Институт Инновационного Проектирования | Как стать изобретателем. Выпуск 46.
 
Гл
Пс
Кс
 
Изобретателями не рождаются, ими становятся
МЕНЮ
 
   
ВХОД
 
Пароль
ОПРОС
 
 
    Слышали ли Вы о ТРИЗ?

    Хотел бы изучить.:
    Нет, не слышал.:
    ТРИЗ умер...:
    Я изучаю ТРИЗ.:
    Я изучил, изучаю и применяю ТРИЗ для решения задач.:

 
ПОИСК
 
 



 


Все системы оплаты на сайте








ИННОВАЦИОННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
сертификация инноваторов
инновационные технологии
БИБЛИОТЕКА ИЗОБРЕТАТЕЛЯ
Это интересно
ПРОДУКЦИЯ
 

 


Инновационное
обучение

Об авторе

Отзывы
участников

Программа
обучения

Вопрос
Ю.Саламатову

Поступить на обучение

Общественное
объединение



Молодому инноватору

FAQ
 

Сертификация
специалистов

Примеры заданий

Заявка на
сертификацию

Аттестационная
комиссия

Список
аттестованных
инноваторов

Инновационное
проектирование

О компании

Клиенты

Образцы проектов

Заявка
на проект

Семинары

Экспертиза проектов

   

Книги и статьи Ю.Саламатова

Теория Решения Изобретательских Задач

Развитие Творческого Воображения

ТРИЗ в нетехнических областях

Инновации 
в жизни науке и технике

Книги по теории творчества

Архивариус РТВ-ТРИЗ-ФСА

Научная Фантастика
 
 
Статьи о патентовани
   

Наука и Техника

Политика

Экономика

Изобретательские блоги 

Юмор 
 
Полигон задач

ТРИЗ в виртуальном мире
медиатехнологий
       

Книги для
инноваторов

CD/DVD видеокурсы для инноваторов

Програмное обеспечение
инноваторов

Покупка
товаров

Отзывы о
товарах
           

Как стать изобретателем. Выпуск 46.

 

Дорогой друг! 

 

Сегодня в выпуске:

 

 НОВЫЕ ИДЕИ, ТЕХНОЛОГИИ, МАТЕРИАЛЫ 

 Компания Hydrostor предложила накапливать энергию ВИЭ, используя подводные шары со сжатым воздухом

Описание: http://www.nanonewsnet.ru/files/thumbs/2015/8b7d707f901aee9135287de692ecc94d.jpg


Перспективность возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и их роль в развитии энергетической инфраструктуры развитых стран не вызывает сомнений. Вместе с тем, широкое применение альтернативной энергии сталкивается с проблемой нестабильности ее генерации, зависимости объема запасаемой ветровой и солнечной энергии от времени суток и года, солнечной активности и ветровой нагрузки. Не будет преувеличением сказать, что эффективность использования ВИЭ находится в прямой зависимости от эффективности накопителей энергии, позволяющих, в комплексе с генераторной станцией, обеспечить стабильность характеристик поставляемого электрического тока.

Оригинальное, эффективное, долговечное и недорогое решение для хранения избыточно запасаемой энергии ВИЭ предложила канадская компания Hydrostor.

 


Описание: http://www.nanonewsnet.ru/files/users/u3/2015/12/19f4b7d028b7478480f96773180018ab.jpg


Для поддерживания постоянного уровня поставляемой электроэнергии и хранения накапливаемой избыточной энергии сотрудники компании Hydrostor предложили использовать совершенно новую простую и эффективную технологию. Избыточная энергия, которая вырабатывается благодаря ВИЭ преобразуется наземной компрессорной станцией в энергию сжатого воздуха, который закачивается в подводные шары, размещаемые группами в близлежащем водоеме.


Описание: http://www.nanonewsnet.ru/files/users/u3/2015/12/8b7d707f901aee9135287de692ecc94d.jpg 


Размещение шаров определенного размера на определенной глубине позволяет использовать гидростатическое давление воды и саму технологию с максимальной эффективностью. Первый технологический комплекс Underwater-CAES, работающий на этом принципе сейчас находится в стадии тестирования на глубине 55 м под поверхностью озера Онтарио близ Торонто.
Шары, соединенные с компрессорной станцией при помощи системы подземных и частично подводных труб, в моменты, когда энергия вырабатывается с избытком, заполняются сжатым воздухом, выступая в роли накопителей. По мере частичного или полного падения уровня вырабатываемой энергии избыточное давление сжатого воздуха в шарах «перераспределяется» в обратном направлении, заставляя вращаться турбину генератора наземной станции. Таким образом, вся система постоянно находится в режиме «автобалансировки», просто и изящно решая поставленную задачу, а потребитель получает электроэнергию со стабильными характеристиками.
Принцип работы системы Underwater-CAES в чем то напоминает принцип, используемый в гидроаккумуляторных электростанциях, которые обеспечивают требуемую балансировку энергии за счет воды, закачиваемой на некоторую высоту над поверхностью горизонта и спускаемой в систему по необходимости для обеспечения стабильной работы генераторов. Но эта, и другие существующие технологии как на этапе реализации, так и на этапе эксплуатации установок оказываются существенно дороже.
Экологически чистые резервуары с воздухом можно применять везде, где в относительной близости от генерирующей станции присутствует водоем.


Описание: http://www.nanonewsnet.ru/files/users/u3/2015/12/d0f2ae531e48897c3aeb9b7c84b27356.jpg 


Автор идеи использования подводных “накопителей” энергии — Кэмерон Льюис (Cameron Lewis), основатель и главный технолог компании Hydrostor. Интересно, что первоначально в планах Льюиса была установка именно гидроаккумуляторной станции по соседству с построенным им же ветрогенератором. Проведенные технико-экономические расчеты показали, что подобное решение окажется малоэффективным. Именно тогда и родилась идея заменить для достижения требуемого эффекта воду, поднимаемую на высоту, сжимаемым воздухом, закаченным в эластичные шары, заглубленные под воду.
Тестируемая установка Underwater-CAES рассчитана на пиковую мощность наземной станции в 660КВт и включает комплекс из шести шаров, наполняемых сжатым воздухом. Такой накопительный комплекс в тандеме с генератором, как отмечают разработчики, способен обеспечить электроэнергией 330 небольших домашних хозяйств. При этом общая площадь подводной части ”энергобазы” расположилась на крошечном участке размером в 10 х 40 метров. Отсутствие движущихся частей раскрывает еще одно серьезное преимущество такой технологии – минимальную потребность и стоимость техобслуживания. Не создают никаких проблем при работе и подводные течения. В отчете отмечается, что никаких ограничений, как по размерам, так и по мощности, комплексы, реализованные на базе такой технологии не предполагают, что объясняется относительно малой площадью, занимаемой на дне водоемов. В то же время технологические размеры баллонов с воздухом определяются исходя из глубины их размещения.
Окончательная стоимость реализации проекта пока не оговаривается, но, как утверждают в компании, установка Hydrostor Underwater-CAES будет вдвое дешевле самых передовых хранилищ, созданных на базе литий-ионных аккумуляторов. При этом приятным бонусом оказывается долговечность системы, вдвое превышающая предполагаемое время ее эксплуатации.
Если пилотный проект себя полностью оправдает, то уже в 2016 году компания планирует сдать в эксплуатацию еще одно подводное энергохранилище большей мощности. При соблюдении технологии монтажа и эксплуатации минимальный гарантийный срок систем типа Underwater-CAES, как отмечает производитель, составит 10 лет и с большой долей вероятности может быть увеличен до 20 лет.


Материалы по теме:

  • Compressed Air Energy Storage (CAES) — Пневматический аккумулятор
  • Ученые разработали новый способ аккумулирования энергии ветра
  • США создадут глубоководные всплывающие хранилища
 Источник(и):
geektimes.ru

Металлический «наноклей» заменит сварку и пайку

Специалисты в области нанотехнологий из Северо-Восточного университета в Бостоне (штат Массачусетс) запатентовали так называемый «металлический клей», который может применяться для надёжного соединения металлов с другими материалами и между собой. Он позволяет связывать, например, центральный процессор компьютера с платой или нить накаливания в лампочке со стеклянной основой, причём все происходит при комнатной температуре.

Автор метода, профессор Ханьчень Хуан (Hanchen Huang), уподобляет его сварке или пайке, только без использования тепла, увеличивающего затраты и способного разрушительно действовать на соседние компоненты. Он рассказал о своем изобретении в январском выпуске журнала Advanced Materials & Processes.


Описание: http://www.nanonewsnet.ru/files/users/u3/2016/01/metallic_glue2.png 


Металлический клей состоит из мельчайших металлических наностержней, укреплённых на подложке под наклоном подобно зубьям расчески. Они имеют металлическую сердцевину, и с одной стороны покрыты индием, а с другой – галлием.
Когда две поверхности соприкасаются, зубья верхней «расчески» входят между зубьями нижней. Индий и галлий в местах контакта образуют жидкий сплав, а металлическая сердцевина превращает его снова в твёрдое вещество. В итоге получается соединение, обладающее высокой механической прочностью, электро- и теплопроводностью. В отличие от стандартного полимерного клея, металлический функционирует при высоких температурах и давлениях, устойчив к утечкам воздуха и других газов.
Как проводник тепла металлический клей может заменить широкоиспользуемую термопасту, а как проводник электричества – сегодняшний припой. Наиболее перспективными приложениями, по мнению Хуана и двух его студентов, учредивших стартап MesoGlue, будут солнечные элементы, соединения труб, компонентов компьютеров и мобильных устройств.

 Источник(и):
ko.com.ua

Новый патент Google: смарт-хрусталик глаза
Описание: http://www.nanonewsnet.ru/files/thumbs/2016/pic2-650x433.jpg


Корпорация Google запатентовала смарт-устройство, которое можно поместить прямо в глазное яблоко пользователя! Согласно описанию, приложенному к патенту, имплант необходимо ввести в глаз и закрепить его на хрусталике специальным раствором. Искусственный хрусталик от Google призван в первую очередь исправить плохое зрение пациента, заменив настоящий, но его можно будет использовать и для других целей, ведь он не так прост, как кажется!

Это устройство состоит из, собственно, линзы, устройства хранения и датчиков. Работает от аккумулятора и оснащён радиокомпонентами, которые позволят обмениваться данными с другими устройствами, например, внешним вычислительным модулем! Да, аккумулятор тоже будет, но вместе с хрусталиком никто не собирается имплантировать в глаз USB-зарядку. Всё гораздо проще: батарея будет заряжаться с помощью «энергонакопительной антенны». Как это будет работать, пока не совсем ясно. Главное — без проводов.
Компания Google уже не в первый раз делает разработки, связанные с глазами. Ранее её разработчики уже представили общественности Google Glass — очки дополненной реальности, а в 2014 году подали заявку на регистрацию патента «умных» контактных линз, позволяющих замерять уровень глюкозы на основе анализа слёз.


Описание: http://www.nanonewsnet.ru/files/users/u3/2016/05/pic1_0.jpg 


Тем не менее новатором в этой области Google не является. Ранее компания Sony тоже запатентовала контактные смарт-линзы, позволяющие пользователю просматривать с их помощью видео, изображения и другую информацию. Корейский производственный гигант Samsung тоже не отстаёт — в начале 2016 года инженеры компании представили подобную разработку.
Хочется верить, что все эти патенты не останутся на бумаге и подобные устройства будут выпущены. Если объединить все их возможности, а затем доработать, кажется, получится неплохая замена «умным» часам и смартфонам!

 Источник(и):
hi-news.ru

Лазерная установка Lockheed Martin может останавливать крупные автомобили на расстоянии в милю
Описание: http://www.nanonewsnet.ru/files/thumbs/2015/geektimes-combat-laser-1.jpg


В США сейчас активно идет разработка лазерного оружия — как наземных установок, так и установок для морских военных кораблей или даже самолетов. На днях компания Lockheed Martin продемонстрировала работу наземной лазерной установки, способной уничтожать двигатель грузовика на расстоянии в одну милю (1,6 км).

Для теста небольшой грузовик был закреплен на специальной платформе, двигатель грузовика при этом работал. После того, как система засекла автомобиль, прошло всего несколько секунд, и мощный луч лазера (30 кВт) поразил двигатель автомобиля. При этом мотор работать перестал.
По словам представителей компании, сейчас Lockheed Martin достаточно активно инвестирует средства в разработку лазеров, речь идет об оптоволоконной разновидности таких установок. Текущая установка представляет собой прототип оптоволоконного лазерного оружия, где объединено несколько лазерных модулей для формирования мощного луча. При этом мощность луча в три раза выше, чем у прочих лазерных установок (в основном, речь идет о 10 кВт).
Система получила название ATHENA, она базируется на защитной лазерной системе ADAM, с обновленной лазерной установкой большой мощности. Сама система ADAM — защитная, она оснащена 10 кВт лазерной установкой, которая служит для поражения ракет и БПЛА.
Лазерная установка мощностью в 30 кВт произведена на предприятии Lockheed Martin, в Саннивейл, Калифорния.
Установки типа ATHENA могут быть эффективными в качестве защитных объектов на военных базах.

 Источник(и):
geektimes.ru

Материал, который сам расширяется при охлаждении
Описание: http://www.nanonewsnet.ru/files/thumbs/2015/woldof-materials-new68.jpg


Хотя материалов, который не только сами растягиваются при охлаждении; но и автоматически возвращаются обратно к своей первоначальной форме при нагревании, и все без приложения силы.большинство материалов расширяется при нагревании, есть новый класс резиноподобных

Полученные результаты были недавно опубликованы в журнале ACS Макро Letters.
Материал – полимер с памятью формы, поскольку может переключаться между двумя различными формами. Тем не менее, в отличие от других полимеров с памятью формы, материал не надо программировать в каждом цикле – он неоднократно переходит от одной формы к другой, без каких-либо внешних сил, просто при охлаждении и нагревании.
Для получения такого эффекта исследователи создали внутри материала постоянное давление. Они начали с молекулярных цепочек, которые были слабо связаны поперечными связями. Материал растягивался с подвешенным грузом, чтобы придать ему нужную форму. В этот момент они дополнительно сшивали полимер и охлаждали его, в результате чего кристаллизации происходила вдоль одного направления.
Команда показала, что внутренние силы кристаллизации достаточно сильны, чтобы растянуть материал в одном направлении. После охлаждения ниже ≈50 °С, сегменты полимерной цепи формируют высокоупорядоченные микрослои, называемые ламели. В результате этого длина материала увеличивается более чем на 15 %.
После нескольких циклов охлаждения и нагрева, материал имеет запрограммированную форму и возвращается в исходное состояние без заметных отклонений.
Ученые планируют применять материал в ряде областей, в которых необходимы обратимые изменения формы, в том числе в биотехнологии, для искусственных мышц и в робототехнике.

 Источник(и):
worldofmaterials.ru 
pubs.acs.org

Обнаружен полимерный раствор, затвердевающий при нагревании
О взаимодействии различных фракций, образовании кристаллов и применении веществ с контролируемо изменяющимися свойствами


Описание: http://cdn.postnauka.netdna-cdn.com/img/2014/11/polymer-solidification.jpg

 

19 октября 2014 года на сайте журнала Nature Materials была опубликована статья с описанием экспериментов с полимер-коллоидной смесью, у которой наблюдалось вторичное затвердевание при увеличении температуры. Мы попросили прокомментировать это исследование специалиста по полимерам, доктора физико-математических наук Игоря Потемкина.
Для создания «умных», программируемых систем, способных изменять свои свойства при изменении внешних условий, зачастую необходимо умение контролировать структуру на наноуровне, которая и определяет макроскопические свойства системы. Один из примеров таких систем был продемонстрирован в недавней статье в Nature Materials. Работа заключается в изучении взаимодействия коллоидных частиц с полимерными молекулами в растворителе, где впервые показывается, что с увеличением температуры притяжение между коллоидными частицами трансформируется в отталкивание (происходит растворение коллоидного кристалла), а при дальнейшем ее увеличении возможен обратный процесс — агрегация частиц в сетку. Причем физические причины каждый раз разные.
Первая часть работы посвящена тому, что демонстрируется образование коллоидного кристалла за счет притяжения коллоидных частиц при низких температурах, вызванное так называемой depletion forceDepletion — в переводе с английского «обедненный». При низких температурах между полимерными цепями и частицами превалируют силы отталкивания, поэтому вокруг каждой частицы формируется слой, который недоступен для цепей (обедненный слой). Если коллоидные частицы диспергированы в растворе, то суммарный объем таких слоев достаточно велик, и полимеру остается существенно меньше пространства в системе, и, следовательно, понижается его энтропия. Однако, если частицы слипнутся и образуется кристаллическая структура (как, например, у бильярдных шаров), большинство из обедненных слоев перекроются (исчезнут), а значит, полимерные цепи увеличат свою энтропию. Поэтому depletion force, имеющая энтропийную природу, ответственна за притяжение коллоидных частиц и стабильность их кристаллической структуры при низких температурах.
Что происходит дальше? Дальше в этой работе повышают температуру системы. Сначала наблюдается разрушение или растворение этого кристалла, то есть между коллоидными частицами начинают превалировать силы отталкивания, а потом, при дальнейшем увеличении температуры, коллоидные частицы снова начинают притягиваться, и формируется некая сетчатая структура. Причиной образования сетчатой структуры является уже притяжение полимера к коллоидным частицам, потому что он становится плохорастворимым при высокой температуре и начинает формировать мостики между коллоидными частицами, которые связывают их в сетку. Естественный вопрос, который может возникнуть: а почему частицы снова не формируют кристаллическую структуру? Ответ на него заключается в более слабом притяжении частиц по сравнению со случаем низких температур. Даже если бы притяжение было достаточно сильным, сам полимер выступал бы в роли дефекта, поскольку он обязан находиться между частицами, связывая их, и тем самым не способствовал бы образованию кристаллической структуры, в отличие от низких температур, когда коллоидные частицы слипаются друг с другом без какого-либо посредника.
Получается, что при низких температурах превалируют силы отталкивания между полимером и частицами, при высоких, когда формируются мостики, — силы притяжения. Соответственно, при промежуточных температурах силы отталкивания и притяжения скомпенсированы, и полимер слабо влияет на взаимодействие между частицами, которые остаются диспергированными в растворе, то есть они не притягиваются друг к другу. Таким образом, основной месседж статьи — это возможность обратимым образом контролировать три состояния системы.
Я уверен, что результаты исследования очень перспективны для разнообразных приложений. В частности, при промежуточных температурах, когда коллоидные частицы диспергированы, у раствора достаточно низкая вязкость. Но если повышать температуру, то при образовании сетки вязкость раствора очень сильно увеличивается, и подобные системы могут, например, использоваться в качестве загустителей.
Описание: http://author.postnauka.ru/img/potemkin.jpg 
Игорь Потемкин 
доктор физико-математических наук, профессор кафедры полимеров и кристаллов Физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова

 

 

 

 

 

 

 

Появился способ стирать одежду без воды
Описание: http://www.nanonewsnet.ru/files/thumbs/2016/1213920.jpg


Компания Siemens выпустила стиральную машину iQ700 с технологией sensoFresh. Она удаляет с одежды запахи и освежает её без традиционной стирки с водой и порошком.

Озон вместо воды
Одежду из деликатных тканей не рекомендуется стирать в машине, так как трение в процессе стирки и отжима деформирует её. Siemens предложила альтернативу – программа sensoFresh использует озон, выполняя гигиеническую чистку и освежая белье.
Метод отлично подходит не только для деликатных тканей, но и одежды с принтами, аппликациями, пайетками или другими декоративными элементами, которые требуют особого ухода. Сушить вещи не нужно, ведь они в процессе озонирования не намокают.


Описание: 1213923.jpg 


Озонирование устраняет бактерии, вирусы и грибки на волокнах ткани и внутри стиральной машины
Технология sensoFresh избавляет одежду от запахов еды, пота, сигаретного дыма и моющих средств. Она также разглаживает складки – некоторые вещи можно после такой стирки не гладить вовсе, другие же гладить значительно легче.
Экономия воды, порошка и электроэнергии, а также времени при стирке – всё это обеспечивает Siemens iQ700
Технология интересная и, хочет того производитель или нет, она выглядит ответом на модные сейчас паровые программы в стиральных машинах. Но в случае с обработкой паром вещи порой бывают переувлажнены, а здесь такого нет. Вот только пар, на мой взгляд, пользователям ближе и понятней, чем озонирование. И, учитывая далекую от народа цену в 100 000 рублей (у Siemens в России всегда был ценник выше среднего), это явно продукт для состоятельных любителей новизны. Да, конечно – почему бы не озонировать коктейльное платье? Даниил Головин, Руководитель направления «Бытовая техника» проекта Hi-Tech Mail Ru.
Постирать в воде тоже можно
В режиме «Гигиена+» Siemens iQ700 стирает традиционно, с водой и порошком, но еще и озонирует белье. Плюс, конечно, сохранены традиционные программы стирки разных тканей, есть различные дополнительные опции, такие, как easyIron, которая облегчает глажку, и varioPerfect для экономии электроэнергии.
Основа машины – инверторный мотор iQdrive, обладающий высокой энергоэффективностью и низким уровнем шума. Система защиты от протечек aquaStop с гарантией на весь срок службы прибора – «вишенка» на торте: ликвидировать потоп и делать ремонт соседям точно не придется.
Даниил Головин, Ксения Шестакова, ht_news@corp.mail.ru

 Источник(и):
hi-tech.mail.ru 
Siemens

 ЭТО ИНТЕРЕСНО  

 Лучшие изобретения женщин


 

1Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)


Испокон веков женщина считалась хранительницей домашнего очага, поэтому наука и другая общественная деятельность являлась прерогативой мужчин. Однако в истории были знаменитые женщины, придумавшие новые изобретения, среди которых немало ?мужских? штучек. В преддверии Международного женского дня мы решили развеять устойчивый стереотип, что двигатели прогресса только мужчины.

2Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



1. Астролябия. Прибор для измерения координат небесных тел изобрела женщина-ученый, философ, астроном и математик Гипатия Александрийская в 370 г. до н. э.

3Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



2. Розовое шампанское. Николь Барбье Клико в 1808 году разработала технологию ?ремюажа?, благодаря которой шампанское за три месяца избавляется от осадка и становится кристально прозрачным, возымела настоящий успех, значительно улучшив качество напитка.

4Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



3. Циркулярная пила. Табита Бэббитт долго наблюдала за мужчинами, занятыми распилом бревен специальной пилой с двумя ручками, за которые нужно тянуть то вперед, то назад. Хотя нагрузка на обоих мужчин была одинаковой, бревна распиливались только тогда, когда пила двигалась вперед, а при обратном движении с бревном ничего не происходило. Бэббитт подумала, что это пустая трата энергии, и в 1810 году создала прототип циркулярной пилы, которая позднее стала использоваться в лесопильной промышленности.

5Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



4. Перископ для подводных лодок. С помощью этого прибора, который запатентовала в 1845 году Сара Мэтер, определяют расстояние до наблюдаемых объектов.

6Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



5. Мясные консервы. В 1873 году на всемирной выставке в Вене наша соотечественница Надежда Кожина продемонстрировала способ приготовления мясных консервов, за что и получила медаль.

7Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



6. Посудомоечная машина. Недосчитавшись нескольких тарелок из своего любимого фарфорового сервиза, Джозефина Кокрейн создала машину, которая только моет посуду, а не бьет. Это произошло в 1886 году, но только спустя 40 лет, устройство Кокрейн было признано необходимой вещью в хозяйстве.

8Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



7. Бюстгальтер. Эта деталь женского гардероба была запатентована Эрмини Кадоль во Франции в 1889 г. В своей корсетной мастерской госпожа Кадоль выставила изделие, получившее название ?le Bien-Etre? (?благополучие?). Чашечки этого бюстгальтера поддерживали две сатиновые ленты, а сзади вся эта конструкция прикреплялась к корсету.

9Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



8. Снегоуборочная машина. Чистота должна быть не только в доме, но и на улицах, решила обычная секретарша Синтия Вестовер и собрала прадедушку современных машин для чистки улиц от снега в 1892 году.

10Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



9. Стеклоочистители. Первые дворники для автомобиля изобрела Мэри Андерсон в 1903 году. Ей стало жалко водителя, который вынужден был во время вьюги поминутно останавливать машину и сгребать снег с ветрового стекла.

11Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



10. Фильтр для кофе. Благодаря Мерлитте Бенц любители посидеть за чашечкой кофе избавлены от утомительной процедуры по приготовлению порции другой-третьей. Первый фильтр-конус для кофе Мерлита скрутила собственноручно из листка ученической тетради с 1909 году.

12Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



11. Глушитель для автомобиля. Этот акустический фильтр изобрела Эль Долорес Джонс в1917 году, после чего мир вокруг нас стал чуть тише.

13Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



12. Подгузники. Усталая мама и домохозяйка Марион Донованв 1917 году села за швейную машинку с душевой занавеской и, после нескольких попыток, создала водонепроницаемые покрытия для подгузника. В отличие от резиновых ползунков, которые уже были на рынке, дизайн Донован не вызывает опрелостей и не жал кожу ребенка.



13. Шоколадное печенье. Во время приготовления печенья по классическому рецепту Рут Уэйкфилд в 1930 году, пошла на эксперимент, растопив плитку шоколада и добавив его в тесто. Получилось очень вкусное печенье, которое позже Рут с мужем запустили в серийное производство.

15Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



14. Wi-Fi. Хэди Ламарр получила скандальную славу после того как снялась в фильме чехословацкого режиссера Густава Махатого, где впервые в истории кино была откровенная сцена сексуального характера, за что Адольф Гитлер назвал ее врагом Третьего рейха, а римский папа Пий XII призвал добрых католиков не смотреть фильм. Но Хэди увлекалась не только кино. В 1941 году она запатентовала секретное средство связи, которое динамически изменяло частоту вещания, чтобы затруднить перехват противником. С 1962 года это устройство использовалось в американских торпедах, а ныне используется в мобильной связи и WiFi.

16Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



15. Бронежилет. В 1965 году доктор Стефании Кволек изобрела синтетический материал кевлар, который пять раз сильнее стали. Ее изобретение спасло тысячи жизней полицейским, пожарным и военным. Кевлар стал основой для пуленепробиваемых жилетов.

17Описание: Лучшие изобретения женщин (16 фото + текст)



16. Силикон. Скульптор Патрисия Биллингс поставила себе задачу создать такую цементную добавку, которая бы предотвращала ее творения от разрушений. После нескольких лет экспериментов, в 1970 году, она, наконец достигла своей цели, изобретя нерушимую штукатурку. Вскоре после этого Биллингс обнаружила, что материал был к тому же удивительно устойчив к огню.

Источник


От сигнальных костров и до наших дней.


Описание: http://hi-news.ru/wp-content/uploads/2015/09/maxresdefault.jpg


Информация. Наверное, в нашем мире сложно назвать что-то еще, такое же неосязаемое и такое же плотное, пронизывающее все направления и постоянно скапливающееся вокруг нас. Сохранение информации появилось с первыми наскальными надписями, а вместе с необходимостью передавать ее на дальние расстояния зажглись сигнальные костры и зазвучали барабаны. Так родилась первая почта. В этой серии статей мы покажем вам, как работает этот важнейший сегмент нашей жизни, как он эволюционирует, каким был и каким будет: почта.

Люди научились говорить относительно давно, но человеческий голос несовершенен, когда речь заходит об отправке вестей подальше. Поскольку необходимость делиться информацией не просто накапливалась, но и увеличивалась экспоненциально по мере развития нашего мира, вместе с ней рождались и новые формы почтовой связи. От первых сигнальных барабанов, которые появились порядка 8000 лет назад, древние племена перешли к огню и дыму: их видно издалека, а сам факт зажигания дымного столба был неким сигналом. Африканские племена используют тамтамы для связи и до сих пор, а костры использовались даже индейцами XX века.


Описание: Дымовой сигнал


Первые зачатки почтовой связи родились в государствах древности вместе с появлением письменности: Месопотамии, Египте, Греции, Персии, Китае, Римской империи. По дорогам зашагали первые гонцы, позднее они пересели на лошадей. Вести и письменные сообщения передавались по принципу эстафеты. На Древнем Востоке правители нуждались в снабжении их постоянной информацией о происходящем на подвластных им территориях с рабовладельческим строем. Неудивительно, что это повлекло за собой развитие прообраза почтовой связи. Считается, что первое почтовое сообщение было отправлено порядка 5000 лет назад в Месопотамии в виде запечатанного глиняного письма.
Почта античности строилась на гонцах, которые устно, письменно, по морю, верхом, по суше, пешком — и чаще всего в военных целях — разносили вести по всем уголкам государств. Особое развитие такая система передачи вестей получила в Римской империи, а с ее падением (около 520 года н. э.) — перестала существовать и почта. В феодальной средневековой Европе XI–XV веков почта и связь как таковые отошли духовным и светским институтам. То есть почтой стала заниматься церковь. Об этом периоде мы поговорим позже.


Описание: Гонец
Н.К. Рерих, «Гонец»


На секундочку задумаемся. Когда вы в последний раз пользовались услугами почты? Возможно, вам вспомнится посылка, которую вы забирали из отделения почты или непосредственно у курьера. Отправляли письма в какое-нибудь госучреждение. Вскрывали конверты в поисках денег в далеком несчастливом детстве. Посылая «письма счастья», тщательно «облизывая», как положено, каждый конверт, не указывая обратного адреса. Кажется, что почта отходит от нас, перевоплощаясь по большей части в службу доставки и уходя в «облако». На деле же почта эволюционирует. Новости и статья, которые вы сейчас читаете — пример эволюции вестей, прошедших длинный путь из обветренных рук или даже уст персидского гонца до изображения на вашем дисплее. Электронная почта, без которой мы не представляем свою жизнь, была невозможной без Интернета, а Интернет появился не так уж и давно — ему 50 лет даже нет. Вместо электронных писем люди отправляли только бумажные. И даже в будущем, когда, возможно, необходимости доставлять посылку уже не будет — нужный товар распечатается у вас на 3D-принтере, материализуется в телепортаторе или вы будете использовать исключительно виртуальные продукты — все это будет лишь эволюцией почты.
Информация не исчезает бесследно, не растворяется в черной дыре, она лишь принимает другую форму.
В мире не так много феноменов, или даже институтов, сложившихся в результате последовательного и независимого развития по всему земному шару. Навскидку можно назвать лишь самые грандиозные — письменность и языки, множество их; институт науки, впитавший изыскания ученых всего мира за многие тысячелетия; дело дипломатии и государственности, которые и в современное время не чураются норм, разработанных еще в Римской империи; художественная культура, временем расцвета которой считается Древняя Греция. Попробуйте включить сюда почту, и вы удивитесь, как прекрасно этот институт вписывается в этот ряд и включает лучшее из того, что могут придумать люди в разных уголках земного шара вместе и раздельно.
Средневековая церковь, будучи единственным и неповторимым органом власти, взяла на себя задачу централизации, которая была бы невозможна без собственной системы сообщений — монастырской почты. Курьеры от монастырей поддерживали связь между отдельными монастырями и главой церкви в Риме, между монашескими орденами и их братствами. Тогда же родились и станции для перемены лошадей, впоследствии перекочевавшие в Россию. Собственно, слово «почта» происходит от итальянского «statio posita in…», что означало станцию для перемены лошадей. Слово «почта» (post) впервые начали употреблять в таком значении в XII веке.
Европейские университеты середины второго тысячелетия, в которые, как сложилось исторически, учащиеся стекались из самых различных стран, чуть ли не пешком, по-ломоносовски, добирались, чтобы получить образование, использовали этот важный момент: за отдельную плату профессиональные гонцы университетской почты поддерживали связь между студентами и их семьями, иногда доставляя письма частным лицам.
Интересным явлением стала «почта мясников». По роду деятельности, европейский цех мясников, который ради закупок совершал обширные путешествия, взял на себя обязанности по перевозке писем и посылок. В некоторых городах южной Германии это стало обязанностью мясников, взамен на что они получали определенные привилегии. Эта почта работала до конца XVII века и местами получила государственное значение.


Описание: Немецкая марка
Франц фон Таксис


И все же первой организованной почтой во всех смыслах этого слова считается почта, созданная членами рода Тассо (Тассис, Таксис). Почта Турн-и-Таксис просуществовала со второй половины XV века до 1867 года и внесла огромный вклад в развитие почтовой связи в Европе. Почта Таксисов содержалась на их средства, страх и риск, но неизменно оставалась частным предприятием, хотя императоры и притязали на ее установление. Почта Турн-и-Таксис важно перенимала все эффекты эволюции почты, оперативно привлекала к использованию почтовый штемпель и почтовую марку. 400 лет — неплохая история для частной почты.


Описание: Русские извозчики


Что касается почты России, русской почты, получившей развитие на территории тогдашнего русского государства, историки придерживаются мнения, что почтовую службу наши предки переняли у завоевателей-монголов. В тот смутный период на главных дорогах появились почтовые станции (о которых мы говорили выше), «ямы», на которых «ямчи» (гонцы) меняли лошадей. Как вы догадываетесь, слово «ямщик» уходит корнями именно в эту легенду. А слово «почтальон» обрело себя в дореволюционной России с 1716 года (до этого почтовых служащих называли «почтарями»). Реформы Петра I привели к тому, что почтовая связь в России появилась во всех главных городах страны. Почтой занялось государство, были открыты первые почтамты, почтовые конторы, ввели должность почтмейстера. Первые почтовые вагоны (между Питером и Москвой) проложили свой путь в 1851 году. Что было дальше — вы знаете, вам в почтовый ящик упало первое в вашей жизни письмо. О том, как работает почта и какие ее элементы претерпели эволюцию, а какие остались неизменными, мы поговорим в следующий раз.


Описание: Моделирование русских почтовых элементов


Невозможно описать словами, насколько далеко зашло влияние эволюции и революций в почтовой службе, на земле и на море. Почту наверняка можно назвать великим достижением человечества. Мир 1782 года, который последовал за американской войной за независимость, был заключен лишь после переговоров, растянувшихся больше чем на два года. Пруссия и Австрия воевали в 1866 году. Кампания заняла семь дней; и с момента объявления войны до формального заключения мира прошло семь недель. Очевидно, что временная разница в обоих случаях была обусловлена лишь тем, что в одном случае новости шли дольше, а в другом — быстрее.
Мы можем смотреть на прошлое со смешанным чувством — вспоминать наших легкомысленных предков, которые никуда не спешили и которым хватало времени на рефлексию; мы считаем те времена летаргическими, вялыми, спокойными.
Мы гордимся собственной эпохой как наполненной жизнью и активностью, спешкой и нервами, высоким электрическим напряжением. Но многие из нас знают цену этому водовороту жизненных событий и часто говорят: «Этот темп убивает». Сохранится ли этот темп на следующие сто лет? Скорее всего, да. Эволюция почты позволяет нам умещать больше действий в минуту жизни, как и эволюция многого другого, безусловно. Письма больше не идут неделями, посылки скоро будут доставляться мгновенно, связь практически лишилась каких-либо ограничений. Какой будет почта в будущем? Вы узнаете об этом первыми.


Описание: Почта


Испытания первых почтовых дронов уже начались…
Источник

Повышение КПД двигательных установок способом рекуперации сбросного тепла от их работы с помощью парового двигателя Емелина

В статье описан принцип действия и конструкция парового двигателя Емелина. Описано применение устройства с целью повышения КПД двух таких распространённых типов двигателей как паровая турбина и дизельный двигатель. Рассказано об аспектах работы паровой турбины, ограничивающих её КПД.
Известно, что все существующие в настоящее время типы двигателей прошли большой путь развития и достигли высокой степени совершенства. КПД современного дизельного двигателя 40-45%, бензинового двигателя около 30%, КПД современных паротурбинных силовых установок достигает 40–42 %. В попытках повысить КПД инженеры борются сейчас уже не за проценты, а за доли процентов. Одним из способов значительно повысить КПД, является рекуперация тепла, вырабатываемого двигателям, получение за счёт этого дополнительной механической энергии и снижения за счёт этого расхода топлива. Например, у дизельного двигателя около 60 процентов тепловой энергии теряются в виде тепла, причем примерно половина из них это теплота выхлопных газов, а остальное — теплота, поглощённая в системе охлаждения двигателя.
Почему именно это устройство?
Двигатель Емелина способен использовать для своей работы пар низкого давления, с высокой степенью влажности. Это уникальное свойство, присущее только этому типу парового двигателя, позволяет эффективно использовать бросовую теплоту, остающуюся после работы технических устройств и рекуперировать её в полезную механическую энергию на валу. В том числе способен использовать теплоту, остающуюся после работы паровой турбины и двигателя внутреннего сгорания. Изобретение защищено заявкой в Роспатент №  2013129116 от 25 июня 2013г. Полное название: «Способ преобразования тепловой энергии в механическую с помощью двигателя внешнего сгорания и двигатель Емелина»
А будет-ли это работать?
Увидев чертежи этого двигателя, многие воскликнут: «Что-же тут нового! Этот механизм давно известен и широко используется в технике!» Это и к лучшему. Меньше сомнений в работоспособности предложенного технического решения. Основу конструкции двигателя составляет ротационно-лопастной механизм. Известны: пневматический двигатель, газовый компрессор, гидравлический мотор и гидравлический насос ротационно-лопастной конструкции. Теперь появился и ротационно-лопастной паровой двигатель, он же двигатель Емелина.
Рассмотрим аспекты работы паровой турбины.
Скорость потока пара внутри турбины превышает скорость звука. Большая скорость необходима для получения большой мощности. Пока пар сухой, горячий, турбина работает отлично. Но пар, совершая механическую работу, теряет температуру и набирает влажность. Внутри потока пара появляются мелкие капли жидкой воды и начинают увеличиваться в размерах.
Известно, что капля воды диаметром 2 мм, движущаяся со скоростью 750 м/с, вызывает разрушение алмаза, карбида вольфрама и деформацию высокопрочных сплавов. При меньших скоростях – порядка 200-600 м/с, многократные удары вызывают эрозию материала. Появляются и растут усталостные микротрещины внутри поверхностного слоя материала лопаток турбины. Затем начинается выкрашивание частиц металла. Это явление называется каплеударной эрозией. Появляется дисбаланс, вибрации, и как результат- поломки лопаток. 
Как это выглядит, видно на фотографиях с комментариями, с сайта научно-технического журнала «Надежность и безопасность энергетики», адрес в интернете http://www.sigma08.ru/jur1-11.htm


Описание: http://www.metodolog.ru/sites/default/files/u5/jur1-11_clip_image002.jpg   Описание: http://www.metodolog.ru/sites/default/files/u5/jur1-11_clip_image004.jpg
Рис. 1а и 1б. Эрозия входных кромок рабочих лопаток ротора низкого давления турбин Т-250/300-240. Наиболее часто возникающий дефект этих лопаток – эрозионный износ входных кромок. Рабочие лопатки последних ступеней изготавливаются из стали 15Х11МФ и связываются тремя рядами демпферных связей из двух разных материалов – титанового сплава ВТ-5 (наружная связь) и стали 20Х13 (внутренние связи).


Можно подать на вход турбины пар такого высокого давления и температуры, что на выходе турбины пар будет иметь низкую влажность. Лопатки турбины будут работать неограниченно долго. Но из-за плохого использования теплоты конденсации упадёт общий КПД процесса. Остаточная теплоемкость пара будет очень велика.
Можно наоборот, подать на вход турбины пар относительно небольшого давления. Влажность пара на выходе турбины будет высокая. Благодаря хорошему использованию теплоты конденсации общий КПД процесса будет высокий. Но из-за каплеударной эрозии лопаток ресурс турбины будет низким.
Вывод: У паровой турбины КПД находится в противоречие с ресурсом. Чем выше КПД, тем ниже ресурс и наоборот.
На практике применяют компромиссный вариант. Выбирают такой режим работы, при котором влажность пара на выходе из турбины составляет 13-14%. Ресурс турбины при этом составляет несколько лет. Хотя конечный итог всегда одинаковый-капитальный ремонт с заменой лопаток. Для защиты от повреждений, наносимых каплеударной эрозией, применяют высокопрочные высоколегированные стали и сплавы, специальные виды термообработки, многослойные покрытия и т.д. В результате характеристики улучшаются, но гораздо скромнее, чем хотелось бы. Проблема капле-ударной эрозии стоит как непреодолимая преграда на пути повышения КПД паровых турбин.
Но ведь если проблема не решается «в лоб», можно найти обходное решение. Например, можно пар, достигший критической для турбины степени влажности, дорабатывать на паровой машине, работающей по другому принципу, которая способна использовать влажный пар низкого давления без ущерба для своей работоспособности. Именно таким является паровой двигатель Емелина.
О том, какой КПД будет иметь связка паровая турбина плюс паровой двигатель Емелина, сейчас можно только гадать. Можно надеяться, что к 40% КПД паровой турбины двигатель Емелина добавит 15-20%, по скромным прикидкам. Остаточная теплоемкость пара, после работы в двух паровых машинах, будет относительно небольшой и может быть рассеяна в радиаторе, охлаждаемом набегающим потоком воздуха, аналогично радиатору системы охлаждения автомобиля или тепловоза. Пар будет конденсироваться в воду и снова подаваться в паровой котёл. Таким образом, будет обеспечен полностью замкнутый оборот воды. Важным следствием будет являться то, что паровая силовая установка станет независимой от источников воды, по настоящему мобильной.
Повышение КПД двигателя автомобиля
Одним из способов значительно повысить КПД автомобильного двигателя внутреннего сгорания, является рекуперация тепла, вырабатываемого двигателем и снижения за счёт этого расхода топлива. Попытки решения этой задачи предпринимались неоднократно. Последнюю по времени такую попытку предприняли разработчики баварского концерна BMW. Проект называется Turbosteamer. Система Turbosteamer состоит из двух ключевых узлов. Первый - двухступенчатый теплообменник, в котором выхлопные газы нагревают рабочую жидкость, превращающуюся в результате в пар высокого давления с температурой несколько сотен градусов. Второй главный узел — паровая турбина, куда перегретый пар поступает по магистрали, расширяется и выполняет полезную работу, помогая вращаться коленчатому валу основного мотора. После прохождения через турбину пар преобразуется обратно в жидкость в теплообменнике-конденсаторе, прежде чем попасть обратно в резервуар жидкости.
Остаточная теплота пара через теплообменник передается жидкости системы охлаждения двигателя и рассеивается в атмосфере с помощью радиатора. Экономичность двигателя возрастает на 10%-15%. Естественно, радиатор системы охлаждения должен иметь увеличенные размеры.
То, что прирост эффективности составляет всего 10%-15%, объясняется просто. Малогабаритная турбина имеет те-же недостатки, что и большая, Не способна использовать пар с влажностью выше 13-14% и потому КПД процесса не более 40%.
Усовершенствовать такую систему рекуперации тепла можно, заменив паровую турбину паровым двигателем Емелина. Причём в данном случае он может применяться самостоятельно, а не в связке с турбиной.
Такое техническое решение имеет следующие преимущества:

  • Генератор пара будет настроен на выработку пара низкого давления. Пар низкого давления безопаснее, чем пар высокого давления, требуемый для работы паровой турбины.
  • Меньше остаточная теплоёмкость отработавшего пара, требуется радиатор охлаждения меньшего размера
  • Меньше вес, не требуются толстые стенки, способные выдерживать большое давление

Для работы в составе автомобильной двигательной установки двигатель Емелина имеет полезные опции. Предусмотрена возможность предварительного прогрева перед пуском после нахождения в условиях отрицательных температур. Предусмотрен режим запуска двигателя с обеспечением максимального вращающего момента, начиная с нулевой скорости вращения.

Устройство двигателя Емелина


Описание: http://www.metodolog.ru/sites/default/files/u5/%D0%94%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%202%20%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B0.jpg


Двигатель состоит из статора 1, ротора 2, имеющего вал. На валу ротора установлен шкив (или звездочка или шестерня или полумуфта, в зависимости от типа передачи), закрепленный при помощи гайки. К торцам статора 1 с обеих сторон прикреплены при помощи болтов передняя и задняя крышки, соответственно 3 и 4.  В пазах ротора 2 свободно установлены лопатки 5. Ротор 2 расположен эксцентрично относительно внутренней цилиндрической поверхности статора 1. Лопатки 5 могут свободно перемещаться в пазах ротора 2 в радиальном направлении.  Вал ротора 2 установлен в двух подшипниковых узлах. В передней крышке 3 находится передний подшипниковый узел. В задней крышке 4 находится задний подшипниковый узел. В передней и задней крышках 3 и 4 установлены уплотнения.
Изюминкой конструкции парового двигателя является то, что все поверхности внутри двигателя, контактирующие с паром, покрыты фторопластом, выполняющим 3 важные функции.
1. Удаление конденсата пара из двигателя происходит под воздействием центробежной силы. Водоотталкивающие свойства фторопластового покрытия не позволяет воде задерживаться на поверхностях деталей двигателя даже в виде тонкой плёнки. Свежий пар, попадая в двигатель, не тратит никакой части своей энергии на испарение остатков воды.
2. Фторопластовое покрытие снижает трение между деталями двигателя. Фторопласт называют «Скользким чемпионом» за низкий коэффициент трения.
3. Покрытие резко снижает вредный теплообмен между паром и поверхностями деталей двигателя, поскольку теплопроводность фторопласта в 180 раз меньше, чем у стали.


Описание: http://www.metodolog.ru/sites/default/files/u5/%D0%9A%D1%80%D1%8B%D1%88%D0%BA%D0%B0%20%D0%BF%D0%BB%D1%8E%D1%81%20%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80.jpg


Статор двигателя, состоит из гильзы, расположенной в центре, к которой с обоих торцов присоединены два фланца. На гильзе имеются: Впускные отверстия, тангенциально расположены относительно внутреннего диаметра гильзы. Для размещения впускных отверстий, на наружной поверхности гильзы имеется прилив материала. Выпускные отверстия, группа, для выброса отработавшего пара и конденсата. Расположены в шахматном порядке в пределах сектора выпуска. Внутренний диаметр гильзы покрыт фторопластом.

 

Описание: http://www.metodolog.ru/sites/default/files/u5/%D0%A0%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%80%203%20%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B0.jpg


Ротор двигателя имеет пустотелую сборную  сварную конструкцию. Все поверхности ротора, кроме концов вала, имеют фторопластовое покрытие. Перед сваркой на все поверхности деталей, предназначенные под нанесение покрытия, наносят искусственную шероховатость (насечки).
Сборка ротора выполняется поочередной приваркой к валу отдельных сегментов. Сначала приваривают боковые стенки 7 сварным швом изнутри сегмента, потом к ним  шпангоуты 8 сварными швами изнутри сегмента. Потом приваривают крышку 9 наружным сварным швом. После проведения сварки наружные сварные швы зачищают. Ширина пазов между сегментами после сварки больше, чем у готового ротора, за счёт толщины покрытия на стенках. Для снятия остаточных напряжений после сварки  выполняют отжиг по технологии, обычной для сварных корпусов.
Наносят фторопластовое покрытие толщиной в несколько миллиметров, с припуском на механическую обработку. Пазы заполняют полностью материалом покрытия. При последующей механической обработке пазы вновь прорезают дисковой фрезой с использованием делительной головки. Обработку паза производят в два приема, черновое и чистовое прорезание фрезой.
Подшипниковые узлы двигателя могут иметь различные варианты конструкции, в зависимости от типов используемых подшипников. На чертеже, показан вариант конструкции с использованием в подшипниковых узлах  шариковых радиальных однорядных подшипников с защитными шайбами.
С целью недопущения перегрева подшипников, подшипниковые узлы отодвинуты от центральной, нагреваемой паром, части двигателя. Находятся в удлиненных пустотелых бобышках, снабжённых вентиляционными окнами.
Лопатки изготавливаются из листового материала, например стеклотекстолита. Покрыты со всех сторон слоем фторопласта.

Подготовка к работе двигателя после хранения в условиях отрицательных температур.
С целью прогрева замёрзшего двигателя, без вращения вала, в дополнительное отверстие для пара в одной из крышек 3 или 4, подают пар. Через другое отверстие пар выпускают. Пар, проходя через пазы ротора 2 под лопатками 5, вдоль оси вращения двигателя, нагревает двигатель изнутри.

Пуск двигателя
С целью обеспечения полного вращающего момента на валу, начиная с нулевой скорости вращения, в конструкции двигателя применено принудительное поджатие лопаток 5 к статору 1 в момент пуска.
Для этого перед пуском двигателя подают пар в дополнительное отверстие для  пара в одной из крышек 3 или 4. Дополнительное отверстие в другой крышке при этом заглушают.
Давление пара, попавшего в пазы ротора 2 под лопатки 5, раздвигает лопатки 5 и прижимает их к внутренней поверхности гильзы статора 1.
После этого подают пар во впускные отверстия в статоре 1, двигатель запускается, набирает рабочие обороты. После этого прекращают подачу пара в дополнительное отверстие в крышке. На рабочих оборотах поджатие лопаток 5 к статору 1 обеспечивается центробежными силами.

Работа двигателя
Пар низкого давления, поступая в двигатель через впускные отверстия, давит на выступающие части лопаток 5 и заставляет ротор 2 вращаться. Лопатки 5 при вращении прижимаются центробежной силой к внутренней поверхности статора 1, препятствуя перемещению пара из одной камеры в другую. Резко расширившись и совершив механическую работу, пар охлаждается и в нём начинается интенсивный процесс конденсации. Отработавший пар и конденсат, под действием центробежной силы, через выпускные отверстия в статоре 1, выбрасывается из двигателя. Свежий пар, поступающий в двигатель при следующем такте, встречает сухие стенки рабочих камер и не тратит энергию на испарение оставшейся жидкой воды.

Подробнее о принципе действия.
В отличии от паровой турбины, в которой для получения механической энергии на валу используют кинетическую энергию потока пара, в паровом двигателе Емелина для получения механической энергии на валу используют потенциальную энергию давления пара. Таким образом, по принципу действия двигатель Емелина ближе к поршневой паровой машине. Циклы работы этих двух двигателей включает одинаковые фазы:

  • фаза впуска пара, завершающаяся отсечкой заполнения
  • фаза расширения пара, совершающего механическую работу
  • фаза выпуска отработавшего пара
  • фаза сжатия оставшегося отработавшего пара
  • циклическое повторение указанных процессов

Собственно, конструкция двигателя Емелина появилась в результате попыток улучшить конструкцию поршневой паровой машины, устранив её недостатки. Основным недостатком поршневой паровой машины является плохое использование теплоты конденсации пара. Как известно, теплоёмкость пара состоит из двух составляющих-теплоты конденсации (парообразования) и  теплоты перегрева пара. Теплоту перегрева пара поршневая паровая машина использует отлично. Если говорить в кулинарных терминах, то для паровой машины теплота перегрева пара является полезной легкоусвояемой пищей, а теплота парообразования (конденсации) - пища тяжёлая, плохо перевариваемая. Проблема в том, что из-за особенностей физических свойств воды, теплота парообразования (конденсации) водяного пара, как правило, значительно больше теплоты перегрева пара.
Логически рассуждая, при хорошем использовании теплоты конденсации значительная часть пара будет переходить в жидкое состояние прямо внутри двигателя, в течении фазы расширения пара, совершающего механическую работу. В фазе выпуска отработавшего пара конденсат должен полностью удаляться из поршневой полости. Но выпуск из поршневой паровой машины возможен только в виде пара. Выпуск жидкости не предусмотрен конструкцией.
У поршневой паровой машины есть и другие недостатки, которые были хорошо изучены ещё во времена её широкого использования, в том числе на железнодорожном транспорте. Ниже приведена цитата из книги «Курс паровозов. Устройство и работа паровозов и техника их ремонта: 2 тома, под редакцией профессора Сергея Петровича Сыромятникова. Государственное транспортное железнодорожное издательство. Москва. 1937год. – 524 с.», том 2, стр. 31:
«Основным источником тепловых потерь, возникающих в паровом цилиндре, на почве теплообмена между паром и стенками цилиндра, является то обстоятельство, что впуск свежего и выпуск мятого пара происходит через одни и те же каналы и окна.
Порция свежего пара, попадая в цилиндр, встречает там металлические поверхности стенок, только что перед этим охлажденные током уходящего в конус отработанного пара. Вследствие этого в период впуска пара происходит интенсивное отнятие от него тепла, вызывающее в случае насыщенного пара частичную его конденсацию, а при работе перегретым паром — контракцию, т.е. снижение температуры, сопровождающееся уменьшением удельного объёма пара. И в том и в другом случае для осуществления в цилиндре заданной индикаторной работы приходится впускать в него большее количество пара, чем его требуется по теоретическому расчёту для заполнения объёма отсечки.
Отдача тепла холодным стенкам продолжается в течении всего периода впуска и на части периода расширения, пока быстро падающая при расширении температура пара не сделается ниже температуры стенок.
Начиная с этого момента, теплообмен меняет своё направление, - происходит обратная отдача тепла пару, особенно интенсивная в период предварения выпуска. К сожалению, эта запоздалая компенсация приносит мало пользы, так как в конце периода расширения тепло отдаётся пару при давлении его в цилиндре, гораздо более низком, чем в период получения тепла стенками; возвращаемое же пару тепло в период выпуска не приносит никакой пользы, так как целиком уносится в конус».   Конец цитаты.  


Недостатки поршневой паровой машины

Как это решено в двигателе Емелина

Вредный теплообмен между рабочим телом (пар) и металлическими поверхностями в поршневой полости цилиндра.

Покрытие резко снижает вредный теплообмен между паром и поверхностями деталей двигателя, поскольку теплопроводность фторопласта примерно в 180 раз ниже, чем у стали.

Впускают свежий и выпускают отработавший пар через одни и те же каналы и окна.

Впуск и выпуск происходит через раздельные отверстия и каналы

Отработавший мятый пар выпускают только в виде пара. Даже та часть пара, которая успела перейти в жидкое состояние, повторно испаряется за счёт тепла окружающей цилиндр паровой рубашки, и вместе с теплотой конденсации «целиком уносится в конус».

Удаление конденсата пара из двигателя происходит под воздействием центробежной силы. Водоотталкивающие свойства фторопластового покрытия не позволяет воде задерживаться на поверхностях деталей двигателя даже в виде тонкой плёнки. Свежий пар, попадая в двигатель, не тратит никакой части своей энергии на испарение остатков воды.

Какой величины КПД можно достичь?
Чтобы достигнуть максимального КПД, требуется максимально использовать теплоту конденсации пара, что соответствует максимально возможной конденсации пара в жидкость. Как добиться конденсации пара? Тут всё просто: пар, совершая механическую работу и одновременно расширяясь, охлаждается и конденсируется. Всё дело только в коэффициенте расширения. То-есть, во сколько раз увеличился первоначальный объём пара. Для пара низкого давления — один коэффициент расширения, для перегретого пара высокого давления потребуется гораздо больший коэффициент расширения.
Конечный результат одинаков. Пар превратится в воду. Почти весь. Небольшая часть останется в виде насыщенного пара. Если есть жидкая вода, есть и пар над её поверхностью, независимо от температуры. Даже над поверхностью снега и льда всегда есть небольшое количество водяного пара. КПД равный 100% невозможен, потому что весь пар не может перейти в жидкость. Да и для перехода всего пара в жидкость, возможно, потребуется коэффициент расширения, равный бесконечности. У любого парового двигателя коэффициент расширения пара - величина конечная и не очень большая. Практически увеличить степень расширения можно, использовав многоступенчатое расширение пара, подобно тому, как это сделано в поршневых паровых тандем-машинах. Чем больше степень расширения, тем выше КПД. Насколько близко удастся приблизиться к недостижимой отметке 100%, зависит от конструктивных ограничений. Использование больших коэффициентов расширения требует увеличенных габаритов и веса оборудования. Другими словами, чем больше габариты, тем выше КПД. Насколько большого КПД удастся достичь, покажет только время. В любом случае, паровой двигатель низкого давления должен иметь большие габариты, обусловленные большим объёмом и низкой плотностью пара.
Одно из достоинств двигателя Емелина то, что основные элементы конструкции двигателя пустотелые и тонкостенные. Это позволяет при росте габаритов сохранить вес оборудования в разумных пределах.
Тут кстати стоит вспомнить о винтовых паровых машинах, они также допускают использование влажного пара. Но их рабочие органы представляют из себя винтовые валы, выполненные из монолитной стали. При увеличении габаритов винтовых валов будет резкое нарастание веса. Это ограничивает их использование в области пара низкого давления.

Заявка на изобретение №  2013129116 от 25 июня 2013г.
«Способ преобразования тепловой энергии в механическую с помощью двигателя внешнего сгорания и Двигатель Емелина».
Автор: Емелин Сергей Александрович.
E-mail: novomotor@seznam.cz
Идея устройства создана с использованием ТРИЗ. Ход выработки технического решения освещен на сайте ТРИЗ по адресу http://www.metodolog.ru/node/896
Статья об использовании двигателя Емелина в энергетике «Деньги на ветер или как решить проблему современной энергетики» по адресу: http://izobretatel.by/

 

О популярности технического ТРИЗа во всем мире говорят хотя бы эти несколько ссылок и фактов:
- "Боинг" разработал с помощью ТРИЗ систему дозаправки Боинга-767 в воздухе и сэкономил 1,5 млрд. долларов ( http://www.docstoc.com/docs/1165009/TRIZ-Success-Cases ).
- в статье "Что делает "Самсунг" такой инновационной компанией" тот же "Forbes" прямо утверждает, что именно ТРИЗ и делает ее таковой ( http://www.forbes.com/sites/haydnshaughnessy/2013/03/07/why-is-samsung-such-an-innovative-company/2/ ).
- отчеты об изобретениях, созданных с помощью ТРИЗ, приводят в прессе "Ford", "Samsung", "Oxford Creativity Ltd. Witney Oxfordshire", "Dow Chemical", "Otis", "Boeing", "Procter & Gamble", "Philips Semiconductors", "Unisys", "Xerox Corp", "LG Electronics" и др.                                                                              ( http://money.cnn.com/magazines/business2/business2_archive/2003/06/01/343390/index.htm ).

 

Определены новые направления технологических прорывов России

Описание: alt
На ближайшие 20 лет определены направления технологических прорывов России: энергетика, питание и промышленное производство.

В феврале правительству будут представлены новые "дорожные карты" Национальной технологической инициативы (НТИ), разработанные Агентством стратегических инициатив (АСИ) вместе с Российской венчурной компанией (РВК):

  • карта развития эффективной энергетики получила название "ЭнерджиНэт",
  • здоровое и персонифицированное питание - "ФудНэт",
  • передовые технологии производства - "Фабрика будущего",
  • карта инфраструктурных изменений высших и средних образовательных учреждений в связи с подготовкой специалистов "будущего" - "Кружковое движение".

Четыре направления правительство утвердило в прошлом 2015 году, и теперь в 2016 году бюджетное финансирование в размере 10 миллиардов рублей распределится по четырем направлениям:

  • "АэроНэт" (беспилотные летательные аппараты),
  • "АвтоНэт" (беспилотные автомобили),
  • "МариНэт" (беспилотный морской транспорт),
  • "НейроНэт" (искусственные компоненты сознания и психики).

Каждый из этих рынков превысит 100 миллиардов долларов к 2035 году. Прорывной должна стать "АэроНэт", программа расширит применение беспилотных авиасистем - в сельском хозяйстве, для дистанционного зонирования земли, перевозок, поиска и спасания.

Главная наработка в сфере развития "АвтоНэт" - проект по созданию беспилотного грузовика "КАМАЗ". Главным отличием этого проекта от многих зарубежных является адаптация под российские дороги. "МариНэт" посвящена цифровой навигации, освоению океана и инновационному судостроению, включая безэкипажные суда. Среди преимуществ беспилотников отмечают сокращение расходов на содержание экипажа и увеличение грузового пространства.  Появится новое направление - "точное земледелие", в которое войдут стационарные работы на поле, сбор, удобрение урожая. В перспективе технологии беспилотного управления могут внедрить и в общественный транспорт.

Самым передовым направлением развития технологий считается "НейроНэт", в рамках которой планируется создание похожих на мозг компьютеров и нейротехнологий для лечения болезней Альцгеймера и Паркинсона. Сейчас Россия занимает лишь 0,05% мирового рынка нейротехнологий, к 2035 году долю планируется нарастить до 2,5%. Направление "НейроНэт" сможет открыть новые возможности мозга человека, перспективы управления информационными системами с помощью нейросетей. "НейроНэт" будет расти благодаря слиянию ИТ и медицины.

Среди новых "дорожных карт" самой социально ориентированной является "ФудНэт", которая  предполагает: развитие правильно персонифицированного питания, поиск дешевых и натуральных источников сырья, рост эффективности земледелия. Еще две карты посвящены повышению энергоэффективности и новым технологиям промышленного производства. 

Опыты с шестифтористой серой

Опыты по запуску "кораблика" в невидимую воду, а также опыт с изменением голоса, он становится низким, в отличии от такого же опыта с гелием, когда голос становится выше.
 
 
 

 


Записаться на тренинг ТРИЗ по развитию творческого, сильного мышления от Мастера ТРИЗ Ю.Саламатова >>>

Новости RSSНовости в формате RSS

Статьи RSSСтатьи в формате RSS

Рейтинг – 6 голосов


Главная » Это интересно » Теория решений изобретательских задач (ТРИЗ) » Как стать изобретателем. Выпуск 46.
© Институт Инновационного Проектирования, 1989-2015, 660018, г. Красноярск,
ул. Д.Бедного, 11-10, e-mail
ysal@triz-guide.com