[发明专利]用于在电-流体动力应用中控制电场的系统和方法

权利要求书

1.一种电-流体力学系统，其从气体流提取能量，所述系统包括：

-注射器，其将具有相同极性的第一种类的粒子注入所述气体流中，其中随着所述气体流的粒子运动由第一电场阻止；

-电场发生器，其产生与所述第一电场相反的第二电场，使得在所述注射器的下游的预定距离处的净电场近似为零；

-上游收集器，其收集具有与所述第一粒子种类相反的极性的第二种类的粒子；

-下游收集器，其收集带电粒子；以及

-负载，其耦合在所述下游收集器和所述上游收集器之间，其中所述负载将所述气体流的动能转换成电力。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一种类的粒子注射自注射器出口，其中所述电场发生器的一部分位于所述注射器出口的上游。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述电场发生器至少部分地围绕所述注射器。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述电场发生器是环形的，并实质上与所述注射器同心。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述电场发生器是电极。

6.如权利要求3所述的系统，其中所述电场发生器还包括使所述第二电场成形的场成形器。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述场成形器是与所述电场发生器实质上共面并沿所述电场发生器的中心轴线定位的电极。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述电场发生器位于所述注射器的下游。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述电场发生器吸引所述第一种类的粒子。

10.如权利要求9所述的系统，其中所述电场发生器包括被保持在与所述第一粒子种类相同的极性处的第一电极和被保持在与所述第一粒子种类的极性相反的极性处的第二电极，其中所述第一电极实质上沿着所述气体流与所述第二电极对齐，其中第一电极接近所述注射器，并且所述第二电极远离所述注射器。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述第一电极的电位的幅度比所述第二电极的电位的幅度小。

12.如权利要求1所述的系统，其中所述预定距离是在所述注射器的下游的5-10mm。

13.如权利要求1所述的系统，其中所述粒子为液滴。

14.如权利要求1所述的系统，其中所述注射器包括将所述第一种类的粒子注入到所述气体流中的多个喷嘴。

15.一种电-流体力学系统，其从气体流提取能量，所述系统包括：

-注射器，其将具有相同极性的第一种类的粒子注入所述气体流中，其中随着所述气体流的粒子运动由第一电场阻止；

-电场发生器，其产生与所述第一电场相反的第二电场，其中所述第二电场反转在所述注射器下游的预定距离处的净电场，所述第二电场在远离所述电场发生器的点处比接近所述电场发生器的点具有更高的强度；

-上游收集器，其收集具有与所述第一粒子种类相反的极性的第二种类的粒子；

-下游收集器，其收集带电粒子；以及

-负载，其耦合在所述下游收集器和所述上游收集器之间，其中所述负载将所述气体流的动能转换成电力。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述电场发生器为电极。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述电场发生器的一部分位于所述注射器的上游。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述电场发生器为实质上与所述注射器同心和共面的环形电极。

19.如权利要求17所述的系统，其中所述电场发生器改变所述气体流的一部分的速度。

20.如权利要求19所述的系统，其中所述电场发生器包括收敛形喷嘴，其中所述注射器实质上位于所述喷嘴的喉部中。

21.一种电-流体力学系统，其从气体流中提取能量，所述系统包括：

-注射器，其将具有相同极性的第一种类的粒子注入所述气体流中，其中随着所述气体流的粒子运动由第一电场阻止；

-环形电极，其与所述注射器共面且同心，产生与所述第一电场相反的第二电场，使得在所述注射器下游的预定距离处的净电场近似为零；

-上游收集器，其收集具有与所述第一粒子种类相反的极性的第二种类的粒子；

-下游收集器，其收集带电粒子；以及

-负载，其耦合在所述下游收集器和所述上游收集器之间，其中所述负载将所述气体流的动能转换成电力。