Mé nápady

Hybridní dvoutaktní motor, "liquid air engine"

Jedná se o alternativu spalovacího pístového motoru. K pohonu motoru je využit zkapalněný vzduch, případně dusík. Teplo potřebné k expanzi zkapalněného vzduchu a konání práce motoru je získáváno hořením paliva v samostatné spalovací komoře. Do pracovního válce motoru jsou nasávány horké spaliny, které jsou stlačeny a následně je do válce přiveden zkapalněný vzduch, který v něm rychle expanduje a koná práci. Případně je možno využít jiného vhodného zdroje tepla s dostatečnou kapacitou (komora s externím spalováním - obdoba "stirlingu", termosolární kolektor).

Motor podle navrženého designu může představovat nízkoemisní alternativu ke konvenčnímu pístovému spalovacímu motoru. Podstatně k tomu přispěje kontinuální spalování paliva ve spalovací komoře, za současného využití kryokapaliny jako vlastního hnacího media. Výhodou motoru může být též jednoduchost konstrukce.

Prvek ohrazení "Tetrapod"

Tento design je použitelný obecně ke konstrukci mobilního ohrazení či oplocení určitého prostoru. Po opakovaných zkušenostech s povodněmi - aktuálně povodně v mých rodných Sudetech 2024 - a často velmi nedostatečnou připraveností obcí, veřejných i soukromých subjektů na takovou událost navrhuji tento prvek použít například jako mobilní konstrukci protipovodňové ochrany. Namísto problematických a zastaralých pytlů s pískem by mohl být použit navržený tetrapod. A to v kombinaci s lepší organizací dopravy na místo a samotné výstavby, která by měla být předem složkami záchranného systému nacvičena, včetně zapojení dobrovolníků.

Navržený design je v současnosti (2025) chráněn průmyslovým vzorem č. 38358.

Průtočný ohřívač

Vynález se týká průtokového indukčního ohřívače tekutiny, v němž je k vývoji tepelné energie pro ohřev tekutiny využita kinetická energie protékající tekutiny.

K ohřevu tekutiny protékající ohřívačem je možno využít indukci vířivých proudů prostřednictvím pohybu vodivého materiálu v magnetickém poli magnetu uvnitř ohřívače, kdy následně dochází k vývinu Jouleova tepla ve vodivém materiálu. Toto teplo je poté předáváno tekutině protékající ohřívačem.

Pohyblivé vodivé těleso je v tomto provedení představováno kuličkou z vodivého materiálu, magnetické pole je pak vytvořeno prostřednictvím sady permanentních magentů. Ty jsou v prstencovém statoru uspořádány do tzv. Halbachova uspořádání.

Na toto technické řešení mi byl udělen patent 309283, bohužel s ohledem na nedostatek finačních prostředků a nezájem možných vývojářů/výrobců/uživatelů jsem se jej musel vzdát.

Prvek elektrického vytápění

Technické řešení se týká prvku elektrického vytápění, které je možno využít zejména v systémech elektrického podlahového vytápění domácností, bytových i nebytových prostor.

Prvek elektrického vytápění je tvořen dvěma dlaždicemi, nejméně jedním termoelektrickým neboli Peltierovým článkem, termoizolační vložkou a nosnou vložkou. Jeho podstata spočívá v tom, že jedna dlaždice je použita jako svrchní pochůzná a druhá je použita jako spodní teplosměnná, kdy obě dlaždice jsou v prvku podle technického řešení umístěny svými plochami vpodstatě rovnoběžně. V prostoru mezi dlaždicemi je upevněn nejméně jeden Peltierův článek, jehož teplosměnné desky se dotýkají ploch dlaždic v prostoru mezi nimi, přičemž elektrické vývody Peltierova článku jsou vyvedeny přes vnější okraj dlaždic.

Toto technické řešení je v současnosti (2025) chráněno užitným vzorem č. 37547.

Expanzní dostředivá turbína

Technické řešení turbíny s dostředivým průtokem expandující tekutiny. Toto řešení turbíny nabízí tzv. samoregulační schopnost, kdy vlivem dostředivého průtoku a expanze pracovní tekutiny dochází při zvýšení mechanického zatížení turbíny k jejímu zpomalení, což má za následek zvýšení průtoku tekutiny turbínou a tím zvýšení výkonu, zatímco při odlehčení turbíny dojde ke zrychlení rotace turbíny, což má za následek snížení průtoku tekutiny turbínou a tím ke snížení výkonu.

Triboelektrický generátor

Technické řešení se týká triboelektrického generátoru, zařízení sloužícího k přeměně tlakové potenciální energie pracovní tekutiny v energii elektrickou s využitím tzv. Armstrongova jevu, při kterém vzniká statická elektřina třením pracovní tekutiny.

Podstata triboelektrického generátoru spočívá v tom, že triboelektrický článek je tvořen dvojicí elektrod, jež jsou vytvořeny ve tvaru vpodstatě soustředných mezikruží, oddělených elektricky nevodivou mezerou, vytvořených z elektricky vodivých materiálů v úpravě umožňující prostup pracovní tekutiny vstupní elektrodou a následně výstupní elektrodou s nezanedbatelným tlakovým odporem.
Montážní těleso je tvořeno vpodstatě válcovitým tělesem s otvorem pro vstup a otvorem pro výstup pracovní tekutiny, přičemž triboelektrický článek je umístěn uvnitř montážního tělesa a dosedá spodní plochou elektrod triboelektrického článku na vnitřní kruhovou plochu montážního tělesa v místě otvoru pro vstup pracovní tekutiny. Vnitřní víko je tvořeno kruhovou deskou, dosedá na svrchní plochu elektrod triboelektrického článku a je mechanicky upevněno k vnitřní kruhové ploše montážního tělesa, čímž je uzavřen válcový prostor vymezený elektrodami triboelektrického článku a je tak vytvořen vysokotlaký prostor na vstupu pracovní tekutiny do triboelektrického článku a nízkotlaký prostor na výstupu pracovní tekutiny z triboelektrického článku.
Elektrické vývody triboelektrického článku procházejí prostřednictvím utěsněných izolovaných průchodek stěnami montážního tělesa a umožňují tak výstup elektrické energie vytvořené v triboelektrickém článku do vnějšího prostoru, takže triboelektrický generátor podle technického řešení v celku tvoří průtočné zařízení s nezanedbatelným tlakovým odporem, kdy průtok pracovní tekutiny triboelektrickým generátorem skrze elektrody nejméně jednoho triboelektrického článku vytváří vlivem tření pracovní tekutiny o povrchy elektrod triboelektrického článku elektrostatické napětí, jež je odvedeno k využití prostřednictvím elektrických vývodů.

Plovákový rotor pro vodní elektrárnu

Navržený design rotoru vodní elektrárny představuje dutý poluzavřený konus se soustavou lopatek umístěných na vnějším povrchu. Vzhledem k dutině má rotor nižší specifickou hmotnost, než voda, a tudíž se po dosažení jisté minimální hladiny vodního toku začne vlivem vztlakové síly vznášet a plavat na hladině. Současně je rotor svým uzavřeným koncem připevněn k rotoru elektrogenerátoru, který může být umístěn na stacionárním pilíři, případně na mostní konstrukci. Rotor se vlivem tlaku protékající vody na lopatky začne odvalovat a otáčet na hladině, a tento rotační pohyb se převádí na rotor elektrogenerátoru.

Výhodou použití plovákového rotoru může být jeho relativní nezávislost na výšce vodní hladiny, kdy rotor vzhledem ke svému vznášení na hladině vykonává svou činnost bez ohledu na momentální úroveň vody ve vodním toku.

Motor s rotačním pístem, "kvaziturbína"

Podstata motoru spočívá v tom, že je vytvořena pracovní komora s dutinou v podstatě válcového tvaru, uvnitř níž je vytvořen nejméně jeden rotační píst v podstatě válcového tvaru, který se během činnosti odvaluje v dutině pracovní komory tak, že body na obvodu rotačního pístu opisují hypocykloidu.
Je zachován celočíselný poměr vnitřního obvodu dutiny pracovní komory a vnějšího obvodu rotačního pístu tak, že jsou pracovní komora a rotační píst opatřeny vzájemně spolupracujícím ozubením, kdy počet zubů vytvořených na rotačním pístu a pracovní komoře zachovává celočíselný poměr.
Dále je v tělese rotačního pístu vytvořen nejméně jeden vstupně-výstupní kanál směřující od středu rotačního pístu k jeho obvodu, kde je otevřený a ústí do dutiny pracovní komory.
V kruhové stěně rotačního pístu, kolmé na osu rotačního pístu, je vytvořen nejméně jeden vstupní otvor a nejméně jeden výstupní otvor ústící do vstupně-výstupního kanálu, a současně je v kruhové stěně pracovní komory, přiléhající ke kruhové stěně rotačního pístu se vstupním otvorem a výstupním otvorem, vytvořen nejméně jeden vstupní otvor a nejméně jeden výstupní otvor pro vstup a výstup pracovní tekutiny.
Dále je ve středové části rotačního pístu, v podstatě symetricky vzhledem k vlastní rotační ose rotačního pístu, vytvořen otvor, do kterého zapadá excentrický čep výstupní hřídele, jehož prostřednictvím je pohyb rotačního pístu, odvalujícího se v dutině pracovní komory, převáděn na rotační pohyb výstupní hřídele.

Odpadní ruční lis "trash compactor"

Tento design jsem navrhl pro řešení objemnosti plastového odpadu, v místě jeho prvotního vzniku - tedy v domácnostech, kancelářích, či ve veřejném prostoru. Volně ukládaný plastový odpad je vzhledem ke svým vlastnostem zbytečně objemný a zároveň lehký. Pomocí navrženého ručního odpadního lisu je možno jeho objem zřetelně zmenšit a zároveň odpad fixovat do síťového pytle, který účinně omezí nechtěný únik plastového odpadu do okolního prostředí.

Dron s hybridním pohonem

Toto technické řešení představuje dron (UAV) s hybridním pohonem. Základní pohonnou jednotkou je výkonné dmychadlo, roztáčené pomocí bezkartáčového DC motoru. Motor je napájen proudem z kompaktního akumulátoru. Dmychadlo nasává vzduch otvorem v horní části dronu. Vzduch je dále veden do střední části, kde je umístěna nádrž s kapalným palivem. Palivo je z nádrže zplynováno a pomocí Venturiho efektu přisáváno do čerpaného vzduchu, následně dojde k jeho zapálení. Horké spaliny jsou ve střední části nejprve vedeny skrz tepelný výměník, jehož prostřednictvím se ohřívají moduly termoelektrických generátorů (TEG). Chlazení TEG zabezpečuje nádrž s palivem, resp. výparné teplo paliva. Samotné TEG pak zabezpečují dobíjení akumulátoru, který tak může být zřetelně menší a tudíž lehčí, než je tomu u dronů s pohonem pouze prostřednictvím akumulátoru. Spaliny po průchodu výměníky TEG ztratí část tepla a jsou následně vedeny do spodní, rozšiřující se části dronu. Tím je vytvořen hlavní tah dronu ve vertikálním směru.

Směrování dronu v horizontále je zabezpečeno regulací přítoku paliva do jednotlivých segmentů spalné komory ve střední části dronu.

Stavební tvárnice "warmbrick"

Navržený design představuje stavební tvárnici, použitelnou k horizontálnímu dláždění i k zdění vertikálních nenosných stěn.

Podstatným prvkem navrženého designu je uzavíratelná dutina vytvořená ve tvárnici. Tato dutina může být vyplněna hmotou s vysokou tepelně akumulační kapacitou, například solí s nízkou teplotou tání. K tomu může být s výhodou použit dekahydrát síranu sodného, tzv. Glauberova sůl, případně eutektická směs této soli a chloridu sodného - tzv. kamenné soli.
Takto vytvořená tvárnice představuje prvek účinné pasivní tepelné ochrany prostoru, v kterém bude využita. Ve srovnání s konvenční betonovou tvárnicí stejné velikosti má tvárnice "warmbrick" až sedminásobnou tepelnou kapacitu. Je proto vhodná zejména v místech s vysokým tepelným namáháním, typicky jako dlažba či nenosné zdi v městské zástavbě, kde zejména v letních měsících přispěje k zmírnění extrémně vysokých teplot.

Tento design je v současnosti chráněn průmyslovým vzorem č. 37930.

Pasivní prvek tepelné ochrany "heat equalizer"

Design technického řešení pasivní tepelné ochrany - v tomto příkladě využitelný k vyrovnávání extrémních teplot ve veřejném prostoru u lavičky. V podstatě vertikální vodní nádrž s kónickým profilem, instalovaná ideálně z jižní strany odpočinkového místa s lavičkou. Pro zvýšení rychlosti tepelné výměny mezi prostorem lavičky a nádrží jsou vytvořena tepelně vodivá žebra, která mohou zasahovat i pod dlažbu, na níž je lavička postavena. Shora může být nádrž opatřena propustným víkem s vhodnou vegetací.

Při dostatečném objemu nádrže bude voda v ní přes léto postupně pohlcovat místní tepelný přebytek. Zároveň bude z horní otevřené části nádrže odváděno teplo prostřednictvím odpařování vody. Tomu bude napomáhat vegetace, případně může být horní část nádrže opatřena malým větrem poháněným ventilátorem (typu Savonius), čímž se zvýší rychlost odparu. Vodu v nádrži bude třeba doplňovat - k tomu může částečně sloužit srážková voda. S příchodem zimy pak bude nádrž udržovat (v závislosti na svém objemu) po jistou dobu okolí lavičky teplejší, čehož lze využít zejm. pro pasivní ohřev dlažby pod lavičkou a tedy snížení rizika námrazy resp. oddálení doby, kdy se před lavičkou a pod ní vlivem nízkých teplot a srážek vytvoří ledovka.

Vě větším rozsahu by bylo možno tento design využít např. i podél silnic, jako pasivní ochranný prvek před přehříváním vozovky v létě a současně zkrácení doby jejího namrzaní v zimě. Výhodou tohoto řešení je, že ke své činnosti nepotřebuje vnější zdroj energie (kromě doplňování vody) a účelně využije část letního tepelného přebytku ke zvýšení komfortu místa instalace v zimním období.

Homopolární elektromotor

Tento design vychází z technického řešení tzv. "railgun", což je v podstatě lineární elektromotor. Lineární elektricky vodivé kolejnice, použité v railgunu k přívodu elektrické energie do pohyblivého vodivého tělesa, jsou zde uspořádány do dvou prstenců. Na ně dosedají vodivá tělesa, která jsou prostřednictvím ložisek a nosníků upevněna ke středové hřídeli. Přivedením stejnosměrného napětí mezi kolejnice se přes vodivá tělesa uzavře elektrický obvod a na vodivá tělesa začne působit Lorentzova síla, která je uvede do pohybu po obvodu prstenců. Tento pohyb se poté přenese na středovou hřídel.