Преобразователь гравитационной энергии

Авторы патента:

H02N10 - Электрические двигатели, использующие тепловые эффекты

H01L37/04 - с использованием температурных изменений магнитной проницаемости, например приборы, работающие выше и ниже точки Кюри

Владельцы патента RU 2461096:

Слаев Валерий Абдуллович (RU)

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано для преобразования гравитационной энергии в электрическую. Технический результат состоит в упрощении конструкции, улучшении экологических условий и экономии невосполнимых энергетических ресурсов. Преобразователь включает в себя постоянный магнит, катушку с обмоткой, установленную на неподвижном основании и расположенную в зоне притяжения верхнего полюса постоянного магнита. Подвижный магнитный сердечник размещен соосно внутри катушки и изготовлен из материала с заданной точкой Кюри. Входы выпрямителя электрического напряжения соединены с выходами катушки, а выходы - с термоэлектрической цепью на эффекте Пельтье, горячий спай которой соединен с верхним полюсом постоянного магнита, а холодный спай - с неподвижным основанием катушки. 1 ил.

Изобретение относится к энергомашиностроительной отрасли и может быть использовано для преобразования гравитационной энергии в электрическую.

Известны аналоги изобретения. В частности, известен "Способ комплексного преобразования гравитационной, гидростатической и тепловой энергии в механическую энергию вращения и устройство для его осуществления" (см. патент РФ №2054580, кл. F03G 7/06), который требует, кроме гравитационной энергии, дополнительно использовать гидростатическую энергию, и преобразует гравитационную энергию только в механическую энергию вращения.

Известен «Гравитационный источник энергии» (см. патент РФ №2120059, кл. F03G 3/00), который имеет довольно сложное устройство и требует для своей работы дополнительно наличие текучей среды.

Известен «Двигатель» (см. патент РФ №2130130, кл. F03G 3/00), который позволяет повысить эффективность преобразования гравитационной энергии только в механическую.

Известен «Двухфазный гравитационный двигатель» (см. патент РФ №2102632, кл. F03G 3/00), который имеет довольно сложное устройство и предназначен для преобразования энергии тепла в механическую энергию.

Известен «Гравитационный аккумулятор» (см. патент РФ №2263818, кл. F03G 3/00), который имеет довольно сложное устройство и предназначен для использования в качестве вторичного источника энергоснабжения, например в агрегате с генерирующими установками, использующими альтернативные источники энергии: солнца, ветра, морских волн.

По совокупности признаков в качестве аналога, наиболее близкого к изобретению, заявителю найти подходящего не удалось.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является существенное упрощение конструкции и отказ от использования элементов, нарушающих экологию.

Сущность изобретения заключается в преобразовании гравитационной энергии в другой вид, более доступный и удобный для использования, а именно: в электрическую энергию. При этом достигается технический результат, который заключается в упрощении конструкции, улучшении экологических условий и экономии невосполнимых энергетических ресурсов.

Достигается такой технический результат за счет использования взаимодействия гравитационной энергии, проявляющейся в ускорении свободного падения магнитного сердечника, сочетания магнитных свойств постоянного магнита, магнитного сердечника и катушки с обмоткой, а также выполнения термоэлектрических условий обеспечения этого взаимодействия.

Преобразователь содержит постоянный магнит, катушку с обмоткой, установленную на неподвижном основании и расположенную в зоне притяжения верхнего полюса постоянного магнита, и подвижного магнитного сердечника, размещенного соосно внутри каркаса катушки, из материала с заданной температурной точкой Кюри. Выводы обмотки катушки соединены со входами выпрямителя электрического напряжения. Выходы выпрямителя соединены с термоэлектрической цепью, которая работает с использованием эффекта Пельтье, при этом горячий спай этой цепи соединен с верхним полюсом постоянного магнита и нагревает его до температуры выше точки Кюри, а холодный спай соединен с неподвижным основанием катушки и охлаждает его до температуры ниже точки Кюри. С выводов катушки производится съем электрической энергии.

Известно, что под точкой (температурой) Кюри понимается точка на кривой фазовых переходов 2-го рода, связанных с возникновением (или разрушением) упорядоченного состояния в твердых телах при изменении температуры (см., например, Байбуртский Ф.С., Налетова В.А., Турков В.А. Получение ферритов, обладающих низкой точкой магнито-фазового перехода (точкой Кюри). http://magneticliquid.narod.ru/autority/005.htm). Технология получения магнитных материалов с достаточно низкой точкой Кюри (в диапазоне 110-500°С) также известна (см., например, http://www.4455. ru/exactscience/18444.htm. Таблица 3).

Таким образом, имеются и производятся в промышленных масштабах магнитные материалы, которые теряют свои магнитные свойства при нагревании их выше точки Кюри и восстанавливают свои магнитные свойства при охлаждении их при температуре ниже точки Кюри. Именно такой материал в изобретении предлагается использовать в качестве материала подвижного сердечника. В качестве материала для постоянного магнита используется материалы, обладающие высокой коэрцитивной силой.

На рис.1 изображено заявляемое устройство. Постоянный магнит 1 неподвижен и находится в вертикальном положении. Каркас катушки 2 с обмоткой выполнен из материала с малой теплопроводностью и укреплен на неподвижном основании 3. С выводов 7 катушки 2 производится съем электрической энергии. Кроме того, эти выводы 7 соединены со входами выпрямителя 5. Выходы выпрямителя 5 соединены с термоэлектрической цепью 6, горячий спай которой соединен с верхним полюсом постоянного магнита 1 и является его нагревателем, а холодный спай соединен с неподвижным основанием 3 катушки, выполненным из материала с высокой теплопроводностью, и является его охладителем.

Устройство работает следующим образом.

Полярности постоянного магнита 1 и подвижного магнитного сердечника 4 выбраны таким образом, что в исходном состоянии сердечник 4 притянут к верхнему полюсу постоянного магнита 1.

Для запуска устройства в действие необходимо нагреть верхний полюс постоянного магнита 1 до температуры, превышающей точку Кюри материала, из которого изготовлен подвижный сердечник 4. При этом можно использовать различные средства: от подручных - типа газовой горелки, до высокоомного нагревателя, питающегося от аккумулятора (не показан), а также временного (стартового) подключения аккумулятора к выходу выпрямителя 5 с целью разогрева верхнего полюса постоянного магнита 1 горячим спаем термоэлектрической цепи 6.

В процессе этого нагревания подвижный сердечник 4, притянутый к верхнему полюсу постоянного магнита 1, нагревается до температуры, превышающей точку Кюри материала, из которого изготовлен подвижный сердечник 4, и теряет свои магнитные свойства, превращаясь тем самым в тело, подверженное только ускорению свободного падения, вызванному силами гравитационного поля.

Падая вниз, подвижный сердечник 4 охлаждается, и температура его опускается ниже точки Кюри. Этому способствует охлаждение неподвижного основания 3 катушки 2. Ниже точки Кюри в подвижном сердечнике 4 восстанавливаются магнитные свойства его материала.

Под действием сил магнитного притяжения подвижный сердечник 4 движется вверх, достигая верхнего нагретого верхнего полюса постоянного магнита 1, после чего аналогичный цикл повторяется.

При движении вверх подвижный сердечник 4 проходит сквозь витки обмотки катушки 2. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея при движении магнитного сердечника вверх в витках катушки 2 возникает электродвижущая сила, пропорциональная числу витков катушки 2 и изменению магнитного потока через каждый виток, которая и является источником электрической энергии 7 на выходе преобразователя.

Часть этой электрической энергии отбирается выпрямителем электрического напряжения 5 для питания термоэлектрической цепи 6. В частности, в качестве термопреобразователей термоэлектрической цепи 6 могут быть использованы термопары, т.е. спаи двух разнородных металлов или сплавов, образующих замкнутую электрическую цепь, у которых возникает разность температуры спаев при протекании через них электрического тока в одном из направлений (эффект Пельтье). Горячий спай соединен с верхним полюсом постоянного магнита 1 для его постоянного подогрева, а холодный спай соединен с неподвижным основанием 3 катушки 2 для его постоянного охлаждения. Кроме термопар для этой цели могут быть использованы p-n- и n-p-переходы полупроводниковых приборов или их наборы.

Таким образом, устройство работает в циклическом режиме, притягивая силами магнитного взаимодействия подвижный сердечник 4 к верхнему полюсу постоянного магнита 1, а при нагревании материала подвижного сердечника 4 выше температурной точки Кюри - падая на неподвижное основание 3 катушки 2 и при этом охлаждаясь ниже точки Кюри. Затем цикл повторяется.

Таким образом, видно, что приведенные выше сведения подтверждают возможность осуществления заявляемого изобретения, достижения указанного технического результата и решения поставленной задачи.

Преобразователь гравитационной энергии, включающий в себя постоянный магнит, катушку с обмоткой, установленную на неподвижном основании и расположенную в зоне притяжения верхнего полюса постоянного магнита, подвижный магнитный сердечник, размещенный соосно внутри катушки и изготовленный из материала с заданной точкой Кюри, выпрямитель электрического напряжения, входы которого соединены с выходами катушки, а выходы - с термоэлектрической цепью на эффекте Пельтье, горячий спай которой соединен с верхним полюсом постоянного магнита, а холодный спай - с неподвижным основанием катушки.

Изобретение относится к области электротехники и физики магнетизма и может быть использовано при построении модулей стационарных или мобильных энергетических устройств, использующих прямое преобразование тепловой энергии окружающей среды.

Микромеханический емкостной термоэлектрический преобразователь // 2426201

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет генерировать электрическую энергию за счет модуляции теплового потока, проходящего через электрический конденсатор с температуро-зависимой емкостью.

Микромеханический емкостной термоэлектрический преобразователь // 2406214

Устройство для преобразования тепловой энергии в электрическую энергию // 2382479

Изобретение относится к электрическим машинам, в которых производится прямое преобразование тепловых эффектов в другой вид энергии. .

Способ преобразования тепловой энергии в электрическую энергию // 2379820

Термоэлектрический двигатель и сервомеханизм на его основе // 2352813

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве привода для перемещения рабочих органов исполнительных механизмов, применяемых в точном машиностроении, приборостроении, робототехнике, в частности может быть использовано для создания сервомеханизмов различного назначения.

Способ преобразования тепловой энергии в электрическую и устройство для его осуществления // 2350008

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет использовать тепловую энергию для получения электрической энергии путем модуляции теплового потока. .

Электрогенерирующая установка на низкопотенциальном источнике энергии // 2313739

Изобретение относится к электротехнике, к электрогенерирующим установкам, работающим на низкопотенциальной воде, и может быть применено на сбросе в открытый водоем воды, охлаждающей конденсаторы атомных и тепловых электростанций.

Электрогенерирующая установка на низкопотенциальном источнике энергии // 2309341

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрогенерирующих установках, работающих на жидком низкопотенциальном источнике энергии. .

Электрический привод (варианты) // 2302072

Изобретение относится к области электротехники, точнее к электрическим двигателям, использующим тепловой эффект. .

Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую // 2215167

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для привода различных механизмов и в автотранспорте. .

Импульсный термомагнитный преобразователь // 2076397

Изобретение относится к термомагнитным явлениям физики и может быть использовано для преобразования тепловых импульсов в импульсы электрического тока, например в копировальных устройствах, устройствах отображения информации, медицинских приборах для снятия тепловых карт различных органов и т.п.

Термопреобразователь энергии // 1416001

Магнитоэлектрический преобразователь // 1416000

Магнитно-тепловой двигатель // 1032499

Магнитотепловой генератор // 1015457

Радиационно-магнитный двигатель шпади // 776432

Изобретение относится к технике преобразования энергии, а именно к устройству радиационно-магнитных двигателей, работающих на радиоактивных исходных и предназначенных для использования в качестве силового привода.

Способ непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую // 141560

Способ преобразования тепловой энергии в электрическую и устройство для его осуществления // 2542601

Изобретение относится к электрическим термомагнитным приборам на твердом теле, предназначенным для генерации электрической энергии путем ее непосредственного преобразования из тепловой энергии, и может быть использовано в качестве источника питания электрооборудования. Технический результат: повышение эффективности процесса преобразования тепловой энергии в электрическую. Сущность: способ заключается в том, что преобразование тепловой энергии в электрическую осуществляют путем периодического изменения состояния намагниченности распложенного в зазоре магнитопровода термочувствительного ферромагнитного элемента, нагретого до соответствующей ферромагнитному материалу температуры Кюри, находящегося в фазе парапроцесса. Изменение намагниченности термочувствительного ферромагнитного элемента осуществляют путем циклического изменения тока подмагничивания. Устройство содержит магнитопровод 1 с источником магнитного поля 2, в зазоре которого расположен термочувствительный ферромагнитный элемент 3, нагреватель 4, выходную обмотку 5, входную обмотку 6, размещенные на магнитопроводе, термоизолятор 7, генератор-возбудитель 8, подключенный к входной обмотке 6, и накопитель электрической энергии 9, подключенный к выходной обмотке 5. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую // 2620260

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим термомагнитным приборам на твердом теле, предназначенным для генерации электрической энергии, и может быть использовано в качестве источника питания. Технический результат заключается в повышении эффективности. Преобразование тепловой энергии в электрическую осуществляется путем периодического изменения состояния намагниченности термочувствительного ферромагнитного материала, нагретого до температуры Кюри в фазе парапроцесса, что вызывает генерацию дополнительного магнитного потока, преобразуемого в электрическую энергию. Устройство непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую содержит магнитопровод 1, в зазоре которого расположен термочувствительный ферромагнитный элемент 2, имеющий форму трубки. Источник магнитного поля 3 представляет собой ферритовый магнит таких же линейных размеров и термочувствительный ферромагнитный элемент с конусообразными углублениями со стороны полюсов, соосно помещенный вовнутрь термочувствительного ферромагнитного элемента. Выходная 4 и входная 5 обмотки размещены на магнитопроводе. Устройство содержит нагреватель термочувствительного ферромагнитного элемента 6, генератор-возбудитель 7, подключенный к входной обмотке 5, и накопитель электрической энергии 8, подключенный к выходной обмотке 4. 2 ил.

Устройство для получения механической энергии // 2502183

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для преобразования тепловой энергии окружающей среды в механическую энергию вращения кольца. В прозрачную цилиндрическую вакуумную колбу помещено вращающееся кольцо с осью вращения, край которого размещен в зазорах постоянных магнитов подковообразной формы, эквидистантно расположенных вокруг него. На колбе закреплены элементы магнитного подвеса вращающегося кольца, ротор первичного раскручивания оси вращения и съемный узел, создающий вращающееся магнитное поле. Кольцо выполнено из смеси парамагнитного и диамагнитного вещества с такими концентрациями x1 и x2 этих ингредиентов, что выполнены условия x1X1-x2|X2|→0, x1+x2=1, где X1 и Х2 - магнитные восприимчивости соответственно парамагнитного и диамагнитного веществ смеси, в течение времени пребывания любого дифференциального объема смеси dv=Sdx, где S - поперечное сечение кольца, охваченного магнитным зазором, dx - дифференциальный слой кольца вдоль направления движения смеси в магнитном зазоре по оси х, равного Δt=L/ωR, где L - длина магнитного зазора вдоль оси х, ω - угловая скорость вращения кольца (диска), R - радиус кольца (диска), а также условие, что постоянная магнитной вязкости парамагнитного вещества т1 в пять и более раз меньше постоянной магнитной вязкости диамагнитного вещества т2. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.