[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

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2010年10月18日提交的标题为“A System And Method For Controlling Electric Fields In Electro-Hydrodynamic Applications”的美国临时申请号61/394,298和在2011年8月29日提交的标题为“A System And Method For Controlling Electric Fields In Electro-Hydrodynamic Applications”的美国临时申请号61/528,440的利益，这两个申请通过引用被全部并入。

本申请涉及2009年1月22日提交的标题为“Electro-Hydrodynamic Wind Energy System”的在先申请号12/357,862和2009年1月22日提交的标题为“Electro-Hydrodynamic Wind Energy System”的PCT在先申请号PCT/US09/31682，这两个申请通过引用被全部并入。

技术领域

本发明通常涉及电-流体动力风能转换领域，且更具体地涉及在电-流体动力风能转换领域中的新的和有用的系统和方法。

背景

电-流体动力（EHD）风能转换是电能直接从风能中被提取的过程。EHD系统一般是使用风能来对抗静电场的固态装置，使带电元件与充电的源分离。在概念上，该系统可以将风动能转换成以在非常高的电压处收集的电荷的形式的电位能。

然而，该领域中的过去的调查伴随着许多问题，当与用于操作EHD系统的能量输入相比时，这些问题使能量收集变得不足。特别是，当EHD系统从带电粒子的分离收集电荷时，系统产生阻止电荷的运动的电场（也称为系统场120）。系统场可以抵消和甚至控制用于使EHD系统中的粒子带电的电场。作为结果，提供到带电元件的电荷（例如，带电液雾中的液滴）由于系统场对充电场的干扰而减少。这降低了整个系统的工作电流和功率输出。此外，被发射到风流的带电粒子遇到由从注射器出口顺风的先前释放的带电粒子的云所产生的非常大的相反的静电力（也称为空间电荷122，图1中所示），其促进液滴短路到充电元件或其他组件，而不是夹带在风流中，其中带电粒子可有助于如在图2中所示的能量获取。因此，在电-流体动力风能转换领域中需要创建用于控制电-流体动力应用中的电场的幅度和方向的新的和有用的系统和方法。本发明提供了这样的新的和有用的系统和方法。

附图的简要说明

图1是具有空间电荷的现有技术的电-流体动力能量提取系统的示意性表示。

图2是指示不令人满意的电场特性的现有技术的曲线图。

图3A和3B分别是本发明的优选的实施方案的示意性表示和本发明的优选的实施方案的电场的示意性表示。

图4是本发明的优选的实施方案的电场特性的示例性曲线图。

图5是本发明的优选的实施方案的注射器的示意性表示。

图6是本发明的第一实施方案的示意性表示。

图7是本发明的第二实施方案的示意性表示。

图8是本发明的包括空气动力电场发生器的实施方案的示意性表示。

优选实施方案的描述

本发明的优选实施方案的下面的描述并不是用来将发明限制到这些优选的实施方案，而是使本领域的任何技术人员能够进行和使用本发明。

1．用于在HD应用中的场成形的系统