-
Vorausgeschickt
seien Querverweise auf:
- Wietz und Erfurth: Hilfsbuch für Elektropraktiker, Bd.II,
Starkstromtechnik, Leipzig 1953,
- >Seite 32, Selbstinduktion
bei Wechselstrom (Auch ein von null auf hundert beim Einschalten
wachsender Gleichstrom ist im ersten Moment ein sich ändernder
Strom)<;
- >Seite 39, Induktiver
Blindwiderstand<; >Seite 41, Kapazitiver
Blindwiderstand<:
- >Seite 44: ...
eilt ein kapazitiver Strom der Spannung um 90° voraus, hat also genau die
entgegengesetzte Wirkung wie der induktive Strom von Motorwicklungen.
Man kann daher durch Parallelschalten von Kondensatoren genügender Größe zu Motoren
deren schlechten cos(phi) ganz oder großenteils kompensieren...<
- >Seite 237 ...
kann ungünstiger
Leistungsfaktor durch Parallelschalten eines Kondensators zum Motor
auf cos(phi) = 0,8 oder mehr gebracht werden.<
- und Querverweis auf:
- Bibliografisches Institut Mannheim: Wie funktioniert das?, Mannheim
1963, Seite 34 f.,
- >Thermoelement:
- Lötet
man zwei Drähte
aus Metall oder Metallegierungen (z.B. Kupfer und Konstantan oder
Kupfer und Eisen) zusammen (2a, S.
35) und hält
eine Lötstelle
auf konstanter Temperatur, während
man die andere Lötstelle
erwärmt,
so entsteht zwischen den beiden Stellen eine thermoelektrische Spannung,
die um so größer ist,
je größer die
Temperaturdifferenz an den Lötstellen
ist. Diese Anordnung nennt man ein Thermoelement. Die entstandene
Spannung kann an einem Voltmeter abgelesen werden. (2b,
S. 35) Nach Eichung des Instrumentes kann ein Thermoelement zur
Messung der Temperatur verwendet werden. Die Eichung geschieht dadurch,
daß man
die Höhe
der Spannung bei einer bekannten Temperaturdifferenz feststellt.
Da die Spannung an einem Thermoelement nur wenige Millivolt beträgt, schaltet man
mehrere Elemente hintereinander (3,
S. 35). So entsteht eine Thermosäule
(Lötstellen
abwechselnd warm und kalt).<
- und Querverweis auf Bergmann – Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphsysik,
Bd.II, Elektrizitätslehre,
Berlin 1956, S. 159, mit 204,
- >"Versuch zum Nachweis
großer
Thermoströme."
- Obwohl ein einzelnes Thermoelement nur eine sehr kleine Thermospannung
liefert, kann man mit seiner Hilfe doch verhältnis mäßig starke Ströme erzeugen, wenn
man den Widerstand des ganzen Kreises nur klein genug macht. Biegt
man z.B. einen 10 mm starken Kupferdraht A (204)
zu einer Schleife und schließt
sie durch zwei kurze eingelötete
Konstantanstücke
B, so fließt
in diesem Kreis ein Strom von etwa 40 Ampere, wenn durch Eintauchen
des rechtwinklig umgebogenen Drahtendes in ein Glas mit Eiswasser die
eine Löstelle
auf etwa 0° abkühlt und
gleichzeitig die andere Lötstelle
auf etwa 100° erhitzt,
indem man das freie andere Ende des Kupferdrahtes in eine Bunsenflamme
bringt. Es entsteht dann eine Thermospannung
- von etwa 4,2 mal 10 hoch minus 3 <= 42 Zehntausendstel> Volt. Da der Widerstand
des ganzen Kreises, der in der Hauptsache durch die beiden Konstantanstücke bestimmt
wird, in der Größenordnung
- von 10 hoch minus 4 <=
1 Zehntausendstel> Ohm liegt,
erhält
man einen Thermostrom von 42 Ampere, der sich durch seine magnetische
Wirkung nachweisen läßt. Zu diesem
Zweck legt man die Kupferschleife zwischen zwei mit entsprechenden
Rillen versehene gut aufeinander passende Eisenstücke C1 und C2,
die dann durch das magnetische Feld der einen Stromwindung (s. hierzu
S. 174) so fest zusammengehalten werden, daß man an C2 ein Gewicht von mehreren
Kilopond anhängen
kann.<
-
Daraus
lässt sich
unter hauptsächlicher
Nutzung der hohen Stromstärke
der Thermoelemente, die zu starken Magneten führen kann, folgende Maschine
entwerfen:
-
Thermoelementspulen-Schwungscheibe,
-
oder was dasselbe meint:
-
Thermoelementspulenschwungrad
-
Die
hier offenbarte Maschine nutzt vor allen Dingen bei den Thermoelementen
die Tatsache der hohen Stromstärke
für Magnetspulen
zur Schaffung eines bzw. mehrerer Magnete, mit denen man einen Rotor
in Rotation versetzt, der als kraftvolles Antriebsschwungrad für direkte
Arbeitsleistung (Drehschwung nutzend) oder für einen Stromliefergenerator
gestaltet ist.
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Die
bisherige Anwendung der Thermoelemente liegt meist in der Erzeugung
eines Stromes mit Hilfe langer Thermoelementensäulen, welche die sonst viel
zu niedrige Spannung erhöhen.
Mit der hier offenbarten Maschine wird jedoch ein wesentlich kräftigerer
Strom erzeugt, was des weiteren hier noch klar wird. Die Spannungsverstärkung erfolgt
bekanntlich über
Parallelschaltung mehrerer längerer
Thermoelementensäulen,
so dahs die hohe Stromstärke erhalten
bleibt, während
die Spannung so weit angestiegen gewählt wird, dahs eine stärkere Anzahl
von Windungen für
Thermoelementspulen Verwendung finden können.
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Die
Thermoelemente werden bedient an ihrer jeweils einen Lötstelle
mit eiskaltem Flusswasser zur Kühlung,
oder in heissen Zonen der Erde über
jeweiliger Brennpunkthitze aus Parabolspiegel oder wassergefüllter hohler
Plexiglas- oder durchsichtiger Kunststofflinse, welche auf eine
Kocher-Absorber-Kältemaschine
periodisch einwirken, um an der oben genannten Lötstelle negative Wärme zuzuführen,
und
an der jeweils zweiten Lötstelle
mit jeweiliger Brennpunkthitze aus weiterem Parabolspiegel oder weiterer
grohsser, wassergefüllter
hohler Plexiglas- oder durchsichtiger Kunststofflinse, die positive
Wärme auf
die bewusste(n) Lötstelle(n) zuführen.
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Statt
Fluss- oder Bachwasserverwendung kann auch, bei gleichzeitig stetem
Abzug der Luftfeuchtigkeit aus einem Hohlraum mittels trockenen Windes
oder Luftstromes aus Ventilator, ein um die Lötstelle(n) gewickelter stets
nachzufeuchtender Textillappen in genanntem Hohlraum eingesetzt
werden, der Verdunstungskälte
produziert.
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Leut
kann auch an den Lötstellen
jeweils sehr kaltes Wasser oder in obiger mit Hitzenutzung betriebener
Kocher-Absorber-Kältemaschine
geschütztes
tiefgekühltes
flüssiges
Kohlenoxyd gut getrennt, und wärmeisoliert
von den jeweils anderen Lötstellen,
vorbeiführen
und
an den jeweils zweiten Lötstellen
vorher erhitztes Heisswasser oder vorher erhitztes sehr heisses Öl vorbeifliessen
lassen, welches durch Sonnenstrahlenkonzentration wie oben mit Wärme-Jjoulen
(:Wärmekalorien)
aufgeheizt wird.
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Für Nachtbetrieb
oder bei Wolken muss dann erst ein Verbrennungsvorgang – der parallel möglich eingerichtet
sein sollte – in
Anspruch genommen werden – bspw.
aus Erdölverbrennung – oder aber
durch angezapfte Endhitze über
tiefgelegte Erdbohrung, wobei über
U-Schenkel-Rohr der eine Schenkel (nicht wärmeisoliert) kaltes Wasser
nach unten führt,
der andere, voll wärmeisolierte
Schenkel erhitztes Wasser nach oben leitet, dadurch dahs der Aufstieg
des Heisswassers, infolge der in den kommunizierenden Röhren gut
funktionierenden Nachlieferung des oberen Wassers, durch die unten
wegen der geothermischen Tiefenstufe hervorgerufene Wärmebewegung
nach oben im zweiten Schenkel selbsttätig verläuft und also immer heisses
Wasser nachsteigt.
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Da
schon nur eine Windung hinter einem Thermoelement, das einen 1 cm
dicken Kupferdraht um Weicheisenkern, der aus einzelnen Eisenblechlamellen
bestehen kann, eine mehrere Kilopond starke Zugkraft (Anziehungskraft)
hat, gemessen ohne Abstand eines Ankers von der Polfläche, und
jede weitere Windung die Zugkraft entsprechend vergröhssert,
wobei dann der Drahtwiderstand und der Widerstand durch die Selbstinduktion
der Schlaufen in Betracht zu ziehen und entsprechende Vorkehrungen zu
deren Abwendung zu treffen sind, erreicht man eine auch im Vorfeld
stark anziehende oder bzw. im Nachfeld stark abstohssende Magnetwirkung,
wie sie für
Rotoren in Statoren nötig
ist.
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Der
starke Kupferdraht setzt den Drahtwiderstand schon einmal fast ganz
zu null herab, nur die winzigen Brücken aus bspw. Konstantan haben
noch Ohm'schen Widerstand.
Und durch Parallelschaltung eines entsprechend starken Kondensators
mit der Magnetspule, welcher Kondensator anschliessend jeweils sofort
wieder abgekoppelt wird, wird der induktive Widerstand (die Selbstinduktion
des Eingangs) erniedrigt, ganz abgesehen davon, dahs durch Auffangen
des Überstromimpulses
beim Schlussfunken nach einer Stromdurchflutung die Einsatzenergie,
die zur Überwindung
des Selbstinduktionswiderstandes/Blindwiderstandes eingangs aufgewendet
worden ist, wieder zurückgewonnen
wird, da die Selbstinduktion beim Verlassen des Stromes aus den
Spulenwindungen genau entgegengesetzt zur Eingangsstrom-Selbstinduktion verläuft, also
diesen Stromfluss am Ende verstärkt;
und da nun durch den parallelen Kondensator vor Stromeintritt (parallel
geschaltet, da der Gleichstromanstieg von null bis hundert der vollen
stärke
anfangs ja auch einen sich ändernden
Strom darstellt) die induktive Fasenverschiebung der Stromflutung
beim Antritt des Gleichstroms ausgeglichen worden ist, also dort
die Eingangsenergie gar nicht mehr so hoch war (Blindwiderstand
dort weg), so ist nun beim Austritt des Stroms bei Unterbrechung
der Durchflutung infolge der Notwendigkeit, die Spule (kurz) abzuschalten, damit
ein vorbeistreichender angezogener Anker nicht stecken bleibt, sondern
von beispielsweise anders herum gewickelter Magnetspule (z.B. am
gleichen Ort) als in gleicher Richtung weiterlaufend abgestohssen
werden kann -, der Austritts-Überstromstohs,
der aufgefangen wird, energetisch sogar gröhsser als die betreffende Einsatzenergie
für Überwindung
der Eingangsselbstinduktion.
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Aufgefangen
wird der Schluss-Stromstohs bei jedem Unterbrechen des Spulenmagneten
auf Batterie oder Kondensator, welcher ein andrer ist als der weiter
oben genannte zur Eingangsfasenverschiebung, und wird von dort aus
wieder bei nächsten
Stromdurchflutungen zusammen mit Nachschub aus den Thermoelementen(säulen) eingesetzt,
wobei ggfs. Rückflusssperren
(Thyristoren oder dergleichen) zur Sicherung der Stromrichtung gegen
Rückschlagen
des Stromes Verwendung finden.
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Es
werden auf jeden Fall in der Anordnung Nullfasen für die Thermoelementspulen
vorgesehen, je nach Unterbringung längere oder kürzere.
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Der
Rotor, dessen Ferroanker (aus Eisen, Nickel oder anderem Ferromagnetischem)
von den Stator-Thermoelementspulen angezogen bzw. abgestohssen werden,
beziehungsw. abwechselnd angezogen und wieder abgestohssen werden,
kann ein grohsses Schwungrad sein, waagerecht oder senkrecht mit
Achse kugelgelagert, auf dem die suszeptiblen Ferroanker auf der
Periferie aufmontiert sind; was auch so angeordnet sein kann, dahs
diese Anker seitlich erhaben, also senkrecht zur Rotorkreisebene im
Rotor angelegt aufsitzen, so dahs diese aufmontierten Anker durch
am Stator seitlich angeordnete Thermospulenmagnete obiger Art beeinflusst
werden, wobei sie rechts und links von sich von den Thermoelementspulen,
zwischen denen sie passieren müssen,
angezogen und dann jeweils z.B. nach Umschaltung des Elementenstroms
abgestohssen werden.
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Es
sei denn, leut verzichtet hier auf die nachfolgende bspw. durch
Umlenkung des Stroms bewirkbare Abstohssung und lässt nur
bei dann vorgenommener Stromausschaltung bzw. Stromwegleitung aus
den Spulen den jeweiligen bereits angezogenen Anker ab dann unbeeinflusst
hindurchstreifen, so dahs er erst erneut, in gleicher Richtung weiterziehend,
vom nächsten
Thermospulenmagneten auf dem Statorkreis wieder angezogen wird.
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Dasselbe
gilt wenn nur Abstohssungen statt Anziehungen gewählt worden
sind.
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Die
Anker und Spulen wirken aufeinander gleich wie Magnete deren Feldlinien
sich bei Anziehung maximal zu verbinden bzw. bei Abstohssung sich
maximal gegeneinander zu spreizen trachten; es werden keine Feldlinien
geschnitten, also keine Arbeit gegen die Felder aufgebracht. Solche
Gleichstrommaschinen der hier nachfolgend noch weiter erklärten Art
sind also im Vergleich zu Wechselstrommotoren und -generatoren alter
Art enorm energiesparend.
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Alles
solche wird besonders dann gut möglich,
wenn ohne ferromagnetischen Kern die genannten Stator-Thermoelementspulen
nur eine Mehrzahl von dicken Kupferdrahtwindungen haben, also überhaupt
ohne Kern sind, also Luftspulen darstellen, und wenn statt dessen
die ANker auf dem Rotor Dauermagnete sind oder andere schwere Weicheisenanker oder
aber konstante Elektromagnete, die bei bekanntlich geringem Stromverbrauch
(da nicht ständig ein-
und ausgeschaltet) von anderen Theroelementen bzw. Thermoelementensäulen (Thermosäulen) ununterbrochen
gespeist werden können.
Sobald die Stator-Thermoelement-Luftspulenmagnete abgeschaltet werden,
wirkt keinerlei Anziehung (oder Abstohssung) mehr zwischen Statur
und Rotor, so dass das Kupfer der Thermoelement-Luftspulenmagnete während der
Strom-Unterbrechungszeit nur noch wie Holz reagiert, keinerlei magnetische
Wirkung mehr ausübt.
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Der
Rotor kann auch als breiter schwerer massiver Ring gestaltet sein,
um eine hohe Rotationsenergie zu entwickeln und zu bewahren, und zwar
entweder geschützt
mit Blei gefüllt
oder mit Eisen; wenn Letzteres verwendet wird, dann muss dieses,
in Halterungen aus stabilem Kunststoff eingesetzt, von allen Seiten
berührungslos
von einer dünnen
Blechwandung umgeben sein, damit dieser Ring bzw. Wulstring nicht
magnetisch beeinflusst wird, Magnetfelder aussen an ihm entlangziehen
mögen,
aber nicht den Ringkern beeinflussend. Das ist dann von Bedeutung,
wenn im Stator thermoelementengespeiste Ferrokernspulen vorgesehen
sind; es ist unbedeutend bei dortigen Luftspulen, bei welcher letztgenannter
Anwendung also so ein massiver Wulstring auf jeden Fall nützlich,
auch wenn ohne Ringblechschutz.
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Das
so entworfene sehr grohsse Rotorschwungrad, bzw. solche Rotorschwungscheibe,
kann
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein an waagerechter Achse
laufendes senkrechtes Schwungrad sein, das ausser von beispielsweise Dauermagneten
oder schweren konstanten Elektromagneten oder schweren Ferroankern
noch von schweren Gewichten besetzt ist, die beim Hinaufweg bis
zum Zenit wegen Thermoelement-Zugspulen des Stators, die auf die
Rotoranker wirken, sozusagen Schritt für Schritt mit Schwung mithochgezogen
werden, aber auf dem Hinabweg bis zum Nadir vollgewichtig lasten,
so dahs dann für
diese Hälfte
im Stator auch keine Thermoelement-Zugspulen notwendig sind, was erstens
eine Einsparung an Thermoelementen und Thermoelementenstrom bedeutet
und zudem die Erdanziehung mitanzapft, wodurch dieses Gesamtsystem
der Thermoelementspulen noch ertragreicher ist im Hinblick auf Arbeitsenergiebereitstellung,
beziehungsweise, wenn z.B. an gleicher Achse ein (Gleichstrom-)Generator
angetrieben wird, im Hinblick auf starke Stromlieferung.
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Um
die Zugkraft der konstanten Magnete gewaltig zu erhöhen, die
auch mal, anders als oben angegeben, auf der Statorseite angelegt
sein können, während die
thermoelementengespeisten bzw. von aussen eingegebenen Thermoelementenstrom
verwendenden Kupferspulenwicklungen im Rotor liegen, gibt es zwei
Möglichkeiten:
- a) – ihre
Wicklungspakete werden, in flüssigem Sauerstoff
liegend, wärme-isoliert
tiefgekühlt
gehalten und haben somit nur noch einen absolut minimalen Wirkwiderstand
in Ohm, oder
- b) – sie
bestehen aus Windungen, die in Tiefkühlung liegend, Supraleitung
aufweisen, deren Strom nur einmal stark eingege ben zu werden braucht
und nach Selbstinduktionsüberwindung (bei
Spulen) unter die Sprungtemperatur geführt, ewig widerstandslos weiterfliesst
(da die Eingangs-Selbstinduktion, auch Blindwiderstand genannt,
nur am Anfang zu überwinden
ist, während welchen
Vorgangs die Sprungtemperatur zur Supraleitung gerade noch nicht
erreicht war, dananch aber wegen Gleichstroms jener Blindwiderstand
nicht mehr auftritt, also der einmal eingegebene Strom bei erreichter
Supraleitung nach entsprechend weiterer Tieferkühlung für immer eingefangen bleibt).
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So
erhält
man je nach verwendetem Starkstrom und zulässiger maximal möglicher
magnetischer Feldstärke
ausserordnetlich starke Zugkraft aufweisende Supraleitmagnete.
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Um
auch trotz Tiefkälte
unterhalb der Sprungtemperatur Strom auf einen Supraleitmagneten
zu geben, kann dieser auch aus zahlreichen einzelnen Supraleitringen übereinanderliegend
bestehen, die nicht in Spirale fortlaufend miteinander verbunden
sind, also auch keine Eingangsselbstinduktion/keinen Blindwiderstand
haben, besonders wenn sie auch noch durch Abstände und Wismutzwischenlager
voneinander getrennt sind. Sie werden vor Betrieb einzeln mit Suprastrom
durchflutet.
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Wir
schreiben das Jahr 2004, und inzwischen gibt es seit Längerem aus
der Schweiz (und weltweit) eine weitere neue Generation von Supraleitern
und Supraleitkeramiken, die nicht mehr so tief hinabzukühlen sind,
da deren Sprungtemperatur schon beträchtlich höher liegt. Es braucht nur noch
den Einsatz der Aufrechterhaltung der tiefen Temperatur des geringen
Kühlraumes
direkt um die Wicklung bzw. die Ringpakete herum, die wie gesagt
absolut hermetisch abgedichtet und total wärmeisoliert gehalten sind,
was keine technische Schwierig keit mehr darstellt.
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Auf
Grund des Einsatzes der Sonnenenergie zum Betrieb von hitzebetriebenen
Kocher-Absorber Chlorkalzium-Kältemaschinen
ist auch diese Tiefkühlung
daher von der Natur selbst, also ohne Einsatz von Verbrennungsenergie
oder etwa Kompressorantriebsenergie leicht zu bewerkstelligen. Und
es ergibt sich eine Maschine aus Supraleitmagneten im Stator und
thermoelementenstromgespeisten Luftspulen im Rotor, die bei eingesteuerten
automatischen Unterbrechungsfasen für die sich abwechselnden Luftspulenströme sehr
grohsse Drehkräfte
eintwickelt und so lange läuft,
wie die Sonne noch scheint auf unserem Planeten.
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Zudem
können
solche Maschinen dezentral überall – ausser
in den halbjährig
im Finstern liegenden Polkappengebieten, wo dann nur geothermische Hitze
genutzt werden kann – Einsatz
finden, sie brauchen also keinen über Stromleitungen und Hochspannungsmaste
aus der Ferne bezogenen Strom, und schn gar nicht Atomspaltungs-Energiestrom oder
dergleichen.