Атмосферный двигатель

 

Атмосферный двигатель относится к двигателям, работающим за счет перепада атмосферного давления.

Атмосферный двигатель содержит корпус 1 с крышкой 2, вал 3, колесо 4 турбины 5 с лопатками 6, размещенными между двумя дисками 7, подводящие каналы 8, сообщенные с атмосферой, отводящий канал 9, сообщенный с источником разрежения, отводящий канал 9 выполнен в крышке 2 соосно колесу 4 турбины 5 и сообщен через вентиль 10 с резервуаром 11, герметично соединенным с тяговой трубой 12, встроенной в высотное отапливаемое здание, при этом вал 3 уплотнен в отверстии корпуса 1 с возможностью вращения, на одном конце вала 3 внутри корпуса 1 жестко закреплено колесо 4 турбины 5, а другой конец вала 3 служит для отбора мощности, причем лопатки 6 колеса 4 турбины 5 выполнены дугообразными, вогнутыми в направлении подводящих каналов 8, при этом подводящие каналы 8 выполнены в корпусе 1 тангенциально колесу 4 турбины 5 и равно удалены от его оси. Тяговая труба 12 дополнительно может быть снабжена дефлектором.

1 с.п.ф., 1 з.п.ф., 3 ил.

Полезная модель относится к двигателям, работающим за счет перепада атмосферного давления.

Известны вытяжные трубы, которые создают тягу воздуха и тем большую, чем больше высота трубы и чем больше перепад температур у основания и на вершине трубы.

(См. «Политехнический словарь». M. 1989 г., стр.551 «ТЯГА»).

Известны также устройства, работающие от источника разрежения, например, от пылесоса.

В качестве другого примера высокоэффективного источника разряжения Заявитель приводит турбомолекулярный вакуумный насос, обеспечивающий остаточное давление, равное 10 -7-10-9 Па, т.е. практически космическое разряжение.

(См. газету «Правда» 356 за 22 декабря 1990 г., рекламу НТЦ «Контакт» на последней полосе, а также «Механические вакуумные насосы», М. 1989 г. стр.221-280.)

В патенте США 2701892, кл.15-387, 1955 г., устройство, предназначенное для приведения во вращение щетки, действует от пылесоса, работающего на разряжение и представляет собой турбину с конусными радиальными лопатками, опирающимися на один диск. Воздух из атмосферы поступает по единственному подводящему каналу криволинейного профиля поочередно на каждую лопатку.

Однако, в известном устройстве при больших энергетических затратах получают малый крутящий момент на валу.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту и выбранным в качестве ближайшего аналога является атмосферный двигатель, содержащий корпус с крышкой, вал, колесо турбины с лопатками, размещенными между двумя дисками, подводящие каналы, сообщенные с атмосферой, отводящий канал, сообщенный с источником разрежения.

(См. патент США 2904817 по кл.15-375, 1956 г.)

Известный атмосферный двигатель предназначен для приведения во вращение щетки и приводится в действие с помощью пылесоса.

Известная конструкция обладает рядом недостатков, сложность конструкции, большие энергетические затраты при малом крутящем моменте на выходе, узкая область применения.

Задачей настоящей полезной модели является создание устройства, использующего в качестве источника энергии экологически чистого источника естественной тяги, обеспечивающей достаточную для работы двигателя мощность и крутящий момент потоком воздуха из атмосферы без приложения при этом дополнительных источников разрежения и, как следствие, снижение энергетических затрат, при одновременной простоте конструкции.

Техническим результатом заявляемого технического решения является расширение арсенала имеющихся атмосферных двигателей.

Поставленная задача достигается тем, что в известном атмосферном двигателе, содержащем корпус с крышкой, вал, колесо турбины с лопатками, размещенными между двумя дисками, подводящие каналы, сообщенные с атмосферой, отводящий канал, сообщенный с источником разрежения, согласно полезной модели, отводящий канал выполнен в крышке соосно колесу турбины и сообщен через вентиль с резервуаром, герметично соединенным с тяговой трубой, встроенной в высотное отапливаемое здание, при этом вал уплотнен в отверстии корпуса с возможностью вращения, на одном конце вала внутри корпуса жестко закреплено колесо турбины, а другой конец вала служит для отбора мощности, причем лопатки колеса турбины выполнены дугообразными, вогнутыми в направлении подводящих каналов, при этом подводящие каналы выполнены в корпусе тангенциально колесу турбины и равно удалены от его оси.

Тяговая труба дополнительно может быть снабжена дефлектором.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации свидетельствуют о том, что предлагаемый атмосферный двигатель неизвестен, а, следовательно, соответствует критерию «новизна».

Предлагаемый атмосферный двигатель может быть изготовлен на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли так как для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование широко выпускаемое отечественной и зарубежной промышленностью.

Таким образом, заявляемый атмосферный двигатель соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому атмосферному двигателю новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу, а именно создание устройства, использующего в качестве источника энергии экологически чистого источника естественной тяги, обеспечивающей достаточную для работы двигателя мощность и крутящий момент потоком воздуха из атмосферы без приложения при этом дополнительных источников разрежения и, как следствие, снижение энергетических затрат, при одновременной простоте конструкции.

Выполнение отводящего канала в крышке корпуса соосно колесу турбины упрощает конструкцию атмосферного двигателя.

Сообщение отводящего канала через вентиль с резервуаром, герметично соединенным с тяговой трубой упрощает конструкцию атмосферного двигателя.

Уплотнение вала в отверстии корпуса с возможностью вращения позволяет снизить потери мощности и тем самым способствует повышению крутящего момента на рабочем органе и снижению энергетических затрат.

Жесткое закрепление на одном конце вала внутри корпуса колеса турбины при условии, что другой конец вала служит для отбора мощности, снижает энергетические затраты при одновременном повышении крутящего момента на рабочем органе.

Выполнение лопаток колеса турбины дугообразными, вогнутыми в направлении подводящих каналов, и выполнение при этом подводящих каналов в корпусе тангенциально колесу турбины и равно удаленными от его оси, снижает энергетические затраты и одновременно повышает крутящий момент на рабочем органе.

Использование тяговой трубы, встроенной в высотное отапливаемое здание (не ниже 100 метров высотой), позволяет использовать естественную тягу за счет меньшей плотности проходящих по трубе газов, так как внутри трубы находится более теплый воздух, снижает энергетические затраты.

Снабжение тяговой трубы дефлектором увеличивает тягу и расход воздуха, что еще в большей степени снижает энергетические затраты и повышает крутящий момент на рабочем органе.

Полезная модель поясняется чертежами, где на

ФИГ.1 - схематично изображен общий вид устройства,

ФИГ.2 - двигатель,

ФИГ.3 - разрез по А-А фиг.2

Атмосферный двигатель содержит корпус 1 с крышкой 2, вал 3, колесо 4 турбины 5 с лопатками 6, размещенными между двумя дисками 7, подводящие каналы 8, сообщенные с атмосферой, отводящий канал 9, сообщенный с источником разрежения, отводящий канал 9 выполнен в крышке 2 соосно колесу 4 турбины 5 и сообщен через вентиль 10 с резервуаром 11, герметично соединенным с тяговой трубой 12, встроенной в высотное отапливаемое здание (на чертеже не показано), при этом вал 3 уплотнен в отверстии корпуса 1 с возможностью вращения, на одном конце вала 3 внутри корпуса 1 жестко закреплено колесо 4 турбины 5, а другой конец вала 3 служит для отбора мощности, причем лопатки 6 колеса 4 турбины 5 выполнены дугообразными, вогнутыми в направлении подводящих каналов 8, при этом подводящие каналы 8 выполнены в корпусе 1 тангенциально колесу 4 турбины 5 и равно удалены от его оси.

Тяговая труба 12 дополнительно может быть снабжена дефлектором 13 ( на чертеже не показан).

Атмосферный двигатель работает следующим образом:

Поток воздуха по тяговой трубе 12 поднимается вверх за счет естественной тяги, создавая разрежение в резервуаре 11, который через вентиль 10 и отводящий канал 9 в крышке 2 соединен с внутренней, герметично закрытой полостью корпуса 1, создавая и там разрежение. Воздух из атмосферы поступает через подводящие каналы 8 на лопатки 6 колеса 4 турбины 5 и приводит турбину во вращение. Вращающееся колесо турбины 5 передает валу 3 крутящий момент.

Непрерывная работа двигателя будет до тех пор, пока открыт вентиль 10.

Для увеличения тяги и расхода воздуха на вершине тяговой трубы располагают дефлектор 13 (на чертеже не показан).

Заявитель в процессе работы над заявляемой конструкцией атмосферного двигателя производил расчеты и при этом пользовался и уравнением Бернулли и функцией Больцмана распределение и в частности барометрической формулой, определяющей распределение по высоте газа в поле тяготения над земной поверхностью. Таким образом он установил, что разряжение в 1000 Па соответствует перепаду атмосферного давления на высоте 100 м от поверхности земли и труба высотой 100 м и диаметром 2 м обеспечит расход воздуха около 28 м3/ceк, что в свою очередь обеспечит мощность двигателя примерно в 25 кВт, а при установке на вершине трубы дефлектора показатели дополнительно повышаются.

Заявитель сделал опытный образец атмосферного двигателя и успешно испытал его, но при этом в качестве источника разрежения он использовал различные бытовые электропылесосы с максимальным расходом воздуха при полностью открытом отверстии. Частота вращения вала была 1700, 3000 и 4000 оборотов в минуту. С увеличением расхода воздуха возрастали соответственно мощность и крутящий момент на выходе. В результате испытаний установлено, что запуск атмосферного двигателя происходит при разрежении около 1000 Па. С увеличением расхода воздуха возрастали соответственно мощность и крутящий момент на выходе.

В процессе испытания установлено, что разрежение в 1000 Па соответствует перепаду атмосферного давления на высоте 100 метров от поверхности земли. Таким образом, заявитель установил, что вытяжная труба высотой 100 метров и диаметром при вершине 2 метра обеспечивает расход воздуха примерно 100000 м3/ч или 28 м3/сек. Следовательно, достаточно взять такую тяговую трубу, встроенную в высотное отапливаемое здание, чтобы атмосферный двигатель заработал на максимальную мощность и максимальный крутящий момент.

В качестве тяговой трубы возможно применение существующих вакуумных систем, таких как есть в некоторых гостиницах Москвы, которые успешно используют вместо пожаронебезопасных пылесосов.

Как пример можно привести вариант, когда в цокольном этаже 30-этажного отапливаемого здания со встроенной в каркас тяговой трубой можно разместить, скажем, солидную прачечную, которая не потребует электроэнергии из сети и будет работать только за счет заявляемого атмосферного двигателя.

1. Атмосферный двигатель, содержащий корпус с крышкой, вал, колесо турбины с лопатками, размещенными между двумя дисками, подводящие каналы, сообщенные с атмосферой, отводящий канал, сообщенный с источником разрежения, отличающийся тем, что отводящий канал выполнен в крышке соосно с колесом турбины и сообщен через вентиль с резервуаром, герметично соединенным с тяговой трубой, встроенной в высотное отапливаемое здание, при этом вал уплотнен в отверстии корпуса с возможностью вращения, на одном конце вала внутри корпуса жестко закреплено колесо турбины, а другой конец вала служит для отбора мощности, причем лопатки колеса турбины выполнены дугообразными, вогнутыми в направлении подводящих каналов, при этом подводящие каналы выполнены в корпусе тангенциально колесу турбины и равно удалены от его оси.

2. Атмосферный двигатель по п.1, отличающийся тем, что тяговая труба дополнительно снабжена дефлектором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к бытовой технике, в частности, к устройствам для вакуумной очистки запыленных поверхностей

Пылесос // 115186

Профессиональный моющий бытовой пылесос с аквафильтром, сепаратором и выхлопным шлангом относится к электробытовой технике, в частности к технике вакуумной пылеуборки, используемой в различных областях народного хозяйства.

Пылесос // 79402

Пылесос // 44481

Полезная модель в некоторых вариантах ее осуществления относится к беспропеллерной турбине и, более конкретно, но не исключительно, к устройству для преобразования линейного потока во вращательное движение с потенциалом производства электричества.

Пылесос // 99306
Наверх