КОНДЕНСАТОР С ДВОЙНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЛОЕМ Российский патент 1999 года по МПК H01G9/00 H01G9/04 

Изобретение относится к электротехнике, электронакопительным устройствам, в частности к конструкции конденсаторов с двойным электрическим слоем, которые могут быть использованы в качестве кратковременных или резервных источников тока, а также делителей напряжения.

Уровень техники
Конденсаторы с двойным электрическим слоем нашли применение в качестве резервных источников питания в системах, требующих бесперебойного снабжения электроэнергией, таких как вычислительная техника, аппараты связи, станки с числовым программным управлением, в производствах с непрерывным циклом, а также в качестве источников энергии для электростартерного запуска двигателей внутреннего сгорания.

Известен конденсатор с двойным электрическим слоем (Патент России N 2083017, по МКИ H 01 G 9/00, 27.06.97 г.), содержащий накопительные секции одинаковой массы, соединенные последовательно. Накопительные секции содержат накопительные элементы, электроды которых изготовлены из активированного угля, пропитаны органическим электролитом и разделены ионопроводящим сепаратором.

Недостатком аналога является то, что его конструкция при сборке не позволяет осуществить коммутацию накопительных секций для деления постоянного напряжения с повышенной точностью.

Выполнение накопительных секций с одинаковой массой, а следовательно, и с одинаковой емкостью и внутренним сопротивлением позволяет осуществить деление максимального напряжения только на части, кратные количеству накопительных элементов.

Например, при приложении постоянного напряжения 120 В к внешним обкладкам двенадцати последовательно соединенных накопительных секций деление напряжения может быть осуществлено с шагом в 10 В, что усложняет питание от делителя напряжения аппаратуры с номинальным напряжением, например, 10,5 В или 40,75 В.

Известен конденсатор (описанный в описании к патенту России N 2098879 по МКИ H 01 G 9/00 и оп. 11.03.94 г.) с двойным электрическим слоем. Конденсатор содержит накопительные секции, которые состоят из накопительных элементов.

Недостатком аналога является то, что его конструкция при сборке не позволяет осуществить коммутацию накопительных секций для деления постоянного напряжения с повышенной точностью.

Выполнение накопительных секций с одинаковой массой, а следовательно, и с одинаковой емкостью и внутренним сопротивлением позволяет осуществить деление максимального напряжения только на части, кратные количеству накопительных элементов.

Прототипом изобретения может считаться конденсатор с двойным электрическим слоем (международная заявка на изобретение WO 92/12521, по МКИ H 01 G 9/00, опубликованная 23.07.92 г.), содержащий по меньшей мере две накопительные секции из по меньшей мере двух накопительных элементов из по меньшей мере одного поляризующегося электрода и сепаратора. Количество накопительных элементов в накопительных секциях одинаково.

Недостатком прототипа является то, что его конструкция при сборке не позволяет осуществить коммутацию накопительных секций для деления постоянного напряжения с повышенной точностью.

Выполнение накопительных секций с одинаковой массой, а следовательно, и с одинаковой емкостью и внутренним сопротивлением позволяет осуществить деление максимального напряжения только на части, кратные количеству накопительных элементов.

Сущность изобретения
Изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в конструктивном заложении возможности осуществления коммутации накопительных секций в составе конденсатора для эффективного деления напряжения, т.е. универсализации конструкции конденсатора для работ в качестве источника тока, а также стабилизатора и делителя напряжения повышенной эффективности.

Указанный технический результат достигается тем, что конденсатор с двойным электрическим слоем содержит по меньшей мере две накопительные секции из по меньшей мере двух накопительных элементов из по меньшей мере одного поляризующегося электрода и сепаратора и вышеуказанные накопительные секции имеют различные массы.

Выполнение накопительных секций с различной массой, а следовательно, и с различной емкостью и внутренним сопротивлением позволяет осуществить деление максимального напряжения на части, не только кратные количеству накопительных элементов.

Конденсатор может быть выполнен с по меньшей мере двумя накопительными секциями, содержащими различные по массе или объему по меньшей мере два накопительных элемента, что позволит эффективно осуществлять деление напряжения.

Конденсатор может быть выполнен с по меньшей мере одной накопительной секцией, в составе которой расположены накопительные элементы различной массы или объема, что позволит эффективно осуществлять деление напряжения.

Конденсатор может быть выполнен с по меньшей мере двумя накопительными секциями, различными по массе или объему, например, на 0,01...200%, что позволит эффективно осуществлять деление напряжения.

Конденсатор может быть выполнен с по меньшей мере двумя накопительными секциями, содержащими различное количество накопительных элементов, что позволит эффективно осуществлять деление напряжения.

Конденсатор может быть выполнен с единым корпусом, в котором расположены накопительные секции. Между корпусом и боковой поверхностью накопительных секций расположен изоляционный материал, который в поперечном сечении может быть выполнен с переменной толщиной, что позволит эффективно осуществлять работу конденсатора.

Конденсатор может быть выполнен с низкоамперной или высокоамперной электрической связью между корпусом и одним из электродов накопительного элемента одной из накопительных секций. Что позволит эффективно осуществлять деление напряжения.

Конденсатор может быть выполнен с накопительными секциями, различными по форме, с различной толщиной и различным поперечным размером. Что позволит эффективно осуществлять деление напряжения.

Конденсатор может быть выполнен таким образом, что в качестве изоляционного материала применена смола, например эпоксидная и/или стекло, и/или слюда, и/или резина, и/или парафин, и/или масло, например трансформаторное, и/или кварц, и/или асбест, и/или бумага, и/или воск, и/или газ, и/или пар, и/или вакуум. Что повысит долговечность конденсатора.

Конденсатор может быть выполнен таким образом, что по меньшей мере одна накопительная секция выполнена цилиндрического или призматического типа. Что позволит повысить эффективность деления напряжения.

Конденсатор может быть выполнен таким образом, что по меньшей мере две накопительные секции в поперечном сечении выполнены с различными диаметрами или поперечными размерами. Что позволит повысить эффективность деления напряжения.

Конденсатор может быть выполнен таким образом, что по меньшей мере одна накопительная секция в по крайней мере двух поперечных сечениях выполнена с различными диаметрами или поперечными размерами. Что позволит повысить эффективность деления напряжения.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Сущность изобретения и возможность его практической реализации поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено продольное сечение конденсатора с двойным электрическим слоем. В сечении конденсатор имеет три накопительные секции 1, в составе накопительной секции находятся накопительные элементы 2. В свою очередь накопительный элемент состоит из двух поляризующихся электродов 3 и сепаратора 4. Накопительные секции расположены в корпусе 5, а между корпусом и боковой поверхностью накопительных секций расположен изоляционный материал 6.

На фиг. 2 изображены две накопительные секции 9 и 10 различной толщины, содержащие накопительные элементы с различными геометрическими характеристиками: толщиной и объемом. Причем в верхней секции накопительные элементы 7 и 8 различаются по толщине, диаметру и объему. В нижней накопительной секции 10 накопительных элементов больше, чем в верхней секции 9. Накопительная секция 10 выполнена с различными диаметрами в различных поперечных сечениях.

На фиг. 3 изображено поперечное сечение цилиндрического конденсатора. В сечении изолятор 6 имеет переменную толщину. Электрод 3 имеет электрическую связь (например, канал 12, заполненный электролитом или парами электролита 11) с корпусом 5.

Таким образом, применение данной конструкции конденсатора позволит достичь задачи изобретения.

Изoбpeтeниe относится к электротехнике, в частности к электронакопительным устройствам, например, конденсаторам с двойным электрическим слоем, которые могут быть использованы в качестве кратковременных или резервных источников тока, а также делителей напряжения. Техническим результатом изобретения является эффективность деления напряжения, т.е. универсализация конструкции конденсатора для работ в качестве источника тока, а также стабилизатора и делителя напряжения повышенной эффективности. Согласно изобретению конденсатор с двойным электрическим слоем содержит по меньшей мере две накопительные секции из по меньшей мере двух накопительных элементов из по меньшей мере одного поляризующегося электрода и сепаратора, причем вышеуказанные накопительные секции имеют различные массы. 19 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Конденсатор с двойным электрическим слоем, содержащий по меньшей мере две накопительные секции из по меньшей мере двух накопительных элементов из по меньшей мере одного поляризующегося электрода и сепаратора, отличающийся тем, что вышеуказанные накопительные секции имеют различные массы. 2. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере в одной из накопительных секций содержатся накопительные элементы, различные по массе. 3. Конденсатор по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что по меньшей мере два накопительных элемента в составе по меньшей мере двух накопительных секций выполнены различными по массе. 4. Конденсатор по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что по меньшей мере в одной из накопительных секций содержатся накопительные элементы различные по объему. 5. Конденсатор по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что по меньшей мере два накопительных элемента в составе по меньшей мере двух накопительных секций выполнены различными по объему. 6. Конденсатор по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что по меньшей мере две накопительные секции различаются по массе на 0,01 - 200%. 7. Конденсатор по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что по меньшей мере две накопительные секции различаются по объему на 0,01 - 200%. 8. Конденсатор по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что по меньшей мере две накопительные секции содержат различное количество накопительных элементов. 9. Конденсатор по п.8, отличающийся тем, что по меньшей мере две накопительные секции различаются по количеству элементов по меньшей мере на один накопительный элемент. 10. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что накопительные секции расположены в едином корпусе. 11. Конденсатор по любому из пп.1 и 10, отличающийся тем, что между корпусом и боковой поверхностью накопительных секций расположен изоляционный материал. 12. Конденсатор по п.11, отличающийся тем, что по меньшей мере в одном из поперечных сечений изоляционный материал выполнен с переменной толщиной. 13. Конденсатор по любому из пп.11 и 12, отличающийся тем, что в качестве изоляционного материала применена смола, например эпоксидная, и/или стекло, и/или слюда, и/или резина, и/или парафин, и/или масло, например трансформаторное, и/или кварц, и/или асбест, и/или бумага, и/или воск, и/или газ, и/или пар, и/или вакуум. 14. Конденсатор по п.1 или 10, отличающийся тем, что между корпусом и по меньшей мере одним электродом по меньшей мере одного накопительного элемента по меньшей мере одной накопительной секции имеется электрическая связь. 15. Конденсатор по п. 14, отличающийся тем, что электрическая связь низкоамперная или высокоамперная. 16. Конденсатор по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что по меньшей мере две накопительные секции выполнены различной толщины. 17. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна накопительная секция выполнена цилиндрического типа. 18. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна накопительная секция выполнена призматического типа. 19. Конденсатор по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что по меньшей мере две накопительные секции в поперечном сечении выполнены с различными диаметрами или поперечными размерами. 20. Конденсатор по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что по меньшей мере в двух поперечных сечениях по меньшей мере одна накопительная секция выполнена с различным диаметром и/или поперечным размером.