Claims (89)
1. Устройство для преобразования энергии текучей среды в электрическую энергию, содержащее1. A device for converting fluid energy into electrical energy, containing
сосуд высокого давления, имеющий впускное отверстие для текучей среды и выполненный с возможностью удерживания текучей среды, находящейся под давлением, от указанного впускного отверстия в сосуде высокого давления;a pressure vessel having a fluid inlet and configured to retain pressurized fluid from said inlet in the pressure vessel;
пару электродов накопления заряда, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль направления накапливания заряда и размещенных внутри сосуда высокого давления; иa pair of charge storage electrodes spaced apart along a charge storage direction and housed within the pressure vessel; and
генератор электрического поля, выполненный с возможностью генерирования электрического поля в сосуде высокого давления вдоль направления поля для разделения заряженных частиц в текучей среде. an electric field generator configured to generate an electric field in the pressure vessel along a field direction to separate charged particles in the fluid.
2. Устройство по п. 1, в котором электрическое поле представляет собой ионизирующее электрическое поле для ионизации текучей среды.2. The apparatus of claim 1 wherein the electric field is an ionizing electric field to ionize the fluid.
3. Устройство по п. 1 или 2, в котором генератор электрического поля содержит пару электродов генерирования поля, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль направления поля и находящихся на обеих сторонах сосуда высокого давления.3. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the electric field generator comprises a pair of field generating electrodes spaced apart along the field direction and located on both sides of the pressure vessel.
4. Устройство по п. 3, в котором электроды генерирования поля электрически изолированы от сосуда высокого давления.4. Apparatus according to claim 3, wherein the field generation electrodes are electrically isolated from the pressure vessel.
5. Устройство по любому предыдущему пункту, в котором направления поля и накапливания заряда по существу параллельны.5. An apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the directions of the field and charge accumulation are substantially parallel.
6. Устройство по любому предыдущему пункту, в котором сосуд высокого давления содержит перегородку между накапливающими электродами, уплотняющую этот сосуд высокого давления в первой части, соединенной с входным отверстием и содержащей один из указанных накапливающих электродов, и во второй части, соединенной с дополнительным впускным отверстием и содержащей другой из указанных накапливающих электродов.6. The device according to any previous claim, in which the pressure vessel contains a partition between the storage electrodes, sealing this pressure vessel in the first part connected to the inlet and containing one of the said storage electrodes, and in the second part connected to the additional inlet and containing the other of said storage electrodes.
7. Устройство по любому предыдущему пункту, содержащее приспособление задержки тока для задержки протекания тока от накапливающего электрода до тех пор, пока на указанном накапливающем электроде не накопится количество заряда. 7. The device according to any preceding claim, comprising a current delay device for delaying the flow of current from the storage electrode until an amount of charge has accumulated on said storage electrode.
8. Устройство по п. 7, в котором приспособление задержки тока содержит дополнительный сосуд высокого давления, уплотненный вокруг части накапливающего электрода, выступающей от указанного сосуда высокого давления, и дополнительный электрод, расположенный в указанном дополнительном сосуде высокого давления, причем соответствующие свободные концы накапливающего электрода и дополнительного электрода между собой задают искровой промежуток.8. The apparatus of claim 7, wherein the current delay device comprises an additional pressure vessel sealed around a portion of the storage electrode protruding from said pressure vessel and an additional electrode located in said additional pressure vessel, wherein the respective free ends of the accumulation electrode and an additional electrode between themselves set a spark gap.
9. Устройство по любому из пп. 1-4, содержащее один электрод накопления заряда вместо пары электродов накопления заряда.9. The device according to any one of paragraphs. 1-4 comprising one charge storage electrode instead of a pair of charge storage electrodes.
10. Устройство по любому предыдущему пункту, содержащее источник электромагнитного излучения для облучения текучей среды, находящейся под давлением внутри сосуда высокого давления.10. An apparatus according to any one of the preceding claims, comprising an electromagnetic radiation source for irradiating a pressurized fluid within a pressure vessel.
11. Устройство по п. 10, в котором источник электромагнитного излучения выполнен с возможностью генерирования электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от 120 нм до 820 нм. 11. The device according to claim 10, in which the source of electromagnetic radiation is configured to generate electromagnetic radiation in the wavelength range from 120 nm to 820 nm.
12. Способ преобразования энергии текучей среды, находящейся под давлением, в электрическую энергию, включающий12. A method of converting the energy of a pressurized fluid into electrical energy, comprising
обеспечение поддержания давления текучей среды, находящейся под давлением, внутри сосуда высокого давления;maintaining the pressure of the pressurized fluid within the pressure vessel;
приложение электрического поля к текучей среде, находящейся под давлением внутри сосуда высокого давления, что обеспечивает разделение положительно и отрицательно заряженных частиц текучей среды вдоль направления указанного электрического поля с одними из положительно или отрицательно заряженных частиц;applying an electric field to the pressurized fluid within the pressure vessel to separate the positively and negatively charged fluid particles along the direction of said electric field with one of the positively or negatively charged particles;
накопление по меньшей мере части одного или каждого типа из положительно и отрицательно заряженных частиц в соответствующем токосъемнике иaccumulating at least a portion of one or each type of positively and negatively charged particles in a respective current collector, and
потребление тока от одного из токосъемников для подачи электрической энергии на нагрузку. current consumption from one of the current collectors to supply electrical energy to the load.
13. Способ по п. 12, включающий ионизацию текучей среды путем приложения электрического поля к потоку текучей среды для получения ионизированной текучей среды, содержащей отрицательно и положительно заряженные частицы.13. The method of claim. 12, including ionizing the fluid by applying an electric field to the fluid flow to obtain an ionized fluid containing negatively and positively charged particles.
14. Способ по п. 13, в котором ионизация текучей среды включает генерирование плазмы.14. The method of claim 13, wherein the ionization of the fluid comprises generating a plasma.
15. Способ по п. 13 или 14, в котором ионизация текучей среды включает инициирование разряда, например темного или коронного разряда.15. The method of claim 13 or 14, wherein the ionization of the fluid comprises initiating a discharge, such as a dark or corona discharge.
16. Способ по любому из пп. 12-15, включающий задержку протекания тока от токосъемника или токосъемников до тех пор, пока на указанных токосъемниках не накопится количество заряда. 16. The method according to any one of paragraphs. 12-15, which includes delaying the flow of current from the current collector or current collectors until an amount of charge has accumulated on said current collectors.
17. Способ по п. 16, в котором задержка протекания тока включает задержку протекания тока до тех пор, пока в искровом промежутке между свободным концом указанного токосъемника или токосъемников, выступающим наружу от сосуда высокого давления, и соответствующим токоприемным электродом не возникнет искра.17. The method of claim 16, wherein delaying the flow of current includes delaying the flow of current until a spark occurs in the spark gap between the free end of said current collector or current collectors protruding outward from the pressure vessel and the corresponding current-collecting electrode.
18. Способ по любому из пп. 12-17, включающий облучение текучей среды, находящейся под давлением, электромагнитным излучением, при этом обеспечивая поддержание давления текучей среды, находящейся под давлением, внутри сосуда высокого давления. 18. The method according to any one of paragraphs. 12-17, which includes irradiating the pressurized fluid with electromagnetic radiation, while maintaining the pressure of the pressurized fluid inside the pressure vessel.
19. Способ по любому из пп. 12-17, включающий облучение текучей среды, находящейся под давлением, электромагнитным излучением в диапазоне длин волн от 120 нм до 820 нм, при этом обеспечивая поддержание давления текучей среды, находящейся под давлением, внутри сосуда высокого давления.19. The method according to any one of paragraphs. 12-17, which includes irradiating the pressurized fluid with electromagnetic radiation in the wavelength range from 120 nm to 820 nm, while maintaining the pressure of the pressurized fluid inside the pressure vessel.
20. Устройство для преобразования энергии текучей среды в электрическую энергию, содержащее20. A device for converting fluid energy into electrical energy, comprising
проточную камеру, имеющую впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстия для текучей среды;a flow chamber having a fluid inlet and a fluid outlet;
пару электродов накопления заряда, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль направления накапливания заряда и размещенных внутри проточной камеры; и a pair of charge storage electrodes spaced apart along a charge storage direction and housed within the flow chamber; and
генератор электрического поля, выполненный с возможностью генерирования электрического поля в проточной камере вдоль направления поля для разделения заряженных частиц в текучей среде; иan electric field generator configured to generate an electric field in the flow chamber along the field direction to separate charged particles in the fluid; and
источник электромагнитного излучения для облучения текучей среды, находящейся под давлением внутри проточной камеры, причем, предпочтительно, источник электромагнитного излучения выполнен с возможностью генерирования электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от 120 нм до 820 нм. an electromagnetic radiation source for irradiating a pressurized fluid within the flow chamber, wherein, preferably, the electromagnetic radiation source is configured to generate electromagnetic radiation in the wavelength range from 120 nm to 820 nm.
21. Способ преобразования энергии текучей среды, находящейся под давлением, в электрическую энергию, включающий21. A method of converting the energy of a pressurized fluid into electrical energy, comprising
обеспечение прохождения текучей среды, находящейся под давлением, через проточную камеру вдоль направления потока с преобразованием потенциальной энергии в кинетическую энергию потока текучей среды;ensuring the passage of the fluid under pressure through the flow chamber along the direction of flow with the conversion of potential energy into kinetic energy of the fluid flow;
приложение электрического поля к текучей среде, протекающей в проточной камере, вырабатываемого генератором электрического поля;applying an electric field to the fluid flowing in the flow chamber generated by the electric field generator;
накопление по меньшей мере части одних или каждых из положительно и отрицательно заряженных частиц на соответствующем токосъемнике; accumulating at least a portion of one or each of the positively and negatively charged particles on a respective current collector;
потребление тока от одного из указанных токосъемников для подачи электрической энергии на нагрузку и current consumption from one of the specified current collectors to supply electrical energy to the load and
облучение текучей среды, находящейся под давлением, электромагнитным излучением, в то же время обеспечивая протекание указанной текучей среды, находящейся под давлением, предпочтительно, облучение текучей среды, находящейся под давлением, электромагнитным излучением в диапазоне длин волн от 120 нм до 820 нм.irradiating the pressurized fluid with electromagnetic radiation while allowing said pressurized fluid to flow, preferably irradiating the pressurized fluid with electromagnetic radiation in the wavelength range of 120 nm to 820 nm.
22. Способ по п. 19 или 21, согласно которому генератор электрического поля содержит пару электродов генерирования поля, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль направления поля и размещенные на каждой стороне проточной камеры, причем электроды генерирования поля электрически изолированы от проточной камеры.22. The method according to claim 19 or 21, wherein the electric field generator comprises a pair of field generation electrodes spaced apart along the direction of the field and placed on each side of the flow chamber, the field generation electrodes being electrically isolated from the flow chamber.
23. Устройство для преобразования энергии текучей среды в электрическую энергию, содержащее23. A device for converting fluid energy into electrical energy, comprising
проточную камеру, имеющую впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстия для текучей среды;a flow chamber having a fluid inlet and a fluid outlet;
пару электродов накопления заряда, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль направления накапливания заряда и размещенных внутри проточной камеры; иa pair of charge storage electrodes spaced apart along a charge storage direction and housed within the flow chamber; and
генератор электрического поля, выполненный с возможностью генерирования электрического поля в проточной камере вдоль направления поля для разделения заряженных частиц в текучей среде; иan electric field generator configured to generate an electric field in the flow chamber along the field direction to separate charged particles in the fluid; and
приспособление задержки тока для задержки протекания тока от накапливающего электрода до тех пор, пока на указанном накапливающем электроде не накопится количество заряда, причем, предпочтительно, приспособление задержки тока содержит дополнительный сосуд высокого давления, уплотненный вокруг части накапливающего электрода, выступающей от указанного сосуда, и дополнительный электрод, расположенный в указанном дополнительном сосуде высокого давления, а соответствующие свободные концы накапливающего электрода и дополнительного электрода между собой задают искровой промежуток. a current delay device for delaying the flow of current from the storage electrode until an amount of charge has accumulated on said storage electrode, and preferably, the current delay device comprises an additional pressure vessel sealed around a portion of the accumulation electrode protruding from said vessel, and an additional an electrode located in the specified additional pressure vessel, and the corresponding free ends of the accumulating electrode and the additional electrode between them define a spark gap.
24. Способ преобразования энергии текучей среды, находящейся под давлением, в электрическую энергию, включающий24. A method of converting the energy of a pressurized fluid into electrical energy, comprising
обеспечение прохождения текучей среды под давлением через проточную камеру вдоль направления потока с преобразованием потенциальной энергии в кинетическую энергию потока текучей среды;ensuring the passage of fluid under pressure through the flow chamber along the direction of flow with the conversion of potential energy into kinetic energy of the fluid flow;
приложение электрического поля к текучей среде, протекающей в проточной камере, вырабатываемого генератором электрического поля;applying an electric field to the fluid flowing in the flow chamber generated by the electric field generator;
накопление по меньшей мере части одних или каждых из положительно и отрицательно заряженных частиц на соответствующем токосъемнике; accumulating at least a portion of one or each of the positively and negatively charged particles on a respective current collector;
потребление тока от одного из указанных токосъемников для подачи электрической энергии на нагрузку иcurrent consumption from one of the specified current collectors to supply electrical energy to the load and
задержку протекания тока от токосъемника или токосъемников до тех пор, пока на указанных токосъемниках не накопится количество заряда, причем, предпочтительно, задержка протекания тока включает задержку протекания тока до тех пор, пока в искровом промежутке между свободным концом указанного токосъемника или токосъемников, выступающим наружу от проточной камеры, и соответствующим токоприемным электродом не возникнет искра. delaying the flow of current from the current collector or current collectors until an amount of charge is accumulated on said current collectors, and preferably, the delay of the current flow includes delaying the flow of current until, in the spark gap between the free end of the specified current collector or current collectors protruding outward from flow chamber and the corresponding current-collecting electrode will not generate a spark.
25. Устройство для преобразования энергии текучей среды в электрическую энергию, содержащее25. A device for converting fluid energy into electrical energy, comprising
проточную камеру, имеющую впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстия для текучей среды;a flow chamber having a fluid inlet and a fluid outlet;
один электрод накопления заряда, размещенный внутри проточной камеры; иone charge storage electrode placed inside the flow chamber; and
генератор электрического поля, выполненный с возможностью генерировать электрическое поле в проточной камере вдоль направления поля для разделения заряженных частиц в текучей среде.an electric field generator configured to generate an electric field in the flow chamber along the field direction to separate charged particles in the fluid.
26. Устройство по пп. 20, 23 или 25, в котором генератор электрического поля содержит пару электродов генерирования поля, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль направления поля и находящихся на обеих сторонах проточной камеры, причем электроды генерирования поля электрически изолированы от проточной камеры.26. The device according to paragraphs. 20, 23, or 25, wherein the electric field generator comprises a pair of field generation electrodes spaced apart along the direction of the field and located on both sides of the flow chamber, the field generation electrodes being electrically isolated from the flow chamber.
27. Устройство по любому из пп. 1-9, 20, 23, 25 или 26, в котором генератор электрического поля выполнен с возможностью генерирования импульсного электрического поля. 27. The device according to any one of paragraphs. 1-9, 20, 23, 25 or 26, wherein the electric field generator is configured to generate a pulsed electric field.
28. Способ по любому из пп. 12-19, 21 или 24, в котором приложение электрического поля включает приложение импульсного электрического поля. 28. The method according to any one of paragraphs. 12-19, 21, or 24, wherein the application of an electric field includes the application of a pulsed electric field.
29. Устройство для преобразования энергии текучей среды в электрическую энергию, содержащее29. A device for converting fluid energy into electrical energy, comprising
проточную камеру, имеющую впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстия для текучей среды;a flow chamber having a fluid inlet and a fluid outlet;
пару электродов накопления заряда, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль направления накопления и размещенных внутри проточной камеры; иa pair of charge storage electrodes spaced apart along the storage direction and placed inside the flow chamber; and
генератор электрического поля, выполненный с возможностью генерирования импульсного электрического поля в проточной камере вдоль направления поля для разделения заряженных частиц в текучей среде.an electric field generator configured to generate a pulsed electric field in the flow chamber along the field direction to separate charged particles in the fluid.
30. Способ преобразования энергии текучей среды, находящейся под давлением, в электрическую энергию, включающий30. A method of converting the energy of a pressurized fluid into electrical energy, comprising
обеспечение прохождения текучей среды под давлением через проточную камеру вдоль направления потока с преобразованием потенциальной энергии в кинетическую энергию потока текучей среды;ensuring the passage of fluid under pressure through the flow chamber along the direction of flow with the conversion of potential energy into kinetic energy of the fluid flow;
приложение импульсного электрического поля к текучей среде, протекающей в проточной камере, с помощью генератора электрического поля;applying a pulsed electric field to a fluid flowing in the flow chamber using an electric field generator;
накопление по меньшей мере части одного или каждого типа из положительно и отрицательно заряженных частиц в соответствующем токосъемнике и accumulating at least a portion of one or each type of positively and negatively charged particles in a respective current collector, and
потребление тока от одного из токосъемников для подачи электрической энергии на нагрузку.current consumption from one of the current collectors to supply electrical energy to the load.
31. Система для преобразования энергии текучей среды в электрическую энергию, содержащая31. A system for converting fluid energy into electrical energy, comprising
устройство по любому из пп. 1-9, 20, 23, 25, 26, 27 или 29; device according to any one of paragraphs. 1-9, 20, 23, 25, 26, 27 or 29;
источник напряжения с ограничением по току для генерирования электрического поля иa current-limiting voltage source to generate an electric field, and
нагрузку, подключенную к одному из электродов накопления заряда.load connected to one of the charge storage electrodes.
32. Система по п. 31, содержащая соединитель для соединения впускного отверстия с контейнером, содержащим текучую среду под давлением.32. The system of claim 31, comprising a connector for connecting the inlet to a container containing pressurized fluid.
33. Система по п. 32, в которой контейнер соединен с соединителем с возможностью демонтажа для обеспечения замены пустого контейнера новым контейнером, содержащим текучую среду под давлением.33. The system of claim. 32, in which the container is connected to the connector with the possibility of disassembly to allow the replacement of an empty container with a new container containing pressurized fluid.
34. Система по любому из пп. 31-33, в которой нагрузка представляет собой электродвигатель.34. The system according to any one of paragraphs. 31-33, in which the load is a motor.
35. Система по п. 34, в которой электродвигатель установлен в электрическом транспортном средстве, например электромобиле или гибридном автомобиле, велосипеде, трехколесном мотоцикле, водном судне, поезде или самолете.35. The system of claim 34 wherein the electric motor is installed in an electric vehicle such as an electric or hybrid vehicle, bicycle, tricycle, boat, train, or aircraft.
36. Система по любому из пп. 31-33, в которой нагрузка содержит сеть электроснабжения, например электрическую подстанцию общего пользования, или сеть электроснабжения одного или более коммерческих или жилых объектов.36. The system according to any one of paragraphs. 31-33, in which the load comprises a power supply network, such as a public electrical substation, or a power supply network for one or more commercial or residential facilities.
37. Устройство по любому из пп. 1-11, 20, 23, 25-27, 29, в котором текучая среда представляет собой газ, например воздух, аргон или неон.37. The device according to any one of paragraphs. 1-11, 20, 23, 25-27, 29, wherein the fluid is a gas such as air, argon or neon.
38. Устройство по любому из пп. 1-11, 20, 23, 25-27, 29, 37, в котором текучая среда представляет собой инертный газ.38. The device according to any one of paragraphs. 1-11, 20, 23, 25-27, 29, 37, wherein the fluid is an inert gas.
39. Устройство по любому из пп. 1-11, 20, 23, 25-27, 29, 37, 38, в котором скорость потока текучей среды отличается от 0,1 мл/мин.39. The device according to any one of paragraphs. 1-11, 20, 23, 25-27, 29, 37, 38, in which the fluid flow rate is different from 0.1 ml/min.
40. Устройство по любому из пп. 1-11, 20, 23, 25-27, 29, 37-39, в котором давление текучей среды отличается от 10 бар. 40. The device according to any one of paragraphs. 1-11, 20, 23, 25-27, 29, 37-39, in which the fluid pressure is different from 10 bar.
41. Устройство по любому из пп. 1-11, 20, 23, 25-27, 29, 37-40, в котором скорость потока текучей среды менее 0,1 мл/мин.41. The device according to any one of paragraphs. 1-11, 20, 23, 25-27, 29, 37-40, wherein the fluid flow rate is less than 0.1 ml/min.
42. Система по любому из пп. 31-36, в которой текучая среда представляет собой газ, например, воздух, аргон или неон.42. The system according to any one of paragraphs. 31-36, in which the fluid is a gas, such as air, argon, or neon.
43. Система по любому из пп. 31-36, 42 в которой текучая среда представляет собой инертный газ.43. The system according to any one of paragraphs. 31-36, 42 wherein the fluid is an inert gas.
44. Система по любому из пп. 31-36, 42, 43, в которой скорость потока текучей среды отличается от 0,1 мл/мин.44. The system according to any one of paragraphs. 31-36, 42, 43, in which the fluid flow rate is different from 0.1 ml/min.
45. Система по любому из пп. 31-36, 42-44, в которой давление текучей среды отличается от 10 бар.45. The system according to any one of paragraphs. 31-36, 42-44, in which the fluid pressure is different from 10 bar.
46. Система по любому из пп. 31-36, 42-45, в которой скорость потока текучей среды менее 0,1 мл/мин.46. The system according to any one of paragraphs. 31-36, 42-45, wherein the fluid flow rate is less than 0.1 ml/min.
47. Способ по любому из пп. 12-19, 21, 22, 24, 28, 30, согласно которому текучая среда представляет собой газ, например, воздух, аргон или неон.47. The method according to any one of paragraphs. 12-19, 21, 22, 24, 28, 30, whereby the fluid is a gas such as air, argon, or neon.
48. Способ по любому из пп. 12-19, 21, 22, 24, 28, 30, 47, согласно которому текучая среда представляет собой инертный газ.48. The method according to any one of paragraphs. 12-19, 21, 22, 24, 28, 30, 47, according to which the fluid is an inert gas.
49. Способ по любому из пп. 12-19, 21, 22, 24, 28, 30, 47, 48, согласно которому скорость потока текучей среды отличается от 0,1 мл/мин.49. The method according to any one of paragraphs. 12-19, 21, 22, 24, 28, 30, 47, 48, according to which the fluid flow rate is different from 0.1 ml/min.
50. Способ по любому из пп. 12-19, 21, 22, 24, 28, 30, 47-49, согласно которому давление текучей среды отличается от 10 бар.50. The method according to any one of paragraphs. 12-19, 21, 22, 24, 28, 30, 47-49, according to which the fluid pressure is different from 10 bar.
51. Способ по любому из пп. 12-19, 21, 22, 24, 28, 30, 47-50, согласно которому скорость потока текучей среды менее 0,1 мл/мин.51. The method according to any one of paragraphs. 12-19, 21, 22, 24, 28, 30, 47-50, according to which the fluid flow rate is less than 0.1 ml/min.