23.02.2019
219.016.c79f

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002366121
Дата охранного документа
27.08.2009
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для преобразования природных источников электричества. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата по мере накопления электричества до определенной величины его с помощью электрогидравлических разрядников последовательно преобразуют в энергию пневматической системы с повышенным давлением. При достижении определенного давления энергию пневмосистемы с помощью ветрогенератора преобразуют в электроэнергию. 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области использования природных источников электричества, присутствующего в атмосфере, и может быть использовано в любой точке земли.

Известен способ преобразования атмосферного электричества, при котором атмосферное электричество через приемный блок, расположенный в воздушном пространстве, передают на разрядный элемент, выполненный в виде электродов (см., например, патент РФ №2030132, МПК 6 H05F 7/00, опубл. 27.02.1996 г. в Б.И №6).

Недостаток известного способа заключается в том, что возникающие при преобразовании напряжения могут достигать больших величин, что сопряжено с опасностью для жизни. При этом для реализации полученной электроэнергии с большими напряжениями потребуются специальные приемники, эффективность которых невелика.

Более близким по технической сущности и принятым за прототип является способ преобразования атмосферного электричества в электрическую энергию, заключающийся в том, что атмосферное электричество от установленного на лебедке летательного аппарат передают через проводящий канал в емкостный накопитель электроэнергии с помощью электрического выпрямителя (см., например, патент РФ №2293451, МПК H05F 7/00 "Способ аккумулирования атмосферной электроэнергии", опубл. 10.02.2007 г. в Б.И №4).

Известный способ позволяет оптимизировать положение устройства приема атмосферного электричества в пространстве.

Известный способ и основанные на нем устройства имеют следующие недостатки.

1. Для использования накопленной в конденсаторах электроэнергии требуется специальный и дорогостоящий высоковольтный преобразователь.

2. Используемые в накопителях высоковольтные конденсаторы имеют высокую цену и ненадежны.

3. Высоковольтный накопитель имеет ограничение по напряжению и при высоких атмосферных напряжениях излишек атмосферной энергии приходится бесполезно проводить в землю через высоковольтный разрядник.

Задачей изобретения является:

1. Создание способа для приема атмосферного электричества, при котором получаемая электроэнергия используется более полно и поступает непосредственно в промышленную сеть или потребителю со стандартным напряжением.

2. Сокращение количества используемых в накопителе конденсаторов и снижение их номинального напряжения.

3. Повышение КПД преобразования атмосферной энергии в промышленную.

Указанная задача решается за счет того, что в способе преобразования атмосферного электричества, при котором его фиксируют в накопителе, согласно изобретению, по мере накопления электричества до определенной величины его с помощью электрогидравлических разрядников последовательно преобразуют в энергию пневматической системы с повышенным давлением и при достижении определенного давления энергию пневмосистемы с помощью ветрогенератора преобразуют в электроэнергию.

Преобразование электричества по мере его накопления до определенной величины в энергию пневматической системы с повышенным давлением и при достижении определенного давления преобразование энергии пневмосистемы с помощью ветрогенератора в электроэнергию позволит обеспечить практически полную утилизацию атмосферного электричества со стандартным напряжением, соответствующим напряжению промышленной сети.

Заявленное изобретение иллюстрируется 5-ю фигурами.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства преобразования атмосферного электричества.

На фиг.2 показана принципиальная конструкция электрогидравлического разрядника.

На фиг.3 изображена схема расположение датчиков положения штока электрогидравлического разрядника.

На фиг.4 - принципиальная электрическая схема включения блокировочных реле.

Фиг.5 демонстрирует пневматический накопитель и преобразователь высокого давления в электроэнергию.

Устройство для преобразования атмосферного электричества в электрическую энергию выполнено следующим образом. Через проводящий канал - электропровод 1 (фиг.1) атмосферное электричество от аэростата (не показан) подводится к приемному высоковольтному конденсатору 2. К зажимам конденсатора подсоединена цепь, состоящая из разрядника 3, последовательно с которым включено несколько параллельно соединенных электрогидравлических разрядников 4. В цепи каждого разрядника имеется нормально открытый контакт 5 блокировочного реле. Электрогидравлический разрядник состоит из цилиндра 6 (фиг.2), расположенного вертикально. Он разделен поршнем 7 на две камеры. Камера 8, расположена ниже поршня 7. Полость нижней камеры частично заполнена водой 9. В воду помещены электроды 10, разделенные промежутком. Нижняя камера с помощью гибкого шланга 11 соединена с резервуаром (не показан), заполненным водой. Верхняя камера 12 цилиндра 6 имеет крышку 13, которая соединена шлангом 14 с источником газа (не показан). Шланг 14 снабжен обратным клапаном 15, который препятствует выходу газа из верхней камеры к источнику газа. В крышке 13 выполнено отверстие 16 с сальником, через которое проходит шток 17 поршня 7. Поршень снабжен пружиной сжатия 18, расположенной вдоль штока между крышкой 11 и верхней поверхностью поршня. В крышке 11 имеется также отверстие 19, которое шлангом 20 соединено с общим тубопроводом (не показан). В шланге 20 имеется обратный клапан 21, препятствующий перетоку газа из приемной емкости (не показана) в верхнюю камеру 12. Внутри цилиндра 6 имеется упорная шайба 22, выполненная из упругого материала, расположенная в верхней части и примыкающая к крышке 13. Выше уровня воды 9 внутри цилиндра имеется также ограничительная шайба 23, препятствующая движению поршня 17 ниже определенного уровня.

Каждый электрогидравлический разрядник 4 снабжен датчиком положения поршня 17. На фиг.3 показан оптический датчик, состоящий из лазерного излучателя 24, установленного на стойке 25, и фотоприемника 24', установленного на стойке 26. Луч от излучателя 24 проходит над верхним краем штока 17 и воспринимается фотоприемником 24', когда шток находится в спокойном состоянии.

Нормально открытые контакты 27 датчиков положения находятся в цепи питания катушек реле 5 (фиг.4).

Выходные концы шлангов 20 соединены с общим шлангом 28 (фиг.5), соединенным с приемной камерой 29 высокого давления. В шланге 28 перед входом в приемную камеру 29 имеется дополнительный обратный клапан 30. На выходе приемной камеры высокого давления имеется газовый редуктор (не показан), сочлененный с питающим шлангом 31. В шланге 31 установлен электроуправляемый клапан 32. Приемная камера 29 снабжена манометром 33, имеющим электрическую связь с клапаном 32. На выходе питающего шланга 31 установлен преобразователь энергии воздушного потока в электрическую энергию, состоящий из турбины 34 и электрического генератора 35.

Устройство для преобразования атмосферного электричества в электроэнергию действует следующим образом. Электрический заряд, имеющийся в атмосфере, по проводящему каналу 1 подводится к конденсатору 2. При достижении определенной величины напряжения на конденсаторе происходит пробой разрядника 3 и возникает разряд между электродами 10. В результате в одном из цилиндров 6 создается электрогидравлический удар, обладающий большой энергией. Под влиянием ударной волны поршень 17 движется вверх, преодолевая сопротивление газа в камере 12 и противодействие пружины 18. При этом поршень вытесняет воздух из верхней камеры 12 цилиндра 6 в трубопровод 20. Из трубопровода 20 воздух поступает приемную камеру 29. При этом напряжение в конденсаторе 2 снижется. По мере накопления заряда в конденсаторе 2 происходит очередной пробой и процесс повторяется. При достижении определенного давления в камере 29 по сигналу манометра 33 открывается клапан 32 и сжатый воздух поступает на воздушную турбину 34, которая приводит во вращение ротор генератора 35. Однако при наличии грозовой облачности, когда напряжение в атмосфере близко к возникновению молний, при сильных порывах ветра аэростат, прикрепленный к электропроводу 1, может быстро двигаться к грозовому облаку. В этом случае заряд конденсатора 2 может достигать пороговых значений за короткий период времени. В самом деле, известно, что значение напряженности грозового разряда доходит до 1500 кВ. Темп нарастания напряженности иногда превышает 600 кВ/с.

Из-за инерции механической части электрогидравлического разрядника он способен преобразовать напряжение с градиентом не более 100 кВ/с. Для того чтобы обеспечить полную утилизацию большого количества атмосферного электричества, необходимо, чтобы преобразование энергии происходило со скоростью, в несколько раз превышающей возможности одного электрогидравлического разрядника. Это достигается следующим образом. При срабатывании одного из разрядников 4 его шток 17, двигаясь вверх, перекроет луч соответствующего лазерного излучателя 24. Тогда на его приемник 24' сигнал не поступит. Нормально открытый контакт 26 разрывает цепь соответствующей катушки реле 5. Нормально открытый контакт последнего разрывает цепь питания сработавшего разрядника, предупреждая преждевременную подачу напряжения на его электроды. Поэтому при быстрой зарядке конденсатора 2 происходит пробой напряжения разрядника 3 и подвод напряжения к одному из следующих электрогидравлических разрядников 4. Время востановления режима ожидания каждого из сработавших разрядников составляет 0,1-0,5 с. Следовательно, количество их должно быть таким, чтобы успеть полностью воспринять быстро нарастающую волну атмосферного электричества. По предварительным расчетом общее число электрогидравлических разрядников составляет 10-12 шт.

Таким образом, способ преобразования атмосферного электричества состоит в следующем. По мере накопления электричества до определенной величины его с помощью электрогидравлических разрядников последовательно преобразуют в энергию пневматической системы с повышенным давлением. При достижении определенного давления энергию пневмосистемы с помощью ветрогенератора преобразуют в электроэнергию.

По расчетам суммарный КПД преобразования достигает 60%. Устройство электрогидравлического разрядника относительно простое. На выходе генератора 35 можно получить любое требуемое напряжение, в том числе и стандартное. Предполагаемый способ способен полностью преобразовать атмосферную энергию в электрическую. При этом удается избежать разрушительного воздействия грозовых разрядов на окружающую среду в районе действия предлагаемой установки.

Способ преобразования атмосферного электричества в электрическую энергию, при котором его фиксируют в накопителе, отличающийся тем, что по мере накопления электричества до определенной величины его с помощью электрогидравлических разрядников последовательно преобразуют в энергию пневматической системы с повышенным давлением и при достижении определенного давления энергию пневмосистемы с помощью ветрогенератора преобразуют в электроэнергию.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 27.
20.02.2019
№219.016.bfc4

Аппаратура автоматического расхождения судна со встречным объектом

Изобретение относится к области судовождения, а именно к автоматическому управлению движением судна по заданному направлению с выявлением встречных объектов и автоматического расхождения с ними. В предложенной аппаратуре используются приемник спутниковой навигационной системы, вычислитель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002376194
Дата охранного документа: 20.12.2009
20.02.2019
№219.016.bfd2

Магниторезистивный пороговый наноэлемент

Изобретение может быть использовано в датчиках магнитного поля и тока, запоминающих и логических элементах, гальванических развязках на основе многослойных наноструктур с магниторезистивным эффектом. В магниторезистивном пороговом наноэлементе, содержащем подложку с расположенным на ней первым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002377704
Дата охранного документа: 27.12.2009
20.02.2019
№219.016.c09d

Способ распознавания форм рельефа местности по картине горизонталей

Изобретение относится к картографии, а точнее к способам создания карт рельефа местности путем обработки изображений, и может быть использовано для автоматизации редактирования и проверки картографической информации о рельефе местности. Техническим результатом является разработка способа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002308086
Дата охранного документа: 10.10.2007
08.03.2019
№219.016.d4a8

Зеркально-линзовый телескоп

Телескоп содержит вогнутое главное зеркало в виде симметричной части параболического цилиндра, размещенного в параболические направляющие, расположенные вдоль кромок упомянутого цилиндра. Направляющие заключены в жесткий каркас, выполненный из ребер, соединяющих края направляющих и сочлененных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002390809
Дата охранного документа: 27.05.2010
08.03.2019
№219.016.d50d

Способ измерения резонансной частоты и устройство для его осуществления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного дистанционного определения резонансной частоты резонаторов, применяемых в различных областях техники и научных исследованиях. В частности, оно может быть использовано в радиоволновых резонансных датчиках...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002367965
Дата охранного документа: 20.09.2009
11.03.2019
№219.016.d6af

Система автоматического управления судном

Изобретение относится к области судовождения, в частности к управлению движением судна как в открытых акваториях, так и в узкостях по заданному фарватеру. Система автоматического управления судном содержит датчик и задатчик курса, датчик угловой скорости, датчик кормовых рулей, выходы которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002248914
Дата охранного документа: 27.03.2005
11.03.2019
№219.016.d820

Ячейка памяти ассоциативного запоминающего устройства

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для реализации ассоциативной памяти в микропроцессорных системах и ассоциативных процессорах. Техническим результатом является уменьшение потребляемой мощности. Ячейка памяти ассоциативного запоминающего устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002390860
Дата охранного документа: 27.05.2010
11.03.2019
№219.016.d91f

Устройство исключения столкновения судна с встречным движущимся объектом

Изобретение относится к области судовождения и, в частности, к автоматическому управлению движением судна по заданному направлению с выявлением встречных объектов, с которыми возможно столкновение, и автоматическим расхождением с ними. Устройство выполнено с использованием приемника спутниковой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002383464
Дата охранного документа: 10.03.2010
11.03.2019
№219.016.d99a

Способ измерения вектора гармонического сигнала

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Способ может быть применен в средствах измерений пассивных и активных комплексных величин переменного тока, например в мостах переменного тока для измерения параметров многоэлементных двухполюсников, путем уравновешивания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002377577
Дата охранного документа: 27.12.2009
20.03.2019
№219.016.e6d8

Устройство управления движением судна

Изобретение относится к области управления движением судна, в частности специальным судном, которое оборудовано сбрасываемыми объектами. Устройство содержит датчик угла дифферента, задатчик угла дифферента, датчик угловой скорости, датчик положения руля, выходы которых подключены к первому,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002306239
Дата охранного документа: 20.09.2007
Показаны записи 1-10 из 52.
27.01.2013
№216.012.205c

Способ комплексного использования попутного нефтяного газа

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено для утилизации попутного нефтяного газа. Способ осуществляют следующим образом. После запуска газовой турбины в турбину сжатия подают воздух и попутный нефтяной газ. Сжатые газ и воздух направляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473785
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.215d

Способ получения электрической энергии от маломощных источников электропитания

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения электрической энергии от маломощных источников электропитания, например пьезоэлементов, вмонтированных в поверхность, по которой перемещаются подвижные объекты. Технический результат изобретения состоит в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474042
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.03.2013
№216.012.2f84

Прямоточный движитель для водного транспорта

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано в качестве движителя для судов различного назначения. Прямоточный движитель для водного транспорта содержит трубопроводы и устройство, создающее струю воды за счет формирования в трубопроводе бегущих водяных волн. Трубопроводы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477699
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.05.2013
№216.012.44fe

Способ утилизации энергии сжатого газа

Способ предназначен для утилизации энергии, запасенной в сжатом газе, например в метане, в виде получения электрической энергии и холода за счет понижения начального давления газа, пропускаемого по магистрали газопровода. Способ предусматривает использование двух объемно-роторных лопастных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483239
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.05.2014
№216.012.c405

Инерционный магнитоэлектрический генератор

Изобретение относится к электротехнике и может служить автономным источником питания для различных систем. Технический результат состоит в получении высоких удельных показателей генерации электрических сигналов с величиной, достаточной для электропитания различных электротехнических устройств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515940
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.07.2014
№216.012.dc1c

Флажковый ветрогенератор

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Флажковый ветрогенератор содержит ветроприемник, выполненный в виде струн, расположенных в ветровом потоке между стойками, преобразователь колебаний струн в полезную энергию. Струны, натянутые между стойками, содержат навешанные на них полотнища...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522126
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.dc1f

Способ преобразования энергии ветра в полезную энергию

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ преобразования энергии ветра в полезную энергию путем воздействия на струны набегающего потока воздуха. Колебания струн под действием потока воздуха усиливают за счет увеличения их поверхности путем навешивания на них полотнищ....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522129
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.10.2014
№216.012.fe4e

Устройство для утилизации энергии природного сжатого газа

Изобретение относится к устройству для утилизации энергии сжатого газа. Устройство содержит каскады низкого и высокого давления, блок измерения расхода газа, радиатор, средства для регулирования температуры газа, поступающего потребителю, основной теплообменник, холодильную камеру, потребитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530958
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.04.2015
№216.013.393d

Индукторный электрогенератор с гибким статором

Изобретение относится к электротехнике, к получению электрической энергии при колебании различных механических деталей относительно друг друга и может быть использовано для генерирования переменного тока при колебании некоторых узлов транспортных средств, в частности рессор или других элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546141
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3942

Способ получения электрической энергии в индукторном генераторе с гибким статором

Изобретение относится к электротехнике, к получению электрической энергии при колебании различных механических устройств и может быть использовано, в частности, для генерирования переменного тока при колебании некоторых узлов транспортных средств, в частности рессор или других элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546146
Дата охранного документа: 10.04.2015

Похожие РИД в системе