ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР

Полезная модель относится к области электротехники и электроники, в частности, к устройствам, накапливающим электрические заряды, и может быть использована при создании конденсаторов с повышенной электроемкостью.
Широко известны конденсаторы, состоящие из корпуса, электрических выводов, электропроводящих пластин и помещенного между указанными пластинами разделяющего вещества, патент РФ на изобретение №2266585, аналог. Недостатком указанного конденсатора является недостаточно высокая удельная электроемкость. Известен также электрический конденсатор с повышенной по сравнению с предыдущим аналогом удельной электроемкостью. Известный электрический конденсатор, патент РФ на полезную модель №.104768, прототип, состоит из корпуса, электрических выводов, электропроводящих пластин и помещенного между указанными пластинами разделяющего вещества, по которому осуществляется перенос положительного и отрицательного носителей, а в разделяющее вещество, используемое в качестве носителя, введено активное начало, расположенное на твердой подложке. Недостатком указанного прототипа является резко падающая емкость по экспоненциальному закону во времени. Поэтому выходное электрическое напряжение на выводах конденсатора, как правило, низкое, что ограничивает время заряда и разряда конденсатора и снижает его функциональные возможности.
Задачей полезной модели является увеличение времени заряда и разряда конденсатора и расширение его функциональных возможностей.
Решение указанной задачи достигается тем, что конденсатор дополнительно содержит два полых цилиндра - внешний и внутренний, расположенные коаксиально с зазором между ними и скрепленные крышками сверху и снизу, упомянутый зазор представляет собой полость, в верхней крышке установлены втулки для заполнения полости жертвенным веществом в виде порошка с заданной пароиспоряемостью и выхода газов нагретого жертвенного вещества, упомянутые электропроводящие пластины расположены во внутреннем цилиндре, в верхней и нижней крышках в области полости внутреннего цилиндра установлены втулки для прохождения воздуха через эту полость.
Вышеперечисленные признаки позволяют достичь значительного спектра практического применения конденсатора в промышленности.
На фиг.1 представлено схематическое изображение предлагаемого конденсатора, а на фиг.2 - схематическое изображение предлагаемого конденсатора, вид А, где:
1 - корпус конденсатора,
2 и 3 - внешний и внутренний цилиндры,
4 и 5 - нижняя и верхняя крышка между цилиндрами 1 и 2,
6 - втулка,
7 и 8 - коаксиально расположенные электрические выводы конденсатора,
9 - электропроводящие пластины с помещенным между ними разделяющим веществом, по которому осуществляется перенос положительного и отрицательного носителей, а в разделяющее вещество, используемое в качестве носителя, введено активное начало, расположенное на твердой подложке,
10 и 11 - втулка и задвижка,
12 - полость между цилиндрами 2, 3 и крышками 4, 5,
13 - сборная плата проводников электропроводящих пластин 9,
14 - проводники электропроводящих пластин 9,
15 - жертвенное вещество в виде порошка (например, полимеры на основе фенола).
В корпус 1 конденсатора встроены два полых цилиндра - внешний 2 и внутренний 3, расположенные друг относительно друга коаксиально с зазором, соединенные крышками верхней 5 и нижней 4, образуя полость 12.
В верхней крышке 5 установлены втулки 10 с задвижками 11. Полость 12 заполнена жертвенным веществом 15 в виде порошка (например, полимер на основе фенола), которое подается полость через втулки 10 с задвижками 11. Во внутренний металлический цилиндр 3 помещены электропроводящие пластины 9. Во внутренний металлический цилиндр 3 также помещены коаксиально расположенные электрические выводы 7 и 8 конденсатора, сборная плата 13 с проводниками 14. На верхней 5 и нижней 4 крышках в области внутреннего цилиндра установлены втулки 6.
Предлагаемая конструкция конденсатора охлаждается в течение времени испарения жертвенного вещества 15 в виде порошка, находящегося в полости 12, куда подается через втулку 10 с задвижкой 11. Втулки 10 с задвижками 11 предназначены для загрузки жертвенного вещества 15 и удаления газов нагретого жертвенного вещества 15. Количество жертвенного вещества должно обеспечивать непрерывную работу конденсатора в течение заданного времени.
В полости 12 происходит нагрев жертвенного вещества 15, так как температура электропроводящих пластин 9 может быть порядка 800°С. Жертвенное вещество 15 нагревается до температуры его испарения, поэтому газ жертвенного вещества 15 удаляется из полости 12. Скорость удаления газов жертвенного вещества 15 через втулку 10 регулируется задвижкой 11, газ направляется в специальный теплообменник (на фигуре не показан). Втулки 6 в верхней 5 и нижней 4 крышках над полостью внутреннего цилиндра 3 задвижек не имеют, поэтому охлаждение полости внутреннего цилиндра 3 осуществляется потоком воздуха окружающей среды за счет конвекционного потока, исходящего снизу вверх. Пока происходит испарение жертвенного вещества 15, электрическая емкость конденсатора во времени будет постоянная, и электрическое напряжение на выводах 7 и 8 будет стабильным.
предл.саморазр
В качестве жертвенного вещества 15 может быть использован, например, фенольный полимер. Он должен обладать хорошей абляционной способностью. Избыточное тепло интенсивно отводится от электропроводящих пластин 9 втулками 6. Жертвенное вещество 15 в виде фенольного полимера широко применяется в космической промышленности. Предлагаемый конденсатор имеет превышение по удельной полезной энергии не менее, чем на два порядка относительно суперконденсаторов и других известных перспективных конденсаторов, превосходит по характеристикам конденсатор - прототип не менее, чем в пять раз, время тока саморазряда τ ≈ 500 часов, что превышает время саморазряда конденсатора прототипа в 20÷25 раз. Предлагаемый конденсатор позволяет расширить область применения и может найти широкое применение не только для устройств импульсного действия, но и в различных устройствах электротехнической и автомобильной промышленности, например в устройствах ДВС мощных карьерных автомобилей, работающих в суровых условиях крайнего Севера и другой технике.