Электрическая машина емкостная (эме) с ячейками внутреннего сжатия - заявка 2016150955 на патент на изобретение в РФ

1. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия, состоящая как минимум из одной контактной пары электродов, предназначенных для электростатического взаимодействия друг с другом, каждый из которых сделан или из токопроводящего материала, или из токопроводящего материала, полностью или частично покрытого слоем диэлектрического материала, при этом данные электроды предназначены для электростатического взаимодействия друг с другом и имеют возможность подключения к источнику электрического питания или электрической нагрузки; отличающаяся тем, что каждый электрод контактной пары содержит как минимум один фрагмент, имеющий форму или гибкой ленты, или гибкой пленки, или гибкого провода, называемый гибкой частью электрода, и ЭМЕ содержит как минимум один протяженный жесткий элемент, называемый элементом внутреннего каркаса, имеющий форму или стержня, или провода, или иную форму вытянутого предмета, и который сделан из диэлектрического материала, или из токопроводящего материала, полностью или частично покрытого слоем диэлектрического материала; при этом гибкие части электродов контактной пары вместе с одним, или двумя, или большим количеством элементов внутреннего каркаса образуют как минимум одну ячейку внутреннего сжатия, содержащую внутри полость, внутренняя поверхность которой сформирована гибкими частями электродов контактной пары и элементами внутреннего каркаса, так, чтобы гибкие части электродов контактной пары могли изгибаться и двигаться навстречу друг другу внутрь этой полости, уменьшая при этом объем внутренней полости и сжимая ячейку, в том числе уменьшая длину ячейки как минимум вдоль одного из направлений, называемого направлением сжатия ячейки, которое или перпендикулярно, или близко к перпендикулярному, или иным образом не совпадает с направлением или направлениями втягивания электродов внутрь ячейки; и данная ячейка внутреннего сжатия представляет собой электрический конденсатор переменной емкости, емкость которого зависит от степени сжатия ячейки и длины ячейки вдоль направления сжатия.
2. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по п. 1, отличающаяся тем, что элементы внутреннего каркаса ячеек сжатия расположены параллельно друг другу и выполнены или в виде протяженных призм, которые имеют поперечное сечение в форме четырехугольника, треугольника или иного многоугольника, или в виде протяженных цилиндров, которые имеют поперечное сечение в виде круга или эллипса, или в виде протяженных половин цилиндра, которые имеет поперечное сечение в виде полукруга или полуэллипса.
3. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по п. 1, отличающаяся тем, что элементы внутреннего каркаса ячеек сжатия выполнены таким образом, что каждый элемент внутреннего каркаса обладает одним из следующих свойств: или не имеет электрического контакта с электродами контактной пары; или имеет электрический контакт с одним из электродов контактной пары; или может быть частью одного из электродов контактной пары; или может состоять из двух изолированных друг от друга частей, одна из которых является частью одного электрода контактной пары или имеет с ним электрический контакт, а вторая является частью другого электрода контактной пары или имеет с ним электрический контакт; или элемент каркаса или его отдельные части имеют возможность отдельного собственного подключения к источнику электрического питания и/или электрической нагрузки.
4. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по п. 1, отличающаяся тем, что состоит из множества цепочек ячеек внутреннего сжатия, каждая из которых содержит два гибких электрода, имеющих форму ленты или провода, размещенных напротив друг друга, так что при горизонтальном размещении цепочки ячеек один из электродов является верхним, а другой нижним, и содержит множество элементов внутреннего каркаса, выполненных в виде провода круглого или произвольного сечения и размещенных между электродами параллельно друг другу на некотором расстоянии друг от друга так, чтобы каждый элемент внутреннего каркаса вдоль всего своего протяжения касался обоих электродов, что в совокупности и образует цепочку ячеек внутреннего сжатия, каждая из которых образована двумя элементами каркаса и двумя гибкими фрагментами электродов; при этом цепочки ячеек внутреннего сжатия объединены таким образом, чтобы при горизонтальной ориентации цепочек ячеек любая пара цепочек, одна из которых является нижней, а другая верхней по отношению друг к другу, имели следующие признаки: линии или иные участки касания верхнего электрода и элемента внутреннего каркаса нижней цепочки ячеек были расположены под линиями или иными участками касания нижнего электрода и элемента внутреннего каркаса верхней цепочки ячеек.
5. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по п. 1, отличающаяся тем, что состоит из множества цепочек ячеек внутреннего сжатия, каждая из которых содержит два гибких электрода, имеющих форму ленты или провода, размещенных напротив друг друга, так что при горизонтальном размещении цепочки ячеек один из электродов является верхним, а другой нижним, и содержит множество элементов внутреннего каркаса, выполненных в виде провода или нити круглого или произвольного сечения и размещенных между электродами параллельно друг другу на некотором расстоянии друг от друга так, чтобы каждый элемент внутреннего каркаса вдоль всего своего протяжения касался обоих электродов, при этом электроды имеют множество участков крепления электродов друг к другу, которые выполнены в виде полос или линий, проходящих между соседними элементами внутреннего каркаса и им параллельных, что в совокупности и образует цепочку ячеек внутреннего сжатия, каждая из которых образована одним элементом внутреннего каркаса, одним участком крепления электродов друг к другу и двумя гибкими фрагментами электродов; при этом цепочки ячеек внутреннего сжатия объединены таким образом, чтобы при горизонтальной ориентации цепочек ячеек любая пара цепочек, одна из которых является нижней, а другая верхней по отношению друг к другу, имели следующие признаки: линии или иные участки касания верхнего электрода и элемента внутреннего каркаса нижней цепочки ячеек были расположены под линиями или иными участками крепления электродов верхней цепочки ячеек друг к другу, а линии или иные участки крепления электродов нижней цепочки были расположены под линиями или иными участками касания нижнего электрода и элемента внутреннего каркаса верхней цепочки ячеек.
6. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по п. 1, отличающаяся тем, что состоит из множества цепочек ячеек внутреннего сжатия, каждая из которых содержит два гибких электрода, имеющих форму ленты или провода, размещенных напротив друг друга, при этом цепочки ячеек сложены в одно устройство таким образом, чтобы при горизонтальной ориентации цепочек ячеек в любой соседней паре цепочек ячеек одна из цепочек ячеек является нижней, а другая верхней по отношению друг к другу, и при этом у каждой цепочки ячеек один из электродов является нижним, а другой верхним по отношению друг к другу; и ЭМЕ также содержит множество общих элементов внутреннего каркаса, выполненных в виде провода или нити, имеющих круглое или произвольное сечение, размещенных между верхним электродом нижней цепочки ячеек и нижним электродом верхней цепочки ячеек для любой пары соседних цепочек ячеек, так что один общий элемент внутреннего каркаса является одновременно элементом внутреннего каркаса для одной ячейки внутреннего сжатия верхней цепочки ячеек и элементом внутреннего каркаса для одной ячейки внутреннего сжатия нижней цепочки ячеек; при этом каждая ячейка внутреннего сжатия ЭМЕ любой цепочки ячеек оказывается образованной двумя гибкими фрагментами электродов и двумя фрагментами электродов, наложенными на два элемента внутреннего каркаса, один из которых является общим с ячейкой внутреннего сжатия, принадлежащей цепочке ячеек, являющейся верхней по отношению к цепочке ячеек, к которой принадлежит рассматриваемая ячейка внутреннего сжатия, а второй элемент внутреннего каркаса является общим с ячейкой внутреннего сжатия, принадлежащей цепочке ячеек, являющейся нижней по отношению к цепочке ячеек, к которой принадлежит рассматриваемая ячейка внутреннего сжатия.
7. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что гибкие части электродов ЭМЕ сделаны из упругих материалов таких, чтобы силы упругости, возникающие при изгибе гибких частей электродов ЭМЕ при их притяжении друг к другу при сжатии ЭМЕ и препятствующие такому изгибу, были меньше силы электростатического притяжения электродов ЭМЕ в начале фазы их притяжения друг к другу и сжатия ЭМЕ, но также были достаточны для возврата ячеек внутреннего сжатия и ЭМЕ в исходное несжатое состояние.
8. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что электроды ЭМЕ сделаны из упругих материалов или дополнительно содержат упругий материал, такие что силы упругости возникают при нахождении ячеек внутреннего сжатия в несжатом состоянии, и эти силы упругости стремятся перевести и зафиксировать ячейки сжатия электродов и ЭМЕ в сжатое состояние для работы ЭМЕ в режиме генератора.
9. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия, по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пружинно-возвратный механизм, кинематически связывающий внешний механический привод и ЭМЕ между собою таким образом, чтобы создавать упругую силу, направленную против сжатия ЭМЕ, по величине не достаточную, чтобы это сжатие остановить, но достаточную, чтобы вернуть ЭМЕ в исходное несжатое состояние внутри рабочего цикла ЭМЕ, когда электроды ЭМЕ не заряжены или слабо заряжены.
10. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что что состоит из нескольких ЭМЕ с ячейками внутреннего сжатия, объединенных в одно устройство последовательно друг за другом таким образом, чтобы подвижные части одного ЭМЕ были кинематически связаны подвижными частями предыдущего или следующего ЭМЕ.
11. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что состоит из двух ЭМЕ, кинематически связанных друг с другом, каждая из которых работает в противофазе с другой, то есть в момент времени, когда одна ЭМЕ находится в сжатом состоянии, другая ЭМЕ находится в исходном несжатом состоянии, и сжатие одной ЭМЕ приводит к переводу другой ЭМЕ в исходное несжатое состояние, что позволяет электродам ЭМЕ последовательно и многократно совершать поступательно-возвратные движения.
12. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что состоит из нескольких ЭМЕ с ячейками внутреннего сжатия, объединенных в одно устройство так, что, все ЭМЕ имеют кинематическую связь с общим механическим приводом, и в любой момент времени эти ЭМЕ находятся в разных фазах своего рабочего цикла.
13. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит как минимум один электрический вентиль или выпрямитель, включенный в цепь подачи электрического питания на электроды ЭМЕ или включенный в цепь электрической нагрузки таким образом, чтобы максимально уменьшить или сделать невозможным ток в направлении, противоположном току источника питания или току нагрузки.
14. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия, по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что как минимум один электрод на поверхности контакта дополнительно содержит смазку или антиадгезионный слой, обладающие свойствами диэлектрика.
15. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит основной механический привод ЭМЕ и один или два механических привода, называемые толкателями, кинематически связанные с ЭМЕ, у которых возможно поступательно-возвратное движение в двух направлениях: в основном направлении, движение вдоль которого или происходит под воздействием подвижных частей ЭМЕ, то есть концов или частей ЭМЕ, которые двигаются навстречу друг другу при сжатии ЯВС ЭМЕ вдоль основного направления этого сжатия, или передает движение подвижным частям ЭМЕ, и движении в боковом направлении, вдоль которого происходит перемещение конца толкателя по направлению к основному приводу ЭМЕ, при этом возможно два крайних положения конца толкателя: первое положение, когда толкатель или плотно прижат к основному приводу ЭМЕ, или находится в состоянии иной кинематической связи с основным приводом ЭМЕ, и второе положение, когда толкатель не имеет контакта и кинематической связи с основным приводом ЭМЕ; и при этом ЭМЕ содержит или еще одну или две вспомогательные ЭМЕ с ячейками внутреннего сжатия и/или содержит иное устройство, которые предназначены для перемещения конца толкателя по направлению к основному приводу ЭМЕ до достижения кинематической связи конца толкателя с основным приводом и для обратного перемещения конца толкателя до достижения отсутствия указанной выше кинематической связи.
16. Электрическая машина емкостная (ЭМЕ) с ячейками внутреннего сжатия по п. 15, отличающаяся тем, что состоит из нескольких ЭМЕ с ячейками внутреннего сжатия, объединенных в одно устройство так, что, все ЭМЕ имеют общий основной привод, и в любой момент времени эти ЭМЕ находятся в разных фазах своего рабочего цикла.
Наверх