wz

Teslův "samočinný" motor

Peter A. Lindemann

V červnu roku 1900 Nikola Tesla publikoval článek v Century Magazine s názvem The Problems of Increasing Human Energy. Nikdy předtím ani potom nebyl tak mistrně a vyčerpávajícím způsobem diskutován problém, jak získávat užitečnou energii z okolního prostředí. V původním formátu časopisu zabíral článek 31 stran. Po výčtu všech tehdy známých metod výroby energie se Tesla zabýval možností vytvořit "samočinný" motor -- ideální způsob získávání hybné energie.

Na stranách 200 až 204 původního článku v Century Magazine Tesla nastínil své myšlenky. Následující citace jsou vytaženy z této části článku.

"Když jsem začal tento problém hlouběji zkoumat, uvědomil jsem si, že k získání uspokojivých výsledků je nutné zvolit metody radikálně odlišné od těch, které byly v té době známé. Větrný mlýn, sluneční motor, motor poháněný zemským teplem, všechny tyto stroje měly při využívání energie svá omezení. Musel být objeven nějaký jiný způsob, který by nám umožnil využít více tepelné energie."

"Řešením problému tedy bylo objevení nějaké nové metody, která by umožnila získat více tepelné energie z okolního média a současně tuto energii získat rychle."

"Marně jsem se pokoušel přijít na to, jak by se to dalo zařídit, když jsem četl nějaká tvrzení Carnota a Lorda Kelvina (tehdy Sira Williama Thomsona), která znamenala, že je doslova nemožné, aby neživý mechanismus nebo samohybný stroj ochladil část média pod teplotu okolí a získal tak tepelnou energii pro svou činnost. Tato tvrzení mě velice zaujala. Živé bytosti takovou věc evidentně dokážou, a protože mě zkušenosti z mého mládí přesvědčily, že živá bytost je pouhý automat, nebo řečeno jinak "samočinný stroj", došel jsem k závěru, že je možné zkonstruovat stroj, který by dokázal to samé."

"Předpokládejme, že v daném prostoru může být nějakým procesem udržována extrémně nízká teplota; okolní médium by potom bylo nuceno odevzdat teplo, které by mohlo být přeměněno na mechanickou nebo nějakou jinou formu energie, která by byla potom užitečným způsobem využita. Realizací tohoto plánu bychom měli být schopni na každém místě zeměkoule získat nepřetržitý zdroj energie, ve dne - v noci."

"Bližší zkoumání principů a výpočty nyní ukázaly, že cíle, jejž jsem si vytknul, nemůže být dosaženo obyčejným strojem, jak jsem dříve očekával. To mě v dalším kroku vedlo ke studiu motoru obecně označovaného jako ”turbína”, který se zpočátku zdál nabízet lepší šance na realizaci této myšlenky."

"…mé závěry ukazovaly, že pokud bude možné nějaký motor zvláštní konstrukce dovést k dokonalé realizaci, můj plán bude realizovatelný a já byl rozhodnut pokračovat ve vývoji takového motoru, jehož primárním cílem bylo vysoce ekonomicky transformovat teplo na mechanickou energii."

"Krátce poté (na jaře roku 1895) dr. Carl Linde oznámil zkapalnění vzduchu pomocí samoochlazovacího procesu, který demonstroval, že je možné ochlazovat vzduch tak dlouho, až zkapalní. To byl poslední experimentální důkaz, který jsem potřeboval, že energii lze získat z okolního prostředí způsobem, který jsem vymyslel."

"Na úkolu, na němž pracuji, musí být ještě mnoho vykonáno. Řada mechanických detailů musí být ještě propracována a některé těžkosti různé povahy ještě musí být překonány a nemůžu doufat, že v krátké době vyrobím samohybný stroj, který čerpá energii ke svému pohonu z okolního prostředí dokonce ani tehdy, pokud se všechna má očekávání splní."

Teslova myšlenka byla radikální. Zkonstruovat stroj poháněný teplem obsaženým v okolním vzduchu, který bude vyrábět mechanickou energii a současně ochlazovat prostředí. Říkal tomu "ideální způsob získávání hybné síly". Takový stroj by byl schopen vyrábět užitečnou energii v kteroukoli denní nebo noční dobu, v kterémkoli místě na zeměkouli, a využívat přitom obrovské zásoby tepla v atmosféře. Pracoval na této myšlence řadu let a silou své logiky byl absolutně přesvědčen, že tohoto cíle lze dosáhnout.

Pokud vím, Tesla svou práci na tomto vynálezu nikdy nedokončil. Ale jeho průkopnické úsilí naznačilo řešení mnoha inženýrských problémů.

Překvapilo mne, že přes všechnu pozornost, kterou jsem Teslovi poslední roky věnoval, jsem nikdy neslyšel ani zmínku o tomto aspektu jeho práce. Stohy knih byly napsány o tzv. "přístrojích na volnou energii", v nichž rádobyvynálezci marně hledají všudypřítomný, nevyčerpatelný zdroj energie, z něhož mohou jejich stroje čerpat. Vymýšleli teorie, v nichž postulovali "tachyony", energii "nulového bodu" a "magnetismus" jako zdroje, z nichž je možné čerpat energii. A zatímco budoucí práce může prokázat, že tyto zdroje mohou být praktické, je překvapivé, že okamžitě dostupné zdroje atmosferického tepla jsou opomíjeny.

Patentový úřad je zavalen stovkami "motorů s permanentními magnety", z nichž žádný - podle mých informací -nefunguje. (Podle mě známých zdrojů přinejmenším funguje motor Howarda Johnsona, U.S. Patent No. 4,151,431. Apr. 24, 1979 - pozn. překl.) Tesla opustil tuto myšlenku dvěma větami: "Můžeme dokonce najít způsoby jak využívat síly jako je magnetismus nebo gravitace pro pohon strojů bez použití dalších prostředků. Takové realizace, přestože jsou velmi nepravděpodobné, nejsou nemožné." I když nechal dveře otevřené, Tesla věnoval této oblasti výzkumu pouze stručnou zmínku. Potom pokračuje na čtyřech dalších stránkách diskusí o svém úsilí využít teplo z okolí jako zdroj energie.

Tesla byl vynikající myslitel a vynálezce. Jeho mysl pochopila konečné řešení energetických potřeb lidstva. Jako vědecký Sherlock Holmes používal sílu své dedukce. Když odstranil vše "nepravděpodobné" a "nemožné", co zbylo, muselo být řešením. Atmosferické teplo je největší zásobník energie na této planetě. Tesla nepřehlédl to, co bylo zřejmé. Byl jednou z mála ryb schopných pozorovat vodu, v níž plaval. Málo lidí je schopných jít za svými myšlenkami. Ještě méně lidí dokáže pokračovat ve své práci.

Když jsem poprvé četl tento článek z Century Magazine, byl jsem fascinován částí o "samočinných" motorech. Ale Teslova myšlenka získávat energii odváděním tepla na nevyčerpatelné "studené místo" se zdála být nerealizovatelná. Moje mysl nebyla schopna vyřešit problémy s tím spojené. Naštěstí další lidé nebyli tak hloupí.

Abychom začali chápat Teslovu myšlenku, podívejme se nejdříve na základy dynamiky tekutin. Kdo chce, může tuto pasáž přeskočit. Jestliže je plynné médium (jako vzduch) uvězněno v uzavřeném prostoru, budou tři jeho vlastnosti navzájem závislé. Tyto vlastnosti jsou: (1) objem, jak velký prostor plyn zaujímá, (2) teplota, kolik tepla plyn v daném prostoru obsahuje a (3) tlak, jakou silou plyn působí na stěny nádoby, v níž je uvězněn. Pokud například zvýšíme teplotu a objem zůstane stejný, zvýší se tlak. Podobně, zvýšíme-li objem, sníží se buď teplota, nebo tlak (nebo obojí). Z toho můžeme vidět, že teplota a tlak jsou na sobě přímo úměrně závislé, ale jsou nepřímo úměrné objemu. Tímto způsobem dr. Carl Linde zkapalňoval vzduch "samoochlazovacím procesem". Manipulací tlaku a objemu určitého množství vzduchu v plynném skupenství byl schopen ho zkapalnit s využitím těchto principů.

Před sto lety to byl ohromný úspěch. Nyní jsou tyto procesy denně komerčně využívány. Pro ilustraci nemusíme chodit dál než do užitečných novinek dostupných přes katalog zásilkové služby. Dnes je dostupných mnoho druhů stlačených plynů. Jedním z nich je kysličník uhličitý. Za méně než 30 dolarů můžete koupit speciální hubici, která se připojuje k nádobě se stlačeným kysličníkem uhličitým. Když je plyn vypouštěn touto hubicí, vytváří se "suchý led". Když je stlačený kysličník uhličitý, který má pokojovou teplotu, vypuštěn za kontrolovaných podmínek do atmosféry, ochladí se a vytvoří "suchý led". Pomocí této metody může být okolo 20% stlačeného plynu zkapalněno nebo v tomto případě přeměněno na pevné skupenství. Tento příklad ilustruje, čemu Tesla říkal "samoochlazovací proces", který dr. Carlu Lindeovi umožnil v roce 1895 zkapalnit vzduch. Tesla okamžitě pochopil důsledky. Prohlásil, že jeho vynález může běžet na kapalný vzduch, ale že "jeho teplota je zbytečně nízká." Stačilo mít pracovní médium, které se mění z plynu na kapalinu při teplotě, která je jen o málo nižší než pokojová.

Lindeho proces vyžadoval vstup mechanické energie pro stlačení vzduchu. Ale Tesla věděl, že tento mechanický proces je reverzibilní. Stroj, který si v duchu představoval, používal metody, objevené dr. Lindem, ale využíval je opačně. Abychom toto pochopili, nemusíme chodit dál než do naší lékárničky. Když je izopropyl alkohol natřen na vaši pokožku, cítíte chlad. Alkohol chladí, protože se vypařuje. Vypařuje se proto, že se změnil tlak par mezi uzavřenou lahví a volným ovzduším. A tak čerpá teplo z vaší paže. To je důvod, proč vaše paže cítí chlad. Věřte tomu nebo ne, Tesla v tom všem viděl energetický stroj. Důsledek rovnice, který zde není tolik zřejmý, je, že objem, který zaujímá vypařující se alkohol, se dramaticky zvětšuje. Tento zvětšující se objem plynu může být ohraničen a vytvořit tlak, který může pohánět motor. Tesla to všechno viděl a věděl, co to znamená. Strávil léta tím, že se pokoušel vyřešit všechny inženýrské problémy s tím spojené, aby budoucí společnost mohla všechny své energetické potřeby pokrýt využitím těchto procesů.

Jak tedy Teslův "samočinný" motor vypadal? Abychom si ho představili, může být užitečné nejdříve se podívat na dva různé druhy tepelných systémů, které fungují s médiem o dvou skupenstvích. První z nich je parní motor a druhý je tepelné čerpadlo. Na obrázku 1 se v kotli vaří voda a mění se na tlakovou páru. Tato pára o vysoké teplotě a tlaku je potom použita k pohonu turbíny a přeměně tlaku páry na mechanickou práci. Pára o nízkém tlaku a teplotě vycházející z turbíny je ochlazena v kondenzátoru a stane se z ní zase voda v kapalném skupenství. Tato voda je potom pumpována zpátky do kotle a cyklus se opakuje. V tomto příkladu snadno vidíme, že voda získává teplo v kotli a odevzdává ho do kondenzátoru.

Na obrázku 2 je nakresleno schéma tepelného čerpadla. Pára o nízké teplotě vstupuje do kompresoru a je stlačena na vysoký tlak a teplotu. Tato pára je potom v kondenzátoru přeměněna na kapalinu. Dále je stlačená kapalina vedena přes speciální trysku do místa s nízkým tlakem a s nízkou teplotou. Snížení tlaku způsobí, že určitá část kapaliny se vypaří. Toto "dvoufázové médium", z části pára a z části kapalina, potom vstoupí do výparníku, v němž se vypaří zbytek kapaliny. Odtud je pára o nízké teplotě vedena do kompresoru a cyklus je dokončen. V tomto příkladu můžeme vidět, že médium získává teplo ve výparníku a odevzdává ho do kondenzátoru.

Tyto dva systémy si jsou velmi podobné. Oba mají místo, kde je médiu předáváno teplo (kotel a výparník). Oba mají místo, kde je snižován tlak (turbína a škrtící tryska). Oba mají místo, kde médium předává teplo do okolí (kondenzátory). A oba mají místo, kde je pracovní médium stlačeno, aby dokončilo cyklus (čerpadlo a kompresor). V parním motoru je tepelná energie dodána systému v kotli a v turbíně je systému odebrána energie její přeměnou na mechanickou práci. Množství tepla, které v turbíně nebylo úspěšně přeměněno na mechanickou energii, je předáno kondenzátoru a představuje ztráty. V tepelném čerpadle je mechanická energie dodána do systému v kompresoru a tepelná energie je systému odňata v kondenzátoru. Množství kapaliny, které se vypaří za škrtící tryskou představuje ztráty, protože k jejímu vypaření nebylo použito teplo z okolí.

Hlavní rozdíl mezi těmito dvěma systémy spočívá v tom, že parní motor běží na pracovní médium (vodu), která mění skupenství z kapalného v plynné při teplotě 212' Fahrenheita, kdežto tepelné čerpadlo běží na pracovní médium (freon), které mění skupenství z kapalného na plynné při teplotě -50' Fahrenheita. Teslův "samočinný" motor byl jedinečným hybridem mezi těmito dvěma systémy.

Tesla věděl, že jeho systém, pokud měl fungovat, musel mít mnohem vyšší účinnost než standardní systémy. Kdybychom v našem příkladu parného motoru mohli vypustit kondenzátor, jeho účinnost by se zvýšila. Kdybychom dále v našem tepelném čerpadle mohli integrovat škrtící trysku do výparníku, aby expanze všeho média probíhala zde, zvýšila by se účinnost systému. Inženýrské problémy tohoto druhu se Tesla pokoušel vyřešit. Když vezmeme prvky obou systémů, začneme chápat, co Tesla objevil. Obrázek 3 ukazuje takový systém. Běží na médium s nízkou teplotou změny skupenství, jako je freon.

První element funguje jako kombinace čerpadla a kompresoru. Jeho úkolem je vzít směs média v kapalném a plynném skupenství a stlačovat ji, dokud není stoprocentně kapalné. Další prvek systému plní funkci kotle. Je to ve skutečnosti tepelný výměník, který pracovnímu médiu umožňuje absorbovat teplo z okolí bez nutnosti varu. Tento prvek má na okolí chladící účinky. Zde médium získává uložený tepelný potenciál. Dalším prvkem systému je tryska a regulační ventil. Tento prvek umožňuje, aby stlačené kapalné médium rychle ztratilo svůj tlak, což způsobí, že část pracovního média se vypaří. Protože zde není žádný zdroj tepla, teplo k vypaření musí pocházet přímo z tepla uloženého v pracovním médiu. Rychle se rozpínající směs kapaliny a páry je využívána dalším prvkem systému - turbínou. Jak Tesla řekl, je to "motor zvláštního druhu". Musí být schopen účinně fungovat na tuto směs plynné a kapalné složky média. Po opuštění turbíny je médium opět stlačeno a přeměněno na kapalinu a začíná nový cyklus. Tesla se domníval, že jeho turbína bude produkovat víc mechanické energie než kompresor potřebuje, takže systém bude produkovat přebytek mechanické energie.

Na rozdíl od dvou výše popsaných systémů Teslův "samočinný motor" nemá žádný kondenzátor, v němž se neužitečně rozptyluje teplo do okolního prostředí. Tepelná energie je absorbována z okolí, mechanická energie je předána turbíně a všechen zbývající tepelný potenciál v pracovním médiu je recyklován v dalším pracovním cyklu.

Celá věc je úžasný nápad, ale bude to fungovat? Může být potřebné účinnosti skutečně dosaženo? Ve 30. letech 20. století jistý rakouský inženýr jménem Rudolf Doczekal úspěšně postavil parní motor, který běžel na směs vody a benzenu. K jeho úžasu mohl běžet s a nebo bez kondenzátoru v systému. Jeho účinnost značně převyšovala vypočítané maximum Carnotova cyklu. V roce 1939 dostal na svůj systém patent (NR. 155744). Trvalo 39 let než někdo jiný dokázal, že Tesla měl pravdu - tepelný motor s vysokou účinností může fungovat bez kondenzátoru.

Ale může být všech dalších potřebných vlastností dosaženo? Existuje zařízení, které může účinně stlačit směs kapaliny a plynu zpět na kapalinu? Odpověď zní ano. Tuto funkci dnes může provádět "Copeland Scroll Compressor". Existuje turbína, kterou je možno pohánět rychle se rozpínajícím médiem, které je zčásti plynné a zčásti kapalné? Odpověď je opět kladná. Impulsní turbíny s tlakovými tryskami zabudovanými přímo do krytu turbíny mohou plnit takovou funkci, takže k rozpínání média dochází uvnitř turbíny. Také všechny další inženýrské problémy byly vyřešeny.

Dnes existují dva fungující modely strojů, které převádějí teplo obsažené ve vzduchu na mechanickou energii, přičemž jako vedlejší produkt ochlazují vzduch. Sto let poté, co Tesla přišel na "ideální způsob získávání hybné síly", byla z gigantického rezervoáru atmosferického tepla úspěšně čerpána energie. Na planetu Zemi přišla skutečná "volná energie". Je zřejmé, že technické detaily těchto strojů jsou složité. Průměrný čtenář není schopen jim důkladně porozumět bez rozsáhlého studia. Avšak základní principy, na nichž je jejich funkce založena, zde byly nastíněny jen s mírným zjednodušením.

Nyní, červen 1995, jsou využívány dva poněkud odlišné procesy, které dávají stejný základní výsledek. První je stroj, zkonstruovaný německým fyzikem dr. Bernhardem Schaefferem a ruským vynálezcem Albertem Serogodským, který je založen na průkopnické práci Doczekala. Na jejich poslední stroj byl udělen německý patent # DE 42 44 016 A1 a funguje jako chladnička, která produkuje elektřinu, místo aby ji spotřebovávala. Další vynález je založen na práci kanadského inženýra George Wisemana, který se přímočařeji opíral o Teslovy myšlenky. Wiseman napsal tři knihy, které úplně popisují principy tohoto úžasného vynálezu. Jeho "HEAT Technology Series, Book 1, Book 2, and Book 3" si musí přečíst každý, kdo se o tento předmět zajímá. V těchto knihách jsou popsány konstrukce turbín a jsou zde uvedeny úplné matematické modely systému. Výtisk knihy si můžete objednat na adrese Eagle Research, Box 145, Eastport, ID, 83826 USA. Každá z knih stojí 15 dolarů, pokud žijete v Severní Americe. Pokud budou knihy posílány do zámoří, musíte připlatit 5 dolarů na poštovné. Kupte si obě knihy, protože pokrývají různé aspekty systému.

Před sto lety Nikola Tesla objevil dokonalý způsob získávání energie ze Slunce přeměnou tepla obsaženého v ovzduší na mechanickou práci. Vymyslel metodu a vyřešil dokonce většinu technických problémů. Ale různé síly během jeho života zabránily, aby svou práci dokončil. Jeho "samočinný" motor je skutečně motor, který nepotřebuje palivo, schopný vyrábět užitečnou energii na kterémkoli místě planety, v kteroukoli noční nebo denní dobu. Trvalo plných sto let než druzí dokončili jeho dílo - ta doba je tady. Nechci podceňovat nenahraditelné a vynikající příspěvky Wisemana, Schaeffera, Doczekala a dalších, ale je to především Tesla, kterému bychom měli za naši budoucnost poděkovat.

Když Tesla začal přemýšlet o svém vynálezu, vyslovil předpoklad, že základní předpoklady vyjádřené v "Druhém zákonu termodynamiky" nejsou univerzálně platné, a proto nemohou fungovat jako absolutní omezení. Tyto předpoklady jsou zasazeny do našich životů myšlenkou, že pokud chci, aby teplota mého prostředí byla teplejší nebo chladnější než okolí, musím na to vynaložit energii. Tesla se nebál pochybovat nebo dokonce nesouhlasit s těmito předpoklady. Dokonce ani velikáni a historické "autority", jakými byli Sadi Camot a Lord Kelvin, jejichž práce byla základem "Zákonů termodynamiky", ho nezastrašili. Byl ochoten znovu promyslet všechny základní poznatky ve světle svých vlastních experimentů a pozorování a udělat si vlastní závěry. Tím, že to udělal, byl schopen vymyslet vynález, který mohl být realizován až za sto let.

 

REFERENCES

Encyclopedia Britannica, section on Thermodynamics, 1989 edition

Planetary Association for Clean Energy, PA CE newsletter, Vol 8, #2, Feb, 1995

Schaefler, B and Bauer, W O., How to win energy with an adiabatic-isochoric-adiabatic cycle over labile states of the P-V-diagram, WDB-Verlag, 1991

Tesla, Nikola, The Problems of Increasing Human Energy, The Century Illustrated monthly Magazine, June, 1900

Wisemann, George, Heat Technology, Books 1,2, and 3, Eagle Research, 1994

PETER LlNDEMANN became interested in alternative energy and health technologies in 1973. He joined BSRF in 1975, studying Radionics, Bio-circuits, Implosion, and related subjects. His first article was published in BORDERLANDS in 1966 on ELF devices. In 1988, he joined the Board of Directors of BSRF as well as helped supervise research at Borderland Labs Since that time he has written 14 Fizix Korner columns, and contributed numerous articles on MWO research, Radionics, and Free Energy.

Překlad z angličtiny: Ladislav Kopecký


Zdroj: http://www.free-energy.cc/