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So KRAPF, résidant à FRANCFORT-SUR-MAIN (Allemagne) AGENCEMENT POUR ENGENDRER DE L'ENERGIE ELECTRIQUE AU MOYEN DE GAZ IONISES EN CIRCULATION, On connaît des dispositifs, par lesquels de l'énergie électrique est engendrée au moyen de gaz ionisés en circulation. L'ionisation était pro- duite jusqu'à présent à l'aide de dispositifs auxiliaires, qui exigeaient une dépense d'énergie spéciale, à tel point que le rendement de la transformation d'énergie était tellement faible qu'une réalisation technique du processus n'était pas économique. Etant donné que l'ionisation du gaz se faisant le plus souvent par des chocs d'électrons, le courant gazeux contenait aussi bien des ions que des électrons. Il était donc nécessaire de prévoir encore un dispo- sitif pour séparer ces deux porteurs d'électricité.
A la différence des dispositifs connus spécifiés ci-dessus, dans un agencement suivant l'invention pour engendrer de l'énergie électrique au moyen de gaz ionisés en circulation., deux électrodes présentant des énergies d'extraction d'électrons différentes sont montées sur le trajet du gaz, de façon à agir, selon le principe de l'ionisation superficielle et de la neu- tralisation superficielle, comme cathode et comme anode. Dans ce cas, une con- dition à remplir est que de l'énergie d'extraction d'électrons d'une électro- de soit supérieure à l'énergie ou travail d'ionisation du gaz et que Ce der- nier travail soit, à son tour, supérieur à l'énergie d'extraction d'électrons de l'autre électrode.
L'invention concerne, dès lors, un dispositif, dans lequel l'io- nisation du gaz se fait par ionisation superficielle et ce, de façon que des gaz présentant une tension d'ionisation touchent une électrode, qui pré- sente une énergie d'extraction d'électrons e. (e= charge élémentaire, @ = tension d'extraction), la condition suivante e' J @e. 1 (plus exac- tement e @ e 'J + (EU - K1), IL désignant l'énergie cinétique des parti-
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cules gazeuses rejetées et K1 celle des particules gazeuses touchant l'é- lectrode) devant être remplie. Ainsi, cette électrode est chargée négative- ment et le gaz quitte l'électrode sous forme d'un courant d'ions.
L'élec- trode peut également affecter la forme d'un filtre, auquel cas elle est avantageusement agencée de façon que chaque atome de gaz, en traversant le filtre, vienne, en moyenne statistique, une fois en contact avec la surface de l'électrode. Derrière ce filtre ou cette électrode se trouve un second filtre ou une seconde électrode présentant une énergie d'extraction e. 2' la condition suivante e J @ e @ 2 devant dans ce cas être réalisée.
Dans ce cas, ce filtre ou cette électrode est chargé positivement lors du passage du gaz ionisé, car l'ion enlève un électron à l'électrode ou au fil- tre. Ainsi,le gaz està nouveau neutralisé derrière le second filtre. Si \? désigne la vitesse de circulation et N le nombre de particules gazeuses en circulation, l'intensité du courant est donnée par 11' = e @ N. La diffé- rence de potentiel se calcule à partir de la différence entre les énergies d'extraction. En montant l'un derrière l'autre plusieurs éléments, on peut obtenir, de manière connue, une augmentation de tension.
Le cycle thermique du dispositif est subordonné aux lois de la thermodynamique; dans ce cycle se produit une transformation de chaleur en énergie mécanique, mais on ne prévoit pas, comme, par exemple, dans une tur- bine à gaz, des parties mobiles, tandis qu'il n'est pas nécessaire d'obtenir de l'énergie électrique par des pièces tournant mécaniquement, étant donné que de la chaleur peut directement être transformée en énergie électrique.
Il est ainsi possible d'éluder le problème difficile de la turbine de com- bustion et de tirer immédiatement profit du courant gazeux, en le faisant passer dans un agencement de tuyère, tel que des tuyères de combustion, en vue d'obtenir de l'énergie électrique avec un rendement élevé. Lorsqu'on fait usage d'une tuyère de combustion, on peut employer aussi bien des agents liquides que des agents gazeux, comme combustible,, On peut également amener un gaz surchauffé à une tuyère.
La figure 1 représente schématiquement une telle tuyère, dans la- quelle les filtres E1 et E2 agissent comme cathode et comme anode. A l'avant du filtre E1 des gaz sont amenés à la tuyère par des conduites, dans la di- rection des flèches. La figure 2 représente un autre agencement suivant l'invention, dans lequel un courant gazeux chauffé, qui est entraîné par des forces mécaniques extérieures, par exemple par une pompe P, est amené à tra- verser les filtres E1 et E2 et constitue ainsi une installation génératrice d'énergie électrique. Le dispositif de chauffage du courant gazeux n'est pas représenté.
En principe, on peut également faire usage de l'agencement il- lustré à la figure 3 et dans lequel se produit une convection calorifique entre les deux électrodes E1 et E2, qui présentent une différence de tempé- rature, laquelle convection est liée à un transport de matière. On peut dé- finir un tel agencement comme étant un thermoélément avec une branche gazeu- se. La différence de température peut, par exemple, être obtenue en refroi- dissant une des électrodes et en chauffant toute l'installation, c'est-à- dire le gaz et l'autre électrode, par un dispositif de chauffage non repré- senté.
Dans les dessins, les notations 1 et K désignent respective- ment un isolant et un système de refroidissement.
REVENDICATIONS.
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So KRAPF, residing in FRANKFURT-SUR-MAIN (Germany) ARRANGEMENT TO GENERATE ELECTRICAL ENERGY BY MEANS OF IONIZED GAS IN CIRCULATION, Devices are known by which electrical energy is generated by means of circulating ionized gases . Ionization has hitherto been produced with the aid of auxiliary devices, which required a special expenditure of energy, so much so that the efficiency of the energy transformation was so low that a technical realization of the process was not economical. Since the ionization of gas most often occurs by electron shocks, the gas stream contained both ions and electrons. It was therefore necessary to provide a further device to separate these two electricity carriers.
Unlike the known devices specified above, in an arrangement according to the invention for generating electrical energy by means of circulating ionized gases., Two electrodes having different electron extraction energies are mounted on the path of the gas, so as to act, according to the principle of surface ionization and surface neutralization, as cathode and anode. In this case, a condition to be fulfilled is that the energy of electron extraction from an electron is greater than the energy or ionization work of the gas and that the latter work is, in turn, greater than the electron extraction energy from the other electrode.
The invention therefore relates to a device, in which the ionization of the gas is carried out by surface ionization, in such a way that gases having an ionization voltage touch an electrode, which presents an energy of d. electron extraction e. (e = elementary charge, @ = extraction voltage), the following condition e 'J @e. 1 (more exactly e @ e 'J + (EU - K1), IL denoting the kinetic energy of the
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gaseous particles rejected and K1 that of gaseous particles touching the electrode) to be filled. This electrode is thus negatively charged and the gas leaves the electrode in the form of an ion stream.
The electrode may also take the form of a filter, in which case it is advantageously arranged so that each gas atom, passing through the filter, comes, on statistical average, once in contact with the surface of the filter. electrode. Behind this filter or this electrode is a second filter or a second electrode having zero extraction energy. 2 'the following condition e J @ e @ 2 must in this case be fulfilled.
In this case, this filter or this electrode is positively charged during the passage of the ionized gas, since the ion removes an electron from the electrode or the filter. So the gas is neutralized again behind the second filter. Yes \? designates the speed of circulation and N the number of gaseous particles in circulation, the intensity of the current is given by 11 '= e @ N. The potential difference is calculated from the difference between the extraction energies. By mounting several elements one behind the other, it is possible to obtain, in a known manner, an increase in voltage.
The thermal cycle of the device is subordinated to the laws of thermodynamics; in this cycle a transformation of heat into mechanical energy takes place, but no moving parts are foreseen, as, for example, in a gas turbine, while it is not necessary to obtain l electrical energy from mechanically rotating parts, since heat can be directly transformed into electrical energy.
It is thus possible to bypass the difficult problem of the combustion turbine and immediately take advantage of the gas stream, passing it through a nozzle arrangement, such as combustion nozzles, in order to obtain gas. electrical energy with high efficiency. When using a combustion nozzle, both liquid and gaseous agents can be employed as fuel. Superheated gas can also be supplied to a nozzle.
FIG. 1 schematically represents such a nozzle, in which the filters E1 and E2 act as cathode and as anode. At the front of the filter E1, gases are brought to the nozzle through pipes, in the direction of the arrows. FIG. 2 shows another arrangement according to the invention, in which a heated gas stream, which is driven by external mechanical forces, for example by a pump P, is made to pass through the filters E1 and E2 and thus constitutes a electrical energy generator installation. The device for heating the gas stream is not shown.
In principle, use can also be made of the arrangement illustrated in FIG. 3 and in which a heat convection takes place between the two electrodes E1 and E2, which have a temperature difference, which convection is linked to a material transport. Such an arrangement can be defined as being a thermoelement with a gas branch. The temperature difference can, for example, be obtained by cooling one of the electrodes and heating the entire installation, that is to say the gas and the other electrode, by a heating device not shown. .
In the drawings, the notations 1 and K denote an insulator and a cooling system, respectively.
CLAIMS.
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