【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及新概念特殊用途電源，具體為一種應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置和方法。
技術介紹
1、利用低導電率流體作為電解液的金屬板電能輸出裝置，整體浸潤在開放無邊界的流體連通域當中，無需攜帶專用的電解液，具有高穩定性輸出和長壽命的特點。由于開放流體連通域本身的低導電性，多個單體難以串聯運行，單體的輸出電壓和功率就很低，當負載需要的電壓較高時，不得不采用逆變升壓電路模塊來提高電壓，逆變升壓模塊自身電子元器件的特性問題會造成系統整體效率嚴重下降，阻礙了該類型能源輸出裝置的實際工程應用。目前提出的大部分相關技術都沒有考慮如何提升輸出電壓和運行效率的問題（參考專利：cn201810253210.x，cn202121278149.8，?cn202010672253.9等等）。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是：克服現有低導電率流體作為電解液的金屬板對極電能輸出裝置流體連通域中難以串聯使用的缺點，提供一種應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置和方法，實現高電壓和大功率輸出，且自身結構升高了模塊內部低導電率流體的溫度，增強了電解液與金屬板對極界面的化學反應活性，使系統整體運行效率和輸出功率提高，同時摒棄了降低系統運行效率的升壓模塊，直接對負載高壓高功率輸出，降低了系統的復雜度和故障率，提升效率的同時，降低了整體制造和運行成本，推動利用低導電率流體作為電解液的金屬板電能輸出裝置在連通域中實際工程中有效應用。
2、本專利技術解決上述問題采用的技術方
3、一種應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置，包括以下至少一個電能輸出模塊，電能輸出模塊包括：
4、絕緣體艙，內部有金屬板對極，金屬板對極的引線從絕緣體艙伸出，絕緣體艙下端側面設有下口，絕緣體艙上端面設有上口；
5、入流通道與下口連接，入流通道貼在絕緣體艙表面螺旋環繞一周以后，以進口收尾，進口在絕緣體艙底部向下；出流通道與上口連接，出流通道貼在絕緣體艙表面螺旋環繞一周以后，以出口收尾，出口在絕緣體艙頂部向上。在一實施方式中，入流通道和出流通道相互貼在一起并行排列。
6、一種應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出方法，由以上應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置執行，包括：
7、低導電率流體從外部連通域沿著進口、入流通道、下口，進入絕緣體艙；
8、絕緣體艙內部的低導電率流體在內阻焦耳熱和金屬板電極的正極和負極的界面反應熱的熱動力驅動下，沿著上口、出流通道、出口，進入外部連通域。
9、在以上技術方案中，低導電率流體連通域中的流體進入絕緣體艙，作為電解液與金屬板對極相互作用發生電化學反應，金屬板電極間形成電勢差，通過引線對外輸出電能，同時金屬板對極之間的液體的內阻產生焦耳熱，以及低導電率流體與金屬板對極表面的能量轉化生成界面反應熱，都會使絕緣艙內的流體溫度上升，溫度高的流體密度相對較低上浮，在絕緣體艙內形成溫度和密度的梯度，產生對流驅動力，溫度高的流體自絕緣艙上口進入出流通道以右螺旋模式流動最后到達出口，進入流體連通域，同時向上擴散，而位于入口附近的連通域溫度較低的流體從入口進入，經入流通道以左螺旋模式流動最后到達絕緣艙下口，進入絕緣艙內部，補充已經消耗過的流體，入流通道和出流通道貼在一起，二者內部的流體存在溫度差異，溫度高的流體熱量向溫度低的流體傳遞，完成熱交換。多個上述模塊陣列排放，金屬板對極依次串聯連接，入流通道和出流通道內低電導率的等效電阻遠遠大于串聯導線的電阻，多個模塊串聯后總的輸出電壓升高，電壓值接近于單個模塊輸出電壓的模塊數量的倍數。
10、本專利技術與現有技術相比的有益效果在于：
11、（1）絕緣艙結構保證一組金屬板對極模塊化，為多模塊串聯升壓提供了結構基礎；
12、（2）入流通道和出流通道增加了低導電率流體的長度，雖然多個模塊同處于一個連通域，但相互間的連同電阻增加，從電路上保證了多模塊串聯升壓；
13、（3）入流通道和出流通道兩個方向的螺旋結構貼在一起，低導電率流體通過的過程中熱量交換，絕緣艙內部的低導電率流體溫度升高，從熱學上保證了低溫環境下電化學反應能夠高效率持續進行；
14、（4）絕緣體艙內部溫升形成對流驅動，自動完成與外界連通域的低電導率流體的更新代換，保證了能量輸出的持續穩定。
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1.一種應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置，其特征在于，包括以下至少一個電能輸出模塊，電能輸出模塊包括：
2.根據權利要求1所述的應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置，其特征在于，下口（4）和上口（5）在橫向位置上相互錯開。
3.根據權利要求1所述的應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置，其特征在于，入流通道（6）的材料和絕緣體艙（1）的材料一致，入流通道（6）貼著絕緣體艙表面，以左螺旋模式繞絕緣體艙旋轉一周；出流通道（8）與上口（5）連接，出流通道（8）的材料也與絕緣體艙的材料一致，貼著絕緣體艙表面，以右螺旋模式繞絕緣體艙旋轉一周。
4.根據權利要求1所述的應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置，其特征在于，入流通道（6）和出流通道（8）一側的外表面相互貼在一起并行排列。
5.根據權利要求1所述的應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置，其特征在于，包括多個電能輸出模塊，多個電能輸出模塊陣列式排放在低導電率流體域中，由導線串聯連接，導線外包覆絕緣層，依次將相鄰電能輸出模塊的活潑金屬極與下
6.一種應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出方法，其特征在于，由根據權利要求1-5中任一項所述的應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置執行，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置，其特征在于，包括以下至少一個電能輸出模塊，電能輸出模塊包括：
2.根據權利要求1所述的應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置，其特征在于，下口（4）和上口（5）在橫向位置上相互錯開。
3.根據權利要求1所述的應用于低導電率流體連通域串聯升壓的電能輸出裝置，其特征在于，入流通道（6）的材料和絕緣體艙（1）的材料一致，入流通道（6）貼著絕緣體艙表面，以左螺旋模式繞絕緣體艙旋轉一周；出流通道（8）與上口（5）連接，出流通道（8）的材料也與絕緣體艙的材料一致，貼著絕緣體艙表面，以右螺旋模式繞絕緣體艙旋轉一周。
4.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王厚生，馬本棟，王建超，白潔，董海虹，靳鵬云，溫乃瑾，陳星汝，薛敬丹，
申請(專利權)人：中國科學院電工研究所，
類型：發明
國別省市：
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