В очередном выпуске Патентного бюро рассказываем о чудо-самоваре, вихревой трубе, получении энергии из природных потоков, удобном рюкзаке для грибника и других идеях наших читателей.
Экспертный совет удостоил Авторского свидетельства Анну ГАЛУШКО из города Энгельса Саратрвской области.
Почетными дипломами отмечены идеи Яна МАТВЕЕВА из деревни Романово Псковской области и Николая ШМИДТА из поселка Белоярский Саратовской области.
Авторское свидетельство № 1069
ЧУДО-САМОВАР
Чудо-самовар надолго сохранит воду горячей.
Анна Галушко
Конструкции самоваров в нашей почте встречаются нередко. Анна Галушко из города Энгельса Саратовской области предлагает свой вариант. В нем любопытно соединились обыкновенный самовар с сосудом Дьюара — так называются специальные емкости для хранения сжиженных газов. В таких емкостях для меньшей теплоотдачи стенки двойные, а между стенками — вакуум. Вот Анна и предлагает использовать подобный самовар-термос.
Стенки его для уменьшения теплопотерь, также как у Дьюара, выполнены двойными и вакуумированными.
Представьте, как было бы удобно — вскипятил самовар утром, а кипяток сохраняется до обеда!
Правда, такой чудо-самовар не так-то легко теплоизолировать. В отличие от сосуда Дьюара или термоса, где только одно отверстие — заливочная горловина, в самоваре необходима еще и сквозная топочная труба, сливное отверстие, заливная горловина. Все это не позволит соблюсти сплошность стенок, потребует сквозных выводов, а значит, и нарушит теплоизоляцию. Но и в таком виде чудо-самовар все же будет хранить кипяток значительно дольше обычного. Тем более что современные промышленные технологии позволяют легко изготавливать подобные резервуары с двойными стенками.
Чудо-самовар и его устройство.
Подумаем вместе
ЭНЕРГИЯ ИЗ ПОТОКА
Несложное устройство — маховик да ленточная петля смогут извлечь электроэнергию прямо из реки.
Леонид Аверин
Внимание редакции привлекли письма Леонида Аверина из города Волгодонска, где он предлагает интересный способ извлечения энергии из водных потоков, а проще сказать — из реки.
Его устройство имеет маховик, установленный на основании, и ленточную петлю. Один конец ленты укреплен неподвижно, за основание, а второй — подвижный. Он крепится за установленный на маховике кривошипный палец. Весь механизм погружается в речной поток. Набегающая вода заполняет петлю, лента натягивается и прокручивает маховик. Кривошипный палец проворачивается в нижнее положение и складывает ленту. А дальше работает инерция — маховик крутится, палец возвращается в верхнее положение, вновь раскрывая ленточную петлю — цикл повторяется.
Такова, судя по рисункам, суть работы предлагаемого устройства.
Толком Леонид его не описал. Но в письме он предлагает увеличивать массу маховика, длину ленты и другие конструктивные элементы для увеличения мощности. Например, в ткань ленты вмонтировать полые трубки, придающие верхней части ленты плавучесть.
Однако заметим, мнение Леонида об увеличении снимаемой мощности при увеличении длины ленты неверно. Сама длина ее играет отрицательную роль, поскольку сила трения потока о ленту тормозит вращение маховика.
Кроме того, при слишком большой длине она не будет охлопываться в достаточной мере — скорость обтекания снаружи верхней части полотнища больше, чем изнутри, а значит, будет действовать подъемная сила, препятствующая схлопыванию.
Тянущее усилие, как известно из курса физики, равно произведению скоростного напора на величину миделева сечения — площадь проекции препятствия в сечении, перпендикулярном направлению движения потока. Оттого несхлопнувшаяся петля ленты будет тянуть маховик назад.
А все это означает, что длина ленты должна быть минимальной.
Если приглядеться к рисунку, то становится ясно, что длина ее должна быть равна удвоенному радиусу ее закрепления плюс расстояние до точки неподвижного крепления.
Гидропривод:
1 — маховик; 2 — лента.
Примерно та же ситуация и с массой маховика. Леонид подчеркивает необходимость максимальной массы. Между тем масса маховика, наоборот, должна быть минимальной, обеспечивающей проворачивание системы от положения А до положения Б и не более того.
Попробуем оценить порядок величины мощности, получаемой таким способом. Примем скорость потока воды равной 1 м/с при сечении препятствия равном 1 кв. м и радиусе вращения точки крепления ленты равном 1 м. Окружная скорость маховика не может быть больше скорости течения, и тогда маховик делает 1 оборот примерно за 12 с.
Учитывая, что тянущее усилие не всегда направлено по касательной, получим на валу маховика мощность порядка 250 Вт.
Точно такая же конструкция может быть использована для добывания энергии из потока воздуха (только мощность будет меньше, пропорционально плотности). А ось маховика при этом совсем не обязательно располагать горизонтально — устанавливать генератор на воздухе вертикально даже удобнее. В целом же конструкция Леонида Аверина вполне работоспособна, и наши читатели могут попробовать использовать ее на модели.
Комментарий специалиста
ТЕПЛО И ХОЛОД ИЗ ОДНОЙ ТРУБЫ
Вихревую трубу можно использовать и как нагреватель, и как холодильник.
Ринат Мазиков
Ринат Мазинов из города Азнакаево, что в Татарстане, предлагает построить паровой автомобиль с необычным паровым котлом. Необычность его в том, что для нагрева воды в нем он предполагает применить вихревую трубу, а полученный пар использовать как для движения автомобиля, так и для привода компрессора. Таким образом, считает Ринат, энергии, заключенной в исходном воздухе, будет достаточно.
К сожалению, предлагаемый им энергетический цикл невозможен, а само предложение основывается на распространенном мнении, что в вихревой трубе высвобождается какая-то избыточная энергия.
Французский инженер-металлург Жорж Ранк занимался исследованием циклонных сепараторов для очистки газов и обнаружил, что на выходе из циклона центральные слои газа имели более низкую температуру по сравнению с исходной.
Современники отнеслись к открытию Ранка с недоверием, но это не помешало ему запатентовать «вихревую трубу» в 1931 году. И только после работ немецкого физика Роберта Хильша в 1946 году вихревой эффект начал активно применяться в технике, а вихревую трубу стали называть трубой Ранка — Хильша.
Устроена она довольно просто.
Исходный сжатый поток газа подводится в трубу тангенциально и создает внутри трубы вращающийся вихрь. Выходит газ по концам трубы — с одной стороны через диафрагму выводится центральная часть потока — она холодная, а с другой стороны через коаксиальную щель — горячий периферийный поток.
В своих опытах Жорж Ран к подавал в вихревую трубу сжатый воздух с температурой +20° и получил на выходе два потока — холодный, с температурой —10… —20° и горячий с температурой до +100 °C.
Не вдаваясь в теорию вихревых труб, скажем, что в основе ее работы лежит перераспределение энергии между слоями вихря. Внутренние слои отдают энергию наружным и нагревают их. На практике величина разности температур зависит от давления и температуры???аходящего потока, конструкции тангенциального ввода, скорости газа на вводе, физических свойств газа, конструкции самой трубы. Установки, использующие вихревой эффект, применяются как для получения холода, так и тепла. Для наивысшей хладопроизводительности используют охлаждаемые трубы.
Шахтный кондиционер для охлаждения воздуха в условиях разработок по энергетическим показателям оказался близким к традиционным холодильным установкам, но зато не имел движущихся частей, был прост и надежен. Кондиционеры с вихревыми трубами широко применяются для охлаждения защитных костюмов и скафандров, в том числе и космических.
Нагрев вихревыми трубами распространен значительно меньше, и, тем не менее, такие нагреватели оказались незаменимы в паротурбинных энергоблоках — для запуска остановленной горячей турбины, например. Чрезвычайно простая конструкция, надежность и долговечность, возможность использовать любые сжатые газовые потоки, малые габариты и постоянная готовность к действию создали вихревым трубам завидную популярность в технике. Их возможности еще далеко не исчерпаны.
Маленькие хитрости
ТОЧИЛО ПОД РУКОЙ
Какой инструмент желательно иметь всегда под рукой? Правильно, перочинный нож. На рыбалке, в лесу, в походе он всегда пригодится.
Но нож время от времени приходится затачивать Можно воспользоваться подручным материалом, но куда лучше, если есть точило — брусок твердого зернистого камня.
Василий Терешков из города Калуга придумал, как сделать так, чтобы и точило было всегда под рукой — он предлагает разместить брусок внутри пластмассовой рукоятки ножа.
Плоский брусок фиксируется внутри небольшой подпружиненной защелкой, и, чтобы извлечь его, требуется только нажать на небольшую кнопку. Конечно, она не должна выступать на поверхности рукоятки, чтобы случайно не нажать ее.
Такое точило в виде двух склеенных между собой полосок наждачной бумаги можно разместить даже в рукоятке небольшого перочинного ножа, и тогда в лесу или в походе затупившийся нож быстро восстановит свои качества.
Нож хорошо иметь постоянно острым. Мой камень для заточки всегда при мне.
Василий Терешков
Даю идею
В РУКУ КАЖДОМУ — МИКРОГЕНЕРАТОР!
Предложения наших читателей зачастую удивляют своей неожиданностью и необычным взглядом на известные вещи.
Вот, к примеру, Николай Шмидт из поселка Белоярский Саратовской области предлагает любопытный микрогенератор электрического тока.
Николай пишет, что если шарик в шариковой ручке выполнить из магнита, а вокруг него намотать обмотку, то при письме такой ручкой можно будет питать миниатюрную лампочку, освещая бумагу.
Идея-то у Николая правильная — при вращении магнитного шарика в окружающей его обмотке будет возникать электродвижущая сила, только вот питать током миниатюрную лампочку от такого генератора вряд ли удастся. Чтобы таким способом получить достаточное количество электроэнергии, придется не писать, а бесконечно штриховать бумагу.
Ведь когда вы пишете, шарик вращается не так быстро и с перерывами — и получить устойчивое напряжение на обмотке не удастся.
Но если просто вести шариком по листу, то, наверное, по сигналу с обмотки можно судить о пути и скорости перемещения. И не только, а еще и о направлении движения — правда, для этого понадобится уже не одна, а несколько обмоток около шарика. С помощью такого датчика можно фиксировать даже путь, который прошел вращающийся шарик.
Кстати, когда вы управляете работой компьютера с помощью «мыши», у вас в руках именно такой шарик, только чуть больше, чем шариковая ручка
И шариковая ручка может стать генератором.
Николай Шмидт
Рационализация
ДЛЯ РЫБАКА, ГРИБНИКА И ПУТЕШЕСТВЕННИКА
Собираясь на рыбалку или в турпоход, прежде всего думаешь о рюкзаке. И по виду выбранного рюкзака можно определить самого путника: насколько он опытен, как подготовлен. У бывалого туриста рюкзак хорошо пригнан, его легко нести и все вещи «под рукой» и в сохранности.
То же можно сказать и о грибнике или рыбаке. Ведь мало собрать, скажем, грибы или ягоды — надо еще донести их до дома в сохранности.
Наш читатель Ян Матвеев из деревни Романово Пушкиногорского района Псковской области считает, что даже обычную котомку можно усовершенствовать так, чтобы и груз нести стало удобнее, и добыча — грибы или ягоды — не мялась. Сделать это просто, достаточно взять старую картонную коробку из ячеистого картона и вырезать пластины, из которых сшить внутренний каркас рюкзака. Он может иметь четыре, пять или больше отсеков, кому сколько требуется. В них можно складывать грибы, ягоды, травы — да что угодно, и рыба не перемешается с грибами, а ягоды с травой. Да и нести такой рюкзак, имеющий жесткую форму, будет удобнее!
Простую котомку легко превратить в удобный рюкзак.
Ян Матвеев
Есть предложение
ЛИПУЧИЙ ШАРИК
Наэлектризованный воздушный шарик не потребует легкого газа, чтобы зависнуть в пространстве.
Антон Листвин
«Для украшения помещения воздушными шарами совсем не обязательно надувать их водородом или гелием. На день моего рождения мне подарили пятьдесят шариков, так где же взять столько редкого газа? — пишет нам Антон Листвин из Москвы. — Вот я и придумал, как выйти из положения. Секрет прост — я надувал шарик обычным воздухом, а потом, засунув в шерстяной свитер, натирал так, чтобы он наэлектризовался. Теперь он легко прилипал к любой поверхности. Так я украсил ими всю комнату».
Думаем, предложение Антона заинтересует читателей, а кроме того, они подумают, где еще можно использовать эффект электризации шаров.
Выпуск ПБ подготовили: В.БУКИН , М.ВЕВИОРОВСКИЙ , Г.ЧЕРНИКОВ
Рисунки В. КОЖИНА
* * *
Всем, кто любит фантастику, полную веселых приключений!
Издательство «ТОРГОВЫЙ ДОМ «ДИАЛОГ» выпускает КНИЖНУЮ СЕРИЮ «ФАНТАЗЕР», где публикуются фантастические и сказочные повести известных детских писателей.
В книжные магазины Москвы, а также городов Сибири и Урала уже поступили книги Андрея Саломатова — «Цицерон — гроза тимиуков», «Боги Зеленой планеты», «Сумасшедшая деревня», «Возвращение Цицерона», «Сыщик из космоса» и повесть-сказка «Дорога Чуда».
Произведения Андрея Саломатова хорошо известны любителям фантастики по многим книгам, а также публикациям в газетах и журналах, в том числе «Юном технике» и «А почему?».
Хороший подарок детям — вышедший сборник повестей Владимира Малова «Царские книги».
Произведение, давшее название всей книге, также публиковалось в журнале «Юный техник».
Вскоре выйдет в свет другая книга этого автора — «Очень таинственный остров», где действуют те же герои, что и в первой: дружная четверка школьников, двое из которых живут в наше время, а двое других живут… в далеком XXIII веке.
Приключения героев продолжатся и в третьей книге Владимира Малова, которая тоже готовится к печати.
В этой же серии планируются к выпуску сказка «Синяя птица» Мориса Метерлинка и «Щелкунчик» Эрнста Теодора Амадея Гофмана .
Кроме фантастики, издательство выпускает научно-популярную литературу для детей и словари.
Спрашивайте в книжных магазинах продукцию «ТОРГОВОГО ДОМА «ДИАЛОГ».