Перетворювач гравітаційної енергії - патент Україна 2461096 - Слаєв Валерій Абдуллович
Винахід відноситься до енергомашинобудування і може бути використане для перетворення гравітаційної енергії на електричну. Технічний результат полягає у спрощенні конструкції, поліпшенні екологічних умов та економії непоправних енергетичних ресурсів. Перетворювач включає постійний магніт, котушку з обмоткою, встановлену на нерухомій підставі і розташовану в зоні тяжіння верхнього полюса постійного магніту. Рухомий магнітний сердечник розміщений співвісно всередині котушки і виготовлений із матеріалу із заданою точкою Кюрі. Входи випрямляча електричної напруги з'єднані з виходами котушки, а виходи - з термоелектричним ланцюгом на ефект Пельтьє, гарячий спай якої з'єднаний з верхнім полюсом постійного магніту, а холодний спай - з нерухомою основою котушки. 1 іл.
Малюнки до патенту Україна 2461096
Винахід відноситься до енергомашинобудівної галузі і може бути використане для перетворення гравітаційної енергії на електричну.
Відомі аналоги винаходу. Зокрема, відомий "Спосіб комплексного перетворення гравітаційної, гідростатичної та теплової енергії на механічну енергію обертання та пристрій для його здійснення" (див. патент Україна № 2054580, кл. F03G 7/06), який вимагає, крім гравітаційної енергії, додатково використовувати гідростатичну енергію, і перетворює гравітаційну енергію лише на механічну енергію обертання.
Відоме «Гравітаційне джерело енергії» (див. патент Україна № 2120059, кл. F03G 3/00), яке має досить складний пристрій і вимагає для своєї роботи додаткового текучого середовища.
Відомий «Двигун» (див. патент Україна № 2130130, кл. F03G 3/00), якийдозволяє підвищити ефективність перетворення гравітаційної енергії лише на механічну.
Відомий «Двофазний гравітаційний двигун», який має досить складний пристрій і призначений для перетворення енергії тепла на механічну енергію.
Відомий «Гравітаційний акумулятор» (див. патент Україна № 2263818, кл. F03G 3/00), який має досить складний пристрій і призначений для використання в якості вторинного джерела енергопостачання, наприклад в агрегаті з установками, що генерують, що використовують альтернативні джерела енергії: сонця, вітру, морських хвиль.
За сукупністю ознак як аналога, найближчого до винаходу, заявнику знайти відповідного не вдалося.
Завданням, на вирішення якої спрямований винахід, є суттєве спрощення конструкції і відмова від використання елементів, що порушують екологію.
Сутність винаходу полягає в перетворенні гравітаційної енергії в інший вид, більш доступний і зручний для використання, а саме: електричну енергію. При цьому досягається технічний результат, який полягає у спрощенні конструкції, покращенні екологічних умов та економії непоправних енергетичних ресурсів.
Досягається такий технічний результат за рахунок використання взаємодії гравітаційної енергії, що проявляється у прискоренні вільного падіння магнітного сердечника, поєднання магнітних властивостей постійного магніту, магнітного сердечника та котушки з обмоткою, а також виконання термоелектричних умов забезпечення цієї взаємодії.
Перетворювач містить постійний магніт, котушку з обмоткою, встановлену на нерухомій основі та розташовану в зоні тяжінняверхнього полюса постійного магніту, та рухомого магнітного сердечника, розміщеного співвісно всередині каркаса котушки, з матеріалу із заданою температурною точкою Кюрі. Висновки обмотки котушки з'єднані з входами випрямляча електричної напруги. Виходи випрямляча з'єднані з термоелектричним ланцюгом, який працює з використанням ефекту Пельтьє, при цьому гарячий спай цього ланцюга з'єднаний з верхнім полюсом постійного магніту і нагріває його до температури вище точки Кюрі, а холодний спай з'єднаний з нерухомою основою котушки і охолоджує його до температури нижче точки Кюрі. З висновків котушки проводиться знімання електричної енергії.
Відомо, що під точкою (температурою) Кюрі розуміється точка на кривій фазових переходів 2-го роду, пов'язаних із виникненням (або руйнуванням) упорядкованого стану у твердих тілах при зміні температури (див., наприклад, Байбуртський Ф.С., Налетова Ст. А., Турков В. А. Отримання феритів, що мають низьку точку магніто-фазового переходу (точкою Кюрі). Технологія отримання магнітних матеріалів із досить низькою точкою Кюрі (в діапазоні 110-500°С) також відома (див., наприклад, http://www.4455. ru/exactscience/18444.htm. Таблиця 3).
Таким чином, є і виробляються в промислових масштабах магнітні матеріали, які втрачають свої магнітні властивості при нагріванні їх вище точки Кюрі і відновлюють свої магнітні властивості при охолодженні при температурі нижче точки Кюрі. Саме такий матеріал у винаході пропонується використовувати як матеріал рухомого сердечника. Як матеріал для постійного магніту використовується матеріали, що мають високу коерцитивну силу.
На рис.1 зображено заявляється пристрій. Постійний магніт 1нерухомий і знаходиться у вертикальному положенні. Каркас котушки 2 з обмоткою виконаний з матеріалу з малою теплопровідністю і укріплений на нерухомій підставі 3. З 7 висновків котушки 2 проводиться знімання електричної енергії. Крім того, ці висновки 7 з'єднані з входами випрямляча 5. Виходи випрямляча 5 з'єднані з термоелектричним ланцюгом 6, гарячий спай якого з'єднаний з верхнім полюсом постійного магніту 1 і є його нагрівачем, а холодний спай з'єднаний з нерухомою основою котушки 3, виконаним з матеріалу з високою теплопровідністю і є його охолоджувачем.
Пристрій працює наступним чином.
Полярності постійного магніту 1 та рухомого магнітного сердечника 4 обрані таким чином, що у вихідному стані сердечник 4 притягнутий до верхнього полюса постійного магніту 1.
Для запуску пристрою в дію необхідно нагріти верхній полюс постійного магніту 1 до температури, що перевищує точку Кюрі матеріалу, з якого виготовлений рухомий сердечник 4. При цьому можна використовувати різні засоби: від підручних - типу газового пальника до високоомного нагрівача, що живиться від акумулятора (не показаний), а також тимчасового (стартового) підключення акумулятора до виходу випрямляча 5 з метою розігріву верхнього полюса постійного магніту гарячим 1 спаєм термоелектричного ланцюга 6.
У процесі цього нагрівання рухомий сердечник 4, притягнутий до верхнього полюса постійного магніту 1, нагрівається до температури, що перевищує точку Кюрі матеріалу, з якого виготовлений рухомий сердечник 4, і втрачає свої магнітні властивості, перетворюючись тим самим на тіло, схильне тільки до прискорення вільного падіння, викликаного силами гравітаційного поля.
Падаючи вниз, рухомий сердечник 4 охолоджується, і температура йогоопускається нижче точки Кюрі. Цьому сприяє охолодження нерухомої основи 3 котушки 2. Нижче точки Кюрі в рухомому осерді 4 відновлюються магнітні властивості його матеріалу.
Під дією сил магнітного тяжіння рухомий сердечник 4 рухається нагору, досягаючи верхнього нагрітого верхнього полюса постійного магніту 1, після чого аналогічний цикл повторюється.
При русі вгору рухомий сердечник 4 проходить крізь витки обмотки котушки 2. Відповідно до закону електромагнітної індукції Фарадея при русі магнітного сердечника вгору в витках котушки 2 виникає електрорушійна сила, пропорційна числу витків котушки 2 і зміні магнітного потоку через кожен 7 на виході перетворювача.
Частина цієї електричної енергії відбирається випрямлячем електричної напруги 5 для живлення термоелектричного ланцюга 6. Зокрема, як термоперетворювачі термоелектричного ланцюга 6 можуть бути використані термопари, тобто. спаї двох різнорідних металів або сплавів, що утворюють замкнутий електричний ланцюг, у яких виникає різниця температури спаїв при протіканні через них електричного струму в одному з напрямків (ефект Пельтьє). Гарячий спай з'єднаний з верхнім полюсом постійного магніту 1 для його постійного підігріву, а холодний спай з'єднаний з нерухомою основою котушки 3 2 для його постійного охолодження. Крім термопар для цієї мети можуть бути використані p-n- та n-p-переходи напівпровідникових приладів або їх набори.
Таким чином, пристрій працює в циклічному режимі, притягуючи силами магнітної взаємодії рухомий сердечник 4 до верхнього полюса постійного магніту 1, а при нагріванні матеріалу рухомого сердечника 4 вище температурної точки Кюрі- падаючи на нерухому основу 3 котушки 2 і при цьому охолоджуючись нижче точки Кюрі. Потім цикл повторюється.
Таким чином, видно, що наведені вище відомості підтверджують можливість здійснення винаходу, досягнення зазначеного технічного результату та рішення поставленої задачі.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Перетворювач гравітаційної енергії, що включає постійний магніт, котушку з обмоткою, встановлену на нерухомій підставі і розташовану в зоні тяжіння верхнього полюса постійного магніту, рухомий магнітний сердечник, розміщений співвісно всередині котушки і виготовлений з матеріалу з заданою точкою Кюрі, випрямляч електричної напруги якого з'єднані з виходами котушки, а виходи - з термоелектричним ланцюгом на ефекті Пельтьє, гарячий спай якого з'єднаний з верхнім полюсом постійного магніту, а холодний спай - з нерухомою основою котушки.