Никола Тесла - Патенты

www.e-puzzle.ru

НИКОЛА ТЕСЛА

ПАТЕНТЫ

Самара Издательский дом «Агни» 2009

Т36

Издательство выражает признательность директору Музея Н Теслы в Белграде Марии Сесич за активное участие и содействие в издании этой книги

Ответственный редактор Г. Л. Бажуков

Научные редакторы доктор философских наук, профессор Велимир Абрамович кандидат технических наук В. Д. Привалов Перевод А. Е. Дунаев

Тесла Н.

Т36 Патенты — Самара: Издательский дом «Агни», 2009. — 496 с.: ил.

1БВЫ 978-5-89850-126-6

«Повелитель вселенной», «человек из будущего», инициатор всемирной информационной и энергетической систем - это не метафоры писателя-фантаста, все эти определения относятся к Николе Тесле, прежде всего инженеру, ученому, изобретателю. Возможно, в мире нет такого специалиста, чьи труды столь востребованы и актуальны до настоящего времени и послужат человечеству еще много лет. Это система переменного тока, практически все виды генераторов и двигателей переменного тока, газоразрядные лампы, преобразователи высокого напряжения, резонансные системы, радиосвязь, радиоуправление, кодирование информации и еще многое, чему мы обязаны Николе Тесле.

За свою многолетнюю творческую жизнь Тесла запатентовал свыше 300 изобретений в разных странах. И сегодня читатель впервые может познакомиться с ними на русском языке. Характерными чертами его патентов являются их практическая направленность и реализуемость. Возможно, чрезвычайная тщательность описаний и витиеватость формул изобретений вызовет раздражение у читателей. Возможно также, что читатели, представляющие Теслу как некоего мага, обладавшего секретом управления энергией космоса, перемещения во времени и пространстве, будут разочарованы, увидев в патентах описание столь земных и даже легко реализуемых устройств и способов. Специалист будет удивлен обилием технических решений, ставших классическими, и большим запасом технических решений, еще ожидающих своего осознания и применения. К таким изобретениям можно отнести, например, приемник «лучистой энергии». До сих пор мы ничего не знаем определенного о принципе его действия, возможно, имелся в виду преобразователь энергии, рождаемой космическими лучами.

Несмотря на строгие каноны патентного ведомства, через текст и иллюстрации патентов проявляется и дух того времени, и характер этого загадочного ученого и изобретателя. К сожалению, мы пока не знакомы с патентными материалами или другими значимыми документами, связанными с наиболее зрелым периодом его деятельности, что и привело к возникновению множества легенд, не всегда обоснованных. Но время и стремление к знаниям, будем надеяться, позволят проникнуть в творческую лабораторию ученого-экспериментатора.

ББК 20г

© Издательский дом «Агни», 2009

15ВЫ 978-5-89850-126-6

Содержание

I. ДВИГАТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ 5

1. Коллектор динамоэлектрической машины б

2. Регулятор динамоэлектрической машины 9

3. Регулятор динамоэлектрической машины 15

4. Регулятор динамоэлектрической машины 20

5. Динамоэлектрическая машина 24

6. Электромагнитный двигатель 31

7. Электромагнитный двигатель 44

8. Электромагнитный двигатель 50

9. Коллектор динамоэлектрической машины 58

10. Динамо-машина 65

11. Динамо-машина, или двигатель 71

12. Динамо-машина 74

13. Регулятор для двигателей переменного тока 80

14. Метод управления электромагнитным двигателем 87

15. Электромагнитный двигатель 94

16. Динамо-машина 99

17. Метод приведения в действие электромагнитных двигателей 103

18. Электромагнитный двигатель 110

19. Электродвигатель 114

20. Электромагнитный двигатель 118

21. Якорь электромашин 126

22. Электромагнитный двигатель 131

23. Электромагнитный двигатель 135

24. Электромагнитный двигатель переменного тока 141

25. Двигатель переменного тока 146

26. Электротрансформатор, или индукционное устройство 150

27. Электромагнитный двигатель 155

28. Электромагнитный двигатель 160

29. Электрогенератор переменного тока 165

30. Электромагнитный двигатель 173

31. Электромагнитный двигатель 179

32. Электромагнитный двигатель 186

33. Электрогенератор 190

34. Электромагнитный двигатель 200

35. Двигатель переменного тока 205

II. ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 211

36. Система распределения электрического тока 212

37. Система распределения электрического тока 219

38. Метод электрической передачи энергии 226

39. Система электрической передачи энергии 230

40. Электрическая передача энергии 239

41. Система электрической передачи энергии 244

42. Электрическая передача энергии 253

III. СВЕТ 258

43. Дуговая лампа 259

44. Дуговая лампа 266

45. Метод питания дуговой лампы 274

46. Система электрического освещения 278

47. Лампа накаливания 286

48. Лампа накаливания 291

IV. УСТРОЙСТВА, РАБОТАЮЩИЕ С ТОКАМИ ВЫСОКИХ ЧАСТОТ, И КОНТРОЛЛЕРЫ ЦЕПИ

49. Метод и устройство преобразования

и распределения электрической энергии

50. Средства генерирования электрического тока

51. Устройство для генерирования токов высоких частот и потенциала

52. Метод регулирования аппаратуры

для производства токов высоких частот

53. Метод и устройство для генерирования токов высоких частот

54. Устройство для генерирования токов высоких частот

55. Устройство для генерирования токов высоких частот

56. Устройство для генерирования токов высоких частот

57. Электрический трансформатор

58. Контроллер электрической цепи

59. Контроллер электрической цепи

60. Контроллер электрической цепи

61. Контроллер электрической цепи

62. Контроллер электрической цепи

63. Контроллер электрической цепи

64. Контроллер электрической цепи

65. Контроллер электрической цепи

V. РАДИО

66. Устройство для передачи электрической энергии

67. Средства увеличения интенсивности электрических колебаний

68. Метод усиления и использования эффектов, переданных через естественную среду

69. Методы применения эффектов, переданных через естественную среду

70. Устройство для использования энергии излучения

71. Метод передачи сигналов

72. Способ передачи электрической энергии через естественную среду

73. Устройство для передач электроэнергии

VI. ТЕЛЕМЕХАНИКА (ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ)

74. Способ и устройство для управления машинным механизмом движущихся судов или сухопутных средств передвижения

Никола Тесла (1856-1943) ~ величайший ученый - был человеком несветским: он не любил наград, различных знаков отличия и никогда не позировал художникам. Единственное полотно, которое вошло в историю как «Синий портрет», было написано знаменитой портретисткой Вильмой Львофф-Парлаги (1863-1923). Он был представлен на суд публике па вер нисаже 1 марта 1916 года в ее нью-йоркской студии. Тесла лично создал в студии искусственный синий свет, олицетворявший его изобретательский гений. Успех был ошеломительным: газета «Нью-Йорк тайме» писала об «искусственном солнце», создающем «рукогпворное Северное сияние». Для много численных почитателей Теслы этот портрет стал иконой.

После смерти художницы в 1923 году картину приобрел ее друг и патрон коммерсант Людвиг Ниссен, передавший часть своей коллекции, куда вошел и «Синий портрет», родному городу Хузум в Германии. Там она вошла в каталог как «Портрет неизвестного». И только в 1991 году изыскания, предпринятые музеем Теслы в Белграде (Сербия) и в Тегернзее (Германия), позволили д-ру Штекнеру и д-ру Астрид Фрик из музея Северного моря в Ху- зуме идентифицировать полотно как «Синий портрет» Н. Теслы.

В начале 2009 года музей Хузума принял решение о реставрации порт рета, и с этой задачей блестяще справилась Сюзанна Герлах. Открытая презентация уникума состоялась 2 марта 2009 года в рамках выставки «Миф, энергия и княгиня-портретистка. «Синий портрет» Николы Теслы, человека, осветившего мир».

Первостепенное значение для эволюции человека имеет изобретательность. Это самый важный продукт его творческого мышления.

Никола Тесла

I

ДВИГАТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ

1

ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СОЕДИНЁННЫХ ШТАТОВ

НИКОЛА ТЕСЛА, ПРОЖИВАЮЩИЙ В СМИЛЯНАХ ЛИКИ, АВСТРО-ВЕНГРИЯ, ПЕРЕУСТУПАЮЩИЙ ПРАВА НА ДАННОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ ФИРМЕ «ТЕСЛА ЭЛЕКТРИК ЛАЙТ ЭНД МАНУФАКЧУРИНГ КОМПАНИ», РАУЭЙ, НЬЮ-ДЖЕРСИ

КОЛЛЕКТОР ДИНАМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

ОПИСАНИЕ, ЯВЛЯЮЩЕЕСЯ ЧАСТЬЮ ПАТЕНТА № 334823 ОТ 26 ЯНВАРЯ 1886 Г. ЗАЯВКА ОТ 6 МАЯ 1885 Г., НОМЕР ЗАЯВКИ № 164534 (МОДЕЛЬ НЕ ПРИЛАГАЕТСЯ)

Всем заинтересованным лицам:

Я, Никола Тесла из Смилян, что в Лике (провинция Австро-Венгрии), изобрел усовершенствование для динамоэлектрической машины, описание которого приводится ниже. Данное изобретение связано с коллектором динамоэлектрической машины, особенно машин с большой эдс, используемых для дуговых ламп, и является устройством, позволяющим предотвратить искрение на коллекторе.

Известно, что в машинах с большой эдс, в частности используемых для дуговых ламп, при разъединении коллекторной пластины или ламели со сборной щеткой проскакивает искра на коллекторе. Причиной появления искры может быть разъединение замкнутой цепи или шунтирование щеткой двух или более коллекторных пластин. В первом случае искра более заметная, поскольку в момент разрыва цепи происходит освобождение энергии магнитного поля, следствием чего является сильная искра или вспышка, которая прерывает ток, приводит к быстрому износу коллекторных пластин и щеток и расходу энергии. Искрение может быть ослаблено различными способами, например, отводом тока в момент разъединения щетки с сегментом коллектора или ламели, закорачиванием обмоток, увеличением числа коллекторных пластин или другим подобным способом; но все эти методы дорогостоящи, трудноосуществимы, а самое главное - малоэффективны.

Мое изобретение позволяет избежать искрения весьма простым способом. Для этой цели я вместе с коллекторной пластиной и промежуточным изоляционным материалом использую слюду, асбестовую бумагу, другие диэлектрические вещества, желательно невоспламеняемые, которые я располагаю на поверхности коллектора, перед щеткой и позади нее.

Прилагаемые чертежи существенно облегчат понимание моего изобретения.

На рисунке 1 представлен разрез коллектора с асбестовым изолирующим приспособлением, на рисунке 2 ^— две пластинки из слюды с задней поверхности щетки.

На рисунке 1 С означает коллектор и промежуточный изолирующий материал, В В - щетки, (1с1 - листы асбестовой бумаги или другого подходящего материала. Ff - пружины, давление которых может регулироваться при помощи винтов дд. На рисунке 2 представлена простейшая конструкция с двумя пластинами из слюды или подобного материала. Очевидно, что при разъединении сегмента коллектора со щеткой образованию дугового разряда будет препятствовать промежуточный диэлектрический слой, контактирующий с диэлектриком щетки.

Мое же изобретение предполагает различные способы его реализации, ибо оно, в широком плане, сводится к введению твердого диэлектрика на поверхность коллектора, благодаря чему искрение полностью или частично прекращается. Я отдаю предпочтение асбестовой бумаге или ткани, пропитанной оксидом цинка, магния, циркония или иным подходящим веществом. Поскольку бумага и ткань являются мягким материалом, они одновременно служат для очистки и полировки коллектора; слюда или подобный ей минерал используются мной, поскольку представляют собой изолятор или плохой проводник электричества. Это устройство может быть применено в любой электрической машине, в которой используются скользящие контакты.

Формула изобретения:

1. Комбинация коллекторных пластин и изоляционного материала и щеток динамоэлектрической машины с твердым изолятором или плохим проводником, располагаемым на поверхности коллектора рядом с краем щетки.

1. Комбинация контактных пружин или щеток с твердым изоляционным материалом или плохим проводником в электрической машине со скользящими контактами и промежуточным изолятором.

Никола Тесла.

Свидетели: Дж. Т. Пинкни, У.Г. Мотт.

Н. ТЕСЛА

КОЛЛЕКТОР ДИНАМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

26 ЯНВАРЯ 1886 Г.

№ 334823

2

ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СОЕДИНЁННЫХ ШТАТОВ

НИКОЛА ТЕСЛА, ПРОЖИВАЮЩИЙ В СМИЛЯНАХ ЛИКИ, АВСТРО-ВЕНГРИЯ, ПЕРЕУСТУПАЮЩИЙ ПРАВА НА ДАННОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ ФИРМЕ «ТЕСЛА ЭЛЕКТРИК ЛАЙТ ЭНД МАНУФАКЧУРИНГ КОМПАНИ», РАУЭЙ, НЬЮ-ДЖЕРСИ

РЕГУЛЯТОР ДИНАМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

ОПИСАНИЕ ЯВЛЯЕТСЯ ЧАСТЬЮ ПАТЕНТА № 336961 ОТ 2 МАРТА 1886 Г.

ДАТА ПОДАЧИ ЗАЯВКИ 18 МАЯ 1885 Г., НОМЕР ЗАЯВКИ 165793 (МОДЕЛЬ НЕ ПРИЛАГАЕТСЯ)

Всем заинтересованным лицам:

Я, Никола Тесла из Смилян, что в Лике (провинция Австро-Вен- грии), изобрел усовершенствование для динамоэлектрической машины, описание которого приводится ниже.

Цель моего изобретения - добиться улучшения метода регулирования тока в динамоэлектрических машинах.

Для этого я использую две основные щетки, с которыми соединены концы обмотки возбуждения, дополнительную щетку и дополнительный отвод от промежуточной точки обмотки возбуждения к дополнительной щетке.

Расположение соответствующих щеток меняется автоматически или вручную, поэтому параллельное соединение не функционирует, когда дополнительная щетка занимает на коллекторе определенное положение; но когда эта дополнительная щетка перемещается относительно главных щеток или последние перемещаются относительно нее, это условие нарушается и некоторая часть тока, протекающего через обмотку, отводится через параллельную цепь, или ток входит через эту параллельную цепь к обмотке возбуждения.

При автоматическом изменении расположения соответствующих щеток на коллекторе пропорционально меняющимся электрическим параметрам рабочей цепи создаваемый ток может регулироваться в зависимости от нагрузок в рабочей цепи. Устройства для автоматического перемещения щеток в динамо-машинах хорошо известны, и в моей машине могут использоваться любые подобные устройства.

На рисунке 1 представлена схема, иллюстрирующая мое изобретение: на ней изображен сердечник индуктора с обмоткой, витки которой намотаны в одном направлении по всей длине. На рисунках 2 и 3 представлены схемы, показывающие сердечник индуктора с секциями обмотки, намотанными в противоположных направлениях. На схемах (рисунки 4 и 5) представлены электрические устройства, которые могут быть использованы для автоматического регулирования щеток, а схема на рисунке 6 показывает положение щеток в момент активации машины при запуске. А и В являются соответственно позитивной и негативной щетками главной или рабочей цепи, а с - дополнительной щеткой. Щетки а и Ь, как обычно, подключены к рабочей цепи D, в которую входят электрические лампочки и прочие устройства £)', включенные последовательно или параллельно. ММ' является обмоткой возбуждения, концы которой соединены с главными щетками а и Ь. Ответвление, то есть шунт, проходит от дополнительной щетки с к обмотке возбуждения и подсоединен к ней в промежуточной точке X.

Н является коллектором с пластинами обычной конструкции. Очевидно, когда дополнительная щетка с занимает на коллекторе такое положение, что эдс между щетками а и с относится к эдс между щетками cub как сопротивление цепи аМс'сА к сопротивлению цепи ЬМ'с'сВ, потенциалы точек X и У будут равны, и по дополнительной щетке ток протекать не будет; но когда щетка с займет другое положение, потенциалы точек X и У будут различаться, и ток потечет по дополнительной щетке к коллектору или от него в зависимости от расположения щеток. Если, например, уменьшить пространство в коллекторе между щетками а и с, когда последняя находится в нейтральном положении, ток потечет из точки У через параллельное соединение С к щетке Ь, усиливая таким образом ток в секции М' и частично нейтрализуя ток в сегменте М; но если пространство между щетками а и с увеличить, ток потечет по дополнительной щетке в противоположном направлении, в сегменте Л/ он усилится, а в сегменте М' частично нейтрализуется.

Соединяя со щетками а, b и с любой известный механизм автоматического регулирования, полученный ток можно изменять в зависимости от напряжения в рабочей цепи. Сегменты М и М' обмотки возбуждения могут быть намотаны в одном направлении (в этом случае они расположатся, как показано на рисунке 1; или же сегмент М может быть намотан в противоположном направлении, как показано на рисунках 2 и 3).

Очевидно, что ток, протекающий через параллельное соединение с', может усиливать или ослаблять намагничивающее действие, то есть точка интенсивности магнитного поля будет приближаться или удаляться от якоря, поэтому суммарное возбуждающее действие индукторов на якорь будет соответственно варьироваться.

На схеме, представленной на рисунке 1, регулирование осуществляется путем сдвига точки наибольшего магнетизма, а на рисунках 2 и 3 тот же эффект возникает благодаря действию тока в параллельной цепи, проходящего по нейтрализующему выводу обмотки.

Расположение соответствующих щеток относительно друг друга можно изменять перемещением дополнительной щетки, или же щетку с оставить неподвижной, а сердечник р соединить с держателем главной щетки А, чтобы отъюстировать положение щеток а и Ь по отношению к щетке с. Если, однако, производить юстировку по отношению ко всем щеткам, как показано на рисунке 5, то соленоид следует соединить и с А, и с С, чтобы придвигать или отодвигать щетки друг от друга.

Есть несколько известных устройств для перемещения пропорционально силе тока. На рисунках 4 и 5 представлены подвижные сердечники как подходящие устройства для получения требуемого перемещения с очень небольшими изменениями тока, проходящего по обмотке. Очевидно, что юстировка главных щеток вызывает изменения силы тока независимо от расположения названных щеток относительно дополнительной щетки. Во всех случаях регулирование может быть таким, что ток не потечет по дополнительной щетке, когда генератор работает с нормальной нагрузкой.

На рисунках 4 и 5 АА - держатели главных щеток, несущие их, а С - держатель дополнительной щетки с соответствующей щеткой. Эти держатели могут двигаться по концентрическим дугам, центром которых является ось коллектора. Железный поршень Р_х соленоида 5 на рисунке