СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫХОДНЫМ ТОКОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА (ВАРИАНТЫ)

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫХОДНЫМ ТОКОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА (ВАРИАНТЫ)


RU (11) 2249886 (13) C2

(51) 7 H01M8/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.03.2008 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2002116622/09 
(22) Дата подачи заявки: 2002.06.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.06.20 
(43) Дата публикации заявки: 2004.02.27 
(45) Опубликовано: 2005.04.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 3400305 А, 03.09.1968. US 3619297 А, 09.11.1971. RU 2069924 С1, 27.11.1996. US 4074018 A, 14.02.1978. 
(72) Автор(ы): Ольшанский О.В. (RU); Тужиков О.О. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Ольшанский Олег Владимирович (RU); Тужиков Олег Олегович (RU) 
Адрес для переписки: 400121, г.Волгоград, ул. Акад. Павлова, 4, кв.174, О.В. Ольшанскому 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫХОДНЫМ ТОКОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к электротехнике. Согласно изобретению способ включает применение электролита и контактирующих с ним анода и катода, при этом между анодом и катодом в электролит помещают дополнительный электрод и на него подают управляющее напряжение, которым изменяют ионную проводимость электролита и величину электрического тока в нагрузке генератора. Это позволяет повысить эффективность способа. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в технологии построения блоков питания с электрохимическими генераторами. 

Известен способ управления выходным током электрохимического генератора, включающий применение электролита и контактирующих с ним катода и анода, получение постоянного тока на выходе генератора и преобразование его в регулируемый постоянный ток с помощью электронного импульсного блока (см. описание изобретения к патенту США N 6323626 МПК G 05 F 1/46, публикация 27.11.2001 г.) Недостатком известного способа является его недостаточная эффективность.

Известен способ управления двухполярным током в источнике питания с двумя элементами - электрохимическими генераторами, в которых катод первого элемента соединен с анодом второго элемента и это соединение и выход нагрузки заземлены, включающий применение в каждом электрохимическом генераторе электролита и контактирующих с ним катода и анода, получение двухполярного постоянного тока на выходах генератора и преобразование его в двухполярный переменный электрический ток с помощью электронного импульсного блока, который содержит дифференциальный каскад на двух ключевых транзисторах, генератор тока на транзисторе, управляемый источник тока на транзисторе и источник знакопеременного сигнала (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР N 1115037, МПК G 05 F 3/20 публикация 23.09.1984 г.)

Недостатком известного способа является его недостаточная эффективность.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности способа.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По первому варианту в способе управления выходным током электрохимического генератора, включающем применение электролита и контактирующих с ним катода и анода, между анодом и катодом помещают дополнительный электрод и на него подают управляющее напряжение, которым изменяют ионную проводимость электролита и величину электрического тока в нагрузке генератора. 

Кроме того, дополнительный электрод выполняют из электропроводного химически нейтрального материала, например из углеродной ткани, с изолированным токоподводом.

Кроме того, дополнительный электрод размещают в области катода и на дополнительный электрод подают управляющее напряжение положительного знака.

Кроме того, дополнительный электрод размещают в области анода и на дополнительный электрод подают управляющее напряжение отрицательного знака.

Кроме того, дополнительный электрод размещают в средней области, между катодом и анодом, и на дополнительный электрод подают управляющее напряжение относительно анода или катода.

По второму варианту в способе управления двухполярным выходным током электрохимического генератора с двумя элементами, у которых катод первого элемента соединен с анодом второго элемента и это соединение и выход нагрузки заземлены, включающем применение в каждом элементе электролита и контактирующих с ним катода и анода, между катодом и анодом в электролите помещен дополнительный электрод, анод первого элемента и катод второго элемента через диоды подключают к нагрузке, а на дополнительные электроды через диоды подают управляющее напряжение, которым изменяют ионную проводимость электролита и величину двухполярного электрического тока в нагрузке электрохимического генератора.

Кроме того, каждый дополнительный электрод выполнен из электропроводного химически нейтрального материала, например из углеродной ткани с изолированным токоподводом.

Кроме того, подают синусоидальное управляющее напряжение.

Это позволяет повысить эффективность способа.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: 

на фиг.1 показан первый электрохимический генератор, выполненный в соответствии с первым вариантом заявляемого способа;

на фиг.2 показан второй электрохимический генератор, выполненный в соответствии со вторым вариантом заявляемого способа.

Первый электрохимический генератор (фиг.1) с одним элементом содержит электролит 1 и контактирующие с ним анод 2 и катод 3. Между анодом 2 и катодом 3 в электролит 1 помещен дополнительный электрод 4. Электрод 4 соединен с источником 5 управляющего напряжения. К катоду 3 и аноду 2 подключена нагрузка 6 электрохимического генератора. Дополнительный электрод 4 выполнен из электропроводного химически нейтрального материала, например из углеродной ткани с изолированным токоподводом.

Второй электрохимический генератор (фиг.2) содержит два элемента 7 и 8 - электрохимические генераторы, в первом элементе 7 - электролит 9 и контактирующие с ним анод 10 и катод 11, дополнительный электрод 12, во втором элементе 8 - электролит 13 и контактирующие с ним анод 14, катод 15 и дополнительный электрод 16.

Анод 10 первого элемента и катод 15 второго элемента через диоды 17 и 18 подключены на вход нагрузки 19.

Катод 11 первого элемента 7 соединен с анодом 14 второго элемента и это соединение и выход нагрузки 19 заземлены.

Дополнительные электроды 12 и 16 через разделительные диоды 20 и 21 подключены к источнику 22 управляющего напряжения. Источник 22 выполнен, например, в виде генератора гармонической синусоидальной функции. Дополнительные электроды 12 и 16 выполнены из электропроводного химически нейтрального материала, например из углеродной ткани с изолированным токоподводом.

Способ управления выходным током электрохимического генератора осуществляется следующим образом.

По первому варианту:

При работе нагрузка 6 подключена к аноду 2 и катоду 3. В результате окислительно-восстановительного взаимодействия на аноде 2 и катоде 3 образуется разность электрических потенциалов, которая обеспечивает движение электронов при подключенной внешней нагрузке 6 и перенос ионов в электролите 1 во внутренней цепи генератора. При подаче управляющего напряжения на дополнительный электрод 4 положительного знака относительно катода 3 происходит уменьшение ионной проводимости в зоне катод 3 - дополнительный электрод 4 за счет электромагнитного поля, тормозящего ионный поток. Это, в свою очередь, уменьшает скорость окислительно-восстановительного процесса и количество электронов, поступивших во внешнюю цепь, а значит, и величину тока в нагрузке 6. Сопротивление ионной проводимости пропорционально приложенному управляющему напряжению и плотности ионного тока в зоне катод 3 - дополнительный электрод 4. При этом изменение тока в цепи нагрузки генератора в точности повторяет функцию управляющего напряжения на дополнительном электроде 4.

Так как управление выходным током электрохимического генератора происходит под воздействием электромагнитного поля в зоне тройного контакта анод 2 - электролит 1 - дополнительный электрод 4 - катод 3, а ионы в отличие от электронов имеют гораздо большие размеры и большую концентрацию напряженности магнитного поля, то энергетические затраты на управление ионным потоком незначительны. Управление потенциалом на дополнительном электроде 4 относительно анода 2 или катода 3 обеспечивает необходимое управление ионным потоком во внутренней цепи и выходным током генератора во внешней цепи.

По второму варианту:

При работе нагрузка 19 с одной стороны подключена к аноду 14 второго элемента 8 и катоду 11 первого элемента с заземлением этого соединения, а с другой стороны - через разделительные диоды 17 и 18 к катоду 15 первого элемента 7 и аноду 10 второго элемента 8. Элементы 7 и 8 - электрохимические генераторы - работают аналогично, как описано по первому варианту. Для получения в нагрузке переменного тока на управляющий электрод 12 первого элемента 7 подается через диод 20 положительная полуволна управляющего напряжения с генератора синусоидальной функции 22. Отрицательная полуволна управляющего напряжения подается с выхода генератора через диод 21 на управляющий электрод 16 второго элемента 8. При этом в нагрузке 19 протекает переменный двухполярный ток.

Заявленное изобретение позволяет повысить эффективность способа управления выходным током электрохимического генератора в результате того, что параметры выходного тока могут меняться в процессе работы генератора за счет изменения скорости электрохимической реакции в самом элементе. Это позволяет отказаться от использования дорогостоящих электронных устройств управления выходным током электрохимического генератора, уменьшить расход химических реагентов, расходуемую мощность, повысить надежность работы, работать не с полной мощностью генератора, а с той, которую требует нагрузка, повысить КПД электрохимического генератора. 

Положительный эффект заявленного изобретения включает несколько составляющих. Основные преимущества заявленного изобретения обусловлены возможностью регулирования силы тока во внешней цепи генератора и возможностью получения постоянного тока необходимого уровня или переменного одно- или двухполярного электрического тока непосредственно в электрохимическом генераторе, что позволяет использовать известные электротехнические устройства, трансформировать его, регулировать частоту и амплитуду, использовать в схемах управления, имея при этом высокий КПД и эффективность способа. 

Предложенный способ управления выходным током электрохимического генератора позволяет получить на выходе генератора ток и напряжение заданной величины и формы, осуществить преобразование постоянного тока, получаемого в электрохимической реакции в постоянный ток необходимого уровня, или переменный ток в нагрузке с регулированием частоты и амплитуды выходного тока, обеспечить оптимальный расход химических реагентов, адекватных требуемой мощности в нагрузке. 




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ управления выходным током электрохимического генератора, включающий применение электролита и контактирующих с ним катода и анода, отличающийся тем, что между катодом и анодом в электролит помещают дополнительный электрод и на него подают управляющее напряжение, которым изменяют ионную проводимость электролита и величину электрического тока в нагрузке генератора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительный электрод выполнен электропроводной химически нейтральной углеродной ткани с изолированным токоподводом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительный электрод размещают в области катода и на дополнительный электрод подают управляющее напряжение положительного знака.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительный электрод размещают в области анода и на дополнительный электрод подают управляющее напряжение отрицательного знака.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительный электрод размещен в средней области между катодом и анодом, и на дополнительный электрод подают управляющее напряжение относительно катода или анода.

6. Способ управления двухполярным выходным током электрохимического генератора с двумя элементами, в которых катод первого элемента соединен с анодом второго элемента и это соединение и выход нагрузки заземлены, включающий применение в каждом элементе электролита и контактирующих с ним катода и анода, отличающийся тем, что между катодом и анодом в каждом элементе помещают дополнительный электрод, анод первого элемента и катод второго элемента через встречно-параллельные диоды подключают к входу нагрузки, а на дополнительные электроды через разделительные диоды подают двухполярное управляющее напряжение, которым изменяют ионную проводимость электролита и величину двухполярного электрического тока в нагрузке генератора.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что каждый дополнительный электрод выполнен из электропроводного химически нейтрального материала, например из углеродной ткани с изолированным токоподводом.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что подают синусоидальное управляющее напряжение.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru