КОМБИНИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 2004 года по МПК H02K13/00 H02K27/00 H02K23/00 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть реализовано в качестве электростанций в любой точке Земли.

Известны генераторы постоянного и переменного тока, содержащие стальной ротор с катушками обмотки из медного провода вокруг стальных сердечников и стальной статор с катушками обмотки из медного провода вокруг стальных сердечников, или с постоянными магнитами, где при вращении ротора на больших оборотах индуцируется ЭДС и электроток. (Элементарный учебник физики, том-2, под редакцией академика Г. С. Ландсберга, издание восьмое, издательство "Наука", г. Москва, 1973г.).

Недостатками этих генераторов является наличие стальных ротора и статора с катушками обмотки из медного провода, что делает устройство тяжелым и с низкой активностью индуцирования ЭДС и тока, зависимость кпд от периода нахождения положения витков катушки ротора по отношению к магнитному потоку при изменении ее контура при вращении, зависимость кпд от расстояния между витками катушки ротора и статором, которое чрезмерно мало, сложность, или невозможность создания больших и сверхмощных генераторов такого типа, привязанность электростанций с таким генератором к определенному месту и источнику энергии для вращения ротора.

Известна электрофорная машина, содержащая 2 стеклянных диска, покрытых щелочным лаком, с 28 отдельными секторами из порошка алюминия на боковых поверхностях, металлические щетки возбуждения, металлические гребенки для снятия зарядов статического электричества, соединенные с лейденскими банками и разрядниками. Диски вращаются на своих осях в противоположные стороны от редуктора.

(Инструкция к пользованию "Электрофорная машина", редактор Б.П. Крамаров, типография 14-й фабрики ГУТП, Москва, 1959 г.).

Недостатками этого устройства являются его предназначение лишь для учебных опытов, отсутствие съема зарядов статического электричества с дисков через проводники на коллектор, отсутствие съема зарядов статического электричества с металлических гребенок на коллектор, применение металлических щеток возбуждения, наличие только двух, причем стеклянных дисков, получение лишь статического электричества, низкий кпд производства зарядов статического электричества, вращение дисков на отдельных осях.

Электрофорная машина наиболее близка по сути к заявленному изобретению.

Сущность изобретения.

Сущность изобретения заключается в создании комбинированного электрического генератора для получения дешевой электроэнергии, легкого по весу, простого и дешевого в изготовлении, любых разумных размеров и мощности, с высоким кпд, не требующего привязки к природным источникам энергии и другим, в т. ч. атомным источникам энергии, с возможностью установки в любой точке Земли, с возможностью мобильного использования.

Такие возможности достигаются с помощью магнитного и электрического поля Земли и статического электричества одновременно, при помощи ротора, содержащего диски из высокоэлектризующейся пластмассы с гладкой поверхностью, диаметром в зависимости от мощности генератора, с полосами стальной фольги на боковых поверхностях в форме радиальных петель с разомкнутыми концами в центре дисков, соединенных с коллектором электрически, установленных на полом ведущем валу с проводниками электричества в полости, диэлектрические щетки возбуждения, металлические гребенки съема зарядов статического электричества, соединенные электрически с коллектором, ведомый вал со шкивами, кинематически соединенными со шкивами ведущего вала и дисков.

Диски установлены на ведущем валу поочередно и вращаются в противоположные стороны и на минимальном расстоянии относительно друг друга между диэлектрическими щетками возбуждения, слегка касаясь их, и между металлическими гребенками съема зарядов статического электричества, не касаясь их. Боковые поверхности дисков установлены перпендикулярно магнитным силовым линиям Земли с постоянным расположением петель полос стальной фольги и межпетельного пространства перпендикулярно магнитному потоку Земли, который является статором генератора.

Устройство и работа генератора.

На чертеже схематично изображен комбинированный электрический генератор, вид сверху и со стороны боковой поверхности дисков.

Комбинированный электрический генератор содержит ведущий полый вал 1, установленные на валу диски из высокоэлектризующейся пластмассы 2, 3, шкивы дисков 4, шкив ведущего вала 5, двигатель 6, контактные кольца 7 со щетками дисков 3, диэлектрические щетки 8, изоляторы щеток 9, стойки щеток 10, металлические гребенки 11, изоляторы гребенок 12, стойки гребенок 13, электропроводники гребенок 14, контактные кольца со щетками гребенок 15, коллектор 16, электропроводники в полости ведущего вала 17, ведомый вал 18, шкив ведомого вала 19, кинематическое соединение валов 20, шкивы ведомого вала 21, кинематическое соединение шкивов ведомого вала со шкивами 22 дисков 3, полосы стальной фольги 23, разомкнутые концы полос фольги 24, боковые поверхности дисков 25.

Комбинированный электрический генератор работает следующим образом.

При включении двигателя 6 вращается ведущий вал 1 с дисками 2. Одновременно через шкивы 5 и 19 с помощью ременной передачи 20, установленной в форме цифры 8, вращается ведомый вал 18 со шкивами 21, кинематически соединенными 22 со шкивами 4 дисков 3, которые вращаются в противоположную сторону. Вращение дисков 2, 3 происходит между диэлектрическими щетками возбуждения 8, слегка касаясь их боковыми поверхностями 25, и между гребенками съема зарядов статического электричества 11, не касаясь их. Гребенки 11, имеющие форму металлического ершика, через проводники 14 и контактные кольца со щетками 15 соединены электрически с коллектором 16. Разомкнутые концы фольги 24 дисков 3 соединены с коллектором 16, через контактные кольца со щетками 7 и проводники в полости вала 17, а разомкнутые концы 24 фольги 23 дисков 2 на валу 1 соединены с коллектором 16 через проводники 17.

При вращении дисков 2, 3 от соприкосновения их боковых поверхностей 25 с диэлектрическими щетками 8, трения с молекулами воздуха и взаимодействия с электрическим полем Земли образуется большой потенциал зарядов статического электричества, который может достигать сотен тысяч вольт за единицу времени. Эти заряды поступают на коллектор 16 с гребенок 11 и концов фольги 24 дисков 2, 3. Кроме того, т.к. диски 2, 3 установлены перпендикулярно магнитным силовым линиям Земли, то и петли стальной фольги 23 тоже постоянно расположены перпендикулярно магнитному потоку Земли, чем достигается максимальный кпд при индукции ЭДС и тока, а поскольку индуцируемые ЭДС и ток определяются не значением магнитного потока, а скоростью его изменения, то пространства между петлями фольги прекращают лишь на мгновение изменение магнитного потока. Поэтому, даже при небольшой скорости вращения дисков 2, 3, около 30 оборотов в минуту, скорость изменения магнитного потока магнитных силовых линий Земли очень велика и увеличивается с увеличением количества дисков и их диаметра, т.к. увеличиваются количество и длина петель. Применение в качестве проводника на дисках 2, 3 стальной фольги 23 повышает кпд потому, что сталь является магнитным материалом, и ее взаимодействие с магнитным потоком Земли гораздо активнее. Индуцированные ЭДС и ток тоже идут на коллектор 16 вместе с зарядами статического электричества, что в совокупности дает высокое напряжение и большую мощность.

Толщина и вес дисков очень малы и вращение их свободно, что позволяет запускать генератор от малосильного двигателя с небольшими оборотами. Дальнейшая работа генератора осуществляется от получаемой энергии.

Генератор устанавливается в помещении с низкой влажностью воздуха и изготовленного из неметаллических конструкций.

Для обеспечения энергией большого населенного пункта диаметр дисков 2,3 возможен до 15 метров и более, а количество дисков в одном генераторе тоже возможно более 15 штук.

Большой диаметр дисков повышает их кпд за счет работы с более широкой полосой магнитного потока.

Возможно использование небольших генераторов в качество мобильного источника энергии, но с пониженным кпд в результате постоянного изменения расположения стальных петель относительно магнитного потока Земли.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к комбинированным электрическим генераторам. В изобретении используется ротор, состоящий из нескольких дисков из высокоэлектризующейся пластмассы с гладкой поверхностью, с обмоткой из стальной фольги в форме непрерывных радиальных петель с разомкнутыми концами в центре, соединенными электрически с коллектором, с расположением боковых поверхностей дисков перпендикулярно магнитному потоку Земли, который образует своеобразный статор. Диски вращаются на одном ведущем валу на минимальном расстоянии и в противоположные стороны относительно друг друга, между диэлектрическими щетками возбуждения и металлическими гребенками съема зарядов статического электричества, соединенных электрически с коллектором. Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции и увеличении КПД генератора. 1 ил.

Комбинированный электрический генератор, содержащий ведущий вал с установленными на нем пластмассовыми дисками с полосами фольги на боковых поверхностях, соединенными электрически с коллектором, ведомый вал со шкивами, кинематически соединенными с ведущим валом и дисками на нем, диэлектрические щетки возбуждения и металлические гребенки съема зарядов статического электричества, соединенные электрически с коллектором, отличающийся тем, что диски из высокоэлектризующейся пластмассы с гладкой поверхностью, с установленными на их боковых поверхностях полосами стальной фольги в форме непрерывных радиальных петель с разомкнутыми концами в центре, электрически соединенных с коллектором, вращаются на одном ведущем валу в противоположные стороны и на минимальном расстоянии относительно друг друга между диэлектрическими щетками возбуждения и металлическими гребенками съема зарядов статического электричества, соединенными с коллектором электрически, и установлены перпендикулярно боковыми поверхностями к магнитным силовым линиям Земли, с постоянным расположением петель и межпетельного пространства полос стальной фольги перпендикулярно магнитному потоку Земли.