RU2678999C1 - Способ прямого преобразования кинетической энергии потока диэлектрической среды в электрическую энергию - Google Patents
Способ прямого преобразования кинетической энергии потока диэлектрической среды в электрическую энергию Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678999C1 RU2678999C1 RU2017139110A RU2017139110A RU2678999C1 RU 2678999 C1 RU2678999 C1 RU 2678999C1 RU 2017139110 A RU2017139110 A RU 2017139110A RU 2017139110 A RU2017139110 A RU 2017139110A RU 2678999 C1 RU2678999 C1 RU 2678999C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- working fluid
- electricity
- kinetic energy
- collectors
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 6
- 230000005574 cross-species transmission Effects 0.000 claims 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N3/00—Generators in which thermal or kinetic energy is converted into electrical energy by ionisation of a fluid and removal of the charge therefrom
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в альтернативном преобразовании кинетической энергии потока в электроэнергию. Технический результат состоит в исключении при преобразовании механически движущихся частей. В заявленном способе получения электроэнергии рабочим телом является диэлектрическая среда: диэлектрическая жидкость, аэрозоль, газ. Источником энергии является кинетическая энергия потока, как природного происхождения: ветер, так и техногенного: выхлопные, отработанные газы, принудительно сгенерированные потоки и т.д. Разноименно заряженные ионизированные частицы генерируют в отдельных камерах посредством коронных разрядов на полюсах пассивного генерирующего электрода, находящегося в электростатическом поле, наведенном изолированными от рабочего тела индуцирующими электродами с поданным на них разноименным высоковольтным постоянным потенциалом относительно заземленного проводника. Заряженные частицы переносят потоком рабочего тела в коллекторы, в которых их нейтрализуют на внутренней токопроводящей поверхности, с которой заряды перетекают на внешнюю поверхность коллекторов и аккумулируются в виде электроэнергии на гальванически связанных с ними накопителях. 5 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к способу построения генераторов, в которых тепловая или кинетическая энергия преобразуется в электрическую энергию путем ионизации жидкой или газообразной среды и снятия с нее заряда (H02N 3/00) и может быть использовано как альтернатива традиционной энергетике.
Из существующего уровня техники известны устройства и способы, в которых совершались попытки реализовать прямое преобразование энергии потока в электроэнергию:
патент СССР №256898, опубликовано: 01.01.1969;
патент РФ_2065246, публикация патента: 10.08.1996;
патент РФ_2119232, публикация патента: 20.09.1998.
Недостатками данных технических решений является то, что выход активирующего источника высокого напряжения гальванически связан с рабочим телом, а также генерирующий электрод является активным, что приводит к затрате энергии высоковольтного источника на генерацию ионизированных частиц и нейтрализации этих частиц непосредственно на вытягивающем (индуцирующем) электроде. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является реализация способа прямого преобразования кинетической энергии потока газового или жидкого диэлектрика в электроэнергию без движущихся узлов и механизмов, в котором исправлены эти недостатки.
Суть способа описана ниже в иллюстрациях и пояснениях. Иллюстрации выполнены схематично, так как форма и размеры генерирующего и собирающих модулей могут варьироваться в широком диапазоне, в зависимости от физических свойств и агрегатного состояния рабочего тела, а также от условий в которых протекают процессы: давление, влажность, температура, скорость потока. Реализацию способа преобразования энергии рассмотрим на примере работы преобразующей ячейки.
На Фиг. 1 схематично показана преобразующая ячейка. Она состоит из двух функциональных частей: генерирующей и нейтрализующей. Генерирующая часть состоит из двух активных индуцирующих электродов (1) и одного пассивного генерирующего электрода (2). Индуцирующие электроды представляют из себя токопроводящие плоскости, гальванически не связанные ни с рабочим телом, ни с окружающей средой. В пространстве между индуцирующими электродами расположен генерирующий электрод. Он представляет из себя две гальванически связанные кромки, с заостренными гранями направленные к индуцирующим электродам и контактирующие с рабочим телом. Все электроды закреплены в диэлектрическом материале корпуса (3) так, что пространство между индуцирующими электродами этим диэлектриком разделено, и представляет из себя две отдельные камеры (4). Нейтрализующая часть ячейки представляет из себя два коллектора для сбора и нейтрализации разноименно заряженных частиц. Каждый коллектор состоит из внутренней, проницаемой для рабочего тела, токопроводящей поверхности (5) и гальванически связанным с ней токопроводящим корпусом (6). Функционально каждый коллектор является Клеткой Фарадея: внутренняя токопроводящая часть имеет нулевой потенциал, а любой заряд с нее перетекает и скапливается на внешней поверхности корпуса коллектора.
На Фиг. 2 схематично показана преобразующая ячейка в рабочем состоянии. При подаче разноименных потенциалов от высоковольтного источника напряжения (7) на индуцирующие электроды, между ними образуется электростатическое поле. При достаточной напряженности этого поля, на противоположных заостренных кромках (8) генерирующего электрода индуцируется разность потенциалов, способная спровоцировать коронные разряды. Посредством коронных разрядов в рабочем теле, с которым контактируют кромки генерирующего электрода, зарождаются ионизированные частицы (9) с соответствующим знаками зарядов. Притягиваясь к стенкам камер, в которых находится индуцирующие электроды, скопившиеся заряженные частицы образуют аналоги обкладок конденсаторов. По мере накопления ионизированных частиц увеличивается суммарный заряд этих обкладок конденсаторов, и как следствие происходит нейтрализация электростатического поля вплоть до полного угасания коронных разрядов - система входит в состояние равновесия. При появлении направленного потока, вместе с потоком рабочего тела уносятся и ионизированные частицы. В системе, выведенной из состояния равновесия возобновляются коронные разряды. С ростом скорости потока увеличивается интенсивность коронных разрядов, насыщающих ионизированными частицами рабочее тело. При полном выносе заряженных частиц из пространства генерации, сила коронных разрядов максимальна. Перенесенные потоком во внутреннее пространство коллекторов (10), заряженные частицы нейтрализуются, соприкасаясь с их внутренней токопроводящей поверхностью. Заряды перетекают на наружную поверхность коллекторов и аккумулируются на гальванически связанных с ними накопителях (11) в виде электроэнергии постоянного напряжения с зарядом разноименного знака относительно заземления.
Для эффективной работы представленного способа преобразования кинетической энергии потока в электроэнергию необходимо:
1. Обеспечить стабильную генерацию ионизированных частиц. Для этого необходимо чтоб на кромках генерирующего электрода образовалась разность потенциалов, необходимая для возникновения коронных разрядов. Реализуется это через наведения электростатического поля в пространстве, в которое помещен генерирующий электрод. Выполнить это можно тремя вариантами подключения электродов. Первый (Фиг. 3): на индуцирующие электроды подают потенциалы с разными знаками относительно заземляющего проводника. Второй (Фиг. 4): в отличие от первого варианта генерирующий электрод заземляется. Третий вариант (Фиг. 5): поле между электродами создается при одном заземленном индуцирующем электроде, на второй подается постоянное высокое напряжение любой полярности, заземление генерирующего электрода при этом недопустимо. Так же для эффективной генерации ионизированных частиц необходимо чтоб кромки генерирующего электрода контактировали с рабочим телом и были с малым радиусом кривизны, то есть заостренными.
2. Обеспечить эффективный перенос заряженных частиц из генерирующего узла ячейки в коллекторы.
3. Внутреннее пространство коллекторов должно иметь максимально большую площадь токопроводящей поверхности для полной нейтрализации ионизированных частиц, при этом оказывать минимальное тормозящее воздействие на поток рабочего тела.
4. Важным условием для реализации данного способа является эффективная диэлектрическая изоляция индуцирующих электродов от рабочего тела. Ток в их цепи определяется током утечки изоляции и должен стремиться к нулю. Используется только высоковольтный потенциал, который индуцирует электростатическое поле, достаточное для поддержания коронных разрядов на кромках генерирующего электрода.
При соблюдении этих условий количество электроэнергии, полученной представленным способом за единицу времени будет напрямую зависеть от скорости потока, проходящего через преобразующую ячейку.
Claims (1)
- Способ прямого преобразования кинетической энергии потока диэлектрической среды в электроэнергию, состоящий в генерации ионизированных частиц в потоке рабочего тела и переносе в собирающий коллектор, отличающийся тем, что разноименно заряженные ионизированные частицы генерируют в отдельных камерах посредством коронных разрядов на полюсах пассивного генерирующего электрода, находящегося в электростатическом поле, наведенном изолированными от рабочего тела индуцирующими электродами с поданным на них разноименным высоковольтным постоянным потенциалом относительно заземленного проводника, затем заряженные частицы переносят потоком рабочего тела в коллекторы, в которых их нейтрализуют на внутренней токопроводящей поверхности, с которой заряды перетекают на внешнюю поверхность коллекторов и аккумулируются в виде электроэнергии на гальванически связанных с ними накопителях.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017139110A RU2678999C9 (ru) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Способ прямого преобразования кинетической энергии потока диэлектрической среды в электрическую энергию |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017139110A RU2678999C9 (ru) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Способ прямого преобразования кинетической энергии потока диэлектрической среды в электрическую энергию |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2678999C1 true RU2678999C1 (ru) | 2019-02-05 |
| RU2678999C9 RU2678999C9 (ru) | 2019-03-21 |
Family
ID=65273462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017139110A RU2678999C9 (ru) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Способ прямого преобразования кинетической энергии потока диэлектрической среды в электрическую энергию |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2678999C9 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU256898A1 (ru) * | Электрогазодинамический генератор | |||
| RU2065246C1 (ru) * | 1993-07-12 | 1996-08-10 | Андрей Порфирьевич Макашев | Электрогазодинамический генератор-2 |
| RU2119232C1 (ru) * | 1997-02-05 | 1998-09-20 | Научно-производственная кооперативная фирма "ЭКИП" | Электрогазо(гидро)динамический преобразователь энергии |
| CN103457509A (zh) * | 2012-05-31 | 2013-12-18 | 佛山市顺德区雷动能源科技有限公司 | 负电性气体离子储能电池及其发电方法 |
| RU2578207C2 (ru) * | 2014-03-12 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Способ получения электроэнергии |
-
2017
- 2017-11-10 RU RU2017139110A patent/RU2678999C9/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU256898A1 (ru) * | Электрогазодинамический генератор | |||
| RU2065246C1 (ru) * | 1993-07-12 | 1996-08-10 | Андрей Порфирьевич Макашев | Электрогазодинамический генератор-2 |
| RU2119232C1 (ru) * | 1997-02-05 | 1998-09-20 | Научно-производственная кооперативная фирма "ЭКИП" | Электрогазо(гидро)динамический преобразователь энергии |
| CN103457509A (zh) * | 2012-05-31 | 2013-12-18 | 佛山市顺德区雷动能源科技有限公司 | 负电性气体离子储能电池及其发电方法 |
| RU2578207C2 (ru) * | 2014-03-12 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Способ получения электроэнергии |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2678999C9 (ru) | 2019-03-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1953837B (zh) | 离子产生方法及设备 | |
| ATE5443T1 (de) | Vorrichtung zum elektrostatischen aufladen einer dielektrischen schicht. | |
| US4018577A (en) | Particle charging device for use in an electric dust collecting apparatus | |
| Kumara et al. | Charging of polymeric surfaces by positive impulse corona | |
| RU2678999C1 (ru) | Способ прямого преобразования кинетической энергии потока диэлектрической среды в электрическую энергию | |
| RU2012114689A (ru) | Устройство для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа | |
| JP5686508B2 (ja) | 除電装置及び除電方法 | |
| Mehmood et al. | Analysis on the propulsion of ionic wind during corona discharge in various electrode configuration with high voltage sources | |
| JPS6219033B2 (ru) | ||
| PH12021550500A1 (en) | Energy storage and conversion | |
| RU2013134952A (ru) | Способ обработки жидкости и устройство для его реализации | |
| RU151503U1 (ru) | Конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов | |
| RU2184416C2 (ru) | Способ получения электрической энергии | |
| RU2065246C1 (ru) | Электрогазодинамический генератор-2 | |
| Patil et al. | Proposed negative ion generator | |
| CN102570903A (zh) | 分子磨方法及供其使用的设备 | |
| CN109347360B (zh) | 一种接触分离式半导体摩擦发电机 | |
| PL128267U1 (pl) | Układ elektrod dla dwustopniowego elektrofiltru z wyładowaniem barierowym | |
| US3514644A (en) | Plasma electrostatic generator of electricity | |
| MY195885A (en) | Energy Storage And Conversion | |
| US3737688A (en) | Changing capacity electric generator | |
| RU2452068C2 (ru) | Устройство для получения униполярно заряженного пара | |
| RU2056607C1 (ru) | Устройство для интенсификации конденсации пара | |
| CN110048643B (zh) | 电能转换装置与系统 | |
| ES2920961A1 (es) | Generador electrico y metodo asociado |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification |