Спосіб генерації енергії (електричної)

Реферат: Спосіб генерації енергії (електричної) шляхом зміни напруженості кристалічної решітки матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків) з наступною генерацією певної величини різниці електростатичних потенціалів на поверхнях стінок матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриків-п'єзоелектриків) з використанням прямого п'єзоелектричного ефекту. Механічний вплив на матеріал робочого тіла (п'єзоелектрик) можливо здійснювати постійним або періодичним стисканням, або розтисканням (розтягуванням), або гнуттям, або скручуванням матеріалів робочого тіла (діелектриків-п'єзоелектриків) за умови, що деформація кристалічної решітки п'єзоелектрика відбувається уздовж його електричної й або механічної осей. UA 117799 U (54) СПОСІБ ГЕНЕРАЦІЇ ЕНЕРГІЇ (ЕЛЕКТРИЧНОЇ) UA 117799 U UA 117799 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способу генерування електричної енергії шляхом зміни напруженості кристалічної решітки матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків) з наступною генерацією певної величини різниці електростатичних потенціалів (напруги) на поверхнях стінок матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків), з використанням прямого п'єзоелектричного ефекту (п'єзоелектриків, діелектриків-п'єзоелектриків), яка додатково стабілізується електронними схемами стабілізаторів електричної напруги постійного або змінного струму. Створення штучного електромагнітного й звукового або навіть гравітаційного випромінювання обумовлено науковими працями Ейнштейна А., Ландау Л.Д., Ліфшица Б.М., Торна К., Уіллера Дж., Ч. Мізнера, а також працями Троценка П.Д. за 2008-2014рр.: №26041 від 13.10.2008р., №26739 від 01.12.2008р., №27796 від 24.02.2009р., №31250 від 04.12.2009р., №28877 від 25.05.2009г., №32498 від 23.03.2010р., №32501 від 23.03.2010р., №34203 від 21.07.2010р., №35497 від 28.10.2010р., №37592 від 24.03.2011р., №39211 від 18.07.2011р., №40305 від 07.10.2011р., №41622 від 03.01.2012р., №42813 від 19.03.2012р., №43615 від 07.05.2012р., №43830 від 17.05.2012р., №44385 від 19.06.2012р., №46161 від 29.10.2012р., №49798 від 21.06.2013р., №50425 від 24.07.2013р., №52478 від 09.12.2013р., №54142 від 19.03.2014р., №56823 від 09.10.2014р., №57914 від 29.12.2014р., №63287 від 30.12.2015р., №64428 від 10.03.2016р. Робочим тілом випромінювачів в даному патентному рішенні є матеріал речовини при дії описуваними способами, на яку можливо отримати електричну енергію, енергію електромагнітного, гравітаційного й звукового випромінювання. Даний спосіб генерації енергії (електричної) можливо використовувати для: 1. Генерації створеного через коливання кристалічних решіток, акумульованого й посиленого акустичними резонаторами звукового випромінювання певних фізичних параметрів: інфразвуку, звуку, ультразвуку; 2. Генерації електростатичного потенціалу, генерація електромагнітного випромінювання шляхом збудження електромагнітним випромінюванням часточок робочого тіла (диполів матеріалів діелектриків-п'єзоелектриків або п'єзоелектриків з використанням прямого п'єзоелектричного ефекту), випромінювача з наступною генерацією певних параметрів потужності електромагнітного випромінювання при використанні матеріалів на зразок кварцу (причому навіть у напруженому стані, коли проявляється прямий п'єзоелектричний ефект), на основі п'єзоелектричного ефекту. Такими пристосуваннями можливо досягти рішення завдань електростатичної (електромагнітної) іонізації середовища переміщення ЛА (навколо випромінювача, навколо ЛА) як з використанням електростатичного поля центрального кристала 2 Фіг. 7-9 додатка креслень (матеріал робочого тіла – це, наприклад, кристал рубінового лазера або кристал іншого типу, наприклад діелектрика-п'єзоелектрика, п'єзоелектрика, який знаходиться у напруженому стані), електромагнітного випромінювання центрального матеріалу робочого тіла 2, який знаходиться у напруженому стані, - стані, коли проявляється п'єзоелектричний ефект, так і використанням електромагнітного випромінювання речовини матеріалу робочого тіла 4, розташованого біля матеріалу робочого тіла 2 (це наприклад кристал рубінового лазера або кристал іншого типу, наприклад діелектрика п'єзоелектрика, - п'єзоелектрика, який знаходиться у напруженому стані), випромінювання якого збуджує центрально-розташований (або не центрально-розташований) матеріал робочого тіла 2 і, у кінцевому, з використанням ефекту Хатчинсона або інших ефектів електромагнітного й або електростатичного й, або гравітаційної взаємодії із зовнішніми джерелами. При цьому збудження матеріалу робочого тіла 2 (це наприклад кристал рубінового лазера або кристал іншого типу, наприклад діелектрика- п'єзоелектрика, - п'єзоелектрика, який знаходяться у напруженому стані) здійснюється електромагнітним випромінюванням, а охолодження лазерним охолодженням. 3. Використання речовин які мають п'єзоелектричний ефект як енергетичні пристрої (пристроїв електричного живлення, електростатичних пристроїв) - саме як генераторів електричного, електростатичного потенціалу, електричної напруги (див. Фіг. 1-6 додатка креслень) шляхом генерації на кристалах, які мають п'єзоелектричний ефект необхідних параметрів електричного, електростатичного потенціалу, електричної напруги за допомогою силового механічного впливу й або електричного поля, й або електростатичного поля, й або електромагнітного випромінювання з використанням прямого п'єзоелектричного ефекту; 4. Важливо відзначити те, що п'єзоелектрик 2 (Фіг. 1-6 додатка креслень і подібні йому) може бути або постійно стисним або періодично стискуватися, розтискатися (розтягуванням), причому з певною й необхідною частотою; Існують такі найближчі аналоги: 1 UA 117799 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Генерація електростатичного потенціалу, електричної напруги при використанні матеріалів п'єзоелектриків на основі прямого п'єзоелектричного ефекту (описаний в книзі Б.М. Яворского, Ю.А. Селезньова "Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования". 1989р., на crop. 324.); 2. Заявка на патент України а201500730; 3. П'єзоелектричні запальнички див. патент РФ2026513, патент Радянського Союзу SU885720. Діелектрики-п'єзоелектрики це п'єзоелектрики, які знаходяться у напруженому стані - в стані генерації електричної напруги. Відмінним є те: що механічний вплив можливо здійснювати постійним або періодичним стисканням, або розтисканням (розтягуванням), або гнуттям, або скручуванням матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків) за умови, що деформація кристалічної решітки п′єзоелектрика відбувається уздовж його електричної й або механічної осей, причому з певною й регульованою частотою, з додатковим використанням електричних схем стабілізаторів електричної напруги (певної величини різниці електростатичних потенціалів) постійного або змінного струму отриманої з поверхонь стінок матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриків-п'єзоелектриків), з використанням для охолодження матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриківп'єзоелектриків) різних способів магнітного чи лазерного, чи рідинного, чи газово-рідинного, чи повітряного, чи кріогенного охолодження, при цьому можливо використовувати як хімічно чисті матеріали робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриків-п'єзоелектриків), так і суміші, які забезпечують або постійну силову дію на матеріал робочого тіла без механічного - силового впливу, або використання силових полів - наприклад з використанням зворотного п'єзоелектричного ефекту, електромагнітного поля, магнітного поля тощо; В основу винаходу поставлено задачу створити нові джерела електричної енергії завдяки використанню додаткових електричним схем Фіг. 1-6, Фіг. 10, Фіг. 11 додатка креслень, які б працювали довго та забезпечували в постійному або імпульсному, або ж змінному режимах відповідні їхні показники за умови експлуатації. Енергія - це складова життя будь-якої цивілізації. І чим вище у своєму розвитку перебуває вона, тим більше в ній бідує. І якщо оцінювати проблеми використання енергії протягом історії життя людства, то можна сказати наступне. На зорі існування нашої цивілізації переважно використовувалися безпечні, малопотужні види енергії - це рух води, горіння полум'я, сила вітру. Згодом люди навчилися будувати найпростіші гальванічні елементи, потім гідроелектростанції, теплоелектростанції, вітроелектростанції. І тільки наприкінці 20-го століття людство пізнало енергію ядерної взаємодії. Усе ширше використовуються нетрадиційні джерела енергії. Безумовно, використання енергії ядерних і термоядерних реакцій здійснюється у великій безпеці, через можливу неконтрольовану роботу ядерних реакторів, і, як результат, аварійних ситуацій з нищівним впливом на навколишній простір біологічних структур. Гальванічні елементи є джерелами постійної електричної напруги й називаються первинними елементами. Електрична енергія, одержувана в цьому випадку, утвориться за рахунок хімічних реакцій, що відбуваються усередині елемента. В останні роки усе гостріше постає питання вдосконалення джерел енергії - питання як глобальне, так і повсякденне. Глобальна сторона полягає в тому, що людство, гостро маючи потребу в енергії в будь-якій її формі, вибрало саме електричну. Причина - відносно низькі втрати при зворотному трансформуванні з електричної в будь-яку іншу, а також самі низькі втрати при передачі від місця вироблення (електростанція) до місця споживання. Основним джерелом електроенергії на сьогоднішній день є спалювання на ТЕС вуглецевого палива, якого з кожним роком усе менше, а ціна все вище. Основну шкоду навколишньому середовищу наносять проте не ТЕС, а двигуни внутрішнього згоряння. Все говорить про те, що якби транспорт працював на електроприводі, наш світ став би набагато чистіше, та що навіть дешевше в експлуатації. Поставлена задача створення нових джерел енергії (генерації електричної, енергії) вирішується наступним чином: шляхом зміни напруженості кристалічної решітки матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриків-п'єзоелектриків) з наступною генерацією певної величини різниці електростатичних потенціалів на поверхнях стінок матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриківп'єзоелектриків) з використанням прямого п'єзоелектричного ефекту, при цьому механічний вплив можливо здійснювати постійним або періодичним стисканням, або розтискатися (розтягуванням), або гнуттям, або скручуванням матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриків-п'єзоелектриків) за умови, що деформація кристалічної решітки п'єзоелектрика відбувається уздовж його електричної й або механічної осей, причому з певною й регульованою частотою, з додатковим використанням електричних схем стабілізаторів електричної напруги 2 UA 117799 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 див. заявку на патент України а201600588 від 25.02.2016р. (певної величини різниці електростатичних потенціалів) постійного або змінного струму отриманої з поверхонь стінок матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриків - п'єзоелектриків) з додатковим використанням електричних (електронних) схем стабілізаторів електричної напруги (певної величини різниці електростатичних потенціалів) постійного або змінного струму отриманої з поверхонь стінок матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриків-п'єзоелектриків). На Фіг. 1-6, Фіг. 10, Фіг. 11 додатка креслень показані способи отримання енергії. Використання пристроїв VT1 Фіг. 1 - Фіг. 6, Фіг. 10, Фіг. 11 додатка креслень або просто пристроїв на основі речовин, які мають п'єзоелектричний ефект як енергетичних пристроїв (пристроїв отримання електричної енергії, при цьому п'єзоелектричний матеріал VII може бути також постійно напруженим - стиснутим конструктивно або механічно). Енергетичних пристроїв мається на увазі генераторів електричного, електростатичного потенціалу, електричної напруги шляхом генерації на кристалах, що мають п'єзоелектричний ефект, необхідних ефектів (необхідних параметрів електричного, електростатичного потенціалу, електричної напруги) за допомогою силового механічного впливу й або електричного поля, й або електростатичного поля, й або електромагнітного випромінювання з використанням прямого та зворотного п'єзоелектричного ефектів. Наступні схеми Фіг. 1-6, Фіг. 10, Фіг. 11 додатка креслень - це схема перетворення електричної напруги робочого тіла – VТ1 до певних параметрів з метою його використання. Схема перетворення, як правило складається з накопичувальних конденсаторів, трансформатора Т1, і пристрою високовольтного комутатора VL1, короткочасно з'єднуючого накопичувальні конденсатори з первинною обмоткою трансформатора Т1. На Фіг. 1 додатку креслень - це неонова лампа (може бути використана батарея неонових ламп), на Фіг. 2 додатка креслень - це тиратрон (може бути використана батарея тиратронів), на Фіг. 3, Фіг. 4, Фіг. 6 додатка креслень - це тиристор VD (може бути використана батарея тиристорів), керований блоком керування БУ, на Фіг. 5 додатка креслень - це диністор або батарея диністорів. Підключення-перемикання диністорів (неонових ламп) VL відносно величини напруги здійснюється перемикачем S. Трансформована напруга через трансформатор Т1, від його вторинної обмотки й конденсатор (стабілізатор електричної напруги СН) подається до споживача. Конструкція пристрою VТ1 Фіг. 1-6, Фіг. 10, Фіг. 11 додатка креслень показана на Фіг. 7-9 додатка креслень. На Фіг. 8, Фіг. 9 додатка креслень конструкція пристрою VT1 складається з корпуса 3 у якому в різьбових отворах 14 прокручуються завдяки своїм різьбам 9 штирі 10, вкручуючись вони стискають п'єзоелемент (п'єзоелектрик) 2, який розташований між діелектриками-ізоляторами 6, 7 і їх клемами-контактами 5. Між штирем 10 і діелектрикомізолятором 7 може встановлюватися шайба із пружиною або кульковий підшипник 8 для захисту діелектрика-ізолятора 7 від руйнування. Штанга 1 забезпечує можливість обертання штиря 10 з наступним його вкручуванням або викручуванням, що змінює величину стискання п'єзоелемента (п'єзоелектрика) 2 Фіг. 8, Фіг. 9 додатка креслень. Діелектрики-ізолятори 6 захищають п'єзоелемент (п'єзоелектрик) 2 від короткого замикання за умови, що корпус 3 металевий. Важливо відзначити про те, що п'єзоелемент (п'єзоелектрик) 16 можна не тільки стискати, але й розтискати (розтягувати), гнути, крутити за умови, що деформація кристалічної решітки п'єзоелектрика відбувається уздовж його електричної й механічної осей. При цьому внаслідок викривлення (деформації) кристалічної решітки п'єзоелектрика 2 і дії прямого п'єзоелектричного ефекту, на клемах-контактах 5 (Фіг. 8, Фіг. 9 додатка креслень) індукується висока напруга (різниця потенціалів). Місце між штирем 10 і діелектриком-ізолятором 7 Фіг. 8, Фіг. 9 додатка креслень може бути додатково ізольоване електрично-ізоляційною пастою. Перемикачем S включаємо в ланцюг певне число елементів VL (високовольтний комутатор). Кількість елементів VL застосовується, насамперед, залежно від величини різниці потенціалів на клемах 5. На Фіг. 7 додатка креслень показана конструкція пристрою VT1, яка складається із клемконтактів 13, гвинтів 4 стискаючих п'єзоелектрик 2 із двох боків за рахунок їх укручення різьбовими з'єднаннями 11 у циліндричний корпус 12 діелектрика. Гвинти 4 можуть мати будьякі головки під ключ для їхнього закручування, розкручування. Між гвинтами 4 і п'єзоелектриком 2 Фіг. 7 додатка креслень додатково можна встановлювати шайбу (для захисту тіла п'єзоелектрика від руйнування) або пружину із двома шайбами на кінцях (для захисту тіла п'єзоелектрика й пружини від руйнування), або ж кульковий підшипник. При цьому внаслідок викривлення (деформації) кристалічної решітки п'єзоелектрика 2 і дії прямого п'єзоелектричного ефекту, на клемах-контактах 13 (Фіг. 7 додатка креслень) індукується висока напруга (різниця потенціалів). 3 UA 117799 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В загальному важливо ще раз відзначити про те, що п'єзоелектрик 2 може бути або постійно стисним або періодично стискуватися, розтискатися (розтягуватися), гнутися, крутитися, причому як механічно, так і за допомогою силових полів, при цьому деформація кристалічної решітки п'єзоелектрика відбувається уздовж його електричної й або механічної осей. Замість елементів VL або VD можуть застосовуватися й інші високовольтні комутатори. Між елементом VT і іншою схемою можна додатково встановлювати стабілізатори напруги СН Фіг. 1-6, Фіг. 10, Фіг. 11 додатка креслень. Важливо відзначити про те, що пристрої аналогічні Фіг. 7-9 додатка креслень, можуть бути насправді трубками-випромінювачами-резонаторами електромагнітного й звукового випромінювань (див. заявку на патент України а201600588) шляхом збудження електромагнітним випромінюванням часточок робочого тіла (диполів матеріалів діелектриківп'єзоелектриків або п'єзоелектриків з використанням прямого п'єзоелектричного ефекту). Корпус 3 Фіг. 7-9 додатка креслень може бути електрично-ізольований повністю, або бути виготовленим з діелектрика, а штир 10 може замінятися звичайним болтом з головкою під ключ або викрутку, він може бути виготовленим з діелектрика. П'єзоелектрик 2 може мати охолодження, причому будь-якого типу від повітряного, рідинного до лазерного. Робоче тіло п'єзоелектрик 2 Фіг. 7-9 додатка креслень може складатися як з однієї частини, так і з багатьох частин 2 або пристроїв, які включаються в ланцюг паралельно, а то й послідовно. Величиною стиску гвинтів 4 Фіг. 7 або гвинтів 10 Фіг. 8, Фіг. 9 додатка креслень можна регулювати силу стиску п'єзоелектрика 16 і, як наслідок, величину різниці потенціалів на клемах 4 Фіг. 7 або клемах 5 Фіг. 8, Фіг. 9 додатка креслень. Трансформатор Т1 може бути, залежно від виконуваних завдань або понижувальним, або ж підвищувальним. У ланцюзі між високовольтним комутатором VL, конденсатором С та первинною котушкою І трансформатора Т1 Фіг. 1-6 додатка креслень або між тиристором VD, конденсатором С та первинною котушкою І трансформатора Т1 Фіг.1-6 додатка креслень додатково можна встановлювати опір для захисту високовольтного комутатора VL та інших елементів відносно величини сили струму. Аналогічно Фіг. 11 додатка креслень у ланцюзі між джерелом живлення VT1 і місцем з'єднання котушок І і II додатково можна встановлювати опір для захисту високовольтного комутатора VL відносно величини сили струму. Фіг. 10 додатка креслень показує, як ще можливо влаштувати останній (вихідний) каскад схем Фіг. 1-6 додатка креслень. На Фіг. 11 додатка креслень показана схема інвертора на тиратронах VL її відмінністю від схеми Фіг. 1-6 додатка креслень є те, що вихідна напруга на обмотці III трансформатора Т1 є не імпульсною постійною, а змінною імпульсною. Трансформатор Т1 Фіг. 10 додатка креслень може бути, залежно від виконуваних завдань або понижувальним, або ж підвищувальним. Джерелом живлення схем Фіг. 1-6, Фіг. 11 додатка креслень є пристрій VT1 Фіг. 7-9 додатка креслень. При коливаннях диполів або електронів в атомах матеріалу робочого тіла під впливом зовнішнього резонансного електромагнітного випромінювання, аналогічно як і коливання інших електростатично-заряджених частинок, змінні гравітаційні, електростатичні, електромагнітні взаємодії відбуваються з причини зміни відстані між часточками диполів, зміні їх кінетичної енергії руху, тому що на диполі (інші частинки) діє змінна інерційна відцентрова сила, а на електрони діє енергія електромагнітного випромінювання, яка змінює їх радіуси орбіт, що забезпечує генерацію електромагнітного, гравітаційного й звукового випромінювання (або поглинання електромагнітного, гравітаційного й звукового випромінювання при суперпозиції взаємодій). При цьому змінні електростатичні поля можуть бути забезпечені коливаннями диполів діелектриків-п'єзоелектриків. m a  m2 a2  При всьому цьому причина того що  1 1  0  є те, що диполі, які здійснюють  r   коливання під впливом високочастотного резонансного випромінювання, при одночасній їх участі у декількох видах взаємодій (електромагнітних і або ядерних (сильних і або слабких), і або електростатичних, і або гравітаційних, і або інерційних), а також участі у вимушених взаємодіях, або в динамічно змінюваних взаємодіях (якщо напруженість електричного (електростатичного) E  Const і, або напруженість магнітного B  Const), отримують некомпенсоване прискорення часточок (атомів, електронів, дипольних часточок), що особливо важливо для диполів, які складаються із двох часточок (при цьому атоми, ядра, молекулидіелектрики, діелектрики - п'єзоелектрики, просто молекули - діелектрики, діелектрики п'єзоелектрики можуть бути випромінювачами гравітаційного випромінювання). В цілому можливо стверджувати про те, що коливальні системи, які одночасно знаходяться в декількох видах взаємодій, знаходяться в динамічних взаємодіях, здатні також генерувати гравітаційні хвилі (див. авторську працю Троценка П.Д. за № 63287 від 30.12.2015 р.). Генерація звукового 4 UA 117799 U випромінювання також забезпечується явищем коливання решітки матеріалу робочого тіла внаслідок зворотного п'єзоелектричного ефекту (описано в книзі Б.М. Яворского, Ю.А. Селезньова "Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования". 1989 р., на стор. 324.). 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 1. Спосіб генерації енергії (електричної) шляхом зміни напруженості кристалічної решітки матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків) з наступною генерацією певної величини різниці електростатичних потенціалів на поверхнях стінок матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриків-п'єзоелектриків) з використанням прямого п'єзоелектричного ефекту, який відрізняється тим, що механічний вплив на матеріал робочого тіла (п'єзоелектрик) можливо здійснювати постійним або періодичним стисканням, або розтисканням (розтягуванням), або гнуттям, або скручуванням матеріалів робочого тіла (діелектриків-п'єзоелектриків) за умови, що деформація кристалічної решітки п'єзоелектрика відбувається уздовж його електричної й або механічної осей, причому з певною й регульованою частотою, з додатковим використанням електричних (електронних) схем стабілізаторів електричної напруги (певної величини різниці електростатичних потенціалів) постійного або змінного струму, отриманої з поверхонь стінок матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриків-п'єзоелектриків), з можливим використанням для охолодження матеріалів робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриківп'єзоелектриків) різних способів магнітного чи лазерного, чи рідинного, чи газово-рідинного, чи повітряного, чи кріогенного охолодження, при цьому можливо використовувати як хімічно чисті матеріали робочого тіла (п'єзоелектриків, діелектриків-п'єзоелектриків), так і суміші, які забезпечують або постійну силову дію на матеріал робочого тіла без механічного - силового впливу, або використання силових полів. 5 UA 117799 U 6 UA 117799 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7