способ получения энергии и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ получения электрической энергии, заключающийся в том, что от постороннего источника питания блоком управления колебательной системы настраивают колебательную систему в резонанс так, что импульсы напряжения блока управления колебательной системой преобразуются в периодически меняющуюся силу, которая воздействует на колебательную систему, вызывая в ней вынужденные колебания, поступательное движение колебательной системы преобразуется во вращательное движение, механическую энергию которого превращают в электрическую энергию, после появления напряжения в блоке выработки которой посторонний источник питания отключают, а часть полученной электрической энергии используют для настройки колебательной системы в резонанс.

2. Устройство получения электрической энергии, содержащее колебательную систему, преобразователь типа движения, прикрепленный к колебательной системе, редуктор с маховым колесом, соединенный с преобразователем типа движения, блок выработки электроэнергии, соединенный с преобразователем типа движения, блок выработки периодически меняющейся силы, выход которого соединен с колебательной системой, а вход подключен к подключенному к блоку выработки электроэнергии блоку управления колебательной системой, на который напряжение с выхода датчика амплитуды вынужденных колебаний, соединенного с колебательной системой, воздействует на период следования импульсов напряжения прямоугольной формы так, чтобы амплитуда вынужденных колебаний колебательной системы была наибольшей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для выработки как механической, так и электрической энергии.

Известны способы получения электрической энергии с помощью электрических станций, в которых происходит преобразование в электрическую энергию различных видов энергии. В зависимости от вида энергии, преобразуемой на электростанциях, последние делятся на тепловые, гидроэлектрические, атомные и ветроэлектрические. На тепловых электростанциях происходит сжигание жидкого, газообразного или твердого топлива, т.е. химическая энергия топлива преобразуется в электрическую энергию. Недостатком существующих электрических станций являются потребность в первоначальном источнике энергии, низкий КПД, требуются большие капитальные затраты на их строительство, в большинстве своем экологически не чисты, к тому же запасы энергоресурсов на Земле ограничены /Касаткин А. С. Основы электротехники, М.-Л., "Энергия", 1996, с. 665-670/.

Известно /элементарный учебник физики, М. , "Недра", 1973, том 3, с. 15-50. Под редакцией академика Г.С. Ландсберга/, что в колебательной системе, на которую действует периодически меняющаяся сила, устанавливаются вынужденные колебания, период которых равен периоду действующей силы. Совпадение периода собственного колебания системы с периодом внешней силы, действующей на эту систему, приводит к явлению, которое называется резонансом. При резонансе амплитуда вынужденного колебания достигает наибольшего значения, если затухание системы небольшое. Очевидно, для того чтобы с помощью наименьшей периодической силы получить определенный размах вынужденных колебаний, нужно действовать в резонанс.

Прототипа и аналогов не обнаружено, поэтому разделы, касающиеся их описаний, в заявке отсутствуют.

Технический результат - получение механической или электрической энергии.

Технический результат достигается тем, что предложены способ получения энергии и устройство для осуществления этого способа.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемых изобретений, сводится к следующему. Колебательную систему, использующую энергию внешнего поля, настраивают в резонанс, полученную при резонансе энергию превращают в другие виды энергии, часть которой используют для настройки колебательной системы в резонанс.

Для получения механической или электрической энергии предложено устройство для осуществления этого способа получения энергии, содержащее колебательную систему, преобразователь типа движения, прикрепленный к колебательной системе, редуктор с маховым колесом, соединенный с преобразователем типа движения, блок выработки электроэнергии, соединенный с маховым колесом, блок выработки периодически меняющейся силы, выход которого соединен с колебательной системой, а вход подключен к подключенному к блоку выработки электроэнергии блоку управления колебательной системой, на который напряжение с выхода датчика амплитуды вынужденных колебаний, подключенного к колебательной системе, воздействует на период следования импульсов напряжения прямоугольной формы таким образом, чтобы амплитуда вынужденных колебаний колебательной системы была наибольшей.

На чертеже изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа получения энергии, в котором в качестве внешнего поля используется гравитационное поле Земли.

Схема содержит колебательную систему 2, состоящую из груза и пружины, преобразователь типа движения 3, прикрепленный к колебательной системе 2, редуктор с маховым колесом 4, соединенный с преобразователем типа движения 3, блок выработки электроэнергии 7, соединенный с маховым колесом 4, блок управления колебательной системой 6, подключенный к блоку выработки электроэнергии 7, блок выработки периодически меняющейся силы 5, вход которого подключен к блоку управления колебательной системой 6, а выход соединен с колебательной системой 2, и датчик амплитуды вынужденных колебаний 1, соединенный с колебательной системой 2, выход которого подключен к блоку управления колебательной системой 6.

Устройство для получения энергии работает следующим образом. Блок управления колебательной системой 6 вырабатывает сигналы управления в виде импульсов напряжения прямоугольной формы с периодом следования, равным или кратным периоду собственных колебаний колебательной системы 2. Импульсы напряжения поступают в блок выработки периодически меняющейся силы 5 на обмотку катушки индуктивности. Магнитное поле, возникающее в катушке индуктивности, втягивает в катушку индуктивности постоянный магнит колебательной системы 2 с частотой следования импульсов напряжения. Таким образом импульсы напряжения преобразуются в периодически меняющуюся силу, которая воздействует на колебательную систему 2, вызывая в ней вынужденные колебания.

Датчик амплитуды вынужденных колебаний 1 вырабатывает напряжение, пропорциональное амплитуде вынужденных колебаний, в качестве сигнала обратной связи поступает в блок управления колебательной системой 6, где воздействует на период следования импульсов напряжения прямоугольной формы таким образом, чтобы амплитуда вынужденных колебаний колебательной системы 2 была наибольшей.

В колебательной системе 2 при вынужденных колебаниях груз совместно с постоянным магнитом совершает периодические поступательные движения, которые поддерживаются благодаря воздействию периодически меняющейся силы. При движении груза вверх преобразователь типа движения отключен от колебательной системы 2 и поэтому сила упругости пружины используется только для перемещения груза вверх. При движении груза вниз на груз действуют сила упругости сжатой пружины и сила тяжести. В момент начала движения груза вниз подключается к колебательной системе 2 преобразователь типа движения 3, который отключается после прохождения положения равновесия. В преобразователе типа движения 3 поступательное движение груза преобразуется во вращательное движение, которое передается на редуктор с маховым колесом 4. Скорость вращения махового колеса определяется передаточным числом редуктора. Равномерность вращения махового колеса определяется его массой. С махового колеса можно снимать как механическую энергию, так и электрическую энергию, соединив с ним генератop электрической энергии.

Блок выработки электроэнергии 7 превращает механическую энергию махового колеса в электрическую энергию, обеспечивая питанием блок управления колебательной системой 6 и датчик амплитуды вынужденных колебаний.

Для запуска устройства в работу надо подключить к блоку управления колебательной системой 6 посторонний источник питания, настроить колебательную систему в резонанс и после появления напряжения питания в блоке выработки электроэнергии 7 отключить посторонний источник питания от устройства. Посторонний источник питания необходим только для запуска устройства в работу, а дальше устройство самостоятельно вырабатывает энергию по предлагаемому способу получения энергии.

Воздействуя на груз периодически меняющейся силой с частотой собственных колебаний колебательной системы и вызывая явление резонанса можно поддерживать устойчивые вынужденные колебания и, следовательно, вырабатывать энергию.

Таким образом, изобретения позволяют получить альтернативный источник энергии.

Применение предлагаемых способа получения энергии и устройства для его осуществления, содержащего колебательную систему, преобразователь типа движения, блок выработки периодически меняющейся силы, блок управления колебательной системой, блок выработки электроэнергии, датчик амплитуды вынужденных колебаний и редуктор с маховым колесом, позволяет получать как механическую, так и электрическую энергию.

Данные изобретения позволяют создать новый способ и новые источники получения электрической энергии мощностью до десятков кВт, которые можно использовать для освещения и обогрева помещений, в качестве автономных источников питания и других целей. Диапазон применения очень широк.