Перетворювач енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Перетворювач енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму, що складається з засобів перетворення енергії вихідного джерела в енергію електромагнітних коливань з визначеними параметрами, перетворювача енергії з засобами підведення енергії до перетворювача, пристроїв перетворення енергії активних елементів перетворювача в електроенергію, блока управління роботою пристрою, який відрізняється тим, що додатково містить антену для приймання оптичного випромінювання з пристроєм параметричного перетворення оптичного випромінювання, підключеним до блока джерела вторинного електроживлення електронних приладів, та антену для приймання електромагнітних хвиль радіодіапазону з коливальним контуром з гетеродином, засобами перетворення енергії вихідного джерела в енергію електромагнітних коливань з визначеними параметрами є послідовно включені випрямляч, смуговий фільтр, стабілізатор напруги, помножувач напруги з ємнісним накопичувачем та імпульсний перетворювач напруги, вихід якого підключений до засобів підведення енергії до перетворювача, які виконані як котушка запалення та свічки запалення, з'єднані між собою комутаційним ланцюгом високої напруги, перетворювач, виконаний у вигляді двох газодинамічних генераторів, з'єднаних між собою через ресивер, кожний з яких містить вихровий нагнітальний інжектор, передіонізаційний канал, камеру згоряння, в якій розташована свічка запалення, сопловий газодинамічний канал, прямий трирезонаторний клістрон з електродами як пристрої перетворення енергії активних елементів перетворювача в електроенергію, вихровий витяжний ежектор, при цьому електроди підключені до інвертора електричного струму, один з виходів якого підключений до блока джерела вторинного електроживлення електронних приладів.

Текст

Перетворювач енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму, що складається з засобів перетворення енергії вихідного джерела в енергію електромагнітних коливань з визначеними параметрами, перетворювача енергії з засобами підведення енергії до перетворювача, пристроїв перетворення енергії активних елементів перетворювача в електроенергію, блока управління роботою пристрою, який відрізняється тим, що додатково містить антену для приймання оптичного випромінювання з пристроєм параметричного перетворення оптичного випромінювання, підключеним до блока джерела вторинного електрожив C2 2 (19) 1 3 енергії активних елементів в електроенергію, блок) управління роботою пристрою, блоку зворотного зв'язку. (Патент Росії № 2070358, МПК H04R23/00, публ. 1996.12.10 «Способ образования электромагнитной энергии колебаний в механическую и устройство для его осуществления»). Недоліком цього пристрою е складність конструктивної схеми та неможливість його ефективно працювати з широким діапазоном електромагнітних хвиль та енергією оптичного випромінювання з широким спектром одночасно. В основу винаходу поставлена задача створити пристрій для перетворення енергії, в якому шляхом зміни конструкції перетворювача та застосування додаткових конструктивних елементів можливо було забезпечити розширення сфери використання пристрою та підвищення коефіцієнту корисної дії. Поставлена задача вирішується тим, то перетворювач енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму, який складається з засобів перетворення вихідного джерела енергії в енергію електромагнітних коливань перетворювача енергії з засобами підведення енергії до перетворювача, пристроїв перетворення енергії активних елементів - перетворювача в електроенергію, блоку управління робочою пристрою, згідно винаходу додатково містить антену для приймання оптичного випромінювання з пристроєм параметричного перетворювача оптичного випромінювання, підключеним до блоку джерела вторинного електроживлення електронних приладів, та антену для приймання електромагнітним хвиль радіодіапазону з коливальним контуром з гетеродином, засобами перетворення вихідного джерела енергії в енергію електромагнітних коливань є послідовно включені випрямляч, смуговий фільтр, стабілізатор напруги, помножувач напруги з ємнісним накопичувачем та імпульсний перетворювач напруги, вихід якого підключений до засобів підведення енергії до перетворювача, які виконані як котушка запалення та свічки запалення, з'єднані між собою комутаційним ланцюгом високої напруги, перетворювач, виконаний у вигляді двох газодинамічних генераторів з'єднаних між собою через ресивер, кожний з яких містить вихровий нагнітальний інжектор, передіонізаційний канал, камеру згоряння, в якій розташована свічка запалення, сопловий газодинамічний канал, прямий трирезонаторний клістрон з вхідними електродами, в якості пристроїв перетворення енергії активних елементів перетворювача в електроенергію, вихровий витяжний ежектор, вихідні електроди підключені до інвертора електричного струму, один з виходів якого підключений до блоку джерела вторинного електроживлення електронних приладів. Введення в перетворювач двох антен дозволяє одночасно приймати електромагнітні хвилі широкого частотного радіодіапазону та оптичного випромінювання з довільною шириною спектру, що забезпечує безперебійне постачання енергії для перетворення та збільшує сферу використання пристрою. 93972 4 Послідовно включені випрямляч, смуговий фільтр, стабілізатор напруги, помножувач напруги з ємнісним накопичувачем, імпульсний перетворювач напруги, котушка запалення змінюють параметри енергії вихідного джерела електромагнітних хвиль, що забезпечує надходження через комутаційний ланцюг високої напруги на свічки запалення тактових імпульсів визначених параметрів та отримання потенціалу пробою повітряного проміжку в межах 5-8 кВ, що ініціює вимушене випромінювання іонізованого потоку повітря (плазми - «робочого тіла» - активного елементу перетворювача). Оснащення пристрою перетворювачем, який виконаний у вигляді двох газодинамічних генераторів з'єднаних між собою через ресивер, кожний з яких містить вихровий нагнітальний інжектор, передіонізаційний канал, камеру згоряння, в якій розташована свічка запалення, "сопловий газодинамічний канал, прямий трирезонаторний клістрон з електродами, вихровий витяжний ежектор, забезпечує генерування електричного струму в процесі газодинамічного кругового циклу електроразрядного іонізованого потоку атмосферного повітря, що вигідно відрізняє запропонований пристрій від прототипу, оскільки підвищує стабільність генерування електричного струму, обумовлену простотою конструкції перетворювача. Підключення до перетворювача інвертору дозволяє отримати однофазний змінний струм частотою 50-60Гц та номінальною напругою 220В, при цьому, 25% вихідної потужності надходить до блоку джерела вторинного електроживлення електронних приладів пристрою, що забезпечує роботу перетворювача енергії оптичного випромінювання тa енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму в автономному режимі з високим коефіцієнтом корисної дії. Для пояснення суті винаходу нижче наведено приклад конкретного виконання перетворювача енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму. Приклад ілюструється кресленнями: на фіг. 1 зображено схему приладу, на фіг. 2 схематично зображений перетворювач пристрою. Креслення, що пояснюють винахід ніякім чином не обмежують обсяг домагань, викладених у формулі, а тільки пояснюють суть винаходу. Перетворювач енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму містить антени 1 (W1, W2) для приймання електромагнітних хвиль радіодіапазону з коливальним контуром з гетеродином та містить антену 2 (W3) для приймання оптичного випромінювання з пристроєм параметричного перетворення оптичного випромінювання, блок 2 перетворення енергії вихідного джерела в енергію електромагнітних коливань з визначеними параметрами, який містить послідовно включені випрямляч, смуговий фільтр, стабілізатор напруги, помножувач напруги з ємнісним накопичувачем та імпульсний перетворювач напруги, вихід якого підключений до засобів підведення енергії до перетворювача, які виконані як котушка запалення та свічки запалення, з'єднані між собою комутаційним 5 ланцюгом високої напруги, перетворювач 3, інвертор 4 електричного струму, блок 5 джерела вторинного електроживлення електронних приладів. Перетворювач (фіг. 2) містить два газодинамічних генератора, кожний з яких складається з вихрового нагнітального інжектора 1, передіонізаційного каналу 2, камери згоряння 3 зі свічкою запалення (на фіг. 2 не позначена), соплового газодинамічного каналу 4, прямого трьохрезонаторного клістрону 5 з вихідними електродами, які підключені до інвертори електричного струму (на фіг. 2 не позначений), вихрового витяжного ежектору 6, з'єднаних між собою через ресивер 7. Пристрій працює таким чином. Електромагнітні хвилі радіодіапазону приймаються антеною 1 та надходять по антенному коливальному контуру з гетеродином, додаткову енергію для якого постачає блок 5 джерела вторинного електроживлення електронних приладів. Електроенергію для блоку 5 джерела вторинного електроживлення електронних приладів постачає пристрій параметричного перетворення частот оптичного випромінювання, яке приймає антена 2. На вхід блоку 2 помножена енергія вихідних джерел, сприйнята антенами 1 і 2 (W1, W2, W3), надходить єдиним - потоком енергій електромагнітних хвиль всіх діапазонів і виникає ефект негативного опору в котушці індуктивності вхідного пристрою порядку 6-8 Вольт. В блоці 2 відбувається зміна параметрів енергії, що надходить. Послідовно включені випрямляч, смуговий фільтр, стабілізатор напруги, помножувач напруги з ємнісним накопичувачем та імпульсний перетворювач напруги змінюють її форму з синусоїдальної в однополуперіодну прямокутну, врівноважують та стабілізують потік енергії, накопичують та багаторазово примножують та регулюють вихідну напругу, а також частотноімпульсне перетворення дає на вході однополярні прямокутні імпульси з частотою 25Гц з параметрами одного такту 12В, 1 А. Після чого котушка запалення примножує напругу до 15-20кВ та через комутаційний ланцюг високої напруги тактові імпульси надходять паралельно на дві свічки запалення, створюючи на їх електродах протягом кожного імпульсного такту потенціал пробою повітряного проміжку в межах 5-8кВ. Свічки розміщуються в камерах згоряння 3 (фіг. 2). Внутрішній об'єм камер згоряння 3 (фіг. 2) 93972 6 вихровим нагнітальним інжектором 1, (фіг. 2) через передіонізаційний канал 2 (фіг. 2) заповнюється частково іонізованим газом атмосферного повітря, який є активним елементом перетворювача. Пробій між електродами свічок запалення ініціює вимушене випромінювання іонізованого потоку, а перетворення енергії вимушеного випромінювання іонізованого потоку, який проходить через сопловий газодинамічний канал 4 (фіг. 2) відбувається в прямому трьох резонаторному клістроні 5 (фіг. 2), в якому енергія газодинамічного іонізованого потоку перетворюється в енергію електричного струму у просторах резонаторів в умовах діючого частотно-пульсуючого електромагнітного поля. Через вихідні електроди клістрону 5 (фіг. 2) на інвертор електричного струму 4 (фіг. 1) надходить однополярний електричний струм частотою 25Гц з вихідною потужністю до 3кВТ. Відпрацьоване повітря вихровим витяжним ежектором 6 (фіг. 2) через ресивер 7 фільтрується екологічно і виводиться в атмосферу, одночасно з цим через зрівноважуючий клапан ресиверу 7 надходить свіже атмосферне повітря до вихрового нагнітального інжектору 1 (фіг.2). Живлення вихрових інжекторів і ежекторів у вигляді гарячого повітря під високим тиском надходить по трубках зворотного зв'язку з камер згоряння 3 (фіг.2).Таким чином відбувається процес кругового циклу електроразрядного, плазмового, газодинамічного генерування однополярного електричного струму частотою 25 Гц з вихідною потужністю до 3кВТ. Інвертор 4 (фіг. 1) здійснює перетворення електричного струму, що надходить з перетворювача в однофазний змінний струм частотою 50-60Гц те. номінальною напругою 220В, при цьому, 25% вихідної потужності надходить до блоку 5 джерела вторинного електроживлення електронних приладів, пристроїв для перетворення енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль радіодіапазону і шкідливих виробничих випромінювань в енергію електричного струму, а також на роботу термостабілізації перетворювача в цілому. Інвертор може бути виконаний по схемі резонансного інвертора, який використовується в агрегатах безперебійного живлення, що працюють в автономному,режимі без дублювання електромережею. 7 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 93972 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Converter of optical radiation energy and energy of electromagnetic waves to electric current energy

Автори англійською

Kozhelupenko Andrii Viacheslavovych, Kozhelupenko Viacheslav Dionisovych

Назва патенту російською

Преобразователь энергии ортического излучения и энергии электромагнитных волн b энергию электрического toka

Автори російською

Кожелупенко Андрей Вячеславович, Кожелупенко Вячеслав Дионисович

МПК / Мітки

МПК: H04R 23/00, H02J 17/00

Мітки: електромагнітних, електричного, оптичного, струму, хвиль, енергію, перетворювач, випромінювання, енергії

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/4-93972-peretvoryuvach-energi-optichnogo-viprominyuvannya-ta-energi-elektromagnitnikh-khvil-v-energiyu-elektrichnogo-strumu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Перетворювач енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму</a>

Подібні патенти