Aparato y método de bomba de descarga de barrera dieléctrica.

Una bomba de caudal de fluido que tiene un elemento de descarga de barrera dieléctrica para acelerar un caudal de fluido, que comprende:

una primera capa dieléctrica

(18, 20) que tiene un primer electrodo (22, 24, 24") insertado en la misma;

un segundo electrodo (32, 32") aguas arriba de dicho primer electrodo con respecto a una dirección de circulación del caudal de fluido (36), y estando además soportado alejado de una superficie dieléctrica de la primera capa dieléctrica, con el fin de formar un espacio de aire (26) entre ambos;

una fuente de alta tensión (28) para suministrar una señal de alta tensión al segundo electrodo;

cooperando dicho segundo electrodo y dicho primer electrodo para generar un campo de plasma (38, 40") en dicho espacio, que crea un caudal de aire inducido (44) en el interior de dicho espacio, adaptado dicho caudal de aire inducido para acelerar dicho caudal de fluido a medida que dicho caudal de fluido se mueve a través de dicho espacio de aire,

caracterizado por que dicho segundo electrodo está posicionado de forma tal que dicho fluido puede circular alrededor de todos los lados de dicho segundo electrodo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/088017.

Solicitante: THE BOEING COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 NORTH RIVERSIDE PLAZA CHICAGO, IL 60606-2016 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: SILKEY,JOSEPH S, DYER,RICHARD S, OSBORNE,BRADLEY A.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > TECNICA DEL PLASMA (tubos de haz iónico H01J 27/00;... > Producción del plasma; Manipulación del plasma... > H05H1/24 (Producción del plasma)

PDF original: ES-2535931_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Aparato y método de bomba de descarga de barrera dieléctrica.
Ilustración 2 de Aparato y método de bomba de descarga de barrera dieléctrica.
Ilustración 3 de Aparato y método de bomba de descarga de barrera dieléctrica.
Ilustración 4 de Aparato y método de bomba de descarga de barrera dieléctrica.
Ilustración 5 de Aparato y método de bomba de descarga de barrera dieléctrica.
Aparato y método de bomba de descarga de barrera dieléctrica.

Fragmento de la descripción:

Aparato y método de bomba de descarga de barrera dieléctrica CAMPO La presente invención se refiere de forma general a bombas, y más particularmente a un aparato y método de bomba de descarga de barrera dieléctrica que permite que se genere un chorro de fluido mediante la creación de un campo de plasma asimétrico, y sin la necesidad de mover partes típicamente asociadas con las bombas de fluido.

ANTECEDENTES Las afirmaciones de esta sección simplemente proporcionan información antecedente relacionada con la presente divulgación y pueden no constituir la técnica anterior.

En muchas aplicaciones, sería deseable tener la capacidad de acelerar un caudal de fluido (por ejemplo, un caudal de aire, un caudal de escape, un caudal de gas, etc.) en el interior de un conducto u otra forma de área confinada a través de la cual del fluido está circulando, o de formar un chorro de fluido para expulsión, inyección o mezcla de un fluido, o de control aerodinámico o con fines de propulsión. En algunos casos, esto puede ser particularmente difícil con el uso de bombas convencionales o dispositivos similares. Por un lado, existe la dificultad de montar físicamente una bomba en el interior de un conducto o tubería. Otro reto es que la bomba puede necesitar ser de un tamaño físico que haría que ésta obstruya de forma significativa el caudal de fluido a través del conducto o, inversamente, que requiera que el diámetro del conducto o tubería sea de un tamaño inaceptable. Incluso además, una bomba convencional, que puede requerir ser accionada por un motor eléctrico, tendrá, de forma típica, una serie de partes en movimiento. La presencia de una serie de partes móviles en el motor o en la bomba misma puede dar lugar a un mantenimiento periódico y / o reparaciones requeridas, lo cual puede ser difícil y consumir mucho tiempo si la bomba está montada en el interior de un conducto o tubería. Las bombas convencionales pueden también ser ruidosas y tener un peso apreciable que limita su uso en diversas aplicaciones.

El documento US2007 / 241229 describe un Sistema de Control de Descubrimiento de Entrada y Recuperación que incluye una entrada y por lo menos un generador de descarga de barrera dieléctrica posicionado aguas arriba del motor para impartir un momento a una capa límite de aire con una baja energía. Una pluralidad de generadores de descarga de barrera dieléctrica separados pueden ser activados en combinaciones seleccionadas para optimizar el desempeño a las respectivas condiciones de vuelo.

SUMARIO La presente descripción se refiere a un aparato y método de descarga de barrera dieléctrica que es especialmente adecuado para uso como bomba en el interior de un conducto a través del cual está circulando un fluido (por ejemplo, un caudal de aire, un caudal de gas, un caudal de escape, etc.) .

Según un primer aspecto de esta invención, se proporciona una bomba de caudal de fluido como se define en la reivindicación 1 de las reivindicaciones anexas.

Según un segundo aspecto de esta invención, se proporciona un método como se define en la reivindicación 10.

El aparato de la invención comprende una primera capa dieléctrica que tiene un primer electrodo insertado en la misma. Un segundo electrodo está soportado alejado de la superficie dieléctrica de la primera capa dieléctrica, con el fin de formar un espacio de aire entre ambos, aguas arriba del primer electrodo con respecto a la dirección de circulación del caudal de fluido. Una fuente de alta tensión suministra una señal de alta tensión al segundo electrodo. Los electrodos cooperan para generar un campo de plasma asimétrico en el espacio de aire, que crea un caudal de aire inducido en el interior del espacio de aire. El caudal de aire inducido acelera el caudal de fluido a medida que el caudal de fluido se mueve a través del espacio de aire.

En diversas realizaciones se utilizan dos o más capas dieléctricas separadas entre sí, teniendo cada una por lo menos insertado un electrodo. Un electrodo expuesto está posicionado en el espacio de aire entre las capas dieléctricas. Se generan un par de campos de plasma opuestos y asimétricos que ayudan a acelerar el flujo a través del espacio de aire.

La invención comprende un método para formar una bomba de caudal de fluido para acelerar un caudal de fluido a través de un conducto, según la reivindicación 9.

El flujo inducido funciona acelerando el fluido a medida que el fluido circula a través del espacio de aire.

En diversas realizaciones e implementaciones, puede emplearse una pluralidad mayor de electrodos para formar una pluralidad de espacios de aire separados entre sí, a través de los cuales puede acelerarse un caudal de fluido.

Otras áreas de aplicabilidad se harán evidentes a partir de la descripción proporcionada en este documento. Debería entenderse que la descripción y ejemplos específicos están destinados sólo a fines de ilustración y no están destinados a limitar el alcance de la presente descripción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los dibujos descritos en este documento tienen sólo el propósito de ilustración y no están destinados a limitar el alcance de la presente descripción de ningún modo.

La Figura 1 es un diagrama esquemático de una realización de un aparato de aceleración de un caudal de fluido de acuerdo con la presente descripción. La Figura 1A es un diagrama esquemático de un ejemplo diferente del aparato, en el cual sólo se incluye un único electrodo insertado. La Figura 1B es un diagrama esquemático del aparato de la invención que es adecuado para utilizarse donde no hay disponible un conducto formado íntegra y completamente. La Figura 2 es una vista lateral de un sistema de aceleración de un caudal de fluido bidimensional que utiliza nueve unidades del aparato de aceleración de caudal de fluido mostrado en la Figura 1. La Figura 3 es un corte a través de un sistema de aceleración de caudal de fluido tridimensional que utiliza una pluralidad de dispositivos de aceleración de caudal de fluido mostrados en la Figura 1, y La Figura 4 es un diagrama de flujo de las operaciones de conformación de un sistema tal como el mostrado en la Figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La siguiente descripción es meramente ejemplarizante en su naturaleza y no está destinada a limitar la presente descripción, aplicación o usos. Debería entenderse que en todos los dibujos, los números de referencia correspondiente indican partes y características iguales o correspondientes.

Con referencia a la Figura 1, se muestra un aparato de aceleración de un caudal de fluido 10. El uso del aparato en conjunto con un controlador 12 forma un sistema de aceleración de un caudal de fluido 14. El aparato 10 puede estar posicionado en el interior de un conducto 16, una tubería o en el interior de cualquier componente o estructura en la cual existe un caudal de fluido confinado o confinado en parte, y en el cual se desea acelerar el caudal de fluido.

Además, con referencia a la Figura 1, el aparato 10 incluye una primera capa dieléctrica 18 asegurada a una pared interior del conducto 16, y una segunda capa dieléctrica 20 también asegurada a una pared interior del conducto de forma tal que están dispuestas enfrentadas entre sí (por ejemplo, en oposición) . La primera capa dieléctrica 18 incluye un primer electrodo 22 insertado por lo menos sustancialmente en el interior de la capa 18. La segunda capa dieléctrica 20 incluye un segundo electrodo 24 insertado por lo menos sustancialmente en el interior de la capa 20. El posicionamiento de las capas dieléctricas 18 y 20 forma un espacio de aire 26 entre ellas. Preferiblemente, la separación del espacio de aire 26 es de aproximadamente 2, 5 mm - 25 mm (0, 1 pulg... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una bomba de caudal de fluido que tiene un elemento de descarga de barrera dieléctrica para acelerar un caudal de fluido, que comprende:

una primera capa dieléctrica (18, 20) que tiene un primer electrodo (22, 24, 24") insertado en la misma; un segundo electrodo (32, 32") aguas arriba de dicho primer electrodo con respecto a una dirección de circulación del caudal de fluido (36) , y estando además soportado alejado de una superficie dieléctrica de la primera capa dieléctrica, con el fin de formar un espacio de aire (26) entre ambos; una fuente de alta tensión (28) para suministrar una señal de alta tensión al segundo electrodo; cooperando dicho segundo electrodo y dicho primer electrodo para generar un campo de plasma (38, 40") en dicho espacio, que crea un caudal de aire inducido (44) en el interior de dicho espacio, adaptado dicho caudal de aire inducido para acelerar dicho caudal de fluido a medida que dicho caudal de fluido se mueve a través de dicho espacio de aire, caracterizado por que dicho segundo electrodo está posicionado de forma tal que dicho fluido puede circular alrededor de todos los lados de dicho segundo electrodo.

2. La bomba de la reivindicación 1, en la cual dicho campo de plasma (38, 40") comprende un campo de plasma que se acelera asimétricamente.

3. La bomba de la reivindicación 1, que comprende además un plano de tierra acoplado eléctricamente a dichos primer (22, 24, 24") y segundo (32, 32") electrodos.

4. La bomba de la reivindicación 1, en la cual dicha fuente de alta tensión (28) comprende una fuente de corriente alterna de alta tensión de entre aproximadamente 1 kV - 100 kV de CA.

5. La bomba de la reivindicación 1, en la cual dicho espacio de aire (26) forma una distancia de entre aproximadamente 2, 5 mm (0, 1 pulg) a 25 mm (1, 0 pulg) .

6. La bomba de la reivindicación 1, que comprende además un tercer electrodo insertado en una capa dieléctrica adicional, y que está soportada separada de dicho primer electrodo y dicha primera capa dieléctrica, y que además está soportada separada de dicho segundo electrodo, con el fin de formar un segundo espacio entre ellos.

7. La bomba de la reivindicación 6, que comprende además un cuarto electrodo dispuesto en dicha primera capa dieléctrica, y un quinto electrodo insertado en dicha capa dieléctrica adicional, y separada longitudinalmente de dicho segundo electrodo, estando formado un espacio adicional entre dichos cuarto y quinto electrodos longitudinalmente aguas abajo de dicho espacio; un sexto electrodo dispuesto por lo menos parcialmente en el interior de dicho espacio adicional; estando dichos cuarto, quinto y sexto electrodos adaptados para ser excitados eléctricamente por dicha fuente de tensión de corriente alterna para formar campos de plasma adicionales opuestos entre dichos cuarto y quinto electrodos, para crear un caudal de fluido inducido adicional para, de este modo, acelerar más dicho caudal de fluido a medida que dicho caudal de fluido circula a través de dicho espacio adicional.

8. La bomba de la reivindicación 6, en la cual ambas de dichas capas dieléctricas están dispuestas sobre un par de superficies separadas entre sí, de forma general paralelas.

9. Un método para formar una bomba de caudal de fluido para acelerar un caudal de fluido a través de un conducto, comprendiendo dicho método:

la disposición de un primer electrodo (22, 24, 24") insertado en una primera capa dieléctrica (18, 20) ; la disposición de dicha primera capa dieléctrica en el interior de dicho conducto; la disposición de un segundo electrodo (22, 24, 24") insertado en una segunda capa dieléctrica (18, 20) ; la disposición de dicha segunda capa dieléctrica en el interior de dicho conducto con el fin de estar de forma general enfrentada a dicha primera capa dieléctrica, y de forma tal que se forma un espacio de aire (26) entre dichas primera y segunda capas dieléctricas; el posicionamiento de un tercer electrodo (32, 32") en el interior de dicho conducto de forma tal que dicho tercer electrodo está ubicado por lo menos parcialmente en el interior de dicho espacio de aire y hacia un extremo aguas arriba de dichas capas dieléctricas, con respecto a una dirección de circulación de dicho fluido a través de dicho espacio de aire; la excitación eléctrica de dicho tercer electrodo para hacer que dicho tercer electrodo, dicho primer electrodo y dicho segundo electrodo generen de forma cooperativa campos eléctricos asimétricos y opuestos en el interior de dicho espacio de aire, para generar, de este modo, un campo de plasma en dicho espacio de aire que crea un caudal inducido a través de dicho espacio de aire, actuando dicho caudal inducido para acelerar dicho fluido a medida que dicho caudal de fluido se mueve a través de dicho espacio de aire, caracterizado por que dicho tercer electrodo (32, 32") está posicionado en el interior de dicho conducto de forma tal que dicho fluido puede circular alrededor de todos los lados de dicho tercer electrodo.

10. El método de la reivindicación 9, que comprende además la ubicación de dicho tercer electrodo (32, 32") completamente en el interior de dicho espacio de aire (26) .

11. El método de la reivindicación 9, en el cual la excitación eléctrica de dicho tercer electrodo (32, 32") comprende la excitación eléctrica de dicho tercer electrodo con una tensión de corriente alterna (28) en el rango de aproximadamente 1 kV - 100 kV de CA.

12. El método de la reivindicación 11, que además comprende la formación de una bomba de caudal de fluido adicional en el interior de dicho conducto en una ubicación aguas abajo, con respecto a la dirección de circulación de dicho fluido, de dicha bomba de caudal de fluido.