Енергетична установка

1. Енергетична установка, що містить електрично з'єднані один з одним акумулятор та двигун, яка відрізняється тим, що її оснащено засобами 12, 19 для подання до неї позитивних та негативних кулонівських зарядів з оточуючого середовища, акумулятор виконаний у вигляді двох розташованих поруч одна біля одної двох ємностей 2, 3 з діелектричного матеріалу, заряджених статичною електрикою, перша - позитивними, а друга негативними кулонівськими зарядами, та оснащений двома конденсаторами, одна з обкладок кожного з яких, внутрішня 5, 6, розташована усередині відповідної ємності акумулятора, а друга обкладка, зовнішня 7, 8 - зовні ємності, та засобом 9 для нейтралізації зарядів у вигляді колби з інертним газом, усередині якої встановлені паралельно та напроти одна одної дві металеві пластинки 10, одна з яких з'єднана з однією із згаданих зовнішніх конденсаторних обкладок, а друга пластинка з'єднана з другою зовнішньою конденсаторною обкладкою, статор 15 двигуна виконаний у вигляді порожнистого циліндра 16 з діелектричного матеріалу, у бічну стінку якого вмонтований металевий провідник у вигляді спіралі 17, один кінець U 2 17584 1 3 17584 4 тромеханічного перетворення енергії та індуктивсполучена з другою зовнішньою конденсаторною них електричних машин на його основі [Электрообкладкою, статор двигуна виконаний у вигляді технический справочник. М., 1980 г.]. порожнистого циліндру з діелектричного матеріаНедоліки згаданих машин теж добре відомі: лу, у бічну стінку якого вмонтований металевий значні складність та великокоштовність, обмепровідник у вигляді спіралі, один кінець якої електження допустимої робочої напруги - за умовами ричне приєднаний до засобу для подання на неї з електричного пробою ізоляції котушок, критичність оточуючого середовища статичних електричних магнітних властивостей матеріалів до температузарядів першого знаку, а другий кінець якої сполури та вібрацій. Не менше негативне значення має чений з першою із згаданих зовнішніх конденсатовисока енерговитратність, оскільки для утворення рних обкладок, а якір виконаний у вигляді заряелектромагнітних полів у котушках індуктивних дженого статичною електрикою порожнистого електричних машин необхідно пропускати значні циліндру, встановленого у середині статора, конелектричні струми. Внаслідок високих теплоелектцентричне йому, з можливістю обертання навколо ричних Джоулевих втрат енергії в індуктивних коїх спільної осі, при цьому друга із згаданих зовніштушках таких машин, а також внаслідок втрат еленіх конденсаторних обкладок електричне приєднактричної енергії на утворення електромагнітного на до засобу для подання на неї з оточуючого сеполя та споживання ними значної реактивної поредовища статичних електричних зарядів другого тужності (до 20...30% від повної потужності машизнаку. ни) ефективність відомих машин незадовільна, Явище силової взаємодії електричних зарядів наприклад, при найбільш поширених потужностях та закон Кулона, що встановив кількісні характемашин від 5 до 40 кВт вона не перевищує 70 75%. ристики цієї взаємодії, добре відомі [див., наприНайближчою до запропонованої за технічною клад. Физический энциклопедический словарь. М., суттю та ознакам є енергетична установка транс1984 г., с. 334]. Численними дослідами підтверпортного засобу, яка містить тяговий електродвиджено, зокрема, що сили взаємодії електричних гун постійного струму, з'єднану з ним секційовану зарядів дуже великі, наприклад, що електричні акумуляторну батарею з керованим перетворювазаряди величиною 1Кл на відстані 1м діють один чем енергії, генератор та жорстко з'єднаний з ним на одний (притягуються різнойменні та відштовхуінерційний двигун [UA 46038, B60L 11/18, ються однойменні) з силою 9х109Н [див. С.Г. Ка15.05.2002]. лашников. Электричество. Учебник для универсиВище вже згадано про недоліки традиційних тетов. М-, Наука, 1985, с. 17]. Але засобів для електродвигунів та генераторів: значні складність, безпосереднього перетворення електростатичної енерговитратність, великокоштовність та невисока енергії у механічну, наскільки мені відомо, ще не ефективність. До недоліків прототипу слід віднесіснує. ти, також, негативні властивості, зв'язані з наявнісЗапропонована конструкція є такою, де за ратю традиційного лужного або кислотного акумуляхунок використання згаданих сил зарядів статичтора, а саме, необхідність періодичного ної електрики, якими попередньо заряджені згадазаправлення свіжим електролітом та періодичної ні ємності та порожнистий циліндр статора заміни пластин, оскільки вони є активними та з двигуна, та „залучення" до корисної роботи зарячасом виходять з ладу. дів з оточуючого середовища, які спрямовують Задачею корисної моделі є енергетична устачерез спом'януті засоби у середину установки, новка, яка, за рахунок безпосереднього перетвовперше, на мою думку, набувається можливість рення електростатичної енергії зарядів, створених примусового обертання якоря двигуна впродовж, штучно, та зарядів оточуючого середовища у мепрактично, необмежене великого часу. Конструкція ханічну енергію, є, за конструкцією її складових та установки дуже проста, за виключенням вихідного зв'язків між ними, суттєво простішою, ніж прототип, валу якоря, - без рухомих деталей. Втрати енергії що дозволяє, в кінцевому рахунку, на порядки тільки при зарядженні ємностей акумулятора, конзменшити її енерговитратність та коштовність. денсаторів та двигуна статичною електрикою. Для вирішення поставленої задачі енергетичДля можливості регулювання величини індуну установку, що містить електричне з'єднані один кованих зарядів на зовнішніх конденсаторних обз одним акумулятор та двигун, відповідно до корикладках, та, таким чином, величин сил взаємодії сної моделі споряджено засобами для подання до між зарядами у статорі та якорі, доцільно акумулянеї позитивних та негативних кулонівських зарядів торні ємності встановити рухомо, з можливістю з оточуючого середовища, акумулятор виконаний налагоджувального регулювання відстані між внуу вигляді двох розташованих одна біля одної двох трішніми та зовнішніми обкладками конденсаторів. ємностей з діелектричного матеріалу, заряджених Також доцільно, для урівноваження струмонастатичною електрикою, перша - позитивними, а вантаження конденсаторник обкладок, одну з них друга - негативними кулонівськими зарядами, та (другу) приєднати до засобу для подання на неї з споряджений двома конденсаторами, одна з оботочуючого середовища статичних електричних кладок кожного з яких, внутрішня, розташована зарядів другого знаку через дві паралельні одна усередині відповідної ємності, а друга обкладка, одній металеві пластини, встановлені напроти зовнішня, - зовні ємності, та засобом для нейтраодна одної у середині колби з інертним газом. лізації зарядів у вигляді колби з інертним газом, у Оскільки при проходженні через цю колбу зарядів середині якої встановлені паралельно одна одній, газ буде світитися, доцільно також виконати її з на відстані одна від одної, дві металеві пластинки, прозорого або напівпрозорого матеріалу: світіння одна з яких сполучена з однією із згаданих зовнігазу буде видимим і по цьому світінню можливо шніх конденсаторних обкладок, а друга пластинка слідкувати за роботою установки. 5 17584 6 Корисна модель пояснюється кресленнями, де кають одна до одної як в осьовому, так і в радіана: льному напрямках (див. фіг.1, 3). Фіг.1 показана структурна схема установки; Зарядження ємностей 2, 3 акумулятора та Фіг.2 пояснюється, як здійснюється зарядженвнутрішніх конденсаторних обкладок 5, 6 зарядами ня статичною електрикою ємностей акумулятора; відповідного знаку здійснюють від генератора Ван Фіг.3 - переріз А-А з Фіг.1; де Граафа через провідник 27, встановлений усеФіг.4 - пояснюється принцип дії двигуна. редині діелектричної трубки 28, та провідник 29 Установка уявляє собою корпусі, у лівій части(див. Фіг.2). Після зарядження ці провідники видані (див. Фіг.1) якого знаходиться акумулятор, до ляють і термозапаянням закривають вхід у трубку складу якого входять дві вертикально орієнтовані 28 (стрілки Б на Фіг.2). При установці ємностей 2, 3 циліндричні ємності 2 та 3, виготовлені з конструку корпус 1 забезпечують вакуум у міжємностному тивного високоомного діелектричного матеріалу. У просторі 4. Подібним чином здійснюють зарядженпросторах ємностей знаходяться кулонівські заряня негативними статичними зарядами секцій 26 ди: позитивні +q1 - у ємності 2, негативні –q2; - у якоря 20, після чого окремі частини циліндра 21 ємності 3. Простір 4 між ємностями знаходиться приєднують одна до одної. Термозапаяння застопід вакуумом. совують також при установці пластин 7, 8 - у корУ середині ємностей 2 та 3, в їх нижніх частипус 1, спіралі 17, пластин 13-у колбу 14 та пластинах, встановлені внутрішні обкладки 5, 6, відповіднок 10 нейтралізатора 9. Останнє, зокрема, дуже но, конденсаторів С1, С2. Другі обкладки, зовнішні, важливо, оскільки кулонівські заряди мають над- 7, 8 конденсаторів встановлені напроти внутрішходити до нейтралізатора тільки від входів - зазеніх, але зовні ємностей 2,3. Для можливості регумлень. лювання ємності конденсаторів С1, С2 ємності 2, 3 Після включення установки на зовнішніх конвстановлені з можливістю пересування у вертикаденсаторних обкладках 7, 8 за індукцією накопильному напрямку (пристрій для пересування ємночуються заряди, -q3 та +q4 (див. Фіг.1), відповідно, стей не показаний). протилежні за знаком тим, якими заряджені відпоМіж зовнішніми обкладками 7, 8 конденсаторів відні внутрішні конденсаторні обкладки 5, 6. ОдноС1, С2; розташований засіб для нейтралізації зачасно починається зустрічний рух зарядів: негатирядів, або нейтралізатор 9. Він уявляє собою колвних - від засобу 12 через провідник 11 та бу з інертним газом, у середині якої встановлені пластини 13 - на зовнішню конденсаторну обкладнапроти та паралельно одна одної дві металеві ку 7; позитивних - від засобу 19 через спіраль 17 пластинки 10. Провідником 11 та за допомогою та провідник 18 - на зовнішню конденсаторну обзасобу 12 одна із зовнішніх конденсаторних обкладку 8. На пластинах 10, при підході до них закладок, 7, електричне приєднана до джерела негарядів, відбувається їх нейтралізація. тивної статичної електрики, наприклад, заземлена. При проходженні позитивних зарядів через Для оптимізації завантаження конденсаторів на спіраль 17 відбувається їх взаємодія з попередньо шляху зарядів від засобу 12 розміщені напроти накопиченими у внутрішньому просторі якоря 21 одна одної дві металеві пластинки 13, які встановнегативними зарядами. Уявлення про те, як відбулені усередині колби 14 з інертним газом. Колба вається ця взаємодія, дає відомий з курсу шкільної 14 виконана з прозорого або напівпрозорого матефізики дослід, проілюстрований на Фіг.4. Коли до ріалу, що дає можливість спостерігати світіння закріпленої до нитки 29 ебонітової палички 30 з колби при проходженні через неї зарядів та, тим попередньо нанесеними на її поверхню, наприсамим, одержувати сигналізацію про функціюванклад, негативними зарядами піднести ебонітову ня установки. паличку 31 з нанесеними на її поверхню позитивЗбоку від акумулятора знаходиться безвитконими зарядами, паличка 30 відхиляється від паливий двигун, статор 15 якого уявляє собою орієнточки 31 у напрямку, показаному стрілкою. При пований горизонтально порожнистий циліндр 16 з дальшому піднесенні палички 31 до палички 30 конструктивного високоомного діелектричного маостання знову відхиляється у тому ж напрямку. теріалу. У бічну стінку циліндра 16 вмонтований Якщо паличку 31 обертати навколо палички 30, металевий провідник у вигляді спіралі, або котушостання буде здійснювати коловий рух. Таким же ки, 17. Один з кінців цієї спіралі сполучений провічином, у результаті взаємодії різнойменних зарядником 18 із зовнішньою обкладкою 8 конденсатодів у спіралі 17, що знаходяться, як було сказано, у ра С2, а її другий кінець електричне сполучений із постійному русі у напрямку зовнішньої обкладки 8, засобом 19, наприклад, у вигляді заземлення, для та у внутрішньому просторі якоря 21, останній подання на неї з оточуючого середовища позитивобертається на валу 22. Величина сили взаємодії них статичних електричних зарядів. цих зарядів збільшується завдяки наявності переЯкір 20 виконаний у вигляді зарядженого негабірок 25, які не дають можливості негативним зативною статичною електрикою порожнистого цилірядам концентруватися біля подовжньої осі якоря і ндра 21, закріпленого на валу 22 із шківом 23 у примушують їх рухатись вздовж його периферії, середині статора 15, концентричне йому. Вал 22 ближче до позитивних зарядів, що рухаються по посаджений у підшипники 24. Звернемо увагу на спіралі 17. те, що знаки зарядів у провіднику 18 та усередині Величина швидкості обертання якоря може якоря 20 завжди мають бути протилежні. регулюватися зміною ємності конденсаторів С1 та Конструктивно циліндр 21, за допомогою встаС2 шляхом пересування ємностей 2, 3 з внутрішновлених усередині перегородок 25 з діелектричніми конденсаторними обкладками у вертикального матеріалу, виконаний із секцій 26, що приминому напрямку. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 17584 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601