Perpetuum mobile type 2 for nitrogen og normale temperaturer
PT 20240197
Key information
Title
Perpetuum mobile type 2 for nitrogen og normale temperaturer
Application number
20240197
Case type
National
Status
29.02.2024 Andre og senere realitetsskriv foreligger
Filed
29.02.2024
Effective date
29.02.2024
Publicly available
01.09.2025
Next annual fee due
28.02.2027
Applicant
ENTROMISSION AS (NO)
Inventor
Olav Hellum (NO)
Abstract and drawing
Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.
Oppfinnelsen angår en perpetuum mobile type 2, hvor Nitrogen brukes som prosessmedium. Prosessen omfattende følgende trinn: Ekspansjon; separasjon, hvor gassfasen skilles ut fra et 2-fasefluid; fortetting, hvor entropien senkes; sammenføring, hvor væske- og fortettet gassdel føres sammen; oppvarming.
Publications
A1
Checking availability of the latest published version...
Documents
ExpandDownload files (58)
Date
Date
Doc. No.
Process
Case number
In/Out
Journal description
To/from
08.10.2026
34-02
Saksbehandling
20240197
INN
2026-10-08 tilsvar realitetsuttalelse 2026-09-25
ENTROMISSION AS
08.10.2026
34-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
25.09.2026
33-02
Saksbehandling
20240197
UT
20240197_2251218_PT 08
25.09.2026
33-01
Saksbehandling
20240197
UT
Generelt brev uten frist NO
ENTROMISSION AS
25.09.2026
32-01
Saksbehandling
20240197
UT
20240197_2251218_PT 08
ENTROMISSION AS
25.09.2026
31-01
Saksbehandling
20240197
UT
Realitet patent
ENTROMISSION AS
08.09.2026
30-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
16.08.2026
29-01
Saksbehandling
20240197
UT
Re_ 2024 0197 intet svar – Knut Bråten – Outlook
PT Varsel om betaling av første årsavgift (3317) (PT20240197)
ENTROMISSION AS
27.11.2025
20-03
Saksbehandling
20240197
INN
2025-11-05
ENTROMISSION AS
27.11.2025
20-02
Saksbehandling
20240197
INN
2025-10-15
ENTROMISSION AS
27.11.2025
20-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
20.11.2025
22-03
Saksbehandling
20240197
INN
2025-11-05
ENTROMISSION AS
20.11.2025
22-02
Saksbehandling
20240197
INN
2025-10-15
ENTROMISSION AS
20.11.2025
22-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
05.11.2025
19-02
Saksbehandling
20240197
INN
2025-11-05 realitetsuttalelse 7. oktober 2025
ENTROMISSION AS
05.11.2025
19-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
15.10.2025
18-02
Saksbehandling
20240197
INN
2025-10-15 realitetsuttalelse 7. oktober - våre kommentarer
ENTROMISSION AS
15.10.2025
18-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
07.10.2025
17-02
Saksbehandling
20240197
UT
PT report 09:49:25
07.10.2025
17-01
Saksbehandling
20240197
UT
Generelt Brev Patent
ENTROMISSION AS
07.10.2025
16-01
Saksbehandling
20240197
UT
Realitet patent
ENTROMISSION AS
24.09.2025
14-02
Saksbehandling
20240197
INN
Image_20250610_0001
ENTROMISSION AS
24.09.2025
14-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
10.09.2025
15-02
Saksbehandling
20240197
INN
Image_20250610_0001
ENTROMISSION AS
10.09.2025
15-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
27.08.2025
13-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
20.06.2025
12-02
Saksbehandling
20240197
UT
PT report 09:49:25
20.06.2025
12-01
Saksbehandling
20240197
UT
Generelt brev uten frist NO
ENTROMISSION AS
10.06.2025
11-03
Saksbehandling
20240197
INN
søknad 2024 0197 dagens
ENTROMISSION AS
10.06.2025
11-02
Saksbehandling
20240197
INN
2025-06-10 svar til Patentstyret 2024 0197 uttalelse 2025-05-27
ENTROMISSION AS
10.06.2025
11-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
27.05.2025
10-01
Saksbehandling
20240197
UT
Realitet patent
ENTROMISSION AS
21.05.2025
09-02
Saksbehandling
20240197
INN
2024 0197 saksbehandling
Olav Hellum
21.05.2025
09-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
Olav Hellum
07.05.2025
08-02
Saksbehandling
20240197
INN
2024 0197 saksbehandling
ENTROMISSION AS
07.05.2025
08-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
22.04.2025
07-02
Saksbehandling
20240197
INN
søknad 2024 0197 renskrevet utkast til revidert søknadstekst
ENTROMISSION AS
22.04.2025
07-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
10.12.2024
06-03
Saksbehandling
20240197
INN
søknad 2024 0197 tilsvar og kommentarer til realitetsuttalelse 27. september
ENTROMISSION AS
10.12.2024
06-02
Saksbehandling
20240197
INN
2024 0197 endringsforslag innskrevet i originalteksten
ENTROMISSION AS
10.12.2024
06-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
ENTROMISSION AS
27.09.2024
05-02
Saksbehandling
20240197
UT
Loggfil AbS
27.09.2024
05-01
Saksbehandling
20240197
UT
Realitet patent
ENTROMISSION AS
11.04.2024
04-01
Saksbehandling
20240197
UT
Henlagt manglede svar NO
ENTROMISSION AS
05.03.2024
03-02
Saksbehandling
20240197
INN
2024 0197 adresser rettighetserklæring
NN
05.03.2024
03-01
Saksbehandling
20240197
INN
Korrespondanse (Hovedbrev inn)
NN
01.03.2024
02-01
Saksbehandling
20240197
UT
Formalia 1
NN
29.02.2024
01-03
Saksbehandling
20240197
INN
2024-02-29 PM2 fra Store Norske Leksikon
ENTROMISSION AS
29.02.2024
01-02
Saksbehandling
20240197
INN
2024-02-29 PM2 for nitrogen og normale temperaturer
ENTROMISSION AS
29.02.2024
01-01
Saksbehandling
20240197
INN
Patentsøknad
ENTROMISSION AS
Description, claims and drawings
Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.Description
Perpetuum mobile type 2 for nitrogen og normale temperaturerMed perpetuum mobile type 2 (PM2 – perpetual motion device of the second kind) forstår vi det samme som Store Norske Leksikon omtaler i artikkelen «Perpetuum mobile», av professorene Helmut Ormestad og Øyvind Grøn. PM2 kan ekstrahere varmeenergi og avgi nyttbar, mekanisk energi.Perpetuum mobile type 2 skal ikke forveksles med den mer kjente type 1. Type 1 er i direkte konflikt med loven om energiens bevarelse, kjent som termodynamikkens 1. hovedsetning, og den kan ikke fungere. Artikkelen i Store Norske Leksikon forklarer hvordan man unngår konflikt med termodynamikkens 2. hovedsetning. Denne er også kjent under betegnelsene loven om entropi og Clausius' ulikhet).En PM2-mekanisme skal virke kontinuerlig, og så lenge det er tilgang på termisk energi. Varmeenergien i havet, jordskorpen og atmosfæren er i vårt perspektiv uendelig. PM2-mekanismen må utgjøre en lukket, termodynamisk syklus, som forutsetter et prosesstrinn med entropireduksjon. Lukket system skal ikke forveksles med isolert (adiabatisk) system.Mekanismen perpetuum mobile type 2 anvender omgivelsene, i SNLs eksempel sjøvann, som varmekilde og varmesluk. Dette innebærer at den har ett temperaturreservoar – for avkjøling og oppvarming.Nitrogen N2Nitrogen er ufarlig, og det er enkelt å fremstille. Det kan erstattes av luft, med omtrent samme egenskaper. Luft er 78 % nitrogen og 21 % oksygen. Nitrogen er svært fordelaktig med tanke på kompressibilitet og ekspansjon i væskefase.Termodynamisk syklusTermodynamisk syklus er en kategori i fysikkens varmelære. Sammenhengen mellom varmenergi og andre energiformer kalles termodynamikk. I en termodynamisk syklus gjennomgår prosessmediet endringer i temperatur, trykk og spesifikk masse (densitet = masse/volum), men syklusen innledes og avsluttes med prosessmediet i samme tilstand. Syklusens egenskaper og praktiske nytteverdi bestemmes av fluidtype og av hvordan tilstandsendringene organiseres.En termodynamisk syklus opererer mellom to ytterligheter i volum, og dermed densitet. Når prosessmediet – det vil si drivfluidet – ekspanderer, avgir det mekanisk energi. Når prosessmediet komprimeres, krever fortettingen (kompresjonen) mekanisk energi. For en termodynamisk syklus gjelder:• Hvis ekspansjonen avgir større energi enn kompresjonen krever, er differansen nyttbar energi.Mekaniske tap – det vil si pumpetap og friksjon – trekkes fra.• Hvis ingen av syklusens prosesstrinn er i strid med termodynamikkens 2. hovedsetning, er heller ikke syklusen som helhet i strid med denne hovedsetningen.Oppfinnelsens funksjonsevne avgjøres av disse to punkter.Problemet som skal løsesMålet er en termodynamisk syklus, etter SNLs kriterier for perpetuum mobile type 2, med to forutsetninger:a. nitrogen (N2) er syklusens prosessmedium (drivfluid)b. normal omgivelsestemperatur – det vil si normal temperatur i varmekilde/varmeslukMed normal temperatur forstår vi et 38 graders intervall mellom 200C og -180C (293K <–> 255K).
Faseovergangen for N2 (kokepunkt 77K ved 0,1 MPa) er en betydelig ulempe for drift ved normale omgivelsestemperaturer. Det er tilsynelatende umulig å få en PM2-syklus med nitrogen til å gi energioverskudd når omgivelsene er varmere enn -300C.En kombinasjon av perpetuum mobile type 2, prosessmedium N2 og normal omgivelsestemperatur er således ikke kjent, men den er ytterst ønskelig. Problemet kan løses.SyklusenSyklusens prosesstrinn i rekkefølge, fluiddata nederst på siden:ekspansjon drivfluidet avgir mekanisk energi – fra V1 t-max til V2separasjon gassfasedelen (quality 0,3364) skilles ut fra 2-fasefluidet etter V2fortetting gassen fortettes 1) isentropisk 2) isotermisk med kompresjonskjøling – entropien senkes sammenføring væskedelen fra V2 og den fortettede gassdelen føres sammen og blir V1 t-min oppvarming blandingen V1 t-min varmes opp – densiteten holdes konstantsyklus fullført ender som V1 t-maxTermodynamisk syklus i praksisInnretninger som varmevekslere og sylinder/stempel/veivaksel er kjent fra tidligere. Deres virkemåte og funksjonsevne er anerkjent. Det samme gjelder for ventiler, kamaksel, rørledninger og innretninger for fluidseparasjon. Vi forutsetter at Patentstyret ikke har behov for nærmere forklaring eller beskrivelse av deres vesen eller funksjoner.Det må taes hensyn til høye trykkverdier, spesielt i varmeveksleren for isotermisk kompresjon (172 MPa = 1720 bar), og det må stilles strenge krav til nøyaktighet. Lekkasjer i høytrykksdelene kan ikke forekomme. Varmvekslernes innvendige volum og varmevekslende areal må dimensjoneres utfra fluidets hastighet, eksponeringstid og temperaturdifferanse til omgivelsene.Syklusens prosesstrinn – punkt for punkt:1. Ekspansjon – fra termodynamisk stillingsenergi til mekanisk energiEkspansjonstrinnet omgjør termodynamisk stillingsenergi til mekanisk energi. Det skjer ved hjelp av en fortrengningsanordning, som utnytter volumøkning under trykk. Den vanligste er stempel i sylinder – koblet til en mekanisme for å omgjøre stempelets oscillerende bevegelse til rotasjon. Mekanismen består av stempelbolt, boltfôring, råde (veivstang/-stake) og veivaksel, med med tilhørende lager og smøring.De termodynamiske forutsetningene avgjør syklusens egenskaper. Tabellutdrag fra N.I.S.T.s Webbook:Ekspansjonstrinnet er beregnet med 10 gram fluid pr. ekspansjon, samt moderat økning i spesifikk entropi (over). Ekspansjonens åpningstilstand er 175K, 75 MPa og 698,59 kg/m3. 10 gram fluid utgjør 14,31 cm3.
Fluidet ekspanderer – først i superkritisk fase ned til kritisk temperatur (VCT), deretter som væske. Når volumet er økt 38 % (dvs. til Vsaturation), er metning nådd. Densiteten er redusert til 504,87 kg/m3, volumet er tilsvarende blitt 19,81 cm3, og trykket er 2,68 MPa. Temperaturen er sunket til 121,31K.Entalpidifferansen (DH) tilsier at fluidet, ved metningspunktet Vsaturation, har overført 1152,41 joule (1,15 kJ) til fortrengningsmekanismen; dvs. til stempel/stempelbolt og videre til råde og veivaksel.Etter metning ekspanderer fluidet i 2-fasetilstand. Ved 97,7K er trykket 0,661 MPa. Densitet 75 kg/m3 gir et volum på 133 cm3 med 10 gram. I vårt eksempel er det hensiktsmessig at ekspansjonen avbrytes her. I en konvensjonell fortrengningsmekanisme vil veivtappens posisjon nå være 180 veivakselgrader, og stempelet vil befinne seg i nedre dødpunkt (ND). Ventilen til separasjonsanordningen åpnes, og sylinderen tømmes. Ved 97,7K og 75 kg/m3 (dvs. i V2/ND) tilsier differansen i indre energi (DU) at fluidet, i intervallet etter metning, har avgitt ytterligere 133,89 joule til fortrengningsmekanismen. 2-fasefluidet utgjøres nå (i V2) av 33,64 % gass (densitet 27,15 kg/m3) og 66,36 % væske (densitet 702,96 kg/m3) – alt ifølge N.I.S.T. webbook. Ekspansjonsenergi for 10 gram nitrogen er, basert på det foregående, 1286 joule (1,28 kJ). Med fratrekk for en mindre mengde til å overvinne friksjon, kan energien overføres til en veiv-/drivaksel. Veivakselens forlengelse driver fortettingstrinnet (kompressor) og avgir differansen som nyttbar, mekanisk energi.2. Separasjon av 2-fasefluidHer skal de to fasene væske (702,96 kg/m3) og gass (27,15 kg/m3) skilles. Dette kan gjøres med væskefilter eller sentrifuge. Slike innretninger er kjent fra gassproduksjon og petrokjemisk industri.3. Fortetting/komprimering energibehov og utbytteKompresjonstrinnet sørger for at samlet densitet er tilbake til utgangspunktet (698,59 kg/m3) når syklusen er gjennomført. En fortrengningsmekanisme, gjerne en anordning med stempel og sylinder, kan benyttes. Kompresjonen drives av ekspansjonsenergien. Det kan skje med med fast overføring; direkte til veivakselen, eventuelt med tanndrev, vinkelgear, tannrem eller registerkjede.Dampkvaliteten (quality 0,3364 – N.I.S.T.) innebærer at bare 1/3 av massen er i gassfase i V2. De resterende 2/3 av massen er væske, med høyere densitet enn i V1 (dvs. høyere enn 698,59 kg/m3). Følgelig er det bare gassdelen som skal komprimeres. Gassen skal fortettes til 690 kg/m3.Vi har forutsatt at gassdelen fortettes i to trinn:1. Isentropisk og adiabatisk (dvs. uten kjøling) fra 27,15 kg/m3 til 287,4 kg/m3. Temperaturen stiger da fra 97,7K til 300K. For 3,364 gram krever dette 367 joule.2. Isotermisk (dvs. med kompresjonskjøling, uendret 300K, avtagende entropi) fra 287,4 til 690 kg/m3.Et kjølemedium (varmesluk) med 293K kan begrense kompresjonstemperaturen til 300K. For 3,364 gram krever denne isotermiske fortettingen 498 joule.Kompresjonsenergi for 3,364 gram fluid, basert på det foregående = 865 joule (0,865 kJ)Differansen mellom ekspansjonsenergi og kompresjonsenergi, i en syklus med 10 gram nitrogen som drivfluid: 1286 joule minus 865 joule = 421 joule (0,42 kJ)
4. Sammenføring av faseneEtter gassfortettingen/-kompresjonen består hele prosessmediet av:a. 2/3 i væskefase 97,7K 702,96 kg/m3 0,66 MPab. 1/3 i superkritisk fase 300K 690 kg/m3 172 MPaDet åpnes en ventil og en kanalforbindelse mellom fasene. Intet kompresjonsarbeid utføres på fluidet. Trykk, densitet, temperatur og energi utlignes til en blandingstilstand (698,59 kg/m3 – 160K/61 MPa).5. Oppvarming og fluidtransportEtter sammenføringen er den ønskede densitet (698,59 kg/m3) oppnådd. Fluidet skal tilføres varmeenergi. Varmeveksleren kan integreres i godset over stempeltoppen. Fluidet kan eventuelt oppvarmes under transporten frem til V1. Det må da passere gjennom en varmeveksler, og densiteten må holdes uendret (isochor) på 698,59 kg/m3 mens varmen tilføres. Transporten kan skje ved hjelp av en stempelpumpe, med pumpestempler drevet av en kamaksel (som i en dieselpumpe fra Bosch – 1970). For konstant densitet må profilen på pumpekammene eksakt tilsvare bevegelsen som arbeidsstempelet under V1 t-max får av veivmekanismen, etter øvre dødpunkt. Slik holdes volumet mellom stempeltoppene uendret, og det kreves ingen kompresjonsenergi for å utføre arbeid på drivfluidet/prosessmediet.En normal omgivelsestemperatur (255K – 293K) gir god mulighet til å varme opp et fluid fra 160K til 175K.Oppfinnelsen og formåletOppfinnelsen er en termodynamisk mekanisme; en syklus som er definert ved et trekk i ekspansjonstrinnet. Trekket er nødvendig for at syklusen skal kunne fungere med nitrogen som prosessmedium og med normal omgivelsestemperatur. Dette kan vises med to eksempler:1. Hvis ekspansjonen skjer fra 204K (trykk 75 MPa) til 127K (trykk 3,57 MPa), altså over kritisk temperatur, er fluidet også over metningspunktet. Da er det umulig å skille ut gass, og det går heller ikke å senke gassentropien separat. Kompresjonsenergien kan teoretisk sett bli den samme som ekspansjonsenergien, men i praksis blir den større. Totalt termodynamisk arbeid (avgitt netto mekanisk energi) blir følgelig null eller minus.2. Hvis ekspansjonen skjer fra 126K (trykk 75 MPa) og ned til 69K (trykk 0,033 MPa), altså under kritisk temperatur, vil metning inntreffe ved 99,7K (trykk 0,76 MPa). Fasene kan da separeres, og gassen (2,5 gram) kan fortettes separat. Dette er likevel uten betydning. Kompresjonsenergien blir 840 J (0,84 kJ) for 2,5 gram, forutsatt omgivelsestemperatur 293K. Ekspansjonsenergien for 10 gram drivfluid blir bare 672 joule (0,67 kJ). Utbyttet er følgelig negativt.Eksemplene viser at mekanisk energioverskudd forutsetter et ekspansjonstrinn som innledes over kritisk temperatur og som avsluttes med en temperatur under metning (saturation). Syklusen er avhengig av dette trekket for å kunne løse det angitte problemet; PM2 kombinert med N2 og normal omgivelsestemperatur. I vårt forslag vil syklusen avgi 410 joule pr.10 gram N2 ved omgivelsestemperatur 200C (293K) og maksimal kompresjonstemperatur 270C (300K), altså høyeste temperatur i vårt angitte normalintervall. I den andre enden av normalintervallet, ved omgivelsestemperatur -180C (255K) og maksimal kompresjonstemperatur -130C (260K), vil utbyttet være 27 % høyere; 52 J/g.Syklusen vil gi økende energiutbytte med avtagende omgivelsestemperatur – ned til -980C, som er 175K. Syklusen gir dermed det høyeste energiutbyttet når omgivelsestemperaturen sammenfaller med temperaturen i V1 t-max.
Årsaken til det økende utbyttet er at kompresjonsenergien avtar med synkende kompresjonstemperatur i prosessmediet. Ved maksimal kompresjonstemperatur 200K (-730C) er kompresjonsenergien 470 joule for 3,364 gram. Ekspansjonsenergien ligger uendret på 1,28 kJ for 10 gram.Dette gir utbyttet 810 joule pr.10 gram, altså rundt dobbelt så mye som ved normal omgivelsestemperatur 200C (293K) og maksimum 270C (300K) i kompresjonstemperatur.Praktisk nytteverdi/teknisk effekt – dokumentasjonSyklusen oppfyller kriteriene for perpetuum mobile type 2, slik disse fremgår av Store Norske Leksikons artikkel. Syklusens egenskaper skyldes en hittil ikke kjent kombinasjon av fluid og delprosesser.Syklusen avgir nyttbar mekanisk energi; i denne versjonen 410 joule (0,41 kJ) ved en omgivelsestemperatur på maksimalt 200C (293K) og med maksimalt 270C (300K) i kompresjonstemperatur. Det forutsettes 10 gram N2 pr. ekspansjonsprosess og 3,364 gram N2 pr. kompresjonsprosess.• Det er kombinasjonen PM2-syklus, N2 som prosessmedium og normal omgivelsestemperatur som er oppfinnelsens nytteverdi og nyhet.• Når energien for ekspansjon og kompresjon er dokumentert, er også syklusens funksjonsevne og praktiske nytteverdi dokumentert.• Ingen av syklusens prosesstrinn er i konflikt med termodynamikkens 2. hovedsetning. Oppfinnelsen er dermed ikke i strid med noen naturlov.Fluiddata fra National Institute of Standards and Technology (Webbook) dokumenterer ekspansjonsenergi og kompresjonsenergi i de aktuelle temperaturintervallene.Ekspansjonsenergien for 10 gram N2 er beregnet slik:Det foregående viser at mekanismen vil fungere i samsvar med• vår beskrivelse av problemet som skal løses• vår beskrivelse av løsningen
Claims
Patentkrav1Termodynamisk mekanisme for prosessmedium nitrogen (N2), som gjennomgår varmeveksling og densitetsendringer, der volumøkningen avgir mekanisk energi gjennom en fortrengningsanordning, og den termodynamiske mekanismen kjennetegnes av at dens ekspansjonstrinn omfatter temperaturer høyere enn prosessmediets kritiske temperatur og lavere enn prosessmediets metningspunkt.2Termodynamisk mekanisme, i samsvar med krav 1, karakterisert ved at mekanismen utgjør en lukket termodynamisk syklus.