RU2065246C1 - Electrogasodynamic generator - Google Patents
Electrogasodynamic generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065246C1 RU2065246C1 RU93035910A RU93035910A RU2065246C1 RU 2065246 C1 RU2065246 C1 RU 2065246C1 RU 93035910 A RU93035910 A RU 93035910A RU 93035910 A RU93035910 A RU 93035910A RU 2065246 C1 RU2065246 C1 RU 2065246C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- transverse
- electrode
- generator
- corona
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
Abstract
Description
Электрогазодинамический генератор (ЭГДГ) устройство, в котором заряженные положительно или отрицательно дисперсные частицы или газовые ионы естественным ветром переносятся против электрического поля, осаждаясь на коллекторе, рекомбинируют, повышают его напряжение. An electro-gas-dynamic generator (EHD) is a device in which charged positively or negatively dispersed particles or gas ions are transferred by a natural wind against an electric field, deposited on a collector, recombine, increase its voltage.
В качестве ближайшего аналога можно указать ЭГДГ, описанный в [1] ЭГД метод и аппарат [1] в котором частицы распыленной жидкости, заряженные на входе канала, перемещаются потоком воздуха к последовательно расположенным коллекторам, стенки канала состоят из поперечных обтекаемых плоскостей, через промежутки между ними внутрь канала втекает дополнительный воздух. Для снижения взаимного расталкивания заряженных частиц собственным электростатическим полем в канал дополнительно инжектируются частицы нейтральной жидкости. As the closest analogue, we can indicate the EHD, the EHD method described in [1] and the apparatus [1] in which particles of atomized liquid charged at the inlet of the channel are transported by an air flow to successively located collectors, the channel walls consist of transverse streamlined planes, between the gaps between additional air flows into the channel. To reduce the mutual repulsion of charged particles by their own electrostatic field, neutral liquid particles are additionally injected into the channel.
В данной конструкции неизбежны значительные потери энергии, обусловленные трением воздуха о прерывистые плоскости, а также потери в зоне образования и заряжения частиц. Инжекция дополнительной жидкости будет снижать плотность объемного заряда. Significant energy losses due to air friction against discontinuous planes, as well as losses in the zone of particle formation and charge, are inevitable in this design. Injection of additional fluid will decrease the density of the space charge.
Вместе с тем одновременно с притоком свежего воздуха через промежутки в ограждениях из канала выходит обратный ток воздуха с заряженными частицами наружу, что, кроме снижения плотности объемного заряда, обусловит нарушение экологической чистоты атмосферы (при любых жидкостях, кроме воды). At the same time, with the influx of fresh air through the gaps in the fences, a return air stream with charged particles comes out from the channel, which, in addition to reducing the density of the space charge, will cause a violation of the ecological purity of the atmosphere (with any liquids except water).
Применение в ЭГДГ вместо дисперсных частиц ионов воздуха будет значительно эффективнее, не нарушается экология, наоборот при работе на минус ионах и выносе их током воздуха наружу, экологические условия будут повышаться, т. к. содержащиеся в воздухе минус ионы известный лечебный фактор. The use of air ions in EGDG instead of dispersed particles will be much more effective, the environment will not be disturbed, on the contrary, when working with minus ions and taking them out with an air current, environmental conditions will increase, since the minus ions contained in the air are a known healing factor.
Однако ионы, обладая большой подвижностью, под влиянием собственного электрического поля всегда уходят из ионизированного облака и к коллектору доходит объемный заряд очень малой плотности, отсюда низкий КПД. However, ions, having great mobility, under the influence of their own electric field always leave the ionized cloud and a very low density space charge reaches the collector, hence low efficiency.
Автор разработал ЭГДГ-2, обладающий принципиальной новизной применением эффективного пульсирующего метода коронного разряда с малыми потерями в зоне ионизации и стабилизирующей объемный заряд от рассеяния системы фокусирующих электродов (электрических полей) обеспечивающих необходимую плотность ионов. The author developed EGDG-2, which has a fundamental novelty in applying the effective pulsating corona discharge method with low losses in the ionization zone and stabilizing the space charge from scattering of a system of focusing electrodes (electric fields) providing the necessary ion density.
Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.
1. Диэлектрический разъемный корпус генератора для уменьшения трения имеет поперечное сечение с наименьшим периметром, обеспечивающим максимальный объем при минимальной поверхности и компактную компоновку блоков. 1. The dielectric detachable housing of the generator to reduce friction has a cross section with the smallest perimeter, providing maximum volume with a minimum surface and a compact layout of the blocks.
2. Применение фокусирующих электродов из электропроводящих покрытий (напыление, эмаль) позволит обеспечить низкий коэффициент трения. 2. The use of focusing electrodes from electrically conductive coatings (spraying, enamel) will ensure a low coefficient of friction.
3. Увеличение начальной плотности объемного заряда достигается применением импульсного преобразователя тока короны при прерывистом синхронном включении вытягивающего электрода. 3. An increase in the initial density of the space charge is achieved by using a pulsed corona current transducer with intermittent synchronous inclusion of the pulling electrode.
4. Осуществление фокусирования объемного заряда простой системой центральных электродов. 4. Focusing of a space charge by a simple system of central electrodes.
5. Инвертирование тока коллектора В.Н. в ток Н.Н. 5. Inverting collector current V.N. in current N.N.
6. Увеличение мощности генератора применением нескольких последовательно расположенных секций комплексов электродов ионизирующих, фокусирующих и токосъемочных (коллекторов). 6. Increasing the generator power by using several sequentially arranged sections of ionizing, focusing and current-collecting electrodes (collectors).
На фиг. 1 изображен ветровой ЭГДГ-2; на фиг. 2 принципиальная схема секционированного ЭГДГ-2. In FIG. 1 shows a wind EGDG-2; in FIG. 2 is a schematic diagram of a partitioned EGDG-2.
1. Основным звеном ЭГДГ-2 (фиг. 1) является блок, состоящий из канала - диэлектрического тонкостенного корпуса 1, разъемного по средней плотности, в поперечном сечении имеющего фигуру с малым периметром, например, круга, шестиугольника, эллипса со скрепляющими зажимами 2, небольшого сопла 3, коллектора 4, на входе расположены коронирующий электрод 5, соединенный через прерыватель 6 с пусковым высоковольтным питателем 7, через импульсный преобразователь 8 с конденсатором 9 и через диод и соединительный провод 10 с инвертором. Вытягивающий электрод 11 через реле 12 включается в цепь короны синхронно с коронирующим электродом. 1. The main link of the EGDG-2 (Fig. 1) is a block consisting of a channel — a thin-walled
На внутренней поверхности корпуса имеется множество поперечных электродов (ПЭ) из электропроводящих покрытий 13 обладающих минимальным трением. ПЭ верхней и нижней части корпуса соединены разъемными контактами 14. Наружные выводы ПЭ 15 замыкаются на нагрузку и ограничители напряжения, они могут быть соединены с коронирующим электродом как дополнительные источники питания. On the inner surface of the housing there are many transverse electrodes (PE) of electrically conductive coatings 13 with minimal friction. PE of the upper and lower parts of the housing are connected by detachable contacts 14. The external terminals of
По средней плоскости зоны переноса расположена система фокусирующих центральных электродов (ЦЭ), состоящая из поперечных пластин покрытых электропроводящей эмалью 16, скрепленных диэлектрическими планками 17. Каждый элемент ЦЭ соединен с дополнительной нагрузкой 18. On the middle plane of the transfer zone is a system of focusing central electrodes (CE), consisting of transverse plates coated with electrically
На ЦЭ имеется сетка из поперечных параллельных проволок с выводами для соединения с пороговым разрядником. The CE has a grid of transverse parallel wires with leads for connection to a threshold arrester.
Коллектор 4, состоящий из проводящих пластин или сетки, расположенных на выходе, через провод 10, соединен с инвертором, отдает энергию через реле 19 в нагрузку 2, частично, при работе с самовозбуждением, в систему коронного разряда. The
При начальном пуске электропитание может осуществляться вспомогательным высоковольтным источником малой мощности 7, при кратких перерывах в работе, высоковольтным конденсатором 9, соединенным через преобразователь 8 с коронирующим электродом. At the initial start-up, power can be supplied by an auxiliary high-voltage source of low power 7, during brief interruptions in operation, by a high-
Для полной автоматизации процессов пуска, регулирования мощности в соответствии со скоростью ветра необходимо оснащение электроникой, в частности, системой обратной связи. To fully automate the start-up processes, power control in accordance with the wind speed, it is necessary to equip the electronics, in particular, a feedback system.
Генератор состоит из спаренных блоков, размеры одного блока в поперечном сечении могут быть до нескольких м2, длина до 3-5 м.The generator consists of paired blocks, the dimensions of one block in cross section can be up to several m 2 , length up to 3-5 m.
В генераторе может быть использован ветер со скоростью от 3-4 до 40-50 м/с и выше (при соответствующем расчете конструкции), что невозможно для крыльчатых ветродвигателей. The generator can use wind with a speed of 3-4 to 40-50 m / s and higher (with an appropriate design calculation), which is not possible for winged wind turbines.
Генератор (блок) работает на положительных или отрицательных ионах. В зоне коронного разряда средняя скорость ионов около 50-60 м/с, т.е. в несколько раз больше средней скорости ветра (8-10 м/с) и при малом межэлектродном промежутке (30-50 мм) для снижения потерь тока на вытягивающий электрод, питание короны осуществляется пульсирующим разрядом, необходимая частота и скважность коронного разряда поддерживается импульсным преобразователем. Осуществимость подобного метода подтверждается расчетом и результатами испытания лабораторной модели. The generator (block) operates on positive or negative ions. In the corona discharge zone, the average ion velocity is about 50-60 m / s, i.e. several times greater than the average wind speed (8-10 m / s) and with a small interelectrode gap (30-50 mm) to reduce current loss to the extraction electrode, the corona is powered by a pulsating discharge, the required frequency and duty cycle of the corona discharge is supported by a pulse converter. The feasibility of such a method is confirmed by the calculation and test results of the laboratory model.
В дальнейшем принимается, что генератор работает на положительных ионах. It is further assumed that the generator operates on positive ions.
Ионы из зоны ионизации потоком воздуха выносятся в зону переноса. Процесс торможения рассеяния объемного заряда (поперечной стабилизации) заключается в следующем. Ions from the ionization zone are carried by the air stream into the transfer zone. The process of braking the scattering of a space charge (lateral stabilization) is as follows.
В результате электрической индукции положительного объемного заряда и зарядов ПЭ, на поверхности ЦЭ образуются отрицательные заряды, положительные через выводы мгновенно уходят в землю через дополнительную нагрузку. Поперечное поле наведенных отрицательных зарядов на ЦЭ, находящихся внутри объемного заряда, направлено против поля положительного объемного заряда, окружающего эти электроды и в значительной мере компенсирует его. Суммарное поле системы отрицательных зарядов ЦЭ (в основном) и заряженных положительно ПЭ, согласно теореме Гаусса, на уровне наружной поверхности объемного заряда может полностью компенсировать поперечное поле этого заряда и предотвратить рассеяние ионов в объем, продолжается лишь диффузия ионов на ПЭ, но она относительно незначительна. As a result of the electric induction of positive space charge and PE charges, negative charges are formed on the surface of the CE, positive through the leads instantly go to earth through an additional load. The transverse field of induced negative charges on the CE located inside the space charge is directed against the field of positive space charge surrounding these electrodes and largely compensates for it. The total field of the system of negative CE charges (mainly) and positively charged PE, according to the Gauss theorem, at the level of the outer surface of the space charge can completely compensate for the transverse field of this charge and prevent ion scattering into the volume, only ion diffusion onto PE continues, but it is relatively insignificant .
Вместе с тем ПЭ, имея заряд от осадившихся из объема ионов такого же знака как и объемный и напряжение каждого электрода соответствующее данному сечению зоны переноса (это напряжение устанавливается пороговым разрядником) поддерживают по всей длине зоны переноса среднюю величину встречного поля коллектора в каждом сечении зоны. At the same time, having a charge from ions of the same sign deposited from the volume of the same sign as the volume one and the voltage of each electrode corresponding to a given section of the transfer zone (this voltage is set by a threshold arrester), the average value of the collector's counter field in each section of the zone is maintained along the entire length of the transfer zone.
Все изложенное в основном подтверждается в эксперименте на модели. All of the above is mainly confirmed in the experiment on the model.
Естественно, что кроме взаимодействия полей, происходит и непосредственный обмен заряженными частицами. Положительные ионы внутренних слоев объемного заряда, где имеется значительный дисбаланс полей, устремляются к отрицательно заряженным ЦЭ, осаждаются, рекомбинируют и под влиянием все той же электрической индукции положительные заряды немедленно отводятся к выводам и нагрузке. Процессы заряжения и разряжения ЦЭ в соответствии с законами коммутации переходных процессов происходят автоматически (колебательные процессы). При этом скорость индукции несоизмеримо выше скорости оседания ионов из объема, поэтому практически на всех ЦЭ будут всегда преобладать отрицательные заряды, поперечное поле которых, как уже сказано выше, тормозит рассеяние объемного заряда. Пульсирующий ток ЦЭ обладает энергией, равной энергии доли объемного заряда осевшего в виде ионов в каждом поперечном сечении генератора, эта энергия повышается по мере приближения ионов к коллектору, т.е. энергия ионов, осевших на ЦЭ, в значительной мере утилизируется, хотя и в меньшей степени, чем на коллекторе, на который поступает основная часть объемного заряда. Naturally, in addition to the interaction of fields, there is also a direct exchange of charged particles. Positive ions of the internal layers of the space charge, where there is a significant imbalance of fields, rush to negatively charged CEs, precipitate, recombine, and under the influence of the same electrical induction, positive charges are immediately assigned to the conclusions and load. The processes of charging and discharging CEs in accordance with the laws of switching transients occur automatically (oscillatory processes). Moreover, the induction rate is incommensurably higher than the rate of deposition of ions from the volume, therefore, negative charges will always prevail on almost all CEs, the transverse field of which, as mentioned above, inhibits the scattering of the space charge. The pulsating current of the CE has an energy equal to the energy of the fraction of the space charge deposited in the form of ions in each generator cross section; this energy increases as the ions approach the collector, i.e. the energy of ions deposited on the CE is largely utilized, although to a lesser extent than on the collector, which receives the bulk of the space charge.
По предварительным расчетам блок ЭГДГ-2 при скорости ветра около 10 м/с будет иметь КПД 45 50% и удельную мощность:
к площади поперечного сечения до 250-300 Вт/м2
к весу 25 40 Вт/кг
выходное напряжение без преобразователя до 100 120 кВ.According to preliminary calculations, the EGDG-2 unit at a wind speed of about 10 m / s will have an efficiency of 45 50% and specific power:
to the cross-sectional area up to 250-300 W / m 2
to weight 25 40 W / kg
output voltage without converter up to 100 120 kV.
При увеличении скорости ветра удельная мощность будет повышаться. With increasing wind speed, specific power will increase.
2. На фиг. 2 показан продольный разрез ЭГДГ-2, в корпусе 1 которого устанавливается несколько секций с комплексами электродов 21, включающих коллектор 4, коронирующий электрод 5 и вытягивающий электрод 11. Протяженности секций должны быть при средней скорости ветра 8-10 м/с достаточными для создания на коллекторах напряжения в 6-8 раз превышающего напряжение короны. 2. In FIG. 2 shows a longitudinal section of an EGDG-2, in the
Питание короны секций возможно от одного источника 22, в этом случае они соединяются параллельно. Коллекторы с нагрузкой соединяются автономно, но при близких напряжениях могут быть соединены параллельно. Power supply of the corona sections is possible from one
Коллекторы первой и последующих секций, имея более высокое напряжение, чем коронирующие электроды, будут своим полем оказывать дополнительное давление на ионы, ускоряя их движение к очередному коллектору. При относительной проницаемости коллектора, т.е. прохождения некоторых ионов через промежутки составляющими его электродами без контакта с ними, проскочившие через него ионы будут потоком отнесены к следующему коллектору. The collectors of the first and subsequent sections, having a higher voltage than the corona electrodes, will exert additional pressure on the ions by their field, accelerating their movement to the next collector. With relative reservoir permeability, i.e. the passage of some ions through the gaps by the constituent electrodes without contact with them, the ions that have passed through it will be assigned by the stream to the next collector.
Мощность и КПД секционированного генератора будут значительно выше, чем при однократном цикле. The power and efficiency of a partitioned generator will be significantly higher than with a single cycle.
3. Трение воздуха о поверхность корпуса в генераторе оказывает заметное влияние на КПД, одним из условий снижения является применение поперечного сечения с относительно малым периметром, к таким формам сечения можно отнести шестиугольник, круг или эллипс. 3. Air friction on the housing surface in the generator has a noticeable effect on the efficiency, one of the conditions for reduction is the use of a cross section with a relatively small perimeter, a hexagon, circle or ellipse can be attributed to such section shapes.
Конструкция предлагаемого генератора проста, поэтому он может быть изготовлен в любой специализированной мехмастерской. В качестве опоры можно применять облегченные конструкции, например, трубчатые мачты с растяжками. The design of the proposed generator is simple, so it can be made in any specialized mechanical workshop. Lightweight structures, for example, tubular masts with extensions, can be used as a support.
При применении для рабочих плоскостей бытовых ЭГД-ветроагрегатов особенно легких материалов, например легких тканей, картона с пропиткой (с соответствующим армированием) возможно изготовление разборных и даже переносных ветроагрегатов (например для экспедиций). When using especially light materials, for example light fabrics, impregnated cardboard (with appropriate reinforcement) for working planes of household EHD wind turbines, it is possible to produce collapsible and even portable wind turbines (for example, for expeditions).
В данное время закончена разработка технической документации на опытный образец 2, имеющий размеры, близкие к габаритам бытового генератора, намечается его изготовление. Ранее изготовленный на базе НИИэлектромашиностроения небольшой лабораторный образец ЭГДГ при испытании показал обнадеживающие результаты. At this time, the development of technical documentation for prototype 2 has been completed, having dimensions close to the dimensions of a household generator, its production is planned. A small laboratory sample of EGDG, previously made on the basis of the Research Institute of Electromechanical Engineering, showed encouraging results when tested.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93035910A RU2065246C1 (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Electrogasodynamic generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93035910A RU2065246C1 (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Electrogasodynamic generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93035910A RU93035910A (en) | 1995-12-27 |
RU2065246C1 true RU2065246C1 (en) | 1996-08-10 |
Family
ID=20144950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93035910A RU2065246C1 (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Electrogasodynamic generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2065246C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538758C2 (en) * | 2009-08-27 | 2015-01-10 | Ланда Лабс (2012) Лтд. | Method and device for power generation and methods of its manufacturing |
RU2678999C1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-02-05 | Сергей Викторович Громов | Method of direct conversion of kinetic energy of dielectric environment flow to electric energy |
RU2768796C2 (en) * | 2017-03-09 | 2022-03-24 | Ионек Лимитед | Energy accumulation and conversion |
-
1993
- 1993-07-12 RU RU93035910A patent/RU2065246C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 3508085, кл. H 02 N 3/00, опублик. 1970. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538758C2 (en) * | 2009-08-27 | 2015-01-10 | Ланда Лабс (2012) Лтд. | Method and device for power generation and methods of its manufacturing |
RU2768796C2 (en) * | 2017-03-09 | 2022-03-24 | Ионек Лимитед | Energy accumulation and conversion |
RU2678999C1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-02-05 | Сергей Викторович Громов | Method of direct conversion of kinetic energy of dielectric environment flow to electric energy |
RU2678999C9 (en) * | 2017-11-10 | 2019-03-21 | Сергей Викторович Громов | Method of direct conversion of kinetic energy of dielectric environment flow to electric energy |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1169461A (en) | Apparatus for producing a directed flow of a gaseous medium utilizing the electric wind principle | |
US4206396A (en) | Charged aerosol generator with uni-electrode source | |
CN103841741A (en) | Barometric pressure plasma generator based on dielectric barrier discharge | |
RU2065246C1 (en) | Electrogasodynamic generator | |
CN209375997U (en) | A kind of charged particle accelerator | |
CN111672627A (en) | Electromagnetism stack dust removal dehumidification pipe and honeycomb tubular electromagnetism stack dust removal dehumidification device | |
CN206793634U (en) | A kind of mesh shape surface discharge plasma produces the device of oxygen active substance | |
CN106533247B (en) | Gas current friction generator | |
US20220045631A1 (en) | Energy storage and conversion | |
JP4045163B2 (en) | Negative ion generator and air purifier | |
US3278798A (en) | Magnetohydrodynamic generators | |
RU2069933C1 (en) | Gas-electric capacitive generator | |
RU10851U1 (en) | FAN IONIZER | |
CN113690737B (en) | Electric field enhanced type ion wind device powered by solar energy | |
SU66073A1 (en) | Electrostatic generator | |
US3513337A (en) | Electromagnetic gas-dynamic energy converter | |
SU1008830A1 (en) | Device for generating and moving ions | |
RU2768796C2 (en) | Energy accumulation and conversion | |
CN212347288U (en) | Three-phase three-dimensional electrode generator for plasma air purification device | |
RU2174735C1 (en) | Mhd-generator | |
RU2678999C9 (en) | Method of direct conversion of kinetic energy of dielectric environment flow to electric energy | |
Rasmussen | High power short duration pulse generator for SO x and NO x Removal | |
KR950030747A (en) | Low-temperature plasma discharge device | |
Samuila et al. | Unipolar charging of insulating spheres in pulsating electric fields | |
SU1754647A1 (en) | Ozonizer |