RU128391U1

RU128391U1 - ELECTRIC CAPACITOR

Info

Publication number: RU128391U1
Application number: RU2012147361/07U
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Тарабанов
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2013-05-20

Abstract

Электрический конденсатор, состоящий из корпуса, электрических выводов, электропроводящих пластин с помещенным между ними разделяющим веществом, по которому осуществляется перенос положительного и отрицательного носителей, в разделяющее вещество введено активное начало, расположенное на твердой подложке, отличающийся тем, что дополнительно содержит два полых цилиндра - внешний и внутренний, расположенные коаксиально с зазором между ними и скрепленные крышками сверху и снизу, упомянутый зазор представляет собой полость, в верхней крышке установлены втулки для заполнения полости жертвенным веществом в виде порошка с заданной пароиспоряемостью и выхода газов нагретого жертвенного вещества, упомянутые электропроводящие пластины расположены во внутреннем цилиндре, в верхней и нижней крышках в области полости внутреннего цилиндра установлены втулки для прохождения воздуха через эту полость.An electric capacitor consisting of a housing, electrical leads, electrically conductive plates with a separating substance placed between them, through which positive and negative carriers are transferred, an active principle is introduced into the separating substance, located on a solid substrate, characterized in that it additionally contains two hollow cylinders - external and internal, located coaxially with a gap between them and fastened with covers at the top and bottom, said gap is a cavity in the upper bushings are installed for filling the cavity with a sacrificial substance in the form of a powder with a given vaporization and gas outlet of the heated sacrificial substance, the aforementioned electrically conductive plates are located in the inner cylinder, and bushings are installed in the upper and lower covers in the region of the cavity of the inner cylinder for air to pass through this cavity.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и электроники, в частности, к устройствам, накапливающим электрические заряды, и может быть использована при создании конденсаторов с повышенной электроемкостью.The utility model relates to the field of electrical engineering and electronics, in particular, to devices that accumulate electric charges, and can be used to create capacitors with increased electric capacity.

Широко известны конденсаторы, состоящие из корпуса, электрических выводов, электропроводящих пластин и помещенного между указанными пластинами разделяющего вещества, патент РФ на изобретение №2266585, аналог. Недостатком указанного конденсатора является недостаточно высокая удельная электроемкость. Известен также электрический конденсатор с повышенной по сравнению с предыдущим аналогом удельной электроемкостью. Известный электрический конденсатор, патент РФ на полезную модель №.104768, прототип, состоит из корпуса, электрических выводов, электропроводящих пластин и помещенного между указанными пластинами разделяющего вещества, по которому осуществляется перенос положительного и отрицательного носителей, а в разделяющее вещество, используемое в качестве носителя, введено активное начало, расположенное на твердой подложке. Недостатком указанного прототипа является резко падающая емкость по экспоненциальному закону во времени. Поэтому выходное электрическое напряжение на выводах конденсатора, как правило, низкое, что ограничивает время заряда и разряда конденсатора и снижает его функциональные возможности.Widely known are capacitors, consisting of a housing, electrical leads, conductive plates and a separating substance placed between said plates, RF patent for invention No. 2266585, analogue. The disadvantage of this capacitor is not high enough specific power. Also known is an electric capacitor with a higher specific electric capacity compared to the previous analogue. Known electrical capacitor, RF patent for utility model No. 104768, a prototype, consists of a housing, electrical leads, conductive plates and a separating substance placed between said plates, through which positive and negative carriers are transferred, and to the separating substance used as a carrier , introduced the active principle located on a solid substrate. The disadvantage of this prototype is a sharply falling capacity exponentially in time. Therefore, the output voltage at the terminals of the capacitor is usually low, which limits the time of charge and discharge of the capacitor and reduces its functionality.

Задачей полезной модели является увеличение времени заряда и разряда конденсатора и расширение его функциональных возможностей.The objective of the utility model is to increase the charge and discharge time of the capacitor and expand its functionality.

Решение указанной задачи достигается тем, что конденсатор дополнительно содержит два полых цилиндра - внешний и внутренний, расположенные коаксиально с зазором между ними и скрепленные крышками сверху и снизу, упомянутый зазор представляет собой полость, в верхней крышке установлены втулки для заполнения полости жертвенным веществом в виде порошка с заданной пароиспоряемостью и выхода газов нагретого жертвенного вещества, упомянутые электропроводящие пластины расположены во внутреннем цилиндре, в верхней и нижней крышках в области полости внутреннего цилиндра установлены втулки для прохождения воздуха через эту полость.The solution to this problem is achieved by the fact that the condenser additionally contains two hollow cylinders - an external and an internal one, located coaxially with a gap between them and fastened with lids at the top and bottom, the said gap is a cavity, bushings are installed in the upper cover to fill the cavity with a sacrificial substance in the form of powder with a given vapor evaporation and gas outlet of the heated sacrificial substance, the said electrically conductive plates are located in the inner cylinder, in the upper and lower covers in the region of Cavities of the inner cylinder are equipped with bushings for the passage of air through this cavity.

Вышеперечисленные признаки позволяют достичь значительного спектра практического применения конденсатора в промышленности.The above features allow you to achieve a significant range of practical applications of the capacitor in industry.

На фиг.1 представлено схематическое изображение предлагаемого конденсатора, а на фиг.2 - схематическое изображение предлагаемого конденсатора, вид А, где:Figure 1 presents a schematic illustration of the proposed capacitor, and figure 2 is a schematic illustration of the proposed capacitor, view A, where:

1 - корпус конденсатора,1 - capacitor housing,

2 и 3 - внешний и внутренний цилиндры,2 and 3 - outer and inner cylinders,

4 и 5 - нижняя и верхняя крышка между цилиндрами 1 и 2,4 and 5 - the lower and upper cover between the cylinders 1 and 2,

6 - втулка,6 - sleeve

7 и 8 - коаксиально расположенные электрические выводы конденсатора,7 and 8 - coaxially located electrical terminals of the capacitor,

9 - электропроводящие пластины с помещенным между ними разделяющим веществом, по которому осуществляется перенос положительного и отрицательного носителей, а в разделяющее вещество, используемое в качестве носителя, введено активное начало, расположенное на твердой подложке,9 - conductive plates with a separating substance placed between them, through which the positive and negative carriers are transferred, and an active principle located on a solid substrate is introduced into the separating substance used as a carrier,

10 и 11 - втулка и задвижка,10 and 11 - sleeve and valve,

12 - полость между цилиндрами 2, 3 и крышками 4, 5,12 - the cavity between the cylinders 2, 3 and the covers 4, 5,

13 - сборная плата проводников электропроводящих пластин 9,13 - a collection board of conductors of conductive plates 9,

14 - проводники электропроводящих пластин 9,14 - conductors of conductive plates 9,

15 - жертвенное вещество в виде порошка (например, полимеры на основе фенола).15 - a sacrificial substance in the form of a powder (for example, phenol-based polymers).

В корпус 1 конденсатора встроены два полых цилиндра - внешний 2 и внутренний 3, расположенные друг относительно друга коаксиально с зазором, соединенные крышками верхней 5 и нижней 4, образуя полость 12.Two hollow cylinders are built into the condenser body 1 - an external 2 and an internal 3, located relative to each other coaxially with a gap, connected by covers of the upper 5 and lower 4, forming a cavity 12.

В верхней крышке 5 установлены втулки 10 с задвижками 11. Полость 12 заполнена жертвенным веществом 15 в виде порошка (например, полимер на основе фенола), которое подается полость через втулки 10 с задвижками 11. Во внутренний металлический цилиндр 3 помещены электропроводящие пластины 9. Во внутренний металлический цилиндр 3 также помещены коаксиально расположенные электрические выводы 7 и 8 конденсатора, сборная плата 13 с проводниками 14. На верхней 5 и нижней 4 крышках в области внутреннего цилиндра установлены втулки 6.In the top cover 5, bushings 10 with valves 11 are installed. The cavity 12 is filled with a sacrificial substance 15 in the form of a powder (for example, phenol-based polymer), which is fed through the bushings 10 with valves 11. An electrically conductive plate 9 is placed in the inner metal cylinder 3. the inner metal cylinder 3 is also placed coaxially located electrical terminals 7 and 8 of the capacitor, the assembly board 13 with conductors 14. On the upper 5 and lower 4 covers in the region of the inner cylinder are installed bushings 6.

Предлагаемая конструкция конденсатора охлаждается в течение времени испарения жертвенного вещества 15 в виде порошка, находящегося в полости 12, куда подается через втулку 10 с задвижкой 11. Втулки 10 с задвижками 11 предназначены для загрузки жертвенного вещества 15 и удаления газов нагретого жертвенного вещества 15. Количество жертвенного вещества должно обеспечивать непрерывную работу конденсатора в течение заданного времени.The proposed design of the condenser is cooled during the time of evaporation of the sacrificial substance 15 in the form of a powder located in the cavity 12, which is fed through the sleeve 10 with the valve 11. The bushings 10 with valves 11 are designed to load the sacrificial substance 15 and remove the gases of the heated sacrificial substance 15. The amount of sacrificial substances should ensure continuous operation of the capacitor for a given time.

В полости 12 происходит нагрев жертвенного вещества 15, так как температура электропроводящих пластин 9 может быть порядка 800°С. Жертвенное вещество 15 нагревается до температуры его испарения, поэтому газ жертвенного вещества 15 удаляется из полости 12. Скорость удаления газов жертвенного вещества 15 через втулку 10 регулируется задвижкой 11, газ направляется в специальный теплообменник (на фигуре не показан). Втулки 6 в верхней 5 и нижней 4 крышках над полостью внутреннего цилиндра 3 задвижек не имеют, поэтому охлаждение полости внутреннего цилиндра 3 осуществляется потоком воздуха окружающей среды за счет конвекционного потока, исходящего снизу вверх. Пока происходит испарение жертвенного вещества 15, электрическая емкость конденсатора во времени будет постоянная, и электрическое напряжение на выводах 7 и 8 будет стабильным.In the cavity 12, the sacrificial substance 15 is heated, since the temperature of the electrically conductive plates 9 can be of the order of 800 ° C. The sacrificial substance 15 is heated to its evaporation temperature, so the gas of the sacrificial substance 15 is removed from the cavity 12. The rate of gas removal of the sacrificial substance 15 through the sleeve 10 is controlled by a valve 11, the gas is directed to a special heat exchanger (not shown in the figure). The bushings 6 in the upper 5 and lower 4 covers above the cavity of the inner cylinder 3 have no valves, therefore, the cooling of the cavity of the inner cylinder 3 is carried out by the flow of ambient air due to convection flow coming from the bottom up. While the sacrificial substance 15 evaporates, the electric capacitance of the capacitor will be constant over time, and the voltage at the terminals 7 and 8 will be stable.

В качестве жертвенного вещества 15 может быть использован, например, фенольный полимер. Он должен обладать хорошей абляционной способностью. Избыточное тепло интенсивно отводится от электропроводящих пластин 9 втулками 6. Жертвенное вещество 15 в виде фенольного полимера широко применяется в космической промышленности. Предлагаемый конденсатор имеет превышение по удельной полезной энергии не менее, чем на два порядка относительно суперконденсаторов и других известных перспективных конденсаторов, превосходит по характеристикам конденсатор - прототип не менее, чем в пять раз, время тока саморазряда τ_{предл.саморазр} ≈ 500 часов, что превышает время саморазряда конденсатора прототипа в 20÷25 раз. Предлагаемый конденсатор позволяет расширить область применения и может найти широкое применение не только для устройств импульсного действия, но и в различных устройствах электротехнической и автомобильной промышленности, например в устройствах ДВС мощных карьерных автомобилей, работающих в суровых условиях крайнего Севера и другой технике.As the sacrificial substance 15, for example, a phenolic polymer can be used. He must have good ablative ability. Excess heat is intensively removed from the conductive plates by 9 sleeves 6. The sacrificial substance 15 in the form of a phenolic polymer is widely used in the space industry. The proposed capacitor has an excess in specific useful energy of at least two orders of magnitude relative to supercapacitors and other promising promising capacitors, surpasses the characteristics of a capacitor - prototype by at least five times, self-discharge current time τ _proposed self- _discharge ≈ 500 hours, which exceeds the self-discharge time of the prototype capacitor is 20 ÷ 25 times. The proposed capacitor allows you to expand the scope and can be widely used not only for pulsed devices, but also in various devices of the electrical and automotive industries, for example, in ICE devices of powerful quarry cars operating in harsh conditions of the Far North and other equipment.

Claims

An electric capacitor consisting of a housing, electrical leads, electrically conductive plates with a separating substance placed between them, through which positive and negative carriers are transferred, an active principle is introduced into the separating substance, located on a solid substrate, characterized in that it additionally contains two hollow cylinders - external and internal, located coaxially with a gap between them and fastened with covers at the top and bottom, said gap is a cavity in the upper bushings are installed for filling the cavity with a sacrificial substance in the form of a powder with a given vaporization and gas outlet of the heated sacrificial substance, the aforementioned electrically conductive plates are located in the inner cylinder, and bushings are installed in the upper and lower covers in the region of the cavity of the inner cylinder for air to pass through this cavity.