TÉRSZOBRÁSZAT Energiakonverterek Blogja
Aladdin a Perpetuum Mobile-ről szóló cikke folytatásának szánta a következő írást.
A címben foglalt ,,önindító,, szónak az a jelentősége, hogy az elején azt sugallja, hogy itt nem egy beindított, aztán mozgásban maradó elképzelésről van szó.
1. ábra.
Az energiaforrás bemutatása
Az energiaforrás három alapvető alkatrészből áll. Ezek közül kettő a fenti rajzon látható. Az egyik a nagy fekete körként ábrázolt állórész, amely itt egy belsőfogazású kerék. Ebben mozog excentermozgással egy kisebb átmérőjű, külső fogazású fogaskerék. A fogazás kiképzésének elvileg nincs jelentősége.
Az állórész és a forgórész között van egy, sárga színnel ábrázolt, sarló alakú alkatrész. Ennek sincs elvileg működőképességet érintő szerepe, de ha nincs más, még is alkalmazni kell. Szerepét egy, belsőégésű motorok forgattyús tengelyéhet hasonló alkatrész pótolhatja.
A harmadik fontos elem, a meghajtókar és a hozzá tartozó erőforrás, amely egy munkahenger (2. ábra).
2. ábra.
A meghajtókar (szürke színnel bemutatva) egyik vége csapágy útján, az állórész középpontjában, vagyis a sarló forgástengelyében van megfogatva. Üzem közben mint egy óramutató forog körbe. A meghajtókar másik végére az erőforrás csatlakozik, mint munkahenger. Ezt a munkahengert a sarló hordozza, amely együtt forog a forgórésszel.
3. ábra.
Az erőforrás erejét zöld, a forgórész mozgás irányát kék, a meghajtó kar forgórészre ható erejét vörös és a meghajtókar által keltett visszaható erejét fekete nyilakkal szimbolizáltam.
A lényeg, hogy a vörös nyíllal jelölt erőt úgy kell átvinni a forgórészre, hogy ellenkező irányú erővel rendelkező forgató nyomaték ne keletkezzen. Ezt húrokkal tudtam elérni, amelyek lehetnek munkahengerek (rugók is), vagy erővonalak.
A szóban forgó húrok a 3. ábrán vörös vonalként láthatók. A képzeletben guminak is felfoghatók, talán érthetőbb megközelítésben (a gyakorlatban is lehet gumit alkalmazni).
A meghajtókarra kell egy további tengelyt vagy csapot szerkeszteni.
4. ábra.
Ezen a csapon vagy tengelyen egy gyűrű van. A húrok a forgórész és a gyűrű között feszülnek. A gyűrű narancssárga színben látható kör, amelyet a meghajtókar kissé takar.
A 4. ábrán látható, hogy a húrok hogyan viselkednek, ha az erőforrás, a meghajtókaron keresztül hat rájuk. Ami fontos, hogy működés közben a gyűrű együtt fordul el a forgórésszel, de a hajtókar helyzete nem változik működés közben.
Ez a titka az energiaforrásnak. A meghajtó erőt biztosító erőforrás csak akkor mozdul el, amikor megfeszíti a húrokat. Elmozdulása egyszeri, működés közben nem mozdul el.
Az energiaforrás nem energiát használ fel és ,,szaporít", hanem erőt alakít át energiává.
Az energia fogalmának ,,korrigálása" is szükséges ahhoz, hogy megmagyarázható legyen az energiaforrás, amelyet klasszikus nevén örökmozgónak is nevezhetnék.
Elmozdulás akkor jön létre, amikor a mozgás ellenében ható ellenállást meghaladja az erőforrás ereje. Vagy azért, mert fokozom ennek erejét, vagy mert csökkentem a mozgást akadályozó ellenállást.
A kinyerhető energia nagysága az erőforrás erejétől függ. A forgásirány pedig az erőforrás erejének irányától.
5. ábra.
A húrok helyettesíthetők gumi, vagy más rugalmas anyagból készült koronggal is, mint ahogy az 5. ábra mutatja. A húrok szerepét itt erővonalak játsszák, amelyek a gumiban láthatatlanul jelen vannak. Ezeket fehér nyilakkal mutatom be. Az erővonalak pontosan megfelelnek a húroknak.
A gumikorong alkalmazás egyszerűbbé teszi az energiaforrást, de korlátozott teljesítmény mellett. Korlátozottabb fizikai kritériumok között is képes működni.
6. ábra.
Az energiaforrás teljesítményének nagysága vagy direkt úton lehetséges, amikor le kell a szerkezetet állítani, és az erőforrás erején változtatni, vagy külön rendszerrel kell lehetővé tenni, hogy működés közben a működés ereje vagy irány megváltozzon.
Az energiaforrás felépítése tehát tág határok között változhat. Miként az egyszerű kétütemű robbanó motorok és a precízebb négyütemű változataik széles skálán gyárthatók, az energiaforrás esetében a változatosság jóval nagyobb lehet.
Az erővonalak lehetősége kapcsán jutott eszembe a mágnesek alkalmazása is. A szisztéma ugyan az, mint a már bemutatott változatoknál.
A vonzó mágneses erő hasznosítása esetén egy mágnes is elegendő elvileg. Mivel az erővonalak a gyűrű és a forgórész között kell hogy legyenek, a mágnes egyik pólusa a húrokat megforgató gyűrű, a másik pólus maga a forgórész.
A taszító mágneses erőt alkalmazó változatnál (7. ábra), az egyik mágnes a gyűrű, míg a másik mágnes azonos pólusa a forgórész.
7. ábra.
A mágneses változatban nem hitem egy ideig, így itt is csak megemlítem.
A mágnes alkalmazása elleni érv lehet, hogy a mágneses térben levő mozgó – mágnesezhető – test ellenében, azt fékező erő lép fel. Ez egyrészt azért nem cáfolat, mert a gumikorongban és a húrok esetében fellép olyan erő, amely fékezni igyekszik mozgásában a forgórészt. Igaz, hogy ezt az erőt nem az elektromosságtan tárgyalja, de ez itt lényegtelen. Az is fontos ebből a szempontból, hogy nem annyira mágneses térben való mozgásról van szó, mint inkább magának mágneses tér forgásáról, amely azonos a forgórész mozgásával, tekintve hogy a forgórész is egy mágnes.
Az energiaforrás bemutatásával érdemes lenne az energiaképződésről is írni. Azért utasítják el az ,,örökmozgó"-elvet, mint energiakinyerés eszközét, mert az energiának úgy mond jönnie kell valahonnan, és mennie kell valahová. Kis túlzással erre azt mondom, az energia olyan, mint a kedv. Szert tehet rá valaki, vagy elvesztheti, de nem valahonnan jön, és nem valahova megy – ha megy. Hanem az anyag bizonyos oknál fogva szert tesz rá. Vagyis az energia képesség, és nem megfogható anyag.
A bemutatott energiaforrásnak vannak hátulütői, ami miatt az általa kinyert energiát végképp nem lehet ingyenesnek nevezni. De itt most nem ez a lényeg. Hanem az, hogy az energiakinyerés összes módozata közül, az ,,örökmozgó" elv látszik szerintem a legjobbnak.
A 8. ábrán azt mutatom be, hogy a húrok nyúlásának mértékét miképpen lehet csökkenteni. Ez azonban bonyolultabbá teszi a szerkezet.
8. ábra.
A húrok feszítettsége nem csak a nyújtás mértékétől függ, hanem attól is, hogy milyen hosszúságú húr szenvedi el az azonos mértékű méretváltozást. Ha a méretváltozás azonos, de a feszített húr nagysága nagyobb, a feszítettség mértéke is kisebb. Ez azért fontos, mert a húrok méretváltozásának mértéke véges. De a feszítettség a húrok élettartalmát is befolyásolja.
Itt a megoldás az (8. ábra), hogy a húrok nem a forgórész gördülési átmérőjén vannak rögzítve a forgórészhez, hanem annál nagyobb átmérővel rendelkező peremhez.
Minden itt bemutatott változat ugyan annak a szisztémának más-más megoldásai. Az alapelv az, hogy egy kereket kell megforgatnunk egy másik nagyobb kerékben. Mindezt úgy, hogy a megforgató erő visszahatása ne hozzon létre ellenkező irányú és azonos erővel bíró forgást.
Szabadbattyán 2007-08-30
Romek Károly (aladdin)