Результат интеллектуальной деятельности: СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ НАКОПИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к теплотехнике, а точнее к сверхпроводящим накопителям энергии и может быть использован для запуска вихревых термоядерных реакторов.

Известна тепловая труба, содержащая корпус с зонами испарения и конденсации и высоковольтные электроды, подключенные к высоковольтному источнику энергии (SU641262, МПК F28D15/00, опубл. 05.01.1979). Однако такая тепловая труба не предназначена для аккумулирования энергии, она наоборот использует энергию от высоковольтного источника энергии.

Известна тепловая труба (SU1000728, МПК F28D15/00, опубл. 28.02.1983), содержащая корпус с зонами испарения и конденсации и сверхпроводящие электроды, разделенные диэлектрической прокладкой.

Однако запас электрической энергии в такой тепловой трубе незначителен и она не может создавать с внешней стороны корпуса вращающееся магнитное поле.

В качестве прототипа выбрана электрогидродинамическая тепловая труба (SU 1726960 A1, МПК F28D15/02, опубл. 15.04.1992), содержащая герметичный тороидальный корпус в виде полого тора, кольцевой сверхпроводящий электрод, расположенный внутри корпуса и внешнюю систему охлаждения. Однако такая тепловая труба, имеющая сверхпроводящий электрод и постоянно циркулирующий по нему ток со своей внешней стороны не может создавать ни постоянное, ни тем более вращающееся магнитное поле. Сверхпроводящий электрод в такой тепловой трубе выполнен в виде простого тора, а не в виде тороидальной спирали, что ограничивает ее использование в качестве сверхпроводящего накопителя энергии.

Задачей настоящего изобретения является создание сверхпроводящего накопителя энергии, который способен создавать с внешней стороны вращающееся магнитное поле.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном сверхпроводящем накопителе энергии, содержащем герметичный полый трубчатый корпус, частично заполненный легкоиспаряющейся жидкостью с температурой кипения ниже точки фазового перехода материала сверхпроводящего кольцевого трубчатого электрода, расположенного на внутренней поверхности корпуса и диэлектрическую капиллярную структуру на сверхпроводящем кольцевом электроде, которые соединены между собой капиллярными диэлектрическими перемычками и внешнюю систему охлаждения, корпус снабжен высоковольтным вводом, соединенным с мощным внешним источником электрической энергии, при этом трубчатый корпус и расположенный в нем сверхпроводящий трубчатый электрод выполнены в виде тороидальной спирали.

Сверхпроводящий накопитель энергии может содержать герметичный корпус снабженный клапаном.

Внешняя система охлаждения сверхпроводящего накопителя энергии может быть выполнена в виде негерметичного сосуда Дьюара с внутренней поверхностью, покрытой капиллярной структурой.

На фиг. 1 условно изображен корпус и электрод в виде простого тора.

На фиг. 2-6 условно изображены разнообразные виды корпуса 1 и сверхпроводящих электродов 2.

На фиг. 7 изображен сверхпроводящий накопитель энергии, содержащий герметичный корпус в виде полого тора 1, сверхпроводящий кольцевой трубчатый электрод 2, расположенный внутри корпуса 1 и внешняя система охлаждения 3.

На фиг. 8 изображено поперечное сечение сверхпроводящего накопителя энергии на фиг 7 в районе капиллярных диэлектрических перемычек 7.

На фиг. 9 изображен сверхпроводящий накопитель энергии с высоковольтным вводом 11 и мощным источником энергии 12.

Особенностью предложенного накопителя энергии является то, что корпус 1 и сверхпроводящий кольцевой трубчатый электрод 2 выполнены в виде тороидальной спирали 4, внутренняя поверхность корпуса 1 и сверхпроводящего трубчатого элекрода 2 покрыты капиллярной структурой 5, корпус частично заполнен легкоиспаряющейся жидкостью 6 с температурой кипения ниже точки фазового перехода материала сверхпроводящего электрода 2, а капиллярная структура, расположенная на внутренней поверхности корпуса и капиллярная структура 5 на сверхпроводящем электроде 2 соединены между собой капиллярными перемычками 7.

Другими отличительными признаками можно признать то, что герметичный корпус снабжен клапаном 8, а внешняя система охлаждения 3 выполнена в виде негерметичного сосуда Дъюара 9 с внутренней поверхностью, покрытой капиллярной структурой 10. 11 - высоковольтный ввод на корпусе 1. На корпусе 1 размещен мощный внешний источник электрической энергии 12, например, электрогенератор атомной энергетической установки.

Работает предлагаемый сверхпроводящий накопитель энергии следующим образом.

Основное энерговыделение в таком сверхпроводящем накопителе энергии т происходит при протекании больших токов через сверхпроводящий электрод 2, выполненный в виде тороидальной спирали 4. Поэтому вся поверхность сверхпроводящего электрода должна быть покрыта диэлектрической капиллярной структурой и эта структура должна быть запитана легкоиспаряющейся жидкостью 6 с температурой кипения ниже точки фазового перехода материала сверхпроводящего электрода 4. Это можно достичь только в случае, когда расположенная на внутренней поверхности корпуса 1, диэлектрическая капиллярная структура 5 на сверхпроводящем электроде 2, выполненном в виде тороидальной спирали 4 соединены между собой капиллярными диэлектрическими перемычками 7. Окончательный отвод тепла от корпуса 1 осуществляется за счет того, что внешняя система охлаждения 3 выполнена в виде негерметичного сосуда Дъюара 9 с внутренней поверхностью, покрытой капиллярной структурой 10. Капиллярная структура 10 может быть выполнена из металла. Если криогенная жидкость во внешней системе охлаждения 3 полностью испарится, в корпусе 1 начнет повышаться давление. Во избежание разрушения корпуса 1 герметичный корпус снабжен клапаном 8. Наличие капиллярной структуры 10 в сосуде Дъюара 9 обеспечивает равномерное снятие тепла с части корпуса 1.