RU2553357C2 - Thermal engine and its operation - Google Patents

Thermal engine and its operation Download PDF

Info

Publication number
RU2553357C2
RU2553357C2 RU2013126179/06A RU2013126179A RU2553357C2 RU 2553357 C2 RU2553357 C2 RU 2553357C2 RU 2013126179/06 A RU2013126179/06 A RU 2013126179/06A RU 2013126179 A RU2013126179 A RU 2013126179A RU 2553357 C2 RU2553357 C2 RU 2553357C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working fluid
diaphragm
tank
source
field
Prior art date
Application number
RU2013126179/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013126179A (en
Original Assignee
Кудинов Петр Алексеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кудинов Петр Алексеевич filed Critical Кудинов Петр Алексеевич
Priority to RU2013126179/06A priority Critical patent/RU2553357C2/en
Publication of RU2013126179A publication Critical patent/RU2013126179A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2553357C2 publication Critical patent/RU2553357C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: method and device relate to thermal engine operation. This method proceeds from the device consisting of two vessels connected by the channel while said vessels accommodate the moving working body, field source to magnetize said working body. One vessel houses moving diaphragm to vary the vessel volume articulated to field source and diaphragm mobility regulator to set diaphragm operating conditions. Note here that said vessel represents a moving design. All components of the engine are arranged inside external container filled with external gas.
EFFECT: expanded range of thermal engines.
17 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, области техники преобразования тепловой энергии в механическую при помощи магнитных, а также электрических сил и сил инерции для использования в тепловых двигателях.The invention relates to energy, the field of technology of converting thermal energy into mechanical energy using magnetic as well as electric and inertial forces for use in heat engines.

Известны из уровня техники тепловые двигатели, использующие магнитные, а также электрические явления, а также способы, использующие силы естественного или искусственного ускорения, силы тяжести или центробежные силы для изменения плотности и/или объема рабочего тела.Heat engines using magnetic as well as electrical phenomena, as well as methods using natural or artificial acceleration forces, gravity or centrifugal forces to change the density and / or volume of the working fluid are known in the art.

Известен аналог (патент RU 2161738), относящийся к области энергетического производства, - способ получения сжатого газа под действием ускорения искусственной силы тяжести, содержащий изолированную емкость и соединительный трубопровод для сжатого газа в качестве подвижного рабочего тела. Однако в этом аналоге отсутствуют магнитные или электрические источники и силы, что препятствует их использованию совместно с силами инерции для нового способа преобразования тепла.A known analogue (patent RU 2161738), related to the field of energy production, is a method of producing compressed gas under the action of acceleration of artificial gravity, containing an insulated container and a connecting pipe for compressed gas as a movable working fluid. However, in this analogue there are no magnetic or electrical sources and forces, which prevents their use together with inertia forces for a new method of heat conversion.

Известно изобретение, выбранное в качестве прототипа (патент RU 2199025), известное устройство которого содержит газообразную смесь в полых резервуарах с каналами для ее передвижения, подвижное рабочее тело с парамагнитными свойствами, источник магнитного поля. В известном способе перемещают рабочий парамагнитный/ферромагнитный элемент как подвижное рабочее тело между двумя крайними положениями, используют магнитную силу источника поля, например постоянного магнита, в циклическом процессе, в котором производят изменение плотности парогазовой смеси за счет сжатия в замкнутом объеме. К недостаткам прототипа относится рабочее тело с магнитным фазовым переходом при температуре Кюри, что сужает или ограничивает рабочий температурный диапазон и препятствует более широкому использованию парамагнитных веществ, а также не, позволяет использовать свойства электрической поляризации, так что при отсутствии фазового перехода прототип становится полностью неработоспособным.The invention is known, selected as a prototype (patent RU 2199025), the known device of which contains a gaseous mixture in hollow tanks with channels for its movement, a movable working fluid with paramagnetic properties, a magnetic field source. In the known method, the working paramagnetic / ferromagnetic element is moved as a movable working fluid between two extreme positions, the magnetic force of a field source, for example a permanent magnet, is used in a cyclic process in which the density of a vapor-gas mixture is changed due to compression in a closed volume. The disadvantages of the prototype include a working fluid with a magnetic phase transition at the Curie temperature, which narrows or limits the working temperature range and prevents the wider use of paramagnetic substances, and also does not allow the use of the properties of electric polarization, so that in the absence of a phase transition the prototype becomes completely inoperative.

Технической задачей и целью изобретения является устранение температурного ограничения фазового перехода с температурой Кюри, с целью чего ставится задача использования сил инерции ускорения совместно с использованием парамагнитного, а также диамагнитного или поляризованного газа во внешнем магнитном или электрическом поле путем создания магнитных или электрических сил для дополнительного изменения объема и плотности рабочего тела, в результате чего решается задача изобретения нового способа преобразования тепловой энергии, который не может быть осуществлен в известных тепловых двигателях.The technical problem and the purpose of the invention is to eliminate the temperature limitation of the phase transition with the Curie temperature, with the aim of setting the task of using acceleration inertia forces together with the use of paramagnetic, as well as diamagnetic or polarized gas in an external magnetic or electric field by creating magnetic or electric forces for additional changes volume and density of the working fluid, as a result of which the task of inventing a new method for converting thermal energy, which It cannot be carried out in known heat engines.

Технический результат изобретения, соответствующий поставленной технической задаче, выражается в расширении арсенала новых тепловых двигателей, типов, способов и средств преобразования тепловой энергии. И в частности, для использования альтернативных низкопотенциальных (например геотермальных, а также гелиотермальных) источников тепловой энергии, что дает возможность работы в труднодоступных районах без снабжения топливом, а также без вредных выбросов в атмосферу.The technical result of the invention, corresponding to the technical task, is expressed in expanding the arsenal of new heat engines, types, methods and means of converting thermal energy. And in particular, for the use of alternative low-potential (for example, geothermal, as well as heliothermal) sources of thermal energy, which makes it possible to work in hard-to-reach areas without fuel supply, as well as without harmful emissions into the atmosphere.

Способ реализуется на основе устройства (см. чертеж), которое содержит следующие существенные признаки: по меньшей мере два резервуара 1 и 2, из которых по меньшей мере один подвижный, с возможностью их относительного передвижения вдоль направляющей 3, соединенных переходным каналом, шлангом или трубкой 4 с возможностью перемещения рабочего тела, заполненных подвижным рабочим телом 5, например газом, частицы которого обладают физическим дипольным моментом, например намагниченностью или поляризацией, под действием подвижного источника поля 6, например электрического или магнитного. По меньшей мере в одном резервуаре находится подвижная диафрагма 7, выполняющая роль поршня с функцией изменения объема резервуара, соединенная кинематической связью 8 с источником поля 6, и установлен регулятор 9 подвижности или изменения режима работы диафрагмы 7. Все эти элементы размещаются внутри внешнего контейнера 10, снаружи резервуаров заполненного внешним практически нейтральным (по отношению к источнику поля 6) газом 11, частицы которого, например атомы или молекулы, имеют массу меньше массы частиц газообразного рабочего тела 5. Контейнер 10 помещают во внешнюю среду естественного или искусственного ускорения 12, например силы тяжести или силы центробежной инерции, которое (ускорение) является внешней средой, выполняющей функцию элемента. Для получения более однородного и постоянного поля может быть установлен также дополнительный (один или более) симметричный источник поля 13 (в частности неподвижный). В частном случае реализации источник поля 6 может быть помещен в отдельный отсек 14, изолирующий его от внешнего газа 11. Контейнер 10 также может быть выполнен герметичным для отсутствия вредных выбросов в атмосферу.The method is implemented on the basis of a device (see drawing), which contains the following essential features: at least two reservoirs 1 and 2, of which at least one is movable, with the possibility of their relative movement along the guide 3, connected by a transition channel, hose or tube 4 with the possibility of moving the working fluid filled with a movable working fluid 5, for example a gas whose particles have a physical dipole moment, for example magnetization or polarization, under the action of a moving source 6, for example an electric or magnetic. At least in one tank there is a movable diaphragm 7, acting as a piston with a function of changing the volume of the tank, connected by a kinematic connection 8 to the source of the field 6, and a regulator 9 of mobility or change of the operating mode of the diaphragm 7. outside the reservoirs filled with an external practically neutral (with respect to the source of field 6) gas 11, particles of which, for example atoms or molecules, have a mass less than the mass of particles of a gaseous working fluid 5. the nteiner 10 is placed in the external environment of natural or artificial acceleration 12, for example, gravity or centrifugal inertia, which (acceleration) is the external environment that performs the function of the element. To obtain a more uniform and constant field, an additional (one or more) symmetrical field source 13 (in particular, a stationary one) can also be installed. In the particular case of implementation, the source of the field 6 can be placed in a separate compartment 14, isolating it from the external gas 11. The container 10 can also be sealed to prevent harmful emissions into the atmosphere.

К несущественным признакам устройства, но формально необходимым для его работы известным средствам, относятся выходной рычаг или внешний привод 15 для подключения внешних потребителей или преобразователей механической работы, и два теплопровода 16 и 17 для подвода и отвода тепла, конкретная конструкция которых несущественна, известна из инженерного уровня техники, следовательно не требует описания. К выходу устройства 15 может быть подключено любое известное механическое или электрическое внешнее средство, например маховик, рекуператор и/или электрический мотор-генератор с аккумулятором, для привода устройства в действие и для получения и сохранения запасенной энергии.Non-essential features of the device, but known means formally necessary for its operation, include an output lever or external drive 15 for connecting external consumers or converters of mechanical work, and two heat pipes 16 and 17 for supplying and removing heat, the specific design of which is not essential, is known from engineering prior art, therefore, does not require a description. Any known mechanical or electrical external means, such as a flywheel, a recuperator and / or an electric motor generator with a battery, can be connected to the output of the device 15 to drive the device and to obtain and store stored energy.

Способ создания ускорения 12 также не относится к изобретению, так как используется как элемент среды на уровне функционального обобщения и может быть реализован на известном уровне техники с использованием известных средств, например раскручиванием всего устройства на центрифуге или просто под действием ускорения свободного падения силы тяжести Земли.The method of creating acceleration 12 also does not apply to the invention, since it is used as an element of the medium at the level of functional generalization and can be implemented at the prior art using known means, for example, by spinning the entire device in a centrifuge or simply by the action of the acceleration of gravity of the Earth.

В качестве рабочего тела 5 могут применяться различные вещества, например газы, или насыщенные пары жидкостей, или парогазовые смеси, или пары щелочных металлов, или новые газообразные синтезируемые вещества в будущем, то есть конкретное вещество рабочего тела может быть различным, так как существенный признак на уровне функционального обобщения имеет только наличие во внешнем поле дипольного момента частиц рабочего тела, например намагниченности или поляризации, независимо от названия конкретного вещества или материала. Необходимо также указать, что практически нейтральным внешний газ 11 является с точки зрения технической задачи, намагниченностью или поляризацией которого можно технически пренебречь наряду с другими факторами, например потерями на трение (тогда как строго теоретически все атомы и молекулы имеют ненулевую намагниченность или поляризацию в особенности в сильных полях), однако с технической точки зрения существенным признаком является только то обстоятельство, что рабочее тело 5 имеет существенно большее значение намагниченности или поляризации, чем (практически нейтральный) внешний газ 11, который используется только для создания внешнего давления на диафрагму, а магнитные или электрические свойства которого не используются и не являются существенными признаками. Таким образом, намагниченность или поляризация рабочего тела 5 должны быть как можно выше, а намагниченность или поляризация практически нейтрального внешнего газа 11 как можно ниже.Various substances, for example gases, or saturated vapors of liquids, or gas-vapor mixtures, or vapors of alkali metals, or new gaseous synthesized substances in the future, that is, a particular substance of the working fluid may be different, can be used as a working fluid 5, since an essential feature on only the presence of a dipole moment of particles of the working fluid in the external field, for example, magnetization or polarization, irrespective of the name of a particular substance or material, has a functional generalization level. It should also be noted that external gas 11 is practically neutral from the point of view of a technical problem, the magnetization or polarization of which can be technically neglected along with other factors, for example, friction losses (whereas strictly theoretically, all atoms and molecules have non-zero magnetization or polarization, especially in strong fields), however, from a technical point of view, the only sign is the fact that the working fluid 5 has a significantly greater magnetization value or polarization than (nearly neutral) external gas 11 which is used only for creating an external pressure on the diaphragm and the magnetic or electric properties are not used and are not essential features. Thus, the magnetization or polarization of the working fluid 5 should be as high as possible, and the magnetization or polarization of the practically neutral external gas 11 as low as possible.

Отличительным признаком рабочего тела 5 является отсутствие магнитного фазового перехода, что позволяет использовать парамагнитный или поляризованный газ, а также диамагнитный газ. Отличительным признаком источника поля 6 является возможность вместо магнита использовать источник электрического поля, например конденсатор или аккумулятор, совместно с поляризованным газом для рабочего тела.A distinctive feature of the working fluid 5 is the absence of a magnetic phase transition, which allows the use of paramagnetic or polarized gas, as well as diamagnetic gas. A distinctive feature of the source of field 6 is the ability to use an electric field source, such as a capacitor or battery, together with polarized gas for the working fluid instead of a magnet.

Кинематическая связь 8, например, в виде рычага, или пружины, или жесткого крепления осуществляет кинематическую передачу движения и механического усилия между диафрагмой 7 и источником поля 6, что может быть охарактеризовано конечным коэффициентом рычага, эквивалентным соотношению длины плечей простого рычага. Этот элемент 8 используется из известных средств в уровне техники и выполняет только функцию передачи усилия и движения между диафрагмой 7 и источником поля 6 аналогично функции механического рычага или, в частности, простого жесткого соединения или крепления.The kinematic connection 8, for example, in the form of a lever, or a spring, or a rigid attachment carries out a kinematic transmission of motion and mechanical force between the diaphragm 7 and the field source 6, which can be characterized by a finite lever coefficient, equivalent to the ratio of the length of the shoulders of a simple lever. This element 8 is used from known means in the prior art and performs only the function of transmitting force and movement between the diaphragm 7 and the source of field 6 similarly to the function of a mechanical lever or, in particular, a simple rigid connection or fastening.

Существенным отличием является функциональная взаимосвязь всей совокупности указанных признаков, в том числе применение двух газов 5 и 11 различной массы для создания разности давлений на диафрагме для изменения объема рабочего тела при дополнительном действии силы источника поля 6 одновременно в сочетании с действием силы ускорения 12, что в результате приводит к новому способу работы теплового двигателя, который не может быть реализован в известных устройствах.A significant difference is the functional relationship of the totality of these features, including the use of two gases 5 and 11 of different masses to create a pressure difference across the diaphragm to change the volume of the working fluid with the additional action of the force of the field source 6 simultaneously in combination with the action of the acceleration force 12, which the result leads to a new method of operation of a heat engine, which cannot be implemented in known devices.

Регулятор 9 подвижности диафрагмы ограничивает движение диафрагмы 7, регулируя тем самым изменение объема резервуара 2, и представляет собой установленный на стенке резервуара, например, автоматический фиксатор-защелку из двух положений, или может быть электромагнитный затвор, или другое простое известное средство, или механизм такой, что в одном положении диафрагма 7 ограничена, а в другом его положении свободна и подвижна. Подвижность диафрагмы 7 обеспечивается выполнением из гибкого материала с гофрированной поверхностью, например резины, пластика или гибкого металла.The diaphragm mobility regulator 9 restricts the movement of the diaphragm 7, thereby controlling the change in the volume of the tank 2, and is an automatic latch-lock from two positions mounted on the wall of the tank, for example, or there may be an electromagnetic shutter, or other simple known means, or such a mechanism that in one position the diaphragm 7 is limited, and in its other position it is free and mobile. The mobility of the diaphragm 7 is ensured by the implementation of a flexible material with a corrugated surface, such as rubber, plastic or flexible metal.

Для источника поля 6, например магнитного поля, в качестве постоянного магнита, или соленоида (индукционной катушки) с электрическим током, или соленоида с ферромагнитным сердечником рабочее тело 5 выбирают как парамагнитный газ с возможно более высоким значением намагниченности, например кислород, или пары щелочных металлов, а в качестве газа 11 с возможно более низкой намагниченностью, например неон, азот, гелий, при условии более низкой массы частиц этого газа (по сравнению с газом 5).For a field source 6, for example a magnetic field, as a permanent magnet, or a solenoid (induction coil) with an electric current, or a solenoid with a ferromagnetic core, the working fluid 5 is chosen as a paramagnetic gas with the highest possible magnetization value, for example oxygen, or a pair of alkali metals , and as a gas 11 with the lowest possible magnetization, for example, neon, nitrogen, helium, provided that the particle mass of this gas is lower (compared to gas 5).

Для источника поля 6, например электрического поля, электрического конденсатора или аккумулятора рабочее тело 5 выбирают как поляризованный газ с возможно более высоким значением поляризации, например водяной пар, воздух, а в качестве газа 11 с возможно более низкой поляризацией, например водород, при условии более низкой массы частиц этого газа.For a field source 6, for example, an electric field, an electric capacitor, or a battery, the working fluid 5 is chosen as a polarized gas with the highest possible polarization value, for example water vapor, air, and as a gas 11 with the lowest possible polarization, for example hydrogen, provided that low particle mass of this gas.

Для источника поля 6, например магнитного поля, рабочим телом 5 может быть также диамагнитный газ, например углекислый газ, аргон, при условии более низкой намагниченности и массы частиц внешнего газа 11, например гелия или неона, в этом случае цикл по способу могут производить в обратном направлении.For the source of the field 6, for example a magnetic field, the working fluid 5 can also be a diamagnetic gas, for example carbon dioxide, argon, under the condition of a lower magnetization and particle mass of the external gas 11, for example helium or neon, in this case the cycle can be carried out by the method reverse direction.

Во всех указанных случаях выбора источника поля и рабочего тела достигается одинаковый технический результат.In all these cases, the choice of the source of the field and the working fluid is achieved the same technical result.

Функционирование устройства происходит путем перемещения по меньшей мере одного резервуара 2 относительно резервуара 1 по направляющей 3 при изменении объема рабочего тела 5 за счет диафрагмы 7 по заявленному способу.The functioning of the device occurs by moving at least one reservoir 2 relative to the reservoir 1 along the guide 3 when changing the volume of the working fluid 5 due to the diaphragm 7 according to the claimed method.

Технический результат устройства достигается также в изменении объема и плотности рабочего тела за счет разности давлений двух различных газов разной массы 5 и 11 под действием силы ускорения 12 как среды, выполняющей роль элемента, и кроме того, в изменении магнитной или электрической силы между рабочим телом 5 и источником поля 6 за счет изменения плотности рабочего тела в процессе функционирования устройства.The technical result of the device is also achieved in changing the volume and density of the working fluid due to the pressure difference of two different gases of different masses 5 and 11 under the action of the acceleration force 12 as a medium acting as an element, and in addition, in changing the magnetic or electric force between the working fluid 5 and the source of the field 6 due to changes in the density of the working fluid during the operation of the device.

Способ преобразования тепловой энергии включает исходное состояние устройства, в котором оба резервуара 1 и 2 находятся на самом близком расстоянии друг от друга, причем регулятор 9 фиксации диафрагмы 7 при этом устанавливают в положение фиксированного и/или минимального исходного объема резервуара 2, а затем по меньшей мере один резервуар 2 перемещают по направляющей 3 и переводят устройство во второе положение, в котором резервуары 1 и 2 находятся на самом дальнем расстоянии друг от друга, после чего переключают регулятор 9 в свободное положение для свободного движения диафрагмы 7 и затем перемещают резервуар 2 относительно резервуара 1 обратно в исходное положение, при этом изменяют объем резервуара 2 за счет свободного движения диафрагмы 7, в зависимости от соотношения давления газов 5 и 11, а также магнитных или электрических сил между источником поля 6 и намагниченным или поляризованным рабочим телом 5 в резервуаре 2, и перемещают источник поля 6 посредством кинематической связи 8 с диафрагмой 7, и при достижении исходного положения устройства повторяют цикл. Этим подтверждается также осуществление изобретения.The method of converting thermal energy includes the initial state of the device, in which both reservoirs 1 and 2 are located at the closest distance from each other, with the diaphragm 7 fixing regulator 9 being set to a fixed and / or minimum initial volume of the reservoir 2, and then at least at least one tank 2 is moved along the guide 3 and the device is moved to the second position, in which the tanks 1 and 2 are located at the farthest distance from each other, after which the regulator 9 is switched to a free polo the free movement of the diaphragm 7 and then move the tank 2 relative to the tank 1 back to its original position, while changing the volume of the tank 2 due to the free movement of the diaphragm 7, depending on the ratio of gas pressure 5 and 11, as well as magnetic or electric forces between the source field 6 and a magnetized or polarized working fluid 5 in the tank 2, and move the source of the field 6 through a kinematic connection 8 with the diaphragm 7, and upon reaching the initial position of the device repeat the cycle. This also confirms the implementation of the invention.

Для диамагнитного газа в виде рабочего тела 5 весь указанный цикл производят в обратном направлении, что дает одинаковый положительный результат.For diamagnetic gas in the form of a working fluid 5, the entire specified cycle is performed in the opposite direction, which gives the same positive result.

Отличительным признаком способа является отсутствие магнитного фазового перехода рабочего тела 5 при температуре Кюри, что дает также возможность использования не только магнитных, но и электрических взаимодействий.A distinctive feature of the method is the absence of a magnetic phase transition of the working fluid 5 at the Curie temperature, which also makes it possible to use not only magnetic, but also electrical interactions.

Способ отличается путем создания разницы давлений двух газов 5 и 11 разной массы в поле естественного ускорения свободного падения Земли или искусственного ускорения центробежной силы инерции 12 по барометрическому закону Больцмана, с помощью чего изменяют объем и плотность рабочего тела 5.The method differs by creating a pressure difference of two gases 5 and 11 of different masses in the field of natural acceleration of gravity of the Earth or artificial acceleration of the centrifugal inertia 12 according to the Boltzmann barometric law, by which the volume and density of the working fluid 5 are changed.

В отличие от известных способов работы, например, паровой машины или магнитного двигателя подвижную диафрагму 7, выполняющую роль поршня, а также магнитную или электрическую силу источника поля 6 используют не для совершения полезной механической работы, а для увеличения массы подвижного рабочего тела 5 в резервуаре 2 путем его перетекания из резервуара 1 в резервуар 2 вследствие увеличения объема резервуара 2 за счет подвижности диафрагмы 7 и под действием силы источника поля 6.In contrast to the known methods of operation, for example, a steam engine or a magnetic motor, a movable diaphragm 7 acting as a piston, as well as the magnetic or electric force of a field source 6 is used not to perform useful mechanical work, but to increase the mass of the movable working fluid 5 in the tank 2 by flowing from the tank 1 to the tank 2 due to the increase in the volume of the tank 2 due to the mobility of the diaphragm 7 and under the influence of the force of the field source 6.

Существенным принципиальным отличием заявленного способа является двухступенчатое преобразование тепловой энергии, когда на первом этапе производят увеличение объема рабочего тела, как описано выше, а затем за счет увеличения массы рабочего тела в этом объеме, на втором этапе производят больше механической работы под действием большей ньютоновской силы ускорения 12, пропорциональной массе.A significant fundamental difference between the claimed method is a two-stage conversion of thermal energy, when at the first stage an increase in the volume of the working fluid is performed, as described above, and then due to an increase in the mass of the working fluid in this volume, at the second stage, more mechanical work is performed under the influence of a larger Newtonian acceleration force 12, proportional to mass.

Отличительным признаком указанного двухэтапного преобразования является то обстоятельство, что конечный полезный эффект и результат не можут быть получены ни на одном из отдельных этапов, и достигаются только последовательной взаимосвязью всей совокупности всех существенных признаков.A distinctive feature of this two-stage transformation is the fact that the final beneficial effect and result cannot be obtained at any of the separate stages, and are achieved only by a consistent interconnection of the totality of all essential features.

Техническим результатом способа в результате решения поставленной технической задачи является также расширение арсенала новых типов тепловых двигателей и средств преобразования тепловой энергии, для использования низкопотенциальных источников тепла при полном отсутствии вредных выбросов в атмосферу.The technical result of the method as a result of solving the technical problem is also to expand the arsenal of new types of heat engines and means of converting heat energy, to use low-grade heat sources in the complete absence of harmful emissions into the atmosphere.

Осуществление изобретения очевидно из чертежа и вышеприведенного описания. Например, с помощью внешнего привода 15 передвигают по меньшей мере один резервуар 2 вдоль направляющей 3, сначала в одном (прямом), а затем в другом обратном направлении, и при этом перемещают подвижную диафрагму 7 под действием давления газа 11 и источника поля 6 и изменяют объем рабочего тела 5, при этом из единства изобретения достигается одновременное осуществление способа и устройства для его осуществления. Однако достижение технического результата не следует из известного уровня техники или наглядных примеров и строго научно доказывается только теоретическим обоснованием на основе элементарных научных знаний из школьного курса физики и самых общих физических законов с использованием их математических формул и абстрактных физических величин на уровне функционального обобщения (которые не требуют указания конкретных значений и справедливы при всех известных в природе параметрах) и приводится ниже.The implementation of the invention is obvious from the drawing and the above description. For example, using an external drive 15, at least one reservoir 2 is moved along the guide 3, first in one (forward) and then in the other opposite direction, and the movable diaphragm 7 is moved under the influence of gas pressure 11 and the field source 6 and changed the volume of the working fluid 5, while from the unity of the invention, the simultaneous implementation of the method and device for its implementation. However, the achievement of the technical result does not follow from the prior art or illustrative examples and is strictly scientifically proved only by theoretical justification based on elementary scientific knowledge from the school course of physics and the most general physical laws using their mathematical formulas and abstract physical quantities at the level of functional generalization (which are not require specific values and are valid for all parameters known in nature) and is given below.

Так как любой газ состоит из отдельных (аддитивных) частиц, атомов или молекул, адекватнее всего все физические величины приводить в расчете на одну частицу, например для массы частицы, с умножением на их общее число [http://www.regular.ru/encyclopedia/paramagnetic/]. Основными исходными заданными параметрами конструкции являются:Since any gas consists of separate (additive) particles, atoms or molecules, all physical quantities are most adequately calculated per one particle, for example, for the mass of a particle, multiplied by their total number [http://www.regular.ru/ encyclopedia / paramagnetic /]. The main initial design parameters specified are:

n1 - исходная плотность газообразного рабочего тела 5 в резервуаре 1;n 1 is the initial density of the gaseous working fluid 5 in the tank 1;

n2 - исходная плотность газообразного рабочего тела 5 в резервуаре 2;n 2 is the initial density of the gaseous working fluid 5 in the tank 2;

n11 - исходная плотность внешнего газа 11;n 11 is the initial density of the external gas 11;

V1 - исходный объем резервуара 1;V 1 - the initial volume of the tank 1;

V2 - исходный объем резервуара 2;V 2 - the initial volume of the tank 2;

S - площадь диафрагмы 7;S is the diaphragm area 7;

m5 - масса частицы газообразного рабочего тела 5;m 5 - the mass of the particles of the gaseous working fluid 5;

m11 - масса частицы внешнего газа 11;m 11 is the mass of the particle of the external gas 11;

j - средний магнитный момент частицы газообразного рабочего тела 5;j is the average magnetic moment of the particle of the gaseous working fluid 5;

p - средняя поляризация (дипольный момент поляризации) частицы газообразного рабочего тела 5;p is the average polarization (dipole moment of polarization) of a particle of a gaseous working fluid 5;

h - переменное расстояние между резервуарами 1 и 2 вдоль направляющей 3;h is the variable distance between the tanks 1 and 2 along the guide 3;

h0 - исходное ближнее расстояние между резервуарами 1 и 2;h 0 - initial near distance between reservoirs 1 and 2;

hm - максимальное дальнее расстояние между резервуарами 1 и 2;h m - the maximum long distance between tanks 1 and 2;

n1(h) -переменная плотность газообразного рабочего тела 5 в резервуаре 1 в зависимости от переменной h;n 1 (h) is the variable density of the gaseous working fluid 5 in the tank 1, depending on the variable h;

n2(h) - переменная плотность газообразного рабочего тела 5 в резервуаре 2;n 2 (h) is the variable density of the gaseous working fluid 5 in the tank 2;

n11(h) - переменная плотность внешнего газа 11;n 11 (h) is the variable density of the external gas 11;

V2(H) - переменный объем резервуара 2;V 2 (H) is the variable volume of the tank 2;

N - суммарное количество (частиц) рабочего тела 5 в резервуарах 1 и 2;N is the total number (particles) of the working fluid 5 in tanks 1 and 2;

N=n1V1+n2V2=n1(h)V1+n2(h)V2(h).N = n 1 V 1 + n 2 V 2 = n 1 (h) V 1 + n 2 (h) V 2 (h).

Изменение плотности рабочего тела 5 и газа 11 в среде внешнего ускорения 12 определяется общеизвестной [http://en.wikipedia.org/wiki/Boltzmann_distribution] барометрической формулой БольцманаThe change in the density of the working fluid 5 and gas 11 in the external acceleration medium 12 is determined by the well-known [http://en.wikipedia.org/wiki/Boltzmann_distribution] Boltzmann barometric formula

n=exp(-mah/kT),n = exp (-mah / kT),

где n - плотность;where n is the density;

m - масса частицы;m is the mass of the particle;

a - (ньютоновское) ускорение силы инерции 12, например естественного ускорения силы тяжести (тогда а равно g ускорению свободного падения), или искусственного ускорения центробежной силы инерции вращения (которые также математически эквивалентны по теории относительности Эйнштейна);a - (Newtonian) acceleration of inertia 12, for example, natural acceleration of gravity (then a is equal to g acceleration of gravity), or artificial acceleration of centrifugal inertia of rotation (which are also mathematically equivalent according to Einstein's theory of relativity);

h - расстояние;h is the distance;

k - постоянная Больцмана;k is the Boltzmann constant;

T - абсолютная температура Кельвина.T is the absolute Kelvin temperature.

Отсюда ясно n2(h)=(n2/n1)n1(h)exp(-m5a(h-h0)/kT) и с учетом суммы N запишем:From here it is clear n 2 (h) = (n 2 / n 1 ) n 1 (h) exp (-m 5 a (hh 0 ) / kT) and taking into account the sum N we write:

n 2 ( h ) = N n 2 n 2 V 2 ( h ) + n 1 V 1 exp ( m 5 a ( h h 0 ) / k T )

Figure 00000001
, n11(h)=n11exp(-m11a(h-h0)/kT. n 2 ( h ) = N n 2 n 2 V 2 ( h ) + n one V one exp ( m 5 a ( h - h 0 ) / k T )
Figure 00000001
, n 11 (h) = n 11 exp (-m 11 a (hh 0 ) / kT.

Если источником поля 6 является постоянный магнит (а также может быть соленоид с током) и рабочим телом 5 является парамагнитный газ, каждая частица которого имеет средний магнитный момент j вдоль поля (источника 6), то каждая частица притягивается к магниту 6 с магнитной силой, прямо пропорциональной этому магнитному моменту j (аналогично силе тяжести пропорциональной массе частицы), и по третьему закону Ньютона такая же сила притяжения действует на магнит 6 пропорционально суммарному числу всех частиц в резервуаре 2, равному n2(h)V2(h), что может быть в итоге записано в общем виде силы αjn2(h)V2(h), где α - постоянный коэффициент пропорциональности определяет суммарный обобщенный вклад всех конкретных инженерных размеров конструкции, формы резервуара, силы магнита, геометрии и градиента магнитного поля и других факторов, что не может быть указано заранее, то есть выражает общую функциональную взаимосвязь между признаками изобретения вне зависимости от частных случаев его реализации. По физическому смыслу коэффициент α численно равен средней магнитной силе притяжения одного единичного дипольного магнитного момента j в конкретной конфигурации устройства. Далее, эта сила передается на диафрагму 7 посредством кинематической связи 8 в общем случае с коэффициентом передачи силы σ, который в конечном результате эквивалентен соотношению длины плечей простого рычага (в простейшем частном случае жесткого крепления σ=1), и в итоге магнитная сила, давящая извне резервуара на диафрагму 7, равна F=σαjn2(h)V2(h). Эта сила не влияет на кинетическую энергию частиц рабочего тела внутри резервуара 2, для чего снаружи могут устанавливать симметричный источник поля 13 (и могут быть добавлены другие), чтобы поле внутри резервуара было практически постоянным и однородным, что не изменяет скорость и распределение частиц. Заметим еще, что сила F зависит от плотности рабочего тела в резервуаре, и поэтому изменяется в процессе функционирования устройства прямо пропорционально плотности рабочего тела n2(h).If the source of field 6 is a permanent magnet (and there can also be a solenoid with current) and the working fluid 5 is a paramagnetic gas, each particle of which has an average magnetic moment j along the field (source 6), then each particle is attracted to magnet 6 with magnetic force, directly proportional to this magnetic moment j (similar to gravity proportional to the particle mass), and according to Newton’s third law, the same attractive force acts on magnet 6 in proportion to the total number of all particles in tank 2, equal to n 2 (h) V 2 (h), which can t finally be written in the general form of force αjn 2 (h) V 2 (h), where α - constant proportionality factor determines the total synthesis contribution of specific engineering design dimensions of the tank shape, the strength of the magnet, the geometry and magnetic field gradient and other factors that cannot be indicated in advance, that is, it expresses a general functional relationship between the features of the invention, regardless of the particular cases of its implementation. In the physical sense, the coefficient α is numerically equal to the average magnetic force of attraction of one unit dipole magnetic moment j in a specific configuration of the device. Further, this force is transmitted to the diaphragm 7 via a kinematic connection 8 in the general case with a force transfer coefficient σ, which is ultimately equivalent to the ratio of the length of the arms of a simple lever (in the simplest particular case of rigid fastening, σ = 1), and as a result, the magnetic force from the outside of the tank to the diaphragm 7, is equal to F = σαjn 2 (h) V 2 (h). This force does not affect the kinetic energy of the particles of the working fluid inside the tank 2, for which a symmetrical field source 13 can be installed outside (and others can be added) so that the field inside the tank is almost constant and uniform, which does not change the speed and distribution of particles. We also note that the force F depends on the density of the working fluid in the tank, and therefore changes during the operation of the device in direct proportion to the density of the working fluid n 2 (h).

Кроме того, на диафрагму 7 действует давление рабочего тела 5 изнутри резервуара 2 и давление внешнего газа 11 снаружи, а так как давление газа (P=nkT) дает силу пропорционально площади S, тогда из условия равенства всех сил изнутри резервуара и снаружи диафрагмы легко получаем элементарное линейное основное уравнение баланса всех сил для равновесного положения диафрагмы, решение которого определяет весь полученный полезный эффект:In addition, the pressure of the working fluid 5 from the inside of the tank 2 and the pressure of the external gas 11 from the outside act on the diaphragm 7, and since the gas pressure (P = nkT) gives a force in proportion to the area S, then from the condition that all forces are equal inside the tank and outside the diaphragm An elementary linear basic equation of the balance of all forces for the equilibrium position of the diaphragm, the solution of which determines the entire useful effect obtained:

SP2=SP11+F,SP 2 = SP 11 + F,

где S - площадь диафрагмы;where S is the diaphragm area;

P2 - давление рабочего тела 5 внутри резервуара 2;P 2 - pressure of the working fluid 5 inside the tank 2;

P11 - давление внешнего газа 11 снаружи диафрагмы 7;P 11 is the pressure of the external gas 11 outside the diaphragm 7;

F - магнитная сила как указано выше.F is the magnetic force as described above.

Подставляя P2=n2(h)kT и также P11=n11(h)kT, запишем уравнение:Substituting P 2 = n 2 (h) kT and also P 11 = n 11 (h) kT, we write the equation:

n 2 ( h ) = N n 2 n 2 V 2 ( h ) + n 1 V 1 exp ( m 5 a ( h h 0 ) / k T ) = n 11 exp ( m 11 a ( h h 0 ) / k T ) + θ n 2 ( h ) V 2 ( h )

Figure 00000002
; n 2 ( h ) = N n 2 n 2 V 2 ( h ) + n one V one exp ( m 5 a ( h - h 0 ) / k T ) = n eleven exp ( - m eleven a ( h - h 0 ) / k T ) + θ n 2 ( h ) V 2 ( h )
Figure 00000002
;

где θ = σ α j S k T

Figure 00000003
введенное для краткости обозначение. Решая уравнение найдем:Where θ = σ α j S k T
Figure 00000003
designation introduced for brevity. Solving the equation we find:

V 2 ( h ) = V 2 ( ( 1 + ξ ) exp ( β ( h h 0 ) ) ξ ( 1 θ V 2 ) exp ( γ ( h h 0 ) ) 1 + θ V 2 ( ( 1 + ξ ) exp ( β ( h h 0 ) ) 1 ) )

Figure 00000004
; V 2 ( h ) = V 2 ( ( one + ξ ) exp ( β ( h - h 0 ) ) - ξ ( one - θ V 2 ) exp ( γ ( h - h 0 ) ) one + θ V 2 ( ( one + ξ ) exp ( β ( h - h 0 ) ) - one ) )
Figure 00000004
;

n 2 ( h ) = n 11 exp ( β ( h h 0 ) ) ( 1 + θ V 2 ( ( 1 + ξ ) exp ( β ( h h 0 ) ) 1 ) ( 1 θ V 2 ) ( 1 + θ ξ V 2 exp ( γ ( h h 0 ) ) ) )

Figure 00000005
; n 2 ( h ) = n eleven exp ( - β ( h - h 0 ) ) ( one + θ V 2 ( ( one + ξ ) exp ( β ( h - h 0 ) ) - one ) ( one - θ V 2 ) ( one + θ ξ V 2 exp ( γ ( h - h 0 ) ) ) )
Figure 00000005
;

N = n 11 V 2 ( 1 + ξ 1 θ V 2 )

Figure 00000006
; N = n eleven V 2 ( one + ξ one - θ V 2 )
Figure 00000006
;

где введенные также для краткости постоянные обозначения имеют вид:where, for brevity, the constant designations introduced also have the form:

ξ≡n1/n2; β≡am11/kT; γ≡am5/kT.ξ≡n 1 / n 2 ; β≡am 11 / kT; γ≡am 5 / kT.

Заметим, что полученное значение объема V2(h) больше его исходного значения V2.Note that the obtained value of the volume V 2 (h) is greater than its initial value V 2 .

В процессе производства способа совершается механическая работа A ньютоновской силы ускорения инерции аналогично силе тяжести или центробежной силы инерции ускорения вращения с учетом силы Архимеда:During the production process, the mechanical work A of the Newtonian force of acceleration of inertia is performed similarly to the force of gravity or centrifugal force of inertia of acceleration of rotation, taking into account the Archimedes force:

A = ( m 5 a n 2 ( h ) m 11 a n 11 exp ( β ( h h 0 ) ) ) V 2 ( h ) d h m 5 a N n 2 V 2 d h n 2 V 2 + n 1 V 1 exp ( γ ( h h 0 ) ) + m 11 a n 11 V 2 exp ( β ( h h 0 ) ) d h

Figure 00000007
; A = ( m 5 a n 2 ( h ) - m eleven a n eleven exp ( - β ( h - h 0 ) ) ) V 2 ( h ) d h - - m 5 a N n 2 V 2 d h n 2 V 2 + n one V one exp ( γ ( h - h 0 ) ) + m eleven a n eleven V 2 exp ( - β ( h - h 0 ) ) d h
Figure 00000007
;

где интегрирование производится в пределах от h0 до hm, причем hm находится из условия V2(hm)=V2(h0)=V2, откуда:where integration is carried out in the range from h 0 to h m , and h m is found from the condition V 2 (h m ) = V 2 (h 0 ) = V 2 , whence:

( h m h 0 ) ( γ β ) = 1 n ( 1 + n 2 n 1 ( 1 exp ( β ( h m h 0 ) ) ) )

Figure 00000008
. ( h m - h 0 ) ( γ - β ) = one n ( one + n 2 n one ( one - exp ( - β ( h m - h 0 ) ) ) )
Figure 00000008
.

Этим определяется максимальное расстояние hm, на которое следует передвигать резервуар(ы). Так как намагниченность разреженных газовых сред невелика, для таких слабых полей, можно принять θ много меньше единицы. И в результате интегрирования окончательно получим приближенную математическую оценку:This determines the maximum distance h m over which the tank (s) should be moved. Since the magnetization of rarefied gas media is small, for such weak fields, we can take θ much less than unity. And as a result of integration, we finally get an approximate mathematical estimate:

A σ α j ( n 11 V 2 ) ( exp ( β ( h m h 0 ) ) 1 ( 2 γ β ) ( h m h 0 ) ) ( ( 1 + n 1 n 2 ) 2 ( γ β ) 2 ( h m h 0 ) 2 γ γ exp ( β ( h m h 0 ) ) ) > 0

Figure 00000009
A σ α j ( n eleven V 2 ) ( exp ( β ( h m - h 0 ) ) - one ( 2 γ - β ) ( h m - h 0 ) ) ( ( one + n one n 2 ) 2 ( γ - β ) 2 ( h m - h 0 ) 2 γ - γ exp ( - β ( h m - h 0 ) ) ) > 0
Figure 00000009

Данная расчетная формула является научным обоснованием технического результата. Другие известные оценки здесь не пригодны, например формула к.п.д. Карно, так как в цикле производится двухэтапное энергетическое преобразование, что не имеет ничего общего с классическим циклом Карно для паровой машины, в котором нет ни магнитных сил, ни сил инерции ускорения, что также не противоречит Второму началу термодинамики, которое запрещает только прямое (но не двухэтапное) преобразование тепла в механическую работу, но такие чисто теоретические вопросы выходят за рамки данного описания (и могут быть исследованы в дальнейшем).This calculation formula is the scientific justification of the technical result. Other known estimates are not suitable here, for example, the coefficient of efficiency Karno, since a two-stage energy conversion is performed in the cycle, which has nothing to do with the classical Carnot cycle for a steam engine, which has neither magnetic forces nor acceleration inertia forces, which also does not contradict the Second Law of Thermodynamics, which prohibits only direct (but not a two-stage) conversion of heat into mechanical work, but such purely theoretical questions are beyond the scope of this description (and can be investigated later).

В частном случае, если рабочим телом является диамагнитный газ, магнитная сила F меняет направление на противоположное, так как в отличие от притяжения парамагнетиков диамагнетики наоборот отталкиваются от магнита, и коэффициент а становится отрицательным, и в этом случае рабочий цикл проводят в обратном направлении, что также меняет знак конечного выражения, и в итоге минус на минус дает плюс, то есть получается точно такой же положительный результат.In the particular case, if the working fluid is a diamagnetic gas, the magnetic force F reverses direction, since, in contrast to the attraction of paramagnets, diamagnets, on the contrary, repel from the magnet, and the coefficient a becomes negative, and in this case, the working cycle is carried out in the opposite direction, which also changes the sign of the final expression, and as a result, minus to minus gives a plus, that is, the exact same positive result is obtained.

Для осуществления рабочего цикла в обратном направлении из исходного состояния устройства, в котором оба резервуара 1 и 2 находятся на самом близком расстоянии друг от друга, по меньшей мере один резервуар 2 перемещают по направляющей 3 и переводят устройство во второе положение, в котором резервуары 1 и 2 находятся на самом дальнем расстоянии друг от друга, причем регулятор 9 подвижности диафрагмы 7 при этом устанавливают в свободное положение для свободного движения диафрагмы 7, при этом изменяют объем резервуара 2 за счет свободного движения диафрагмы 7 в зависимости от соотношения давления газов 5 и 11, а также магнитных или электрических сил между источником поля 6 и намагниченным и/или поляризованным рабочим телом 5 в резервуаре 2, и перемещают источник поля 6 посредством кинематической связи 8 с диафрагмой 7, после чего переключают регулятор 9 в положение фиксированного и/или минимального исходного объема резервуара 2, и затем перемещают резервуар 2 относительно резервуара 1 обратно в исходное положение и при достижении исходного положения устройства повторяют цикл.To carry out the working cycle in the opposite direction from the initial state of the device in which both tanks 1 and 2 are at the closest distance from each other, at least one tank 2 is moved along the guide 3 and the device is moved to the second position, in which the tanks 1 and 2 are located at the farthest distance from each other, and the regulator 9 of the mobility of the diaphragm 7 is set in a free position for the free movement of the diaphragm 7, while changing the volume of the tank 2 due to free movement I diaphragm 7 depending on the ratio of the pressure of gases 5 and 11, as well as magnetic or electric forces between the source of field 6 and the magnetized and / or polarized working fluid 5 in the tank 2, and move the source of the field 6 through a kinematic connection 8 with the diaphragm 7, after whereby the regulator 9 is switched to a position of a fixed and / or minimum initial volume of the tank 2, and then the tank 2 is moved relative to the tank 1 back to its original position, and when the device reaches its initial position, the cycle is repeated.

В частном случае, если источник поля 6 является источником электрического поля, например электрический конденсатор или аккумулятор, а рабочим телом поляризованный газ, частицы которого имеют среднюю электрическую поляризацию p, только в выражении для силы F следует заменить j на p, так как математическое описание электрических и магнитных диполей совершенно аналогично, с точностью до замены обозначений j и p, отсюда конечное математическое выражение будет иметь точно такой же вид при замене j на p, с точностью переобозначения переменной, что дает такой же результат [Фейнмановские лекции по физике, вып.5, электричество и магнетизм, гл. 6, §2]. И согласно уравнениям Максвелла электрические и/или магнитные явления являются частными случаями реализации общего электромагнитного взаимодействия.In the particular case, if the source of field 6 is a source of an electric field, for example, an electric capacitor or an accumulator, and the working fluid is a polarized gas whose particles have an average electric polarization p, only in the expression for the force F should j be replaced by p, since the mathematical description of electric and magnetic dipoles in exactly the same way, up to the replacement of the notation j and p, hence the final mathematical expression will have exactly the same form when replacing j with p, with the accuracy of the variable notation, which gives the same result [Feynman lectures on physics, vol. 5, electricity and magnetism, ch. 6, §2]. And according to Maxwell's equations, electric and / or magnetic phenomena are special cases of the realization of a general electromagnetic interaction.

Сущность работы устройства по способу в следующем: сначала передвигают подвижный резервуар 2 на максимально дальнее расстояние при его меньшем исходном постоянном объеме, а значит и меньшей массе содержащегося в нем рабочего тела 5, и затрачивают меньшую механическую работу для его передвижения против силы тяжести или центробежной силы инерции 12 за счет его меньшей массы, а затем освобождают подвижную диафрагму 7 и перемещают подвижный резервуар 2 обратно в исходное положение при его большем объеме за счет подвижности диафрагмы 7 и большей массе рабочего тела 5 в нем за счет перехода подвижного рабочего тела в сторону увеличения объема из резервуара 1 в резервуар 2 по переходному каналу 4, и получают больше механической работы пропорционально его большей массы рабочего тела в резервуаре 2, при этом рабочее тело по закону сохранения энергии в процессе его расширения при увеличении объема резервуара поглощает и дополнительное тепло, необходимое для передвижения дополнительной массы отдельных частиц рабочего тела из резервуара 1 в резервуар 2 против силы тяжести или силы инерции, тогда как увеличение всей этой массы в увеличенном объеме резервуара 2 позволяет получить больше полезной механической работы, эквивалентной поглощенному количеству тепла, согласно закону сохранения энергии.The essence of the device according to the method is as follows: first move the movable tank 2 to the maximum possible distance with a smaller initial constant volume, and hence less mass of the working fluid 5 contained therein, and spend less mechanical work for its movement against gravity or centrifugal force inertia 12 due to its smaller mass, and then release the movable diaphragm 7 and move the movable tank 2 back to its original position with a larger volume due to the mobility of the diaphragm 7 and more the mass of the working fluid 5 in it due to the transition of the movable working fluid in the direction of increasing the volume from the tank 1 to the tank 2 through the transition channel 4, and get more mechanical work in proportion to its greater mass of the working fluid in the tank 2, while the working fluid according to the conservation law energy during its expansion with increasing volume of the tank absorbs the additional heat necessary to move the additional mass of individual particles of the working fluid from the tank 1 to the tank 2 against gravity or inertia ns, while the increase in the whole of this mass of an enlarged tank volume 2 provides a more useful mechanical work, equivalent to the amount of heat absorbed, according to the law of conservation of energy.

Так как в процессе функционирования устройства рабочее тело не расходуется, все устройство может быть помещено в герметичный контейнер 10, исключающий вредные выбросы в атмосферу, и любое даже самое незначительное количество подводимого тепла позволяет его использовать в устройстве по заявленному способу, так как отсутствуют какие-либо температурные ограничения и фазовые переходы при температуре Кюри, что позволяет использовать различные низкопотенциальные природные источники тепловой энергии, не требуя снабжения топливными ресурсами.Since the working fluid is not consumed during the operation of the device, the entire device can be placed in a sealed container 10, eliminating harmful emissions into the atmosphere, and any even the smallest amount of heat supplied allows it to be used in the device according to the claimed method, since there are no temperature restrictions and phase transitions at Curie temperature, which allows the use of various low-potential natural sources of thermal energy, without requiring a fuel supply mi

Claims (17)

1. Способ работы теплового двигателя, содержащего подвижное рабочее тело, которое перемещают в полостях или резервуарах замкнутого объема с сообщающимися каналами, и при этом используют источник поля, с помощью которого рабочее тело намагничивают и/или поляризуют, содержащего сжатый газ во внешнем объеме с рабочим телом, отличающийся тем, что по меньшей мере в одном резервуаре устанавливают подвижную диафрагму, и в исходном положении диафрагмы из исходного ближнего положения резервуаров с рабочим телом перемещают по меньшей мере один подвижный резервуар на дальнее или максимальное расстояние при меньшем или минимальном объеме резервуара, после чего освобождают и переводят диафрагму в подвижный режим, а затем перемещают подвижный резервуар обратно в исходное положение, при его большем объеме, и при этом перемещают подвижную диафрагму, выполняющую функцию поршня, с изменением объема, количества и массы рабочего тела в резервуаре путем изменения давлений рабочего тела внутри резервуара и внешнего газа снаружи диафрагмы, в зависимости от расстояния между резервуарами, в зоне действия ускорения силы центробежной инерции или силы тяжести, под действием силы взаимодействия источника поля и рабочего тела, и перемещают источник поля, посредством кинематической связи с подвижной диафрагмой с функцией передачи силы и движения на диафрагму, а при достижении исходного положения резервуаров возвращают диафрагму в исходное положение и повторяют цикл.1. The method of operation of a heat engine containing a movable working fluid, which is moved in cavities or tanks of a closed volume with communicating channels, and using a source of the field by which the working fluid is magnetized and / or polarized, containing compressed gas in the external volume with the working body, characterized in that at least one tank set a movable diaphragm, and in the initial position of the diaphragm from the initial near position of the tanks with the working fluid move at least one moving the tank to a long or maximum distance with a smaller or minimum volume of the tank, after which the diaphragm is released and transferred to the movable mode, and then the movable tank is moved back to its original position, with its larger volume, and at the same time the movable diaphragm that performs the function of the piston is moved, with a change in the volume, quantity and mass of the working fluid in the tank by changing the pressure of the working fluid inside the tank and external gas outside the diaphragm, depending on the distance between the tanks, the acceleration zone of centrifugal inertia or gravity, under the influence of the interaction force of the field source and the working fluid, and move the field source through kinematic communication with a movable diaphragm with the function of transferring force and motion to the diaphragm, and when the initial position of the tanks is restored, the diaphragm is returned to the original position and repeat the cycle. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что источником поля является постоянный магнит или/и соленоид с электрическим током, а рабочим телом - парамагнитный газ.2. The method according to claim 1, characterized in that the source of the field is a permanent magnet and / or a solenoid with electric current, and the working fluid is a paramagnetic gas. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что источником поля является электрический конденсатор, а рабочим телом - поляризованный газ.3. The method according to claim 1, characterized in that the source of the field is an electric capacitor, and the working fluid is polarized gas. 4. Способ работы теплового двигателя, содержащего подвижное рабочее тело, которое перемещают в полостях или резервуарах замкнутого объема с сообщающимися каналами, и при этом используют источник поля, с помощью которого рабочее тело намагничивают и/или поляризуют, содержащего сжатый газ во внешнем объеме с рабочим телом, отличающийся тем, что в исходном положении диафрагму освобождают и переводят в подвижный режим, а из исходного ближнего положения резервуаров с рабочим телом перемещают по меньшей мере один подвижный резервуар на дальнее или максимальное расстояние при его большем объеме, при этом перемещают подвижную диафрагму, выполняющую функцию поршня, с изменением объема, количества и массы рабочего тела в резервуаре путем изменения давлений рабочего тела внутри резервуара и внешнего газа снаружи диафрагмы, в зависимости от расстояния между резервуарами, в зоне действия ускорения силы центробежной инерции или силы тяжести, под действием силы взаимодействия источника поля и рабочего тела, и перемещают источник поля посредством кинематической связи с подвижной диафрагмой с функцией передачи силы и движения на диафрагму, после чего возвращают диафрагму в исходное положение, а затем перемещают подвижный резервуар обратно в исходное положение при меньшем или минимальном объеме резервуара и при достижении исходного положения резервуаров повторяют цикл.4. The method of operation of a heat engine containing a movable working fluid, which is moved in cavities or reservoirs of a closed volume with communicating channels, and using a source of the field by which the working fluid is magnetized and / or polarized, containing compressed gas in an external volume with a working fluid body, characterized in that in the initial position, the diaphragm is released and transferred to the mobile mode, and at least one movable tank is moved from the initial near position of the reservoirs with the working fluid e or the maximum distance with a larger volume, while moving a movable diaphragm that acts as a piston, with a change in the volume, quantity and mass of the working fluid in the tank by changing the pressure of the working fluid inside the tank and external gas outside the diaphragm, depending on the distance between the tanks, in the zone of action of the acceleration of centrifugal inertia or gravity, under the influence of the interaction force of the field source and the working fluid, and move the field source through kinematic communication with a movable aperture with the function of transferring force and motion to the diaphragm, after which the diaphragm is returned to its original position, and then the movable tank is moved back to its original position with a smaller or minimum volume of the tank and the cycle is repeated when the tanks reach the initial position. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что источником поля является постоянный магнит или/и соленоид с электрическим током, а рабочим телом - диамагнитный газ.5. The method according to claim 4, characterized in that the source of the field is a permanent magnet and / or a solenoid with electric current, and a diamagnetic gas as a working fluid. 6. Устройство теплового двигателя, содержащее не менее двух полостей или резервуаров, соединенных между собой переходным каналом, внутри резервуаров размещено подвижное рабочее тело, частицы которого обладают физическим дипольным моментом, например намагниченностью или поляризацией, содержащее источник поля, выполненный с возможностью намагничивания и/или поляризации рабочего тела, отличающееся тем, что по меньшей мере один из резервуаров выполнен подвижным, с возможностью перемещения относительно другого вдоль направляющей, и по меньшей мере в одном резервуаре установлена подвижная диафрагма, выполняющая роль поршня с функцией изменения объема резервуара, соединенная кинематической связью с подвижным источником поля, с функцией передачи силы и движения на диафрагму, в пространстве снаружи подвижной диафрагмы, заполненного внешним газом, частицы которого имеют массу меньше массы частиц рабочего тела, и помещенные в зоне действия внешнего ускорения силы тяжести или центробежной силы инерции, а также установлен регулятор подвижности диафрагмы, выполненный с возможностью устанавливать режим работы диафрагмы.6. A heat engine device containing at least two cavities or reservoirs connected to each other by a transition channel, a movable working fluid is placed inside the reservoirs, particles of which have a physical dipole moment, for example magnetization or polarization, containing a field source that is capable of magnetizing and / or polarization of the working fluid, characterized in that at least one of the tanks is movable, with the possibility of movement relative to the other along the guide, and At least one tank has a movable diaphragm acting as a piston with a function of changing the volume of the tank, connected kinematically to a movable field source, with the function of transferring force and motion to the diaphragm, in the space outside of the movable diaphragm filled with external gas, the particles of which have a mass of less masses of particles of the working fluid, and placed in the zone of action of external acceleration of gravity or centrifugal inertia, as well as a diaphragm mobility regulator, made with the possibility of Nost to set the aperture mode. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что источником поля является постоянный магнит, а рабочим телом - парамагнитный газ.7. The device according to claim 6, characterized in that the source of the field is a permanent magnet, and the working fluid is paramagnetic gas. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что рабочим телом является диамагнитный газ.8. The device according to claim 7, characterized in that the working fluid is diamagnetic gas. 9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что источником магнитного поля является соленоид с электрическим током и ферромагнитным сердечником.9. The device according to claim 7, characterized in that the source of the magnetic field is a solenoid with an electric current and a ferromagnetic core. 10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что источником поля является электрический конденсатор, а рабочим телом - поляризованный газ.10. The device according to claim 6, characterized in that the source of the field is an electric capacitor, and the working fluid is polarized gas. 11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что источник поля помещен в закрытый отсек или контейнер для изоляции от внешнего газа.11. The device according to claim 6, characterized in that the source of the field is placed in a closed compartment or container for isolation from external gas. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что в отсеке или контейнере установлена дополнительная диафрагма.12. The device according to claim 11, characterized in that an additional diaphragm is installed in the compartment or container. 13. Устройство по п.6, отличающееся тем, что содержит дополнительный источник магнитного или электрического поля.13. The device according to claim 6, characterized in that it contains an additional source of magnetic or electric field. 14. Устройство по п.6, отличающееся тем, что содержит смесь двух или более газов или парогазовую смесь.14. The device according to claim 6, characterized in that it contains a mixture of two or more gases or a vapor-gas mixture. 15. Устройство по п.6, отличающееся тем, что все устройство или его часть помещены в закрытый контейнер.15. The device according to claim 6, characterized in that the entire device or part thereof is placed in a closed container. 16. Устройство по п.6, отличающееся тем, что источник магнитного или электрического поля соединен с диафрагмой жестким креплением.16. The device according to claim 6, characterized in that the source of the magnetic or electric field is connected to the diaphragm by a rigid mount. 17. Устройство по п.6, отличающееся тем, что все устройство или его часть помещены во вращающийся ротор или центрифугу. 17. The device according to claim 6, characterized in that the entire device or part thereof is placed in a rotating rotor or centrifuge.
RU2013126179/06A 2013-06-07 2013-06-07 Thermal engine and its operation RU2553357C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013126179/06A RU2553357C2 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Thermal engine and its operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013126179/06A RU2553357C2 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Thermal engine and its operation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013126179A RU2013126179A (en) 2014-12-20
RU2553357C2 true RU2553357C2 (en) 2015-06-10

Family

ID=53278082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013126179/06A RU2553357C2 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Thermal engine and its operation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2553357C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167704B1 (en) * 1996-09-08 2001-01-02 Haim Goldenblum Energy generation device
RU2161738C2 (en) * 1998-12-21 2001-01-10 Спурре Александр Феликсович Method of generation of compressed gas
RU2199025C1 (en) * 2001-12-28 2003-02-20 Темерко Александр Викторович Magneto-thermal unit operating process
GB2489181A (en) * 2010-02-08 2012-09-19 Shell Int Research Power plant with magnetohydrodynamic topping cycle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167704B1 (en) * 1996-09-08 2001-01-02 Haim Goldenblum Energy generation device
RU2161738C2 (en) * 1998-12-21 2001-01-10 Спурре Александр Феликсович Method of generation of compressed gas
RU2199025C1 (en) * 2001-12-28 2003-02-20 Темерко Александр Викторович Magneto-thermal unit operating process
GB2489181A (en) * 2010-02-08 2012-09-19 Shell Int Research Power plant with magnetohydrodynamic topping cycle

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013126179A (en) 2014-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Reynolds et al. Thermodynamics
Carnot et al. Reflections on the motive power of fire
Baierlein Thermal physics
US10683852B2 (en) System and method for energy conversion
Jacobs et al. A polytropic model for the solar wind
Burugupally et al. The effect of working fluid properties on the performance of a miniature free piston expander for waste heat harvesting
RU2553357C2 (en) Thermal engine and its operation
Qian et al. Critical parameters in design of active magnetocaloric regenerators for magnetic refrigeration applications
Chandra Energy, entropy and engines: An introduction to thermodynamics
Martinez et al. Experimental demonstration of high-amplitude thermoacoustic instabilities under transcritical temperature conditions in a standing-wave device
McKenzie et al. Shape of self-avoiding walk or polymer chain
EP1925073A2 (en) Apparatus and methods of transferring heat with a differential magneto-thermal force
Wayne Symmetry and the order of events in time: description of a reversible thermal energy converter composed of negative mass
Kim et al. Controllable pneumatic generator based on the catalytic decomposition of hydrogen peroxide
Singh Engineering thermodynamics
Płuszka et al. Simplified numerical model of magnetocaloric cooling device
Rauen The Proell Effect: A Macroscopic Maxwell's Demon
Rajaram Chemical thermodynamics: Classical, statistical and irreversible
Fuchs et al. The Response of Uniform Bodies to Heating
Demirel et al. Mechanical Energy and Electrical Energy
Cahn et al. Thermodynamics and statistical physics
Bauwens Thermoacoustics: Transient regimes and singular temperature profiles
Kreuzer et al. Thermodynamics
Starzak Energy and entropy: Equilibrium to stationary states
Uddin Thermodynamics: Fundamentals and Applications