CN1881774A - 收集空气中的离子及其利用所述离子的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，所述装置包括：a.强制空气流动以带入正负离子的空气引入装置，b.分别积聚正负离子的离子分离及收集装置。在所述离子分离及收集装置中设有与空气接触的填充剂。积聚正负离子分别采用带有正负极板的电容器。所述离子分离及收集装置中，设置有引导正负离子的高电压引导装置，利用高电压引导正负离子，其中，采用间歇开断控制的高压电路板控制放电腔或放电电容、半导体制冷装置及其输出端电压的输出。获得的能量可以驱动发电机等各种负载，更可以通过能量储存装置储存。
Description
技术领域
本发明涉及收集空气中的离子及其利用所述离子的装置。
背景技术
人类已发现的能源种类繁多，例如燃油、煤炭、风力及水力发电、原子核变换产生的能量、太阳能的利用等等，但利用燃油或煤炭燃烧产生能量无疑将造成空气污染，风力及水力发电需要投入巨大的资金，原子核变换则需要耗费宝贵的铀、鈈等资源，并且其安全性也令人担忧，地球上有限的能源资源状况已日趋严峻，如何满足资源的合理利用，以实现人类社会的可持续发展，一直是科学家探索的问题。
本发明内容
发明人鉴于世界目前的能源状况，乃收集相关资料，经由多次试验，终于成功地发明了了可有效地利用空气中离子能量的方法及其装置。
本发明的目的是提供一种环保性能优异、方法安全的从空气中获取能量的方法及其装置。
本发明进一步的目的是提供一种系统地收集空气中的离子及其利用所述离子的装置。
本发明的上述目的是采用如下技术方案予以实现的：参阅附图部分：
收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：所述装置包括：
a、强制空气流动以带入正负离子的空气引入装置，
b、允许所述空气在其内部流动并分别积聚正负离子的离子分离及收集装置，
C、利用高电压引导正负离子的引导装置。
根据本发明，为了有效地加快空气中正负离子的分离速度，所述离子分离及收集装置中设有与空气接触的填充剂。
所述离子分离及收集装置包括一容器壳体，与所述容器壳体连通的空气入口，设置于所述容器内并用于与空气接触的填充剂，所述填充剂为带有空隙及极性的填充剂。
根据本发明，所述装置包括：
1、电源装置8，与所述电源装置连接的电流、电压和频率控制装置8a，8b，8c，
2、强制空气流动以带入正负离子的空气引入装置，
3、允许所述空气在其内部流动并分别积聚正负离子的离子分离及收集装置。
所述空气引入装置为吸空气泵6或空气压缩机，所述离子分离装置包括带有正负极板的电容器2a，所述电容器2a正极板连接有中空的金属导体T1，所述中空的金属导体T1一端连接于薄片金属片5上，所述中空的金属导体T1的一部分和薄片金属片5包封于一保护性腔体2中，所述保护性腔体2底部或侧翼设有小孔，所述保护性腔体2整体处于一填充剂容器1中，空气引入管T0穿过所述填充剂容器1并通入保护性腔体2中，中空的金属导体T1与电容器2a正极板的非接触部分外表面有绝缘保护层，中空的金属导体T1出口通向由高压电路板7控制的放电腔或放电电场7a，中空的金属导体T1的出口与放电腔或放电电场7a相距约1.2厘米，也可为0.6-1.5厘米，所述填充剂容器1上部与放电腔或放电电场7a相通，所述高压电路板7与直流电力供应系统8连接。
所述保护性腔体2由铝合金或不锈钢制成。
根据本发明，一半导体制冷装置设置于填充剂容器中，其冷端紧贴保护性腔体2，热端朝向填充剂层3。
所述半导体制冷装置连接于电源DC1(8a)。
所述高压电路板7连接于电源DC2(8b)。
所述电容器2a的负极板通过继电器连接到填充剂容器1的外壳的负极，继电器由电源DC3(8c)控制。
所述填充剂层3由海砂、硫酸及甲醇和苯甲醇构成，按重量比计：以海砂的重量基准为100计，硫酸的比例为海砂的0.5-1％，甲醇的比例为海砂的3-5％，苯甲醇的比例为海砂的3-5％，在所述填充剂层的上部，分布有多孔的贝壳粉层3a，多孔的贝壳粉层3a比例为海砂的10-20％。
所述填充剂层3与多孔的贝壳粉层3a占据填充剂容器1/3-2/3的内部空间，所述填充剂容器1壳体为金属的或部分为金属的，填充剂容器1外壳可加塑料层或其它绝缘物质绝缘保护层。可选择地，所述填充剂容器1的外壳的侧翼绝缘，其底部构成填充剂容器1的负极。
所述填充剂容器预留有空气层，由吸气泵6连接的吸气管与填充剂容器预留的空气层相通。
进一步说，所述填充剂也可以是其它导电的带有通气孔或气流通道的载体，或者为混合有电解液或电池充电液的带有通气孔或气流通道的载体。
所述填充剂层3整体将保护性腔体2及半导体制冷装置4包围。
进一步说，一直流马达或负载9连接于所述填充剂容器1壳体，并通过开关连接于所述电容器的负极板上。
一电容器或电容器组(例如400V，1800μF的电解电容器)的负极连接于所述填充剂容器1壳体，并通过开关连接于所述电容器2a的负极板上，其正极连接于中空的金属导体T1，所述电容器或电容器组为极性电容与非极性电容并联构成。
由于本发明采用了上述技术方案，当启动吸空气泵时，空气首先通过空气引入管通入保护性腔体中，一部分空气通过中空的金属导体引入放电腔，其余的空气通过保护性腔体底部或侧翼小孔通向填充剂，并通过填充剂上部的贝壳粉层，经填充剂容器预留的空气层处的吸气管通过吸气泵排出。经吸气泵排出的部分气体通过与新空气会合后经空气引入管参与循环。由于电容器积聚了大量离子，通过电容器的负极板及其填充剂容器1壳体，即可引出电流，驱动各种负载，或利用能量储存装置(例如大型蓄电池)储存能量。
附图说明
图1为本发明选择的一种结构原理图
具体实施方式
收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：所述装置包括：
a、强制空气流动以带入正负离子的吸气泵或空气压缩机，
b、允许所述空气在其内部流动并分别积聚正负离子的离子分离及收集装置，
C、利用高电压引导正负离子的引导装置。
根据本发明，为了有效地加快空气中正负离子的分离速度，所述离子分离及收集装置中设有与空气接触的填充剂。
所述离子分离及收集装置包括一容器壳体，与所述容器壳体连通的空气入口，设置于所述容器内并用于与空气接触的填充剂，所述填充剂为带有空隙及极性的填充剂。
根据本发明，所述装置包括：
2、电源装置8，与所述电源装置连接的电流、电压和频率控制装置8a，8b，8c，
2、强制空气流动以带入正负离子的空气引入装置，
3、允许空气在其内部流动并分别积聚正负离子的离子分离及收集装置。
所述空气引入装置为吸空气泵6或空气压缩机，所述离子分离装置包括带有正负极板的电容器2a，所述电容器2a正极板连接有中空的金属导体T1，所述中空的金属导体T1一端连接于薄片金属片5上，所述中空的金属导体T1的一部分和薄片金属片5包封于一保护性腔体2中，所述保护性腔体2底部或侧翼设有小孔，所述保护性腔体2整体处于一填充剂容器1中，空气引入管T0穿过所述填充剂容器1并通入保护性腔体2中，其管嘴朝向薄片金属片5的横切面，例如恰好对准薄片金属片5的横切面的中心，中空的金属导体T1与电容器2a正极板的非接触部分外表面有绝缘保护层，中空的金属导体T1出口通向由高压电路板7控制的放电腔或放电电场7a，中空的金属导体T1的出口与放电腔或放电电场7a相距约1.2厘米，也可为0.6-1.5厘米，所述填充剂容器1上部与放电腔或放电电场7a相通，所述高压电路板7与直流电力供应系统8连接。
所述保护性腔体2由铝合金或不锈钢制成。
根据本发明，一半导体制冷装置设置于填充剂容器中，其冷端紧贴保护性腔体2，热端朝向填充剂层3。
所述半导体制冷装置连接于电源DC1(8a)。
所述高压电路板7连接于电源DC2(8b)。
所述电容器2a的负极板通过继电器连接到填充剂容器1的外壳的负极，继电器由电源DC3(8c)控制。
填充剂容器1为方形、球形、半球形或椭球形，其壳体为金属制作，部分绝缘。
中空的金属导体T1优选铜管，当然，也可选用其它导电性良好的中空导体。
所述填充剂层3由海砂、硫酸及甲醇和苯甲醇构成，按重量比计：以海砂的重量基准为100计，硫酸的比例为海砂的0.5-1％，甲醇的比例为海砂的3-5％，苯甲醇的比例为海砂的3-5％，在所述填充剂层的上部，分布有多孔的贝壳粉层3a，多孔的贝壳粉层3a比例为海砂的10-20％。
所述填充剂层3与多孔的贝壳粉层3a占据填充剂容器1/3-2/3的内部空间，所述填充剂容器1壳体为金属的或部分为金属的，填充剂容器1外壳可加塑料层或其它绝缘物质绝缘保护层。可选择地，所述填充剂容器1的外壳的侧翼绝缘，其底部构成填充剂容器1的负极。或者，填充剂容器1内部的正离子，由放电腔或放电电场7a的负电极吸引，引导容器1外壳或其一部分变为负电极。
所述填充剂容器预留有空气层，由吸气泵6连接的吸气管与填充剂容器预留的空气层相通。
进一步说，所述填充剂也可以是其它导电的带有通气孔或气流通道的载体，或者为混合有电解液或电池充电液的带有通气孔或气流通道的载体。
所述填充剂层3整体将保护性腔体2及半导体制冷装置4包围。
进一步说，一直流马达或负载9连接于所述填充剂容器1壳体，并通过开关连接于所述电容器的负极板上。
一电容器或电容器组(例如400V，1800μF的电解电容器)的负极连接于所述填充剂容器1壳体，并通过开关连接于所述电容器2a的负极板上，其正极连接于中空的金属导体T1，所述电容器或电容器组为极性电容与非极性电容并联构成。
如图1所示：10a为开关，10为连接于开关10a的直流电源，T2及T3分别为连接于吸气泵6的管路。
本发明所选择的一组元器件参数是：
半导体制冷装置：功率25W，电压12V；
吸空气泵：12V，400mA；
高压电路板：输入12V，700mA，输出1200V-1600V。
电容：1000V
非极性电容：250V，1.5μF
装置外壳尺寸：15cm×15cm×10cm
本发明工作时，按如下程序进行：
1、先由半导体制冷装置工作5秒，
2、抽气10秒
3、控制高压板工作8-10秒。
所述半导体制冷装置连续或按设定的时间工作。
Claims (10)
1、收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：所述装置包括：
a、强制空气流动以带入正负离子的空气引入装置，
b、允许所述空气在其内部流动并分别积聚正负离子的离子分离及收集装置，所述离子分离及收集装置中设有与空气接触的填充剂，
C、利用高电压引导正负离子的引导装置。
2、根据权利要求1所述的收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：所述离子分离及收集装置包括一容器壳体，与所述容器壳体连通的空气入口，设置于所述容器内并用于与空气接触的填充剂，所述填充剂为带有空隙及极性的填充剂，所述填充剂也可以是其它导电的带有通气孔或气流通道的载体，或者为混合有电解液或电池充电液的带有通气孔或气流通道的载体。
3、根据权利要求1所述的收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：所述装置包括：
1、电源装置，与所述电源装置连接的电流、电压和频率控制装置，
2、强制空气流动以带入正负离子的空气引入装置，
3、允许所述空气在其内部流动并分别积聚正负离子的离子分离及收集装置，
所述空气引入装置为吸空气泵或空气压缩机，所述离子分离装置包括带有正负极板的电容器(2a)，所述电容器(2a)正极板连接有中空的金属导体(T1)，所述中空的金属导体(T1)一端连接于薄片金属片(5)上，所述中空的金属导体(T1)的一部分和薄片金属片(5)包封于一保护性腔体(2)中，所述保护性腔体(2)底部或侧翼设有小孔，所述保护性腔体(2)整体处于一填充剂容器(1)中，所述保护性腔体(2)由铝合金或不锈钢制成，空气引入管(T0)穿过所述填充剂容器(1)并通入保护性腔体(2)中，中空的金属导体(T1)与电容器(2a)正极板的非接触部分外表面有绝缘保护层，中空的金属导体(T1)出口通向由高压电路板(7)控制的放电腔或放电电场(7a)，中空的金属导体(T1)的出口与放电腔或放电电场(7a)相距1.2-1.5厘米，所述填充剂容器(1)上部与放电腔或放电电场(7a)相通，所述高压电路板(7)与直流电力供应系统(8)连接。
4、根据权利要求1或2或3所述的收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：一半导体制冷装置设置于填充剂容器中，其冷端紧贴保护性腔体(2)，热端朝向填充剂层(3)。
5、根据权利要求4所述的收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：电容器或电容器组的负极连接于所述填充剂容器(1)壳体，并通过开关连接于所述电容器(2a)的负极板上，其正极连接于中空的金属导体(T1)，所述电容器或电容器组为极性电容与非极性电容并联构成。
6、根据权利要求5所述的收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：所述半导体制冷装置连接于电源(8a)，所述高压电路板(7)连接于电源(8b)，所述电容器(2a)的负极板通过继电器连接到填充剂容器(1)的外壳的负极，继电器由电源(8c)控制，一直流马达或负载(9)连接于所述填充剂容器(1)壳体，并通过开关连接于所述电容器的负极板上。
7、根据权利要求6所述的收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：填充剂容器(1)为方形、球形、半球形或椭球形，其壳体为金属制作，部分绝缘，所述填充剂层(3)整体将保护性腔体(2)及半导体制冷装置(4)包围。
8、根据权利要求7所述的收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：空气引入管(T0)的管嘴朝向薄片金属片(5)的横切面，或对准薄片金属片(5)的横切面的中心，中空的金属导体(T1)为铜管或选用其它导电性良好的中空导体。
9、根据权利要求8所述的收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：所述填充剂层(3)由海砂、硫酸及甲醇和苯甲醇构成，按重量比计：以海砂的重量基准为100计，硫酸的比例为海砂的0.5-1％，甲醇的比例为海砂的3-5％，苯甲醇的比例为海砂的3-5％，在所述填充剂层的上部，分布有多孔的贝壳粉层3a，多孔的贝壳粉层3a比例为海砂的10-20％。
10、根据权利要求9所述的收集空气中的离子及其利用所述离子的装置，其特征在于：所述填充剂层(3)与多孔的贝壳粉层(3a)占据填充剂容器1/3-2/3的内部空间，所述填充剂容器(1)壳体为金属的或部分为金属的，填充剂容器(1)外壳可加塑料层或其它绝缘物质绝缘保护层，可选择地，所述填充剂容器(1)的外壳的侧翼绝缘，其底部构成填充剂容器(1)的负极，或者，填充剂容器(1)内部的正离子，由放电腔或放电电场(7a)的负电极吸引，引导填充剂容器(1)外壳或其一部分变为负电极，所述填充剂容器预留有空气层，由吸气泵(6)连接的吸气管与填充剂容器预留的空气层相通。
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2006
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| PB01 | Publication | ||
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Open date: 20061220 |