Клементе Фигуера патент 44267 (1908г)

Министерство на развитието, Главно бяро по агрикултурата, индустрията и търговията. Патенти за изобретения. Изтекъл срок. Досие номер 44267. Връчен по искане на д-р Клементе Фигуера. Представител г-н Бюфорн. Внесен в Министерския регистър на 31 октомври 1908г, в 11:55 часа, връчен спрямо защитата на 2 ноември 1908г.

[Английският превод на испанския оригинал на места е лош, но ще се постарая на български да е точно, като се надявам, че разбирам основната мисъл]

ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ГЕНЕРАТОР “ФИГУЕРА”

История на изобретението

Ако в едно въртящо се магнитно поле ние завъртим една затворена верига, поставена под прав ъгъл спрямо силовите магнитни линии, в нея ще се индуцира електрически поток през цялото време, докато е в движение, и знакът му ще зависи от посоката, в която се движи веригата.

Това е основата на всички магнитни машини и електрически динамота още от примитивните, изобретени от Пиксий, във Франция, и променени и подобрени по-късно от Кларк до появата на настоящите динамота на ден днешен.

Принципът, в който се основава тази теория, носи със себе си неизбежната нужда от движението на индуцираната верига или на индукторната верига, и следователно тези машини се считат за трансформатори на механична работа в електричество.

Принцип на изобретението

Когато внимателно наблюдаваме какво се случва в едно задвижено динамо, виждаме, че намотките на веригата, в която се индуцира електричеството, наближават и после се отдалечават от магнитните центрове на индуциращите магнити или електромагнити, и тези намотки, докато се въртят, преминават през различни деления на магнитното поле, имащи различна сила, защото, когато намотките приближават центъра на магнитното поле, в тях има повече мощност, отколкото когато преминават през все по-отдалечаващите се от центъра части на магното поле. Когато намотката се отдели от центъра на магнитното поле, магнитното действие върху нея намалява, и се увеличава отново, когато доближи следващия индециращ магнит с обратен полюс на предходния.

Понеже всички знаем, че ефектите от това, когато една затворена верига приближава и се отдалечава от магнитен център, са същите, както когато неподвижна затворена верига е подложена на нарастващо по интензитет и отслабващо по интензитет магнитно поле (поради това, че всяка промяна в потока, протичащ по една верига, създава електрически индуциран ток), обмислихме възможността да се построи машина, която ще работи не на принципа на движението, както работят настоящите динамота, а използвайки принципа на засилването и отслабването, тоест на вариацията на силата на магнитното поле, или на електрическият поток, който го поражда.

Волтажът от общия дебит на настоящите динамота е сумата от частично индуцираните потоци, породени във всяка една от намотките на индуцираната верига. Следователно, няма голямо значение дали тези индуцирани потоци са се породили заради въртенето на индуцираната верига, или са се породили чрез вариации в магнитния поток, който ги облъчва; само че в първия случай е нужен източник на повече механична работа от еквивалента на произведеното електричество, а във втория случай силата, която е нужна за постигане на вариация в магнитното лъчение, е толкова незначителна, че може да се добие без никакво неудобство от силата, произвеждана от същата машина.

До съвременното ни настояще все още нито една машина на този принцип не е била включена в едромащабното производство на електрически потоци, въпреки че едно от многото й предимства е, че премахва всяка нужда от движение и следователно не се нуждае и от силата, нужна за създаването му.

За да се патентова приложението към производството на големи, индустриални електрически потоци на принципа, че “има производство на електрически поток тогава, когато по който и да е начин се извършва промяна през индуцираната верига”, изглежда горното обяснение е достатъчно; само че, тъй като това приложение трябва да се материализира в машина, има нужда да се опише тази машина, за да се види как може да се изпълни едно практическо приложение на въпросния принцип.

[Този патент е много стар, не забравяйте. Горният странен абзац означава с други думи, че патентът защитава всяка форма на машинна реализация на този принцип, без значение от малките разлики в устройствата, стига да се основават на същия този принцип. Съвременните патенти, вместо един такъв абзац, споменават навсякъде из текста си многократно този въпрос, защото на ден днешен комерсиалната конкуренция е много силна и всеки усилено търси вратички в патентното право.]

Този принцип не е нов, тъй като е просто последствие от законите на индукцията, констатирани от Фарадей през годината 1831: новото и което изисква патентоване, е приложението на този принцип в машина, която произвежда големи индустриални електрически потоци, които до сегашния момент не могат да се дабият по друг начин, освен чрез трансформиране на механична работа в електричество.

Тогава нека направим описание на машина, основана на въпросния принцип, който се патентова; но трябва да се отбележи, че това, което се търси, е патентът за приложението на този принцип, и че всички машини, постоени на този принцип, ще бъдат включени в обхвата на този патент, каквато и да е формата им и по какъвто и начин да са използвани за постигане на приложението.

ОПИСАНИЕ НА ГЕНЕРАТОР С ПРОМЕНЛИВА ВЪЗБУДИМОСТ “ФИГУЕРА”

Машината се състои от неподвижна индукторна верига, състояща се от няколко електромагнита с ядра от меко желязо, упражняващи индукция в индуцираната верига, която също е неподвижна и състояща се от няколко намотки, правилно поставени. Тъй като нито една от двете вериги не се върти, няма нужда намотките да бъдат правени кръгли, нито пък да се оставя някакво пространство между едната и другата верига.

Това, което постоянно се променя тук, е интензитетът на възбуждащия електкрически поток, който поражда електромагнитите и това се постига чрез употребата на съпротивление, през което циркулира подходящ електрически поток, който се взима от един чужд източник и се провежда към един или повече електромагнита, магнетизира един или повече електромагнита, и, докато потокът е по-голям или по-малък, магнетизацията на магнитите се показва или спада и следователно така варира интензитета на магнитното поле, тоест магнитният поток, който облъчва веригата.

За да се покажат идеите с точност, е удобно да се погледне прикачената рисунка, която не нищо повече от скица, за да се разбере оперирането на машината, построена на въпросния принцип.

patent1908

Предположете, че електромагнитите представляват правоъгълниците N и S. Между техните полюси се намира индуцираната верига, представена от линията “у” (малка буква). Нека R е съпротивление, което е нарисувано по един елементарен начин, за да се улесни възприемането на цялата система, и нека “+” и “-” да е възбуждащия електрически поток, който е взиман от външен генератор.

Различните отсеци от съпротивлението се свързват, както се вижда на рисунката, с комутаторните проводници, вградени в цилиндър от изолационен материал, който не се движи; но около него, и във всяко време в контакт с повече от един контакт, се върти една четка О, която е носител на чуждия електропоток – тя се движи. Единия от краищата на съпротивлението е свързан с електромагнитите N, а другият е свързан с електромагнитите S, половината от терминалите на отсеците на съпротивлението отиват при половината комутаторни проводници в цилиндъра и другата половина от тези комутаторни проводници са директно свързани с първите.

Машината оперира както следва: бе казано, че четката О се върти около цилиндъра G и е винаги в контакт с два от неговите контакта. Когато четката е в контакт с контакт 1, електрическият поток, който идва от външния електроизточник и преминава през комутаторния контакт 1, ще магнетизира електромагнити N на максимум, но няма да магнетизира магнити S на максимум, защото цялото съпротивление го възпрепятства да го направи. Следователно, първите електромагнити (N) са пълни с токов дебит, а вторите електромагнити (S) са празни. Когато четката е в контакт с контакт 2, електрическият поток няма изцяло да достигне до електромагнити N, защото първо трябва да премине през съпротивлението, така че няма да са максимално пълни с дебит; В контраст на това, част от дебита достига до електромагнити S, защото потокът трябва да преодолее по-малко съпротивление, отколкото в първия случай, така че те няма да са абсолютно празни.

Същата тази логика важи и в случая, когато четката О затваря веригата с който и да е друг контакт от комутатора (цилиндъра), докато не завърши първия полукръг. След това започва да работи във втората половина, във втория полукръг от комутаторните контакти, които са директно свързани един с друг. Накратко – съпротивлението играе ролята на разпределител на електрическия дебит, защото дебита няма да възбуди определени електромагнити, но за сметка на това ще възбуди други и тн; може да се каже, че електроди N и S работят едновременно и в обратна посока, защото, докато първите се изпълват с електрически дебит, вторите се изпразват, и когато този ефект се повтаря продължително и последователно, може да се поддържа постоянно вариране на силата на магнитните полета, които облъчват индуцираната верига… и това може да се постигне без никакви допълнителни усложнения, стига да има въртяща се четка или група от четки, които се движат кръгово около цилиндъра G, захранвани от малък електромотор.

Както се вижда на рисунката, електрическият дебит, веднага след като е изпълнил функцията си, се връща в генератора, от който е бил взет; естествено, всеки оборот на четката ще означава обръщане на знака на индуцирания електрически дебит; но при желание един превключвател би го направил с постоянен знак.

[Фигуера говори за това, че машината произвежда променлив AC ток, но може да се получи DC ток чрез инсталирането на токоизправител. През 1908г все още не е имало полупроводници и електроника, което ще рече, че Фигуера не говори за чип, не говори за диоден токоизправител, а говори за механичен превключвател, който вместо AC, да дава пулсиран прав ток, тоест чести DC импулси, създаващи илюзията за непрекъснат DC ток.]

От въпросния получен електрически дебит се отклонява една малка част от него, за да се възбуди машината, което би я превърнало в самовъзбуждаща се, както и за да се захранва малкото моторче, което движи четката и превключвателя; външният електроизточник, тоест захранващият електрически дебит, се премахва и машината продължава да работи без никаква помощ, вечно.

Изобретението е наистина ново; много находчиво и най-важното е, че води до огромни технически и индустриални последствия при всички обстоятелства, не поискахме патентова защита на изобретението, преди да имаме работеща машина, основана на тези принципи и това дава практическата реализация, без която тези наши твърдения биха били безполезни.

ПРЕДИМСТВА НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИЯ ГЕНЕРАТОР “ФИГУЕРА”

Първо. Дава напълно безплатно електрически потоци, продължителни или променливи, от всякакъв волтаж и приложими при:

1. Произвеждането на двигателна сила.
2. Произвеждането на светлина.
3. Произвеждането на топлина.
4. Всички предишни употреби.

Второ. Абсолютно никаква нужда от какъвто и да е вид задвижваща сила, нито от химически реакции или гориво.

Трето. Не се нуждае от смазване, само в малки количества.

Четвърто. Толкова е просто, че бдителността при направата му може да се пренебрегне.

Пето. Не произвежда пушек, шум, нито вибрации, докато работи.

Шесто. Вечен операционен живот.

Седмо. Приложим е за всички употреби, за бита и индустрията.

Осмо. Лесно е за направа.

Девето. Евтино е за производство на пазара.

БЕЛЕЖКА

Връченият патент за 20 години е изискан с мотива за “НОВ ГЕНЕРАТОР НА ЕЛЕКТРИЧЕСТВО, така-наречен “ФИГУЕРА” с вариращо захранване, проектиран да произвежда електрически потоци за индустриални приложения без употребата нито на двигателна сила, нито на химически реакции. Машината в корена си се характеризира от две редици електромагнити, които формират индукторната верига, между чиито полюси се намират намотките на индуцираната верига, правилно разположени. И двете вериги, бидейки неподвижни, индукторна и индуцирана, са способни да произведат електрически поток, индуциран от постоянното вариране на интензитета на магнитното поле, като за целта нарочно възбуждащия електрически поток (отначало идващ от външен източник) се прекарва през въртяща се четка, която, в своето въртене, влиза в контакт с контактите на цилиндричен комутатор, които контакти са свързани със съпротивление, чиято стойност варира от максимална до минимална и обратно, спрямо комутаторните контакти на цилиндъра, които управляват процеса, и поради тази причина съпротивлението е свързано с електромагнитите N от едната си страна, и с електромагнитите S от другата си страна, по такъв начин, че възбуждащият електрически поток магнетизира последователно с повече или с по-малко сила първите електромагнити, докато, обратно, демагнетизира или увеличава магнетизацията на вторите електромагнити, определяйки тези вариации на интензитета на магнитното поле, и оттам и производството на ток в индуцираната верига, ток, който можем да използваме като цяло във всяка работа, и от който малка част се пренасочва за задвижването на малък електромотор, който върти четката, и още една малка част, която отива за продължителното възбуждане на електромагнитите, и, следователно, превръщайки машината в самовъзбуждаща се, давайки й възможността да подтисне външното захранване, което е било използвано за първото възбуждане на електромагнитите. Веднъж след като машинарията влезе в ход, не е нужна нова сила и машината ще продължи да работи вечно.

Всичко е спрямо описаното и подробно описаното в този доклад и според представянето на предоставените картинки.

Барселона, 30 октомври, 1908г.

Подпис: Константино де Бюфорн.

Патенти на Бюфорн (след 1908г)

Константино де Бюфорн Якас, партньорът на Фигуера, публикува пет патента след смъртта на Фигуера (47706, 50216, 52968, 55411 и 57955), занимаващи се със същата система като в патента от 1908г.

Тези патенти били издадени между 1910 и 1914г и всичките са точни копия, и точно копие на оригиналния патент на Фигуера от 1908г.

Преводът на петте патента е безполезен, защото има повече от 100 страници и всичките повтарят същия принцип като патента от 1908г, само че с повече литература към тях. Тук представяме PDF файла със сканирания документ на тези патенти –>> PDF файл

За по-задълбочено изследване даваме превода (на испански и английски) на последния патент (патент № 57955) ->>PDF файл.

Сега ще представим обобщение на ключовите характеристики на този патент. Той просто дава малко повече подробности от патента от 1908г и разглежда по-подробно подреждането на електромагнитите. Силно окуражаваме да се прочете това обобщение на патент 57955, за да се получи по-добро разбиране на някои аспекти от онзи от 1908г.

zoom_patent_57955_year_1914

“Ако искате дори по-голямо производство, можете да поставите индукторите и индуцираните един след друг, оформяйки последователна серия по следния начин: …”

“По този начин ще успеем да използваме двата полюса на всички индуктори, освен на първия и на последния, от които ще използваме само по един.”

zoom_patent_57955

“Начинът за събиране на този електрически поток е толкова лесен, че не се чувства нужда да се обяснява. Помежду електромагнити N и S, които образуват двойка, и която двойка електромагнити са наречени индуциращи, трябва да се сложи по един електромагнит, който се нарича индуциран. Той трябва да е правилно поставен. Или двата на ядрото му трябва да влизат в укхините на намотките на индуциращите електромагнити и да са в контакт със съответните им ядра, или пък, краищата на ядрото на индуцирания електромагнит да бъдат близо до намотките на индуциращите магнити и в контакт с полюсите на ядрата им, но в никакъв случай не бива да има никаква комуникация между индуциращата жица и индуцираната жица.”

Тук се има предвид, че не бива да се допуска индуцирането на енергията да прескочи желязото. Не бива да се допуска намотката на възбуждащия електромагнит, развивайки полето си, да създаде потоци директно в намотката на електромагнита, от който извличаме ток. Трябва да се минава през желязото. Медните намотки не бива да си комуникират директно – само чрез железните си ядра.

…
Ако искате дори по-голямо производство, можете да поставите индукторите и индуцираните един след друг, оформяйки последователна серия по следния начин: първо поставяте електромагнит N, например, след това друг електромагнит S, и между техните полюси правилно поставяте индуцирания електромагнит, с това ще се формирали групата на една батерия, както бе обяснено по-горе, но сега (вместо да формираме толкова много идентични групи на първата) можете да поставите, след последния електромагнит S, друг индуциран електромагнит, и след него можете да поставите електромагнит N, след него друг индециран електромагнит, и след него друг електромагнит S, и така, докато не се образува серийна поредица от електромагнити N и S.

По този начин успяваме да използваме и двата полюса на всички индуциращи електромагнити, освен на първия и на последния, от които ще сме използвали само по един полюс и, следователно, ще имаме толкова индуцирани електромагнити, колкото индуциращи електромагнити минус един, тоест, ако “m” например е броя на индуциращите, тогава броят на индуцираните ще бъде “m-1”, което определя значително увеличение в продукцията на индуцирано електричество при същия разход на сила.

…
Друго предимство е, че в синуса на ядрото на индуцираните електромагнити можем да сложим друг малоразмерен електромагнит със същата дължина на ядрото или с по-голяма дължина от това на големия индуциран електромагнит. В тази втора група индуцирани електромагнити ще се произведе електрически поток, точно както и в първата група индуцирани електромагнити, и това произведено електричество ще бъде достатъчно за продължителното захранване на машината, като цялото останало електричество ще бъде напълно безплатно и готово за употреба за каквото искате.

Тук Бюфорн казва, че ако индуцираните електромагнити – онези, от които си взимаме тока – имат вътре в себе си концентрични, по-малки електромагнити, в тях също ще се породи електричество, и то ще е достатъчно да задоволява машината – да възбужда електромотора за комутатора, както и да дава възбуждащия сигнал за възбудителните електромагнити.

Тоест, той има предвид намотка върху намотката. Английският превод е страхотно некадърен, превел съм го точно както са го превели на английски от испански. От него човек би останал с впечатлението, че става дума за две ядра, но това не е така.

Всъщност става дума за намотка върху намотката при онези електромагнити, от които си взимаме тока.