L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Генератор электрического тока на потоке плазмы
| Название | Генератор электрического тока на потоке плазмы |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Трифанов Иван Васильевич, Казьмин Богдан Николаевич, Трифанов Владимир Иванович, Оборина Людмила Ивановна |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2597205 |
| Дата регистрации | 17 августа 2016 г. |
| Правообладатель | Трифанов Иван Васильевич |
| Область применения (класс МПК) | H01J 25/68 (2006.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Генератор электрического тока на потокеплазмы относится к области электротехники и может быть использован для получения и накопления статического электричества, а также получения электрического тока для питания аккумуляторов, систем и агрегатов космических аппаратов, транспортных средств. Генератор содержит корпус (1) в виде полой диэлектрической трубки, внутри которой соосно установлены конфузор (21) и сопло (10) с аксиально-коническим каналом (12), а также основная полая трубка (2), контактирующая с внутренней поверхностью корпуса и образующая основную кольцевую цилиндрическую полость (4), дополнительная полая трубка (5) из диэлектрика, образующая дополнительную кольцевую полость (8). Дополнительная полая трубка выступает за торцевые крышки (20) герметичного корпуса и с одной стороны контактирует с электродом-мишенью (15), защищенным графеновой пленкой (14), а с другой стороны является направляющей для потока заряженных частиц плазмы в конфузор. Основная полая трубка и сопло выполнены из
нанопористого проводящего материала, а внутренняя поверхность основной полой трубки, внешняя и внутренняя поверхности дополнительной полой трубки, наружная поверхность сопла и поверхность аксиально-конического канала сопла покрыты графеновой пленкой, кроме того, основная кольцевая полость и дополнительная кольцевая полость заполнены твердым или жидким электролитом. Технический результат - накопление статического заряда за счет преобразования энергии потока заряженных частиц (электронов или катионов) плазмы в энергию электростатического заряда, обеспечение стабильности электрического тока и напряжения для зарядки аккумуляторов электрических систем, а также упрощение конструкции устройства. 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
На фиг. 1 изображен генератор электрического тока на потоке плазмы.
На фиг. 2 изображена электрическая схема генератора на потоке плазмы для зарядки аккумулятора, используемая в земных условиях.
Генератор электрического тока на потоке плазмы (фиг. 1) содержит корпус 1 в виде полой трубки, на центральной оси которой размещено сопло 10 с аксиально-коническим каналом 12, причем диаметры входного dвх и выходного dвых отверстий канала связаны зависимостью dвых/dвх=0, 1…0,3 (такое соотношение обеспечивает максимальное торможение и сжатие потока и подтверждено экспериментальным путем). Полая трубка 2 контактирует с внутренней поверхностью корпуса 1 и образует основную кольцевую цилиндрическую полость 4. Полая трубка 2 выполнена из нанопористого углеродного материала, на внутреннюю поверхность которой нанесена графеновая пленка 3 толщиной 10...30 мкм. В основной кольцевой цилиндрической полости 4 корпуса 1 установлена дополнительная полая трубка 5 из диэлектрика, с образованием дополнительной кольцевой полости 8, ограниченной наружной поверхностью сопла 10. На внешней и внутренней поверхностях дополнительной трубки 5 нанесены графеновые пленки, соответственно 6 и 7. Сопло 10 выполнено из нанопористого углеродного материала, его наружная поверхность покрыта графеновой пленкой 9 толщиной 10…30 мкм, а внутренняя коническая поверхность канала – графеновой пленкой 11 толщиной 40…50 мкм. Основная кольцевая цилиндрическая полость 4 и дополнительная кольцевая цилиндрическая полость 8 в зависимости от рабочей температуры заряженного потока плазмы заполнены твердым или жидким электролитом и являются кольцевыми проводниками. Торцы генератора герметично закрыты диэлектрическими крышками 20. Дополнительная полая трубка 5 выступает за торцевые крышки генератора и с одной стороны контактирует с электродом-мишенью 15, защищенным от температурного и эрозионного воздействия со стороны заряженных частиц плазмы графеновой пленкой 14 толщиной 50 мкм, а с другой стороны примыкает к источнику заряженных частиц плазмы и служит направляющей для подачи последних в конфузор 21, установленный на одной оси с соплом 10.
Генератор имеет выводные электроды - отрицательный 16 и положительный 17, управляющий электрод 18, аксиальный анод электронной пушки 19 и вакуумную камеру 22.
Формула изобретения
1. Генератор электрического тока на потоке плазмы, содержащий корпус в виде полой диэлектрической трубки, внутри которой соосно установлены конфузор и сопло с аксиально-коническим каналом, а также основная полая трубка, контактирующая с внутренней поверхностью корпуса и образующая основную кольцевую цилиндрическую полость, выводные провода, отличающийся тем, что в основной кольцевой цилиндрической полости соосно размещена дополнительная полая трубка из диэлектрика с образованием дополнительной кольцевой полости, причем дополнительная полая трубка выступает за торцевые крышки герметичного корпуса и с одной стороны контактирует с электродом-мишенью, защищенным графеновой пленкой, а с другой стороны является направляющей для потока заряженных частиц плазмы в конфузор, при этом основная полая трубка и сопло выполнены из нанопористого проводящего материала, а внутренняя поверхность основной полой трубки, внешняя и внутренняя поверхности дополнительной полой трубки, наружная поверхность сопла и поверхность аксиально-конического канала сопла покрыты графеновой пленкой, кроме того, основная кольцевая полость и дополнительная кольцевая полость заполнены твердым или жидким электролитом.
2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что графеновая пленка выполнена многослойной толщиной 20…50 мкм.
3. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что аксиально-конический канал сопла выполнен с соотношением диаметров выходного и входного отверстий равным 0,1…0,3.
4. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердого электролита применен ионный электролит на основе лития.
5. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердого электролита применен электролит на основе углеродного материала, наномодифицированного активным металлом, например железом, с добавлением ионизированного химического вещества на основе соли или щелочи.
6. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкого электролита применен электролит на основе ионизированного раствора соли или щелочи с добавлением углеродного материала, наномодифицированного активным металлом (цинком или железом).
Медаль Альфреда Нобеля