ПОКАТАЕМСЯ НА ВОЗДУХЕ?См. также ИР, 6, 2000 ("Внучатый ученик Эйнштейна") ИР, 10, 2000 ("Энергия из ничего")Редчайший случай, надо сказать! В январе 2000 года московский инженер-физик, изобретатель С.Н.Дунаевский получил письмо из Федерального института промышленной собственности с приглашением принять участие в Московском международном Салоне промышленной собственности "Архимед-2000". На этом салоне-выставке (предыдущие салоны проходили в Брюсселе, Париже, а в Москве впервые) я и познакомился с изобретателем, тот буквально ухватил за рукав. Ировских корреспондентов многие участники салона за рукава хватали, но то, о чем рассказал Самуил Наумович, оказалось сенсацией даже на фоне других великолепных российских изобретений (см., например, ИР,8, 2000, "Ниспровергатель авторитетов В.Мухин"). Нужно сказать, что пройти мимо было очень даже просто, поскольку изобретение, способное сделать переворот в энергетике, было представлено скромным плакатом да копией описания изобретения к пат. 2101521...НЕМНОГО ИСТОРИИ. Классический пример превосходства полученного над затраченным люминесценция: люминофор излучает свет более яркий, чем свет, на него падающий. Лет сорок назад один японский изобретатель пытался на этом эффекте сделать холодильник...Немецкий студент-энергетик Л.Гербрант, будучи на практике на ГЭС, построенной еще в конце девятнадцатого века, был удивлен тем, что турбогенераторы этой электростанции, не имеющей плотины, работающие на естественном течении Рейна и пропускающие через себя 50 куб. м воды в с, дают столько же энергии, что и генераторы соседней ГЭС с плотиной высотой 12 м, пропускающие 250 м3/с. Умный студент решил, что прибавка энергии получается за счет того, что дамба электростанции перегораживает Рейн в месте самого быстрого течения. Но гидростроители давно пользуются уравнением, в котором кинетическая энергия потока квадратичная функция от его скорости. Попросту говоря, если скорость потока увеличить вдвое, то гидроагрегат будет вырабатывать энергии в четыре раза больше при том же расходе воды. Но генераторы старой ГЭС давали энергии гораздо больше, чем положено по расчету. Откуда прибавка? В 70-е годы уже инженер, Гербант попытался взять патент на "Способ повышения энергетического выхода гидроэлектростанций". Получил отказ со ссылкой на то, что его предложение нарушает второе начало ТЕРМОДИНАМИКИ...В 1979 г. американец Г.Джонсон получил патент на магнитный двигатель (мотор с вращающимися магнитами). Мотор вырабатывал всего несколько ватт мощности, но было замечено, что магниты самопроизвольно охлаждаются, и более интенсивно, чем могли бы охлаждаться при вращении в воздушной среде. Снова нарушение второго начала термодинамики...В 1980 г. физик, канд. техн. наук Н.Е.Заев из ВНИИ электромеханики обнаружил, что некоторые конденсаторы при разрядке отдают энергии больше, чем было затрачено при их заряде, за что и был предан академической анафеме, несмотря на экспериментальное доказательство своего открытия...В 1989 г. в Днепропетровском институте механики АН Украины была создана установка, состоящая из вращающегося ротора и размещенного под ним неподвижного и изолированного экраном свинцового груза. При вращении ротора неподвижный свинец терял около 2% своей массы. И это явление не могут объяснить классические законы физики...С 1993 по 1997 г. Н.Е.Заев продолжал исследования в бывшем Всесоюзном электротехническом институте (ныне Государственный научно-исследовательский центр; работу финансировали спонсоры). В результате было разработано удивительное устройство: емкостной концентратор-конвертор тепла окружающей среды в электроэнергию (кэссор), дающий за один цикл зарядка разрядка на каждые 100 джоулей, введенных в него, 138 джоулей избыточной энергии. Такой вот КПД! Где они, эти кэссоры?!И наконец, член жюри Московского салона "Архимед-2000" японский изобретатель Йосиру Накамацу (автор нескольких... тысяч изобретений, среди которых первая компьютерная дискета), которого Американская академия наук считает одним из пятерки (Архимед, Фарадей, Мария Кюри, Никола Тесла и Накамаду) величайших изобретателей человечества, заявил, что нашел альтернативу топливной энергетике: это энергия космоса. Что теоретические исследования уже завершены...ТЕПЕРЬ О СУТИ ДЕЛА.Дунаевский на какие-то таинственные космические силы не рассчитывает. Более того, изобретенное устройство он скромно называет усовершенствованием известных двигателей внутреннего сгорания. В популярном изложении процесс выглядит так.Вентилятор 12 (см. рис.) нагнетает атмосферный воздух в резервуар нагреватель 8. Из него нагретый воздух поступает через теплопровод 9 в резервуар 6. Цикл начинается, когда поршень цилиндра 1 находится в крайней верхней точке. В этот момент открывается клапан и происходит заполнение рабочего объема цилиндра нагретым рабочим веществом. Клапан закрывается, поршень идет вниз, нагретый воздух одиабатически расширяется и разделяется поэтому на две равновесные фазы: воду и насыщенный пар. При достижении поршнем крайнего нижнего положения впускной клапан закрывается, открывается выпускной клапан, поршень идет вверх и вытесняет рабочее тело из цилиндра 1 в резервуар 5. Как положено в работающем ДВС, коленчатый вал 3 непрерывно вращается. Поршень в цилиндре 1 идет вниз, и пар из резервуара 5 засасывается в рабочий объем цилиндра. При обратном ходе поршня пар сжимается, отдает свою энергию поршню и через него коленчатому валу. Пар через систему клапанов переходит в резервуар 7 и далее в цилиндр 2, работающий аналогично цилиндру 1. Циклически образующуюся воду из резервуара 5 в резервуар 6 перекачивает насос 10, работающий тоже от коленчатого вала 3. Трубопровод 11 обеспечивает через соответствующий клапан доставку отработанного рабочего тела в резервуар 6, питающий цилиндр 1. Циклы следуют со скоростью вращения коленчатого вала.Так кто кого вращает? Хвост виляет собакой? Поршневую группу (число поршней может быть практически любым) приводит в движение коленчатый вал. Но поршни возвращают энергию валу, да еще с довеском. Дело в том, что данная схема является модернизацией традиционного ДВС, дополняет существующие системы обычного ДВС, но общий КПД модернизированного равен почти 1,0. Все механические и термодинамические потери компенсируются энергией воздуха, взятого из атмосферы.Математическое обоснование проекта и схемы для специалистов были столь убедительны, что жюри "Архимеда-2000" удостоило Дунаевского диплома первой степени.ПРИТЧА О ПРАВОЙ И ЛЕВОЙ РУКЕ. Взяв за прототип изобретение по пат. 2101521, Самуил Наумович посылает заявку 98110398 (с подробным описанием предполагаемого изобретения можно ознакомиться во Всероссийской патентной библиотеке) на двигатель, который можно считать "вечным".В новом изобретении начальная температура рабочего тела меньше температуры окружающей среды. Заявленный двигатель работает на сжиженном газе.При вращении коленчатого вала в цилиндры, как и в двигателе-прототипе, поступает рабочее тело и затем разделяется на две фазы. Но рабочее тело тут жидкий газ, и энергетика перехода из одного агрегатного состояния в другое куда выше. Например, если двигатель работает на жидком азоте (почитай на том же воздухе, поскольку в атмосфере азота почти 80%) с перепадом температур -173`С и -123`С, каждый цилиндр объемом 1 литр (у современных легковых автомобилей объем цилиндров в полтора, вдвое, а то и в несколько раз больше) и при длительности цикла 0,01 с будет обладать мощностью около 80 л.с. Для сравнения: четыре цилиндра "жигулей" вместе взятые дают почти на два десятка "лошадей" меньше.Откуда дровишки, удивился эксперт ФИПСа? Счел заявку нарушением второго начала термодинамики и отказал в выдаче патента по причине невозможности вечного движения.Но ведь запатентованный и заявленный двигатели близнецы-братья. И тут начинается нечто удивительное. Эксперт отказывает в выдаче патента на усовершенствованный вариант двигат
ВМЕСТО УБЫТОЧНЫХ ШАХТГенераторный газ, как и природный, это смесь многих газов. Легких быстрогорящих, и тяжелых, скорость горения которых намного меньше. В топках котлов, камерах сгорания газовых турбин и двигателей внутреннего сгорания сжигают все фракции вместе. Режим горения отличается от оптимального практически для всех фракций. Соответственны и результаты: сгорает не весь газ (тяжелые фракции не успевают прореагировать с кислородом за время нахождения в зоне горения), образуются, вопреки ожиданиям, сажа и продукты неполного сгорания, например пресловутый СО, за который штрафуют с каждым годом свирепее. Страдают и экология, и экономика.Особенно велики потери в крупных установках подземной газификации. Их можно существенно уменьшить. В установке (см. рис.) смесь газов из подземного газификатора 1 попадает на рабочее колесо центробежного сепаратора 2. Взвешенные твердые частицы (пыль, сажа) и тяжелые фракции газа отбрасываются к стенкам шахты. Твердые частицы после удара о стенку теряют кинетическую энергию в пограничном слое течения, вследствие чего уже не удерживаются в газовом потоке и падают обратно в газификатор. Тяжелые фракции поднимаются вдоль стенки и далее по трубе 3 в камеру дожигания 4. Здесь они смешиваются с горячими газами и воздухом, поступающими из сопла турбореактивного двигателя 5, отслужившего срок в авиации, но еще работоспособного. Обычного питания этот ТРД не получает в его воздухозаборник вместе с атмосферным воздухом подаются по трубе 6 легкие фракции генераторного газа из приосевой области сепаратора 2. Рабочий процесс в ТРД мало отличается от расчетного: смесь воздуха и горючего газа сжимается в компрессоре, поступает в камеры сгорания, там поджигается как обычно, нагретый газ расширяется и срабатывает на турбине, вращающей компрессор, при этом несколько охлаждается, после чего уходит через сопло в камеру дожигания 4. Охладился он не слишком температура его порядка 400`С. Поток сильно турбулизирован. Это условия наиболее полного сгорания газов. Трудновозгораемые тяжелые фракции в этой камере горят энергично. Продукты сгорания и горячий воздух из камеры дожигания 4 поступают в диффузор-теплообменник 7, где отдают часть тепла воздуху, засасываемому через зазор 8 в камеру дожигания 4, и теплоносителю системы отбора энергии, протекающему в теплообменнике 9. В зазоре 8 отбор тепла, необходимый для охлаждения конструкции, организован по схеме противотока по всей длине канала примерно одинаковый перепад температур охлаждаемой и охлаждающей сред. Это условие максимального КПД теплообменника.Полное сгорание газа и усвоение большей, чем в известных системах, части тепла основы высокой экономичности и экологической чистоты установки. Шахтеры, руководители отрасли, фискальные органы здорово выиграли бы, если бы вместо препирательств о том, куда девались деньги, ассигнуемые Центром, построили бы на месте убыточных шахт такие установки. Пат. 2096605. С.А.Ярунин, Г.Г.Каркашадзе, И.М.Закоршменный. Московский горный институт.
СУПЕРПРУЖИНЫОт нескольких секунд до 20-30 лет работают без отказа пружины из титана, нержавейки и тантала (рис.4). Они изготовлены по новой технологии (ноу-хау), благодаря которой эти пружины, обладая энергоемкостью, демпфирующими и другими свойствами обычных пружин, в несколько раз легче и долговечнее их. Спрашивается, что это за долговечность несколько секунд? А это при запуске ракеты: больше не надо. Но для вполне земных целей, например в автомобильных, железнодорожных и тому подобных рессорах, различных демферах для приборов и пр., весьма важно, что такие пружины не только десятилетиями надежно служат, но еще и позволяют благодаря своей легкости заметно снизить вес всей машины, изделия или устройства. Конечно, они дороже обычных, но затраты довольно быстро окупаются. Те же танталовые пружины могут работать при 1700`С, то есть их можно применять в экстремальных условиях, в особенности если они полые (разработана и такая технология) и внутри пропускается охладитель. Новые пружины изготавливаются любых видов и конфигураций и могут применяться всюду от космоса до диванов.ХОЛОДИЛЬНИК БЕЗ МОТОРАЕсть немало новых типов холодильников, способных работать без разрушающего озоновый слой вредоносного фреона. Но широкого распространения они пока не получили: сложны, дороги. А вот представленный на выставке автомобильный рефрижератор (рис.5), работающий на принципе Пельтье, уже установлен на тысячах легковушек. Он действует благодаря термомодулям, состоящим из двух металлов: теллура и висмута, склеенных новым диэлектрическим лаком, обладающим высокими адгезионными (не разорвешь) и электротехническими свойствами (ИР, 11, 2000). Если подвести к такому модулю электроток, то на поверхностях материалов возникает разность температур 72`С (у лучших зарубежных термомодулей она не превышает 69`). Модули можно делать любых конфигураций, размеров и пр. Холодильник представляет собой шкаф со встроенными в него модулями и мороз в нем может достигать нескольких десятков градусов. Ни мотора, ни компрессора, ни фреона, ни другого какого хладоагента, только вентилятор для отвода тепла от внешней поверхности. Сейчас ведется работа над созданием крупных бытовых и промышленных холодильников, работающих на этом принципе.САМЫЕ СКОЛЬЗКИЕЧаще всего подшипники скольжения выходят из строя в тяжело нагруженных агрегатах, вроде прокатных станов, различных металлургических установок, работающих с большими нагрузками, при высоких температурах, да еще и водой охлаждаемых. Обычные бронзовые подшипники приходится менять чуть не каждую смену. Представленные на одном из стендов полимерные подшипники из синтетических волокон и связующего (рис.2) дороже даже дефицитных бронзовых, несмотря на то что из этого материала изготовлена только внутренняя, рабочая поверхность, а наружная обойма из обычного стеклопластика. Но они в десятки раз более стойки, менять их приходится всего раз в месяц, так что окупаются очень быстро, что доказали испытания на Нижнетагильском металлургическом комбинате. Этот материал можно применять не только в подшипниках, но и в железнодорожных амортизационных устройствах, где очень велико трение скольжения. Испытания показали увеличение стойкости этих устройств в 3 5 раз. Другие подшипники, рабочая поверхность которых изготовлена из углепластика, эффективно применяются в станкостроении. Они позволяют избавиться от схватывания материалов в момент включения станка, обычного в бронзовых подшипниках. Коэффициент трения у углепластиковых подшипников раз в 6 7 меньше, чем у бронзовых, они не истираются, биение в них исключено и работать могут в любых, даже агрессивных средах. Сейчас они проходят испытания на станкостроительном предприятии.ПОКАТАЕМСЯ В ТИШИНЕНовый сплав, изготовленный на основе железа, хрома и аллюминия, впервые способен демпфировать колебания, в том числе и звуковые, в диапазоне от 1 до 5 млн Гц и при температуре от -70 до +600`С. Это удивительное свойство дало возможность изготовить из него глушитель для автомобилей и мотоциклов, резко снижающий грохот от моторов (вдесятеро против обычных). Но, в отличие от других современных глушителей, позволяющих совершенно бесшумно подкатывать к подъезду всяким там мерседесам и кадиллакам, этот практически не отнимает мощность у двигателя (зарубежные отбирают до 10% мощности). Он значительно проще в изготовлении и эксплуатации, гораздо дешевле зарубежных и никогда не прогорит: скорее автомобиль рассыпется.ДОМАШНИЙ ГРОМООТВОДВообще-то, молния может наделать дел, даже не ударив непосредственно в дом или линию электропередач. Электромагнитные излучения при грозе инициируют в сети резкие скачки напряжения и могут вызвать пожары, аварии на ЛЭП и электрифицированном транспорте, поломки компьютеров, бытовых приборов, выход из строя средств связи. На выставке представлены удивительные устройства, защищающие электросети от этих катаклизмов: разрядники. Даже самые крупные из них, устанавливаемые на высоковольтных ЛЭП, поместятся в портфель, а маленький бытовой меньше наперстка (рис.3). Материалы, из которых они изготовлены, и их конфигурация таковы, что излишний ток при скачках напряжения как бы разряжается в воздушных зазорах, отсекается, не доходя до сети и не причиняя ей никакого урона. Такой разрядник можно поставить дома перед пробками, встроить в розетку, установить в электрошкафу на производстве, в метро, на железной дороге, особенно часто страдающей от ударов молний, на предприятиях средств связи, в телецентре и пр. Они выдерживают 10 тыс. пробоев, в отличие, например, от устанавливаемых для подключения в сеть компьютеров "пилотов", которые выдерживают не более 6 7 скачков напряжения (рис.1). Разряднику не нужны защитные кожухи, он в десятки раз дешевле лучших зарубежных аналогов, гораздо компактнее их и не требует никакого обслуживания стоит себе и защищает.Тел.: (095) 953-51-71; 953-53-94; 951-59-00; факс 953-53-82.
"Форум друзей": народный ресурс > Рационализация и изобретения
Комментариев нет:
Отправить комментарий