початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2115239

СПОСІБ ПЕРЕДАЧІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ НА ВИСОКУ ЧАСТОТІ

Ім'я винахідника: Архипов А.Н.
Ім'я патентовласника: Кооператив "Прометей"; Архипов Олександр Миколайович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1995.08.01

Винахід відноситься до технічних засобів для передачі електроенергії без проводів і може бути використано в різних системах електропостачання та зв'язку. Електропередач здійснюється за допомогою передавача 1, приймача 2, конденсаторів зв'язку 3 і 4. Обов'язковим елементом передавача є коливальна система 5, енергія з якої передається в сферичну фідерні лінію, одним провідником якої є вся поверхня земної кулі 6, а іншим - шар атмосфери 7 з підвищеним ступенем іонізації. Конденсатори зв'язку 3 і 4 конструктивно виконані у вигляді кульових облучателей, але можливе використання і інших об'ємних тіл з розвиненими поверхнями, наприклад диск, ікосаедр, додекаедр і ін. Використання заявленого рішення в порівнянні з усіма відомими засобами аналогічного призначення забезпечує наступні переваги: ​​в лінії практично відсутні втрати, при цьому ККД передачі не залежить від пори року, доби, метеоумов, відстані; не створюється перешкод засобам звичайної радіозв'язку; дотримуються санітарні норми на опромінення при потужностях до сотень тисяч мегават в одній точці, тому що енергія розподіляється в лінії дуже великих розмірів; забезпечується можливість передачі енергії без проводів на будь-який рухомий об'єкт в межах земної атмосфери і земних відстаней; спрощується апаратура, відпадає необхідність у використанні надпотужних передавачів, хімікатів і т.п.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до технічних засобів для передачі електроенергії без проводів і може бути використано в різних системах електропостачання та зв'язку.

Для оцінки новизни і винахідницького рівня заявленого рішення розглянемо ряд відомих технічних засобів аналогічного призначення.

Відомий спосіб передачі електромагнітної енергії в цілях радіозв'язку за допомогою катушечной антени, згідно з яким тороидальную котушку розташовують в безпосередній близькості від поверхні землі паралельно останньої, щоб за рахунок наведених при цьому в землі радіальних струмів посилити випромінює дію тороидальной котушки як еквівалента вертикального вібратора (див. Авт . св. N 68890, H 01 G 1/36).

Даний аналог не в змозі виконати поставлене нами завдання, так як передача електроенергії в ньому відбувається за допомогою електромагнітної хвилі, що розповсюджується у вільному просторі, в природному волноводном каналі або (і в основному) над поверхнею одного природного провідника, що в будь-якому випадку дозволяє в точці прийому виділити незначну частину від всієї випромінюваної потужності.

Відомий спосіб передачі електроенергії на високій частоті, що включає генерування високочастотних коливань і передачу їх через узгоджувальні пристрої по лінії електропередачі до приймача, який використовує для здешевлення системи індуктивний зв'язок, засоби для реалізації якої включають стаціонарні приймач і передавач, кілька пересувних приймачів, лінії прийому і передачі, в розриви яких включені підсилювальні вузли, кожен з яких містить погоджують блоки і підсилювачі [1].

В даному випадку запропоновано схемне рішення, що дозволяє здійснити бездротову передачу електроенергії в основному з метою зв'язку з рухомими об'єктами, всередині шахти і вздовж провідної лінії.

За найбільшою кількістю подібних ознак і досягається при використанні результату дане технічне рішення вибрано як прототип винаходу.

Недоліками прототипу, що не дозволяють досягти поставленої нами мети, є те, що проблема надійності такої передачі на значні відстані в даному способі не вирішена, так як радіозв'язок здійснюється в безпосередній близькості від антени, чому втрати в просторі невеликі, але великі втрати в лінії зв'язку - телефонному кабелі, прокладеному по довжині шахти, що вимагає наявності уздовж лінії підсилювачів і т.п.

Завданням винаходу є забезпечення можливості надійної передачі електроенергії без втрат незалежно від відстані та без штучних провідників.

Сутність винаходу виражається в наступній сукупністю суттєвих ознак, достатню для досягнення зазначеного вище технічного результату.

Згідно винаходу, в способі передачі електроенергії на високій частоті, що включає генерування високочастотних коливань і передачу їх через узгоджувальні пристрої в лінію електропередачі і в приймач, як лінії електропередачі використовують сферичну фідерні лінію, центральним провідником якої є вся поверхня земної кулі, а зовнішнім провідником - атмосферне шар з підвищеною електронною концентрацією, при цьому погоджують пристрої забезпечені конденсаторами зв'язку, виконаними у вигляді встановлених над поверхнею землі облучателей з розвиненою поверхнею, наприклад сферичної.

У цьому полягає сукупність істотних ознак, що забезпечує отримання технічного результату у всіх випадках, на які поширюється витребовують обсяг правової охорони.

Заявлений технічне рішення є новим, так як характеризується наявністю нової сукупності ознак, відсутньої у всіх відомих нам об'єктах техніки аналогічного призначення.

Безпосередній технічний результат, який може бути отриманий при реалізації заявленої сукупності ознак, полягає в тому, що при відповідній настройці електроенергія приходить до одержувача по об'єктивно існуючої сферичної фідерної лінії незалежно ні від яких зовнішніх факторів і практично без втрат.

Даний технічний результат не є наслідком відомих властивостей, які проявляються поруч порізно відомих з інших об'єктів техніки ознак, таких як узгоджувальні пристрої, конденсатори зв'язку, а є властивістю тільки всієї заявленої в першому пункті формули сукупності ознак, в т. Ч. Таких повністю нових ознак, як використання опромінювачів для настройки і включення в роботу сферичної фідерної лінії.

Отримання згаданого технічного результату забезпечує появу у об'єкта винаходу в цілому ряді нових корисних властивостей, а саме забезпечується можливість доставки електроенергії без проводів в будь-якої точки земної кулі без втрат і перешкод існуючими засобами радіозв'язку.

Зазначене дозволяє визнати заявлене технічне рішення відповідним критерію "винахідницький рівень". Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 представлений графік залежності ступеня іонізації атмосфери від висоти, на фіг. 2 - схематичне зображення сферичної фідерної лінії і один з можливих способів її підключення до приймача і передавача через конденсатор зв'язку.

Електропередач здійснюється за допомогою передавача 1, приймача 2, конденсаторів зв'язку 3 і 4. Обов'язковим елементом передавача є коливальна система 5, енергія з якої передається в сферичну фідерні лінію, одним провідником якої є вся поверхня земної кулі 6, а іншим - шар атмосфери 7 з підвищеним ступенем іонізації.

Конденсатори зв'язку 3 і 4 конструктивно виконані у вигляді кульових облучателей, але можливе використання і інших об'ємних тіл з розвиненими поверхнями, наприклад диск, ікосаедр, додекаедр і ін.

Спосіб реалізують наступним чином. Опромінювачі 3 і 4 піднімають над поверхнею землі на відстань більше, ніж радіус кулі, так як на такій висоті дотримується рівність ємностей: власна ємність кулі, ємність "куля-земля" і ємність "куля - шар атмосфери 7" практично рівні і не залежать від відстані до зовнішнього провідника. Це властивість кулі дозволяє реалізувати зв'язок зі сферичною лінією (підключення до лінії), а, отже, і передачу енергії по сферичної фідерної лінії.

Ємність кулі постійна, а тому вона не може бути використана для узгодження опорів, як це часто робиться в звичайних радиопередатчиках. Для цього може бути використана індуктивна зв'язок з проміжним контуром. Ємність кулі в цьому випадку є і ємністю контуру. З огляду на вкрай малого хвильового опору сферичної фідерної лінії зв'язок між контурами буде дуже слабкою (для найбільш повної передачі коливальної потужності передавача), а тому що лінія з двох сферичних поверхонь розміром з планету не піддається точному розрахунку, то в реальному передавачі повинна бути передбачена підстроювання зв'язку при зміні частоти. Такі регулювання в апаратурі зв'язку - звичайна справа. Приймач 2 з'єднаний зі сферичною фідерної лінією зв'язку і за допомогою опромінювача 4 у вигляді кулі. Навантаження підключається безпосередньо до контуру. Коефіцієнт зв'язку з навантаженням залежить, як зазвичай, від даних контуру, величини опору навантаження і лінії.

Сферична фидерная лінія зв'язку має унікальну властивість її хвильовий опір складає долі ома, з урахуванням того, що куля, володіючи ємністю, практично не є індуктивністю. Така лінія буде передавати енергію практично без втрат. Кращим випадком буде такою, при якому без навантаження встановлюється чиста стояча хвиля, а з підключеним споживачем - чиста хвиля, що біжить. Це досягається вибором частоти - на всій довжині лінії має вкластися ціле число півхвиль.

На практиці якість лінії буде залежати від хвильового опору, омических втрат, паразитного випромінювання і втрат в діелектрику, але це завадить їй виконувати свою функцію передачі енергії, тому що хоча її провідники мають порівняно великим питомим опором, повітря є кращим діелектриком, ставлення діаметрів провідників наближається до одиниці, а сферична форма лінії визначає безиндукціонность лінії і хвильовий опір в частки ома. Неоднорідність шарів атмосфери для сферичної фідерної лінії і не має практичного значення, тому що, по-перше, між опромінювачем і провідником відсутня магнітна складова, а ємність "куля - шар" не змінюється зі зміною відстані до шару, а по-друге, зв'язок з використанням цих провідників як хвилеводу - реальність, а вимоги до поверхні і формі фідерної лінії не такі жорсткі, як для хвилеводу.

Провідність повітря збільшується з висотою і на висоті 6 км поле практично відсутня, тоді як на висоті 3 км спостерігається найбільша кривизна цієї гіперболічної залежності. Це означає, що при відносно низьких частотах умови ефективності опромінювача і умови ефективності сферичної фідерної лінії найменш суперечливі саме в нижчих шарах атмосфери. При збільшенні частоти питома провідність шару буде відігравати велику роль, так що на практиці можливі дві лінії - іоносферних і "нижня", вибір яких відбувається автоматично, тому що ємність кулі не залежить від висоти. На проміжних частотах можливі два налаштування: при зменшенні зв'язку куля перестає працювати як короткий штир з ємністю на кінці і стає ємністю зв'язку спочатку з ионосферной, а потім з "нижньої" лінією, тому що "Нижній" лінії менше, ніж у ионосферной. Розрахунки контурів зв'язку, омических втрат в лінії вхідних опорів і опорів зв'язку нічим не відрізняються від звичайних в техніці зв'язку розрахунків.

Використання заявленого рішення в порівнянні з усіма відомими засобами аналогічного призначення забезпечує наступні переваги.

1. У лінії практично відсутні втрати, при цьому ККД передачі не залежить від пори року, доби, метеоумов, відстані.

2. Не створюється перешкод засобам звичайної радіозв'язку.

3. Чи дотримуються санітарні норми на опромінення при потужностях до сотень тисяч мегават в одній точці, тому що енергія розподіляється в лінії дуже великих розмірів.

4. Забезпечується можливість передачі енергії без проводів на будь-який рухомий об'єкт в межах земної атмосфери і земних відстаней.

5. Спрощується апаратура, відпадає необхідність у використанні надпотужних передавачів, хімікатів і т.п.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Спосіб передачі електроенергії на високій частоті, що включає генерування високочастотних коливань і передачу їх через узгоджувальні пристрої в лінію електропередачі і в приймач, який відрізняється тим, що в якості лінії електропередачі використовують сферичну фідерні лінію, центральним провідником якої є вся поверхня земної кулі, а зовнішнім провідником - атмосферне шар з підвищеною електронною концентрацією, при цьому погоджують пристрої забезпечені конденсаторами зв'язку, виконаними у вигляді встановлених над поверхнею землі облучателей з розвиненою поверхнею, наприклад сферичної.

Версія для друку
Дата публікації 17.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів