场的情况下的运动路线。
2.气体电驱动方法，通过电离绝缘通道内的气体使气体粒子带电，在电极之间的电势作用下运动而产生气流，其特征在于，在电离后的带电气体粒子运动路线上叠加有随时间变化的偏转电场，所述偏转电场方向与带电气体粒子第一运动轨迹相交，使带电气体粒子在绝缘通道内扫描运动，所述第一运动轨迹为带电粒子在无偏转磁场或电场的情况下的运动路线。
3.气体电驱动装置，由绝缘通道(1)、发射电极部分(2)和接收电极部分(3)构成，发射电极部分(2)位于绝缘通道的进气口(5)，接收电极部分(3)位于绝缘通道(1)的排气口(6)，其特征在于，还包括至少一组偏转磁场发生装置(4)，偏转磁场发生装置(4)设置于绝缘通道周边，使第一运动轨迹穿越其产生的磁场；还包括一个偏转磁场控制装置，用于控制磁场的变化；所述穿越是指第一运动轨迹与磁场不平行；所述第一运动轨迹为带电粒子在无偏转磁场或电场的情况下的运动路线。
4.如权利要求3所述的气体电驱动装置，其特征在于，所述发射电极部分包括至少一个针型电极。
5.如权利要求3所述的气体电驱动装置，其特征在于，所述偏转磁场发生装置为两组，径向设置于绝缘通道(1)周边，且两个偏转磁场的方向互相垂直。
6.如权利要求4所述的气体电驱动装置，其特征在于，所述针型电极为轴向针型电极，所述接收电极部分包括至少一个线型电极或环形电极，发射电极部分和接收电极部分位于绝缘通道(1)内。
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