Способ выделения тепловой энергии из электропроводящих материалов

Способ относится к производству тепловой энергии, выделяющейся из материалов при пропускании через него электрического тока. Способ заключается в разрушении электропроводящих материалов импульсами тока большой плотности, при этом вещество с высокой электропроводностью (например, металл) в виде порошка смешивают с жидкостью с высоким электрическим сопротивлением (диэлектриком), обеспечивая протекание через полученную смесь жидкости и порошка тока в результате туннельного эффекта, погружают в образовавшуюся смесь электроды, пропуская импульс тока через смесь в промежутке между электродами, разрушают порошок вещества в этом промежутке, обеспечивают восстановление состава смеси в промежутке между электродами, через который пропускали ток, за счет остального объема жидкой смеси, снова разрушают порошок электропроводящего вещества импульсом тока, повторяют процесс многократно, циклически и получают тепловую энергию. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса получения энергии.

 

Изобретение относится к области производства энергии, в частности тепловой, которая выделяется из материала при пропускании через него электрического тока.

Изобретение предназначено для получения энергии из жидкого вещества, в частности из взвеси металлического порошка в жидком диэлектрике.

Изобретение может быть использовано в приборах или для получения тепловой энергии с возможным ее последующим преобразованием.

Известны способы получения тепловой энергии при пропускании электрического тока через проводниковые материалы ("Электрический взрыв проводников", пер. с англ. под ред. А.А.Рухадзе и И.С.Шпигеля. М.: Мир, 1965, 360 с., "Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках", В.А.Бурцев, Н.В.Калинин, А.В.Лучинский. М.: Энергоатомиздат, 1990, 289 с.). Данные способы основаны на явлении электрического взрыва проводников - взрывообразного разрушения металлического проводника при прохождении через него импульса тока большой плотности (более 10¹⁰ А/м²). Явление это сопровождается яркой вспышкой света, резким звуком, ударной волной, распространяющейся в окружающей проводник среде. Продуктами разрушения проводника являются пары и мельчайшие частицы металла, которые, взаимодействуя с окружающей средой, приводят к выделению тепловой энергии.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения энергии при взрыве тонкой металлической пленки, через которую пропускают электрический ток большой плотности (Марахтанов М., Марахтанов А. Металл взрывается. Наука и жизнь №4, 2002, с.16). Тонкая пленка, образующая проводник, имеет ограниченное поперечное сечение (толщина пленки составляет δ=9…45 нм при ширине 5±0,5 мм). Пропускание электрического тока ведут с плавным увеличением его плотности от нуля до максимального значения, характеризующего термоэлектронное разрушение внутрикристаллических связей в проводнике, при этом последний постоянно охлаждают до температуры ниже температуры кипения его материала.

Недостатком известного способа является необходимость возобновления пленки, которая получается с использованием относительно длительных, сложных и трудоемких технологий.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса получения энергии.

Указанная цель достигается путем исключения операции возобновления пленки за счет того, что в сосуд из материала с высоким электрическим сопротивлением и электрической прочностью наливают диэлектрическую жидкость, добавляют в жидкость электропроводный (например, металлический) порошок в количестве, обеспечивающем повышение ее электропроводности, в жидкость помещают электроды таким образом, чтобы их разделял слой жидкости. Через электроды и разделяющий их слой жидкости пропускают импульсы электрического тока большой плотности, которые в диэлектрической жидкости главным образом проходят через металлический порошок, разрушают частички металла, располагающиеся между электродами, вследствие чего выделяется энергия. В период между импульсами в результате перемещений жидкости новые частицы металла снова заполняют промежуток между электродами. После заполнения промежутка пропускают новый импульс электрического тока, получая новую порцию энергии. Отмеченные операции повторяют многократно, обеспечивая циклическое производство энергии без применения сложных технологий восстановления металлической пленки. Таким образом, цель повышения эффективности достигается.

Проведенный заявителем анализ уровня развития техники, включая поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного технического решения, не обнаружил источников, характеризующихся признаками, тождественными или идентичными всем существенным признакам заявленного способа. Выделение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить ряд существенных по отношению к предлагаемому заявителем техническому решению признаков способа выделения тепловой энергии связи из электропроводящих материалов, приведенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленный способ соответствует критерию «новизна».

Проведенный заявителем дополнительный поиск не выявил известные решения, содержащие признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Следовательно, для специалиста заявленное техническое решение не вытекает явным образом из известных образцов техники, т.к. существенные признаки патентуемого решения не возникают в результате преобразования известных устройств. Заявленное техническое решение не основано также на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении вида известных аналогов и прототипа. Следовательно, заявленный способ соответствует критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ выделения тепловой энергии из электропроводящих материалов может быть реализован следующим образом. Сосуд, изготовленный из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением (диэлектрика), заполняют жидкостью, представляющую собой взвесь мелкодисперсного металлического порошка, например алюминиевого, в жидком диэлектрике, например в сухом трансформаторном масле. В жидкость помещают электроды таким образом, чтобы их разделял слой жидкости. На начальном этапе жидкость перемешивают, чтобы образовалась взвесь, и частицы металлического порошка заполнили промежуток между электродами. Напряжение между электродами плавно повышают до тех пор, пока не произойдет «пробой», во время которого импульс тока большой плотности протекает через частицы металлического порошка, находящиеся между электродами, что приводит к их разрушению и выделению тепловой энергии. Полученный тепловой импульс приводит к перемешиванию жидкости и перемещению частиц порошка, которые заполняют промежуток между электродами взамен разрушенных. Таким образом, установка приходит в исходное состояние и цикл повторяется. Полученная тепловая энергия с помощью теплообменников может передаваться для дальнейшей переработки.

Способ может быть использован для производства энергии, извлекаемой из электропроводных материалов, например металлов, и при исследованиях возможности извлечения энергии из физического вакуума.

Способ выделения энергии из электропроводящих материалов, заключающийся в разрушении электропроводящих материалов импульсами тока большой плотности, отличающийся тем, что вещество с высокой электропроводностью (например металл) в виде порошка смешивают с жидкостью с высоким электрическим сопротивлением (диэлектриком), обеспечивая протекание через полученную смесь жидкости и порошка тока в результате туннельного эффекта, погружают в образовавшуюся смесь электроды, пропуская импульс тока через смесь в промежутке между электродами, разрушают порошок вещества в этом промежутке, обеспечивают восстановление состава смеси в промежутке между электродами, через который пропускали ток, за счет остального объема жидкой смеси, снова разрушают порошок электропроводящего вещества импульсом тока, повторяют процесс многократно, циклически и получают тепловую энергию.