H - Electricity – 01 – L
Patent
H - Electricity
01
L
H01L 37/02 (2006.01) G01J 5/34 (2006.01)
Patent
CA 2355314
When the temperature of pyroelectric film is increased from low to high near its phase transition temperature its ability to hold electrical charge on its surfaces diminishes, and the charge can be drawn as current through an external load resistor. Once the film temperature reaches a steady temperature, no more power can be drawn. However, if the film temperature is lowered again, it will restore charge on the film surfaces and the pyroelectric conversion process can be repeated. Because pyroelectric conversion depends on the degree of temperature change and the repetition rate of the process, the faster the cycling the more power it can generate by converting heat to electric power. An improved apparatus and method is disclosed for converting heat to electrical energy with a multi-layered stack of thin pyroelectric films. The pyroelectric film surface is cycled between higher and lower temperatures by the displacement of higher and lower temperature fluid over the film surface. The system alternates hot and cold fluid without reversing direction of the fluids over the films to achieve rapid thermal cycling with this uni-directional fluid flow. A novel voltage controller slave to a magnetic proximity switch mounted on a rotating flow controller, provides synchonization of the thermal and electric cycling of the pyroelectric films.
Lorsque la température d'un film pyroélectrique augmente, pour passer d'une température basse à une température élevée, proche de sa température de transition de phase, sa capacité à maintenir une charge électrique sur sa surface diminue, et la charge peut être débitée comme un courant par une résistance de charge externe. Dès que la température du film atteint une valeur stable, le courant cesse d'être débité. Toutefois, lorsque la température du film est abaissée de nouveau, elle confère une nouvelle charge sur les surfaces du film, et le processus de transformation pyroélectrique peut se répéter. Ce type de transformation dépend du degré de changement de température et de la vitesse de répétition du procédé, par conséquent, plus la succession de cycles est rapide, plus la quantité d'énergie pouvant être générée par la transformation de chaleur en énergie électrique est importante. L'invention a pour objet un appareil et un procédé permettant de transformer la chaleur en énergie électrique avec un empilement de films pyroélectriques minces, en plusieurs couches. La surface du film pyroélectrique est soumise à des cycles alternatifs de températures élevées et de températures faiblesar le déplacement de fluides à température élevée et de fluides à basse température sur sa surface. Le système fait alterner le fluide chaud et le fluide froid sans inverser le sens d'écoulement des fluides sur les films, ce qui permet d'obtenir une succession de cycles thermiques rapide avec cet écoulement de fluide unidirectionnel. Un contrôleur de tension asservi par rapport à un contacteur de proximité magnétique fixé sur un contrôleur d'écoulement rotatif, assure la synchronisation de la succession de ces cycles thermiques et électriques des films pyroélectriques.
Charbonneau Robert
Ikura Michio
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Macrae & Co.
LandOfFree
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