Пристрій для перетворення енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму

Пристрій для перетворення 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 U 2 (13) 1 3 творювача, засобів підведення енергії до перетворювача, пристроїв передачі енергії активним елементам перетворювача, вузлів перетворення енергії активних елементів в електроенергію, блоку управління роботою пристрою, блоку зворотного зв'язку. (Патент Россії №2070358, МПК H04R23/00, публ. 1996.12.10 «Способ образования электромагнитной энергии колебаний в механическую и устройство для его осуществления») Недоліком цього пристрою є складність конструктивної схеми та неможливійсть його ефективно працювати з широким діапазоном електромагнітних хвиль, та енергією оптичного випромінювання з широким спектром одночасно. В основу корисної моделі 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, що пристрій для перетворення енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму, який складається з засобів перетворення вхідного джерела енергії в енергію електромагнітних коливань з визначеними параметрами, перетворювача енергії з засобами підведення енергії до перетворювача, пристроїв перетворення енергії активних елементів перетворювача в електроенергію, блоку управління роботою пристрою, згідно корисної моделі додатково містить антену для приймання оптичного випромінювання з пристроєм параметричного перетворювача оптичного випромінювання, підключеним до блоку вторинного джерела електроживлення електронних приладів, та антену для приймання електромагнітних хвиль радіодіапазону з коливальним контуром з гетеродином, засобами перетворення вихідного джерела енергії 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, предіонізаційний канал, камеру згоряння, в якій розташована свічка запалення, сопловий газодинамічний канал, прямий трьохрезонаторний клістрон з електродами, в якості пристроїв перетворення енергії активних елементів перетворювача в електроенергію, вихровий витяжний ежектор, електроди підключені до інвертора електричного струму, один з виходів якого підключений до блоку джерела вторинного електроживлення електронних приладів. Введення в пристрій двох антен дозволяє одночасно приймати електромагнітні хвилі широкого частотного радіодіапазону та оптичного випромінювання і довільною шириною спектру, що забез 44390 4 печує безперебійне постачання енергії для перетворення та збільшує сферу використання пристрою. 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 - активного елемента перетворювача. Оснащення пристрою перетворювачем, який виконаний у вигляді двох газодинамічних генераторів з'єднаних між собою через ресивер, кожний з яких містить вихровий нагнітальний інжектор, предіонізаційний канал, камеру згоряння, в якій розташована свічка запалення, сопловий газодинамічний канал, прямий трьохрезонаторний 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 для перетворення енергії від прототипу, оскільки підвищує стабільність генерування електричного струму, обумовлену простотою конструкції перетворювача. Підключення до перетворювача інвертору дозволяє отримати однофазний змінний струм частотою 50-60 Гц та номінальною напругою ≈220 В, при цьому, 25 % вихідної потужності надходить до блоку вторинного джерела електроживлення електронних приладів пристрою, що забезпечує роботу пристрою для перетворення енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму в автономному режимі з високим коефіцієнтом корисної дії. Для пояснення суті корисної моделі нижче наведено приклад конкретного виконання пристрою для перетворення 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 корисну модель ніяким чином не обмежують обсяг домагань, викладених у формулі, а тільки пояснюють суть корисної моделі. Пристрій для перетворення енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму містить антену 1 для приймання електромагнітних хвиль радіодіапазону з коливальним контуром з гетеродином та антену 2 для приймання оптичного випромінювання з пристроєм параметричного перетворення оптичного випромінювання, блок 3 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 5 підведення енергії до перетворювача, які виконані як котушка запалення та свічки запалення з'єднані між собою комутаційним ланцюгом високої напруги, перетворювач 4, інвертор 5 електричного струму, блок 6 вторинного джерела електроживлення електронних приладів. Перетворювач (фіг. 2) містить два газодинамічних генератора, кожний з яких складається з вихрового нагнітального інжектора 1, предіонізаційного каналу 2, камери згоряння 3 зі свічкою запалення (на фіг. 2 не позначена), соплового газодинамічного каналу 4, прямого трьохрезонаторного клістрону 5 з електродами, які підключені до інвертора електричного струму (на фіг. 2 не позначений), вихрового витяжного ежектору 6, з'єднаних між собою через ресивер 7. Пристрій працює таким чином. Електоромагнітні хвилі радіодіапазону приймаються антеною 1 та надходять по антенному коливальному контуру з гетеродином, додаткову енергію для якого постачає блок 6 вторинного джерела електроживлення електронних приладів. Електроенергію для блоку 6 вторинного джерела електроживлення електронних приладів постачає пристрій параметричного перетворення частот оптичного випромінювання, яке приймає антена 2. На вхід блоку 3 перетворення вхідного джерела енергії в енергію електромагнітних коливань з визначеними параметрами надходить єдиний потік енергій електромагнітних хвиль всіх діапазонів і виникає ефект від'ємного опору, що дозволяє отримати на вході блоку 3 напругу в 6÷8 В. У блоці 3 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 частотно-імпульсне перетворення дає на вході однополярні прямокутні імпульси з частотою 25 Гц з параметрами одного такту 12 В, 1 А. Після чого котушка запалення примножує напругу до 15-20 кВ та через комутаційний ланцюг високої напруги тактові імпульси надходять паралельно на 44390 6 дві свічки запалення, створюючи на їх електродах протягом кожного імпульсного такту потенціал пробою повітряного проміжку в межах 5-8 кВ, які під'єднані до перетворювача 4. Свічки розміщуються в камерах згоряння 3 (фіг. 2). Внутрішній об'єм камер згоряння 3 (фіг. 2) вихровим нагнітальним інжектором 1, (фіг. 2) через предіонізаційний 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 трьохрезонаторному клістроні 5 (фіг. 2), в якому енергія газодинамічного іонізованого потоку перетворюється в енергію електричного струму у просторах резонаторів в умовах діючого частотнопульсуючого електромагнітного поля. Через електроди клістрону 5 (фіг. 2) на інвертор 5 (фіг. 1) електричного струму надходить однополярний електричний струм частотою 25 Гц з вихідною потужністю до 3 кВТ. Відпрацьоване повітря вихровим витяжним ежектором б (фіг. 2) через ресивер 7 виводиться в атмосферу, одночасно з цим через ресивер 7 (фіг. 2) до вихрового нагнітального інжектора 1 (фіг. 2) підводиться атмосферне повітря. Таким чином відбувається процес кругового циклу електроразрядного, плазмового, газодинамічного генерування одно полярного електричного струму частотою 25 Гц з вихідною потужністю до 3 кВТ. Інвертор 5 (фіг. 1) здійснює перетворення електричного струму, що надходить з перетворювача н однофазний змінний струм частотою 50-60 Гц та номінальною напругою ≈220 В. при цьому, 25 % вихідної потужності надходить до блоку б вторинного джерела електроживлення електронних приладів пристрою для перетворення енергії оптичного випромінювання та енергії електромагнітних хвиль в енергію електричного струму. 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 І.Скворцова 44390 8 Підписне Тираж 28 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