RU2696831C1 - Superconducting energy storage device - Google Patents

Superconducting energy storage device Download PDF

Info

Publication number
RU2696831C1
RU2696831C1 RU2018134755A RU2018134755A RU2696831C1 RU 2696831 C1 RU2696831 C1 RU 2696831C1 RU 2018134755 A RU2018134755 A RU 2018134755A RU 2018134755 A RU2018134755 A RU 2018134755A RU 2696831 C1 RU2696831 C1 RU 2696831C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
torus
superconducting
dielectric
energy storage
phase
Prior art date
Application number
RU2018134755A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Дмитриевич Шкилев
Алексей Пантелеевич Коржавый
Никита Григорьевич Сысенко
Андрей Сергеевич Голиков
Original Assignee
Владимир Дмитриевич Шкилев
Алексей Пантелеевич Коржавый
Никита Григорьевич Сысенко
Андрей Сергеевич Голиков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Дмитриевич Шкилев, Алексей Пантелеевич Коржавый, Никита Григорьевич Сысенко, Андрей Сергеевич Голиков filed Critical Владимир Дмитриевич Шкилев
Priority to RU2018134755A priority Critical patent/RU2696831C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2696831C1 publication Critical patent/RU2696831C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • H01L39/02

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

FIELD: heating equipment.
SUBSTANCE: invention relates to heat engineering, namely, to superconducting energy accumulators using Josephson tunnel effect, which generates powerful magnetic fields. Accumulator, characterized by that above circular superconducting torus 4 a two- or three-phase electrically conducting winding 9 is installed, and annular superconducting torus 4 itself is equipped with dielectric spacers 8 uniformly distributed along torus 4 length, allowing to realize tunnel effect with formation of alternating current in two or three-phase electroconductive windings 9 for matched energy consumers 10.
EFFECT: disclosed is superconducting energy storage.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, а точнее к сверхпроводящим накопителям энергии с использованием туннельного эффекта Джозефсона, создающего мощные магнитные поля.The invention relates to heat engineering, and more specifically to superconducting energy stores using the Josephson tunnel effect, which creates powerful magnetic fields.

Известны тепловые трубы [1], содержащие корпус с зонами испарения и конденсации и высоковольтные электроды, подключенные к высоковольтному источнику энергии. Однако такая тепловая труба не предназначена для аккумулирования энергии, она наоборот использует энергию от высоковольтного источника энергии.Known heat pipes [1], containing a housing with zones of evaporation and condensation and high voltage electrodes connected to a high voltage source of energy. However, such a heat pipe is not intended for energy storage; on the contrary, it uses energy from a high-voltage energy source.

Известна тепловая труба [2], содержащая корпус с зонами испарения и конденсации и сверхпроводящие электроды, разделенные диэлектрической прокладкой. Такая тепловая труба способна, благодаря эффекту Джозефсона создавать с внешней стороны корпуса сильное магнитное поле.Known heat pipe [2], containing a housing with zones of evaporation and condensation and superconducting electrodes separated by a dielectric gasket. Such a heat pipe is capable, thanks to the Josephson effect, of creating a strong magnetic field from the outside of the casing.

Однако запас электрической энергии в такой тепловой трубе незначителен, поскольку электроды не выполнены в форме тора, что не позволяет току постоянно циркулировать по сверхпроводящему тору. Такая тепловая труба создает с внешней стороны своего корпуса сильное магнитное поле. К недостаткам такой тепловой трубы можно отнести то, что она не может создавать с внешней стороны корпуса вращающееся магнитное поле.However, the supply of electric energy in such a heat pipe is insignificant, since the electrodes are not made in the form of a torus, which does not allow the current to constantly circulate through the superconducting torus. Such a heat pipe creates a strong magnetic field from the outside of its housing. The disadvantages of such a heat pipe include the fact that it cannot create a rotating magnetic field from the outside of the casing.

В качестве прототипа выбран сверхпроводящий накопитель энергии [3], содержащий герметичный корпус из магнитопрозрачного материала, в виде полого тора, корпус снабжен клапаном и внешней системой охлаждения, частично заполнен легкоиспаряющейся жидкостью с температурой кипения ниже точки фазового перехода материала кольцевого сверхпроводящего тора, диэлектрическая капиллярная структура, расположенная на внутренней поверхности корпуса, и диэлектрическая капиллярная структура на сверхпроводящем кольцевом торе, которые соединены между собой капиллярными диэлектрическими перемычками.As a prototype, a superconducting energy storage device [3] was selected, containing a sealed casing of magnetically transparent material in the form of a hollow torus, the casing is equipped with a valve and an external cooling system, partially filled with an easily evaporating liquid with a boiling point below the phase transition point of the material of the ring superconducting torus, a dielectric capillary structure located on the inner surface of the housing, and the dielectric capillary structure on the superconducting ring torus, which are connected between a capillary dielectric bridge.

К недостаткам такого аккумулятора можно отнести то, что его можно использовать только для запуска термоядерного реактора и нельзя использовать в качестве источника двух иди трехфазного источника энергии, которое найдет широчайшее применение. Такие сверхпроводящие аккумуляторы могут использоваться на наземных транспортных средствах и на летательных аппаратах различного назначения.The disadvantages of such a battery include the fact that it can only be used to start a thermonuclear reactor and cannot be used as a source of two or three-phase energy sources, which will find wide application. Such superconducting batteries can be used on land vehicles and on aircraft for various purposes.

Особенностью предложенного сверхпроводящего аккумулятора является то, что (фиг.1) над кольцевым сверхпроводящим тором 4 а установлена двух или трехфазная электропроводящая обмотка 9, а сам кольцевой сверхпроводящий тор 4 снабжен равномерно распределенными по длине тора 4 диэлектрическими прокладками 8, позволяющими реализовать туннельный эффект с образованием на внешней поверхности корпуса 1 вращающегося магнитного поля Эффект Джозефсона, а трехфазная (двухфазная) обмотка 9 соединена с непосредственными потребителями 10 переменного электрического тока (Фиг. 2).A feature of the proposed superconducting battery is that (Fig. 1) a two or three-phase electrically conductive winding 9 is installed above the annular superconducting torus 4 a, and the annular superconducting torus 4 itself is equipped with dielectric spacers 8 uniformly distributed along the length of the torus 4, which allow to realize the tunneling effect with the formation on the outer surface of the housing 1 of a rotating magnetic field, the Josephson Effect, and the three-phase (two-phase) winding 9 is connected to direct consumers 10 of an alternating electric an insulating current (FIG. 2).

На фиг.2 изображен сверхпроводящий аккумулятор энергии, содержащий герметичный корпус 1 из магнитопрозрачного материала, в виде полого тора, корпус 1 снабжен клапаном 2 и внешней системой охлаждения 3, частично заполнен легкоиспаряющейся жидкостью с температурой кипения ниже точки фазового перехода материала кольцевого сверхпроводящего тора 4, диэлектрическая капиллярная структура 5, расположенная на внутренней поверхности корпуса 1, и диэлектрическая капиллярная структура 6 на сверхпроводящем кольцевом торе 2, которые соединены между собой капиллярными диэлектрическими перемычками 7. (позиции 5, 6, 7 на фиг 2. не показаны).Figure 2 shows a superconducting energy accumulator containing a sealed casing 1 of magnetically transparent material in the form of a hollow torus, the casing 1 is equipped with a valve 2 and an external cooling system 3, partially filled with an easily volatile liquid with a boiling point below the phase transition point of the material of the ring superconducting torus 4, a dielectric capillary structure 5 located on the inner surface of the housing 1, and a dielectric capillary structure 6 on the superconducting ring torus 2, which are connected between fight capillary dielectric crosspieces 7. (positions 5, 6, 7 in Figure 2. The not shown).

Вновь предложенный сверхпроводящий накопитель энергии содержит герметичный корпус в виде полого тора, кольцевой сверхпроводящий тор, расположенный внутри корпуса и также имеющего форму вихревого тора и внешнюю систему охлаждения.The newly proposed superconducting energy storage device comprises a sealed housing in the form of a hollow torus, an annular superconducting torus located inside the housing and also having the form of a vortex torus and an external cooling system.

Работает предлагаемый сверхпроводящий аккумулятор следующим образом.The proposed superconducting battery operates as follows.

Основное энерговыделение непосредственно внутри такого аккумулятора происходит при протекании больших токов через сверхпроводящий вихревой тор 4. При отсутствии внешних потребителей ток может годами циркулировать по кольцевому сверхпроводящему тору 4, а при наличии равномерно распределенных по длине тора 4 диэлектрическими прокладками 8, позволяющими реализовать туннельный эффект с образованием на внешней поверхности корпуса 1 создается вращающееся магнитное поле. При расположении двух или трех фазных обмоток 9 на внешней поверхности корпуса 1 вращающегося магнитного поля, в двух или трехфазных обмотках наводятся переменный электрический ток, используемый потребителями 10 переменного электрического тока. При наличии регулируемого зазора между ними появляется возможность грубой регулировки тока в электропроводящей обмотке 9. При дозаправке внешней системы охлаждения 3 криогенной легкоиспаряемой жидкостью возможна многократная перезаправка аккумулятора от любого внешнего мощного источника энергии. При наличии двух или трехфазных потребителей энергии 10, ток, циркулирующий по кольцевому сверхпроводящему тору 4, будет постепенно снижаться в соответствии с законом сохранения энергии.The main energy release directly inside such an accumulator occurs when large currents flow through the superconducting vortex torus 4. In the absence of external consumers, the current can circulate for years along the annular superconducting torus 4, and in the presence of uniformly distributed along the length of the torus 4 dielectric spacers 8, which allow the tunneling effect to form on the outer surface of the housing 1 creates a rotating magnetic field. When two or three phase windings 9 are located on the outer surface of the housing 1 of a rotating magnetic field, alternating electric current is induced in the two or three phase windings used by consumers 10 of alternating electric current. In the presence of an adjustable gap between them, it becomes possible to roughly adjust the current in the electrically conductive winding 9. When refueling an external cooling system 3 with a cryogenic easily volatile liquid, multiple recharging of the battery from any external powerful energy source is possible. In the presence of two or three-phase consumers of energy 10, the current circulating in the ring superconducting torus 4 will gradually decrease in accordance with the law of conservation of energy.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU №568809 на «Тепловую трубу».1. Patent RU No. 568809 for "Heat pipe".

2. Патент RU №2650456 на «Тепловую трубу».2. Patent RU No. 2650456 for "Heat pipe".

3. Патент РФ №2663365 на «Сверхпроводящий накопитель энергии».3. RF patent No. 2663365 for "Superconducting energy storage."

Claims (2)

1. Сверхпроводящий накопитель энергии, содержащий герметичный корпус 1 из магнитопрозрачного материала, в виде полого тора, корпус 1 снабжен клапаном 2 и внешней системой охлаждения 3, частично заполнен легкоиспаряющейся жидкостью с температурой кипения ниже точки фазового перехода материала кольцевого сверхпроводящего тора 4, диэлектрическую капиллярную структуру 5, расположенную на внутренней поверхности корпуса 1, и диэлектрическую капиллярную структуру 6 на сверхпроводящем кольцевом торе 2, которые соединены между собой капиллярными диэлектрическими перемычками 7, отличающийся тем, что над кольцевым сверхпроводящим тором 4 установлена двух или трехфазная электропроводящая обмотка 9, а сам кольцевой сверхпроводящий тор 4 снабжен равномерно распределенными по длине тора 4 диэлектрическими прокладками 8, позволяющими реализовать туннельный эффект с образованием в двух или трехфазных обмотках 9 переменного электрического тока для согласованных потребителей энергии 10.1. A superconducting energy storage device containing a sealed casing 1 of magnetically transparent material in the form of a hollow torus, the casing 1 is equipped with a valve 2 and an external cooling system 3, partially filled with a volatile liquid with a boiling point below the phase transition point of the material of the ring superconducting torus 4, dielectric capillary structure 5, located on the inner surface of the housing 1, and the dielectric capillary structure 6 on the superconducting ring torus 2, which are interconnected by capillary dielectric jumpers 7, characterized in that a two or three-phase electrically conductive winding 9 is installed above the annular superconducting torus 4, and the annular superconducting torus 4 itself is equipped with dielectric spacers 8 uniformly distributed along the length of the torus 4, allowing the tunneling effect to form in two or three-phase windings 9 alternating electric current for agreed energy consumers 10. 2. Сверхпроводящий накопитель энергии по п. 1, отличающийся тем, что электропроводящая обмотка 9 установлена относительно кольцевого сверхпроводящего тора 4 с регулируемым зазором.2. The superconducting energy storage device according to claim 1, characterized in that the electrically conductive winding 9 is mounted relative to the annular superconducting torus 4 with an adjustable gap.
RU2018134755A 2018-10-03 2018-10-03 Superconducting energy storage device RU2696831C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018134755A RU2696831C1 (en) 2018-10-03 2018-10-03 Superconducting energy storage device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018134755A RU2696831C1 (en) 2018-10-03 2018-10-03 Superconducting energy storage device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696831C1 true RU2696831C1 (en) 2019-08-06

Family

ID=67586941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018134755A RU2696831C1 (en) 2018-10-03 2018-10-03 Superconducting energy storage device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2696831C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02138711A (en) * 1988-08-24 1990-05-28 Japan Atom Energy Res Inst Superconducting coil
SU1726960A1 (en) * 1990-03-06 1992-04-15 Кишиневский политехнический институт им.С.Лазо Electrohydradynamic thermal tube
RU2439749C1 (en) * 2010-10-25 2012-01-10 Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Superconducting device with josephson junction
DE102012202150A1 (en) * 2012-02-13 2013-08-14 Behr Gmbh & Co. Kg Device for thermoelectric generation of energy for e.g. passenger car, has thermoelectric generator device thermally coupled with heat storage device and generating electric power from heat energy of heat storage device
RU2663365C2 (en) * 2016-11-01 2018-08-03 Владимир Дмитриевич Шкилев Superconductive energy storage device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02138711A (en) * 1988-08-24 1990-05-28 Japan Atom Energy Res Inst Superconducting coil
SU1726960A1 (en) * 1990-03-06 1992-04-15 Кишиневский политехнический институт им.С.Лазо Electrohydradynamic thermal tube
RU2439749C1 (en) * 2010-10-25 2012-01-10 Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Superconducting device with josephson junction
DE102012202150A1 (en) * 2012-02-13 2013-08-14 Behr Gmbh & Co. Kg Device for thermoelectric generation of energy for e.g. passenger car, has thermoelectric generator device thermally coupled with heat storage device and generating electric power from heat energy of heat storage device
RU2663365C2 (en) * 2016-11-01 2018-08-03 Владимир Дмитриевич Шкилев Superconductive energy storage device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3343035A (en) Superconducting electrical power transmission systems
BRPI0808355A2 (en) LINEAR GENERATOR WITH A PRIMARY AND A SECONDARY PART FOR ENERGY PRODUCTION IN A WAVES ENERGY PLANT AND WAVES ENERGY PLANT.
JP2006210263A (en) Superconducting power cable and power transmission system
CN101842865A (en) High voltage saturated core fault current limiter
RU2696831C1 (en) Superconducting energy storage device
US3675042A (en) Apparatus for power transmission utilizing superconductive elements
Elahi et al. A novel technique for the measurement of plasma displacement in IR-T1 tokamak
RU2663365C2 (en) Superconductive energy storage device
RU2245598C1 (en) Method and device for electrical energy transmission
Li et al. Transient research on distribution networks incorporating superconducting cables utilizing field–circuit coupling method
Sadowski Spherical multipole magnets for plasma research
EP2954544B1 (en) Transmission of electric power
Alwazah et al. The importance of grounding in HVDC power transmission systems
JP2016520286A (en) Power converter
CN105870811A (en) Solid insulation ring network cabinet dissipating heat well
CN105024461B (en) Insulated type overhead transmission line is wireless electricity getting device
CN105119326A (en) Electric field overhead line wireless energy-obtaining apparatus
CN102538281A (en) Continuous super-cooled water preparation device
CN202930188U (en) Fixing three-phrase gas insulation mutual inductor
CN217883197U (en) Magnetofluid heat pipe power generation system
RU142169U1 (en) ELECTROMAGNETIC TOKAMAK SYSTEM
Habiburrahman et al. Future Needs of High Power Transmission by Gas Insulated Transmission Line
RU2480886C2 (en) Method and device to send electric energy to distance without metal wires
CN202352506U (en) Zero sequence current mutual inductor
US11011968B2 (en) System for generating electrical energy by efficient movement of a specialized inductive medium

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201004