SK8154Y1 - Indukčný magneticko-mechanický generátor elektrickej energie a spôsob výroby elektrickej energie - Google Patents

Abstract

Indukčný magneticko-mechanický generátor elektrickej energie je zložený z pevného rámu (1), ktorého predné čelo má osadenú sústavu predných vonkajších permanentných magnetov (2) a zadné čelo má osadenú sústavu zadných vonkajších permanentných magnetov (3), a tiež z pohyblivého rámu (4), ktorého predné čelo má osadenú sústavu predných vnútorných permanentných magnetov (5) a zadné čelo má osadenú sústavu zadných vnútorných permanentných magnetov (6). Pohyblivý rám (4) má priamočiare vratné uloženie na vodiacich tyčiach (10) pevného rámu (1). V priestore medzi predným a zadným čelom pohyblivého rámu (4) je pevne umiestnená indukčná cievka (7) s jadrom (8).

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka konštrukcie indukčného magneticko-mechanického generátora elektrickej energie s oslabenou iniciačnou mechanickou reakciou a taktiež sa týka spôsobu jeho budenia a výroby elektrickej energie. Technické riešenie patrí do oblasti elektrotechniky.

Doterajší stav techniky

Teoretické princípy silového účinku permanentných magnetov sú všeobecne známe. Taktiež je známy aj princíp elektromagnetickej indukcie. V technickej praxi má veľký význam nestacionárne magnetické pole. Pre takéto magnetické poleje charakteristické, že fyzikálne veličiny, ktoré ho kvantitatívne opisujú, sú časovo premenné. To znamená, že ich veľkosť alebo smer sa s časom menia. Zdrojom nestacionárneho magnetického poľa môže byť:

• časovo premenný prúd prechádzajúci nepohyblivým vodičom, • pohybujúci sa vodič, ktorým prechádza prúd, • pohybujúci sa magnet alebo elektromagnet a • časovo premenné elektrické pole.

Od druhej polovice 19. storočia je známe, že deje v nestacionárnom magnetickom poli sú vždy spojené so vznikom nestacionárneho elektrického poľa. Ide o elektromagnetické deje, pri ktorých sú nestacionárne elektrické a magnetické pole navzájom neoddeliteľné a vytvárajú jediné elektromagnetické pole. Najznámejším príkladom je jav vznikajúci pri pohybe permanentného magnetu v dutine cievky. Pohybujúci sa magnet vytvára nestacionárne magnetické pole, ktoré je príčinou indukovaného elektrického poľa. To znamená, že medzi koncami vodiča (cievky) vzniká indukované elektromotorické napätie a uzavretým elektrickým obvodom prechádza indukovaný elektrický prúd. Tento jav dostal názov elektromagnetická indukcia. Generátory elektrickej energie založené na elektromagnetickej indukcii využívajú na svoju činnosť vstupný krútiaci moment vyvodzovaný na rotujúcu mechanickú časť - rotor. Silový odpor pri prekonávaní rozhraní magnetických polí je všakznačný, apretoje nutná potreba dostatočne veľkej vstupnej mechanickej energie.

Okrem fyzikálnych demonštračných ukážok nie sú dostatočne preskúmané aj iné mechanické vstupy na iniciáciu zariadení pracujúcich na princípe elektromagnetickej indukcie. Uvedené nedostatky zo stavu techniky poskytli možnosť riešiť tento problém vhodnými technickými prostriedkami.

Výsledkom tohto úsilia je ďalej opisovaná konštrukcia indukčného magneticko-mechanického generátora elektrickej energie s oslabenou iniciačnou mechanickou reakciou a spôsobu jeho budenia a výroby elektrickej energie podľa predkladaného úžitkového vzoru.

Podstata technického riešenia

Uvedené nedostatky sú v podstatnej miere odstránené konštrukciou indukčného magneticko-mechanického generátora elektrickej energie podľa predloženého technického riešenia. Podstata technického riešenia spočíva v tom, že sa skladá z pevného rámu, ktorého predné čelo má osadenú sústavu predných vonkajších permanentných magnetov a zadné čelo má osadenú sústavu zadných vonkajších permanentných magnetov. Ďalej sa skladá z pohyblivého rámu, ktorého predné čelo má osadenú sústavu predných vnútorných permanentných magnetov a zadné čelo má os adenú sústavu zadných vnútorných permanentných magnetov. Pohyb livý rám má pritom priamočiare vratné uloženie na vodiacich tyčiach pevného rámu. V priestore medzi predným a zadným čelom pohyblivého rámu je pevne umiestnená indukčná cievka s jadrom

Podstatným znakom riešenia je vzájomné usporiadanie sústavy predných vnútorných permanentných magnetov, v ktorej má permanentný magnet na ľavej strane magnetickú orientáciu S k jadru indukčnej cievky a permanentný magnet na pravej strane má magnetickú orientáciu J k jadru indukčnej cievky. Pritom sústava zadných vnútorných permanentných magnetov má permanentný magnet na ľavej strane magnetickú orientáciu J k jadru indukčnej cievky a permanentný magnet na pravej strane má magnetickú orientáciu S k jadru indukčnej cievky.

Taktiež je dôležité vzájomné usporiadanie sústavy predných vonkajších permanentných magnetov, v ktorej má permanentný magnet na ľavej strane magnetickú orientáciu J k pohyblivému rámu a permanentný magnet na pravej strane má magnetickú orientáciu S k pohyblivému rámu. Pritom sústava zadných vonkajších permanentných magnetov má permanentný magnet na ľavej strane magnetickú orientáciu S k pohyblivému rámu a permanentný magnet na pravej strane má magnetickú orientáciu J k pohyblivému rámu.

V analogickom riešení je zariadenie podľa technického riešenia funkčné, ak sa sústave predných vonkajších permanentných magnetov pevného rámu a zadných vonkajších permanentných magnetov pevného rámu

S K 8154 Υί a súčasne ak sa sústave predných a zadných vnútorných permanentných magnetov pohyblivého rámu zmení ich magnetická orientácia S na J a J na S.

Indukčný magneticko-mechanický generátor elektrickej energie dotvára akčný člen s priamočiarym vratným pohybom, ktorý je pripojený k pohyblivému rámu. Je aj alternatívne riešenie, kde k pohyblivému rámu je cez čapové uloženie pripojený akčný člen, ktorým je ojnica. Možným pohonom pre indukčný magneticko-mechanický generátor elektrickej energie môže byť sila ľudských svalov, vietor, vodný tok, spaľovacie motory, elektrické motory, pneumatický pohon, elektrický príklep kladiva a iné.

Z konštrukcie indukčného magneticko-mechanického generátora elektrickej energie vyplýva aj spôsob jeho budenia a výroby elektrickej energie, ktorý je založený na tom, že dodávaním mechanickej práce na plynulý, rovnomerný chod pohyblivého rámu s priamočiarym vratným pohybom medzi jeho dvoma krajnými polohami a pôsobením odpudivých síl predných vonkajších permanentných magnetov a zadných vonkajších permanentných magnetov pevného rámu orientovaných k predným vnútorným permanentným magnetom a zadným vnútorným permanentným magnetom pohyblivého rámu je jadro v magnetickej silovej interakcii striedavo približujúcich a vzďaľujúcich sa predných vnútorných permanentných magnetov a zadných vnútorných permanentných magnetov pohyblivého rámu, čím v indukčnej cievke uloženej na jadre vzniká indukované napätie.

Výhody konštrukcie indukčného magneticko-mechanického generátora elektrickej energie s oslabenou iniciačnou mechanickou reakciou a spôsobu jeho budenia podľa úžitkového vzoru sú zjavné z účinkov, ktorými sa prejavujú navonok. Vo všeobecnosti možno konštatovať, že silové účinky permanentných magnetov osadených v pohyblivom ráme na jadro indukčnej cievky a na permanentné magnety pevnom ráme sa vzájomne rušia, čo vytvára podmienky na takmer plynulý, rovnomerný chod zariadenia a tým aj nízky vstup mechanickej práce. Pritom sa počas striedavého pohybu permanentných magnetov osadených v pohyblivomráme približujúcich sa k jadru indukčnej cievky a súčasne sa vzďaľujúcich z opačnej strany od jadra indukčnej cievky indukujú v indukčnej cievke sínusový elektrický prúd súčasne so zmenou orientácie magnetického toku v jadre. Systém podľa úžitkového vzoru je určený na výrobu a generovanie elektrickej energie pomocou vstupu mechanickej práce.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Konštrukcia indukčného magneticko-mechanického generátora elektrickej energie s oslabenou iniciačnou mechanickou reakciou podľa úžitkového vzoru bude bližšie znázornená na výkresoch, kde na obr. 1 je znázornená jeho zostava v jednej funkčnej krajnej polohe. Na obr. 2 je znázornená jeho zostava v druhej funkčnej krajnej polohe.

Príkladý uskutočnenia

Jednotlivé uskutočnenia podľa úžitkového vzoru sú predstavované na ilustráciu a nie ako obmedzenia technických riešení. Odborníci poznajúci stav techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam technického riešenia. Aj takéto ekvivalenty budú patriť do rozsahu nasledujúcich nárokov na ochranu. Odborníkom poznajúcim stav techniky nemôže robiť problém optimálne navrhnutie konštrukcie a výber jeho prvkov, preto tieto znaky neboli detailne riešené.

Príklad 1

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu technického riešenia je opísaná prvá konštrukcia indukčného magneticko-mechanického generátora elektrickej energie s oslabenou iniciačnou mechanickou reakciou, ako je znázornená na obr. 1. Sa skladá z pevného rámu 1, ktorého predné čelo má osadenú sústavu predných vonkajších permanentných magnetov 2 a zadné čelo má osadenú sústavu zadných vonkajších permanentných magnetov 3. Ďalej sa skladá z pohyblivého rámu 4, ktorého predné čelo má osadenú sústavu predných vnútorných permanentných magnetov 5 a zadné čelo má osadenú sústavu zadných vnútorných permanentných magnetov 6. Pohyblivý rám 4 má pritom priamočiare vratné uloženie na vodiacich tyčiach JO pevného rámu 1. V priestore medzi predným a zadným čelom pohyblivého rámu 4 je pevne umiestnená indukčná cievka 7 s jadrom 8. K pohyblivému rámu 4 je pripojený akčný člen 9 s priamočiarym vratným pohybom.

Podstatným znakom riešenia je vzájomné usporiadanie sústavy predných vnútorných permanentných magnetov 5, v ktorej má permanentný magnet 5 na ľavej strane magnetickú orientáciu S k jadru 8 indukčnej cievky 7 a permanentný magnet 5 na pravej strane má magnetickú orientáciu J k jadru 8 indukčnej cievky 7. Pritom sústava zadných vnútorných permanentných magnetov 6 má permanentný magnet 6 na ľavej strane

S K 8154 ΥΙ magnetickú orientáciu J k jadru 8 indukčnej cievky 7 a permanentný magnet 6 na pravej strane má orientáciu S k jadru 8 indukčnej cievky 7.

Taktiež je dôležité vzájomné usporiadanie sústavy predných vonkajších permanentných magnetov 2, v ktorej má permanentný magnet 2 na ľavej strane magnetickú orientáciu J k pohyblivému rámu 4 a permanentný magnet 2 na pravej strane má magnetickú orientáciu S k pohyblivému rámu 4. Pritom sústava zadných vonkajších permanentných magnetov 3 má permanentný magnet 3 na ľavej strane magnetickú orientáciu S k pohyblivému rámu 4 a permanentný magnet 3 na pravej strane má magnetickú orientáciu J k pohyblivému rámu 4.

Príklad 2

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu technického riešenia je opísaná druhá konštrukcia indukčného magneticko-mechanického generátora elektrickej energie s oslabenou iniciačnou mechanickou reakciou, ako je znázornená na obr. 2. Zariadenie je dostatočne v podstatných znakoch opísané už v príklade

1. Rozdiel je len v tom, že k pohyblivému rámu 4 je cez čapové uloženie pripojený akčný člen 9, ktorým je ojnica.

Príklad 3

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu technického riešenia je opísaná tretia konštrukcia indukčného magneticko-mechanického generátora elektrickej energie s oslabenou iniciačnou mechanickou reakciou, ako je znázornená na obr. 1 a 2. V sústave predných vonkajších permanentných magnetov 2 pevného rámu 1 a zadných vonkajších permanentných magnetov 3 pevného rámu 1 a súčasne ak sa sústave predných vnútorných permanentných magnetov 5 pohyblivého rámu 4 a zadných vnútorných permanentných magnetov 6 pohyblivého rámu 4 je zmenená ich magnetická orientácia S na J a J na S.

Príklad 4

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu technického riešenia je opísaný spôsob budenia indukčného magneticko-mechanického generátora elektrickej energie s oslabenou iniciačnou mechanickou reakciou. Je založený na tom, že dodávaním mechanickej práce na plynulý, rovnomerný chod pohyblivého rámu 4 s priamočiarym vratným pohybom medzi jeho dvoma krajnými polohami a pôsobením odpudivých síl predných vonkajších permanentných magnetov 2 a zadných vonkajších permanentných magnetov 3 pevného rámu 1 orientovaných k predným vnútorným permanentným magnetom 5 a zadným vnútorným permanentným magnetom 6 pohyblivého rámu 4 je jadro 8 v magnetickej silovej interakcii striedavo približujúcich a vzďaľujúcich sa predných vnútorných permanentných magnetov 5 a zadných vnútorných permanentných magnetov 6 pohyblivého rámu 4, čím v indukčnej cievke 7 uloženej na jadre 8 vzniká indukované napätie.

Priemyselná \yužiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť danej konštrukcie indukčného magneticko-mechanického generátora elektrickej energie s oslabenou iniciačnou mechanickou reakciou a spôsobu jeho budenia podľa technického riešenia je predovšetkýmv elektrotechnickom priemysle.

Claims (4)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Indukčný magneticko-mechanický generátor elektrickej energie, vyznačujúci sa tým, že sa skladá z pevného rámu (1), ktorého predné čelo má osadenú sústavu predných vonkajších permanentných magnetov (2) a zadné čelo má osadenú sústavu zadných vonkajších permanentných magnetov (3) a taktiež z pohyblivého rámu (4), ktorého predné čelo má osadenú sústavu predných vnútorných permanentných magnetov (5) a zadné čelo má osadenú sústavu zadných vnútorných permanentných magnetov (6), pričom pohyblivý rám (4) má priamočiare vratné uloženie na vodiacich tyčiach (10) pevného rámu (1); v priestore medzi predným a zadným čelom pohyblivého rámu (4) je pevne umiestnená indukčná cievka (7) s jadrom (8), kde sústava predných vnútorných permanentných magnetov (5) má permanentný magnet (5) na jednej strane magnetickú orientáciu S k jadru (8) indukčnej cievky (7) a permanentný magnet (5) na druhej strane má magnetickú orientáciu J k jadru (8) indukčnej cievky (7); pričom sústava zadných vnútorných permanentných magnetov (6) má permanentný magnet (6) na jednej strane magnetickú orientáciu J k jadru (8) indukčnej cievky (7) a permanentný magnet (6) na druhej strane má magnetickú orientáciu S k jadru (8) indukčnej cievky (7) a kde sústava predných vonkajších permanentných magnetov (2) má permanentný magnet (2) na jednej strane magnetickú orientáciu J k pohyblivému rámu (4) a permanentný magnet (2) na druhej strane má magnetickú orientáciu S k pohyblivému rámu (4); pričom sústava zadných vonkajších permanentných magnetov (3) má permanentný magnet (3) na jednej strane magnetickú orientáciu S k pohyblivému rámu (4) a permanentný magnet (3) na druhej strane má magnetickú orientáciu J k pohyblivému rámu (4).

2. Indukčný magneticko-mechanický generátor elektrickej energie podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, žek pohyblivému rámu (4) je pripojený akčný člen (9) s priamočiarym vratným pohybom.

3. Indukčný magneticko-mechanický generátor elektrickej energie podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, žek pohyblivému rámu (4) je cez čapové uloženie pripojený akčný člen (9), ktorým je ojnica.

4. Spôsob výroby elektrickej energie v indukčnom magneticko-mechanickom generátore podľa nárokov laž3, vyznačujúci sa tým, že dodávaním mechanickej práce na chod pohyblivého rámu (4) s priamočiarym vratným pohybom medzi jeho dvoma krajnými polohami a pôsobením odpudivých síl predných vonkajších permanentných magnetov (2) a zadných vonkajších permanentných magnetov (3) pevného rámu (1) orientovaných k predným vnútorným permanentným magnetom (5) a zadným vnútorným permanentným magnetom (6) pohyblivého rámu (4) je jadro (8) v magnetickej silovej interakcii striedavo približujúcich a vzďaľujúcich sa predných vnútorných permanentných magnetov (5) a zadných vnútorných permanentných magnetov (6) pohyblivého rámu (4), čím v indukčnej cievke (7) uloženej na jadre (8) vzniká indukované napätie.