WO2017099698A1 - Турбина - двигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к энергетическому и двигательному машиностроению, может использоваться в агрегатах для выработки электроэнергии и быть силовой установкой в транспортных средствах. Турбина-двигатель построена на удержании холодного рабочего тела в камерах корпуса под давлением без выхода в атмосферу. Турбина-двигатель содержит корпус с тремя камерами, вал установленный в подшипниках вдоль контейнеров камер с закрепленными рабочими лопатками, которые не пропускают рабочее тело, насосы, служащие для откачки и блокировки холодного рабочего тела. Турбина-двигатель имеет диффузоры в каналах, с пониженным давлением, движущим холодное рабочее тело, заградительный аппарат, который остановки утечки холодного рабочего тела из камер, отражающие аппараты, которые направляют движение холодного рабочего тела в распределительную камеру, резервуары, в которых закреплены рабочие лопатки и компрессоры, от вращения которых возникла разность давления между фронтальными и тыльными поверхностями, каналы, в которых кинетическая энергия холодного рабочего тела преобразуется в потенциальную энергию, что приводит вал во вращение без выхода холодного рабочего тела из камер в атмосферу.

Description

Турбина - двигатель

Изобретение относится к энергетическому и двигательному машиностроению и может использоваться в агрегатах для выработки электроэнергии и быть силовой установкой транспортных средств.

Турбина-двигатель (ТД) относится к типу радиальных турбин, корпус которого сложен с цилиндрических и конических кожухов и профильных колец, скреплённых болтами. Внутри корпуса имеются три камеры изолированных от атмосферы. Вдоль корпуса, сквозь камеры, в подшипники установлен вал, в котором сделан канал, открытый к объёмам камер. В каждой камере на валу закреплен насос (откачивающе-блокирующее устройство) реактивного действия. До двух с них закреплены компрессоры и конические ободы так, что созданы сосуды в виде чаши и выглядят как конические колеса. В контейнерах этих сосудов к внутренним поверхностям коническим ободом и до вала закреплены попарно рабочие лопатки. Каждый насос сложенный с ступицы, двух дисков и трубок согнутых подобно метательному бумерангу и залиты закрепителем. Со стороны выхода конца вала за пределы корпуса к поверхности диска насоса закреплены лопасти в радиальном направлении, с уклоном их поверхностей в противоположную сторону вращения вала, так они стали заградительным аппаратом. Между фронтальными поверхностями рабочих лопаток двух конических колес и профильным кольцом расположена распределительная камера, а расположение конических колес между внутренними поверхностями конических кожухов корпуса и внешними поверхностями конических ободов, их поверхности которых есть отражающими аппаратами, расположены преобразовывающие каналы, продольный разрез которых подобный конусу Лаваля и конусу Маха. Объёмы камер корпуса соединены с каналом в валу, через отверстие к нему и каналами внешних трубок. ТД частично подобна по конструкции другим турбинам.

Газовая турбина, патент N°419054 МПК F1 Д 01/08 - это прототип изобретения. Турбина имеет корпус, вал, центростремительное колесо, безлопастной направляющий аппарат, направляющие аппараты, рабочие колёса с лопастями.

Недостаток такой турбины в том, что:

- для того чтобы она работала, нужно беспрерывно подавать энергоносители для приготовления нового объёма рабочего тела с большой энергией, которая больше чем на один порядок нужна для ТД данного изобретения;

- выход рабочего тела с камер корпуса в атмосферу создаёт большой шум и загрязняет атмосферную среду;

- сложна конструкция, дорогое изготовление большого количества тяжелых лопаток;

- из-за малого удельного веса горячего рабочего тела, его эффективно применять только при большой кинетической энергии при действии его на рабочие лопатки турбины;

- теряется кинетическая энергия рабочего тела в направляющих аппаратах при отклонении ими направления его движения.

Изобретение Турбины - двигателя, патент NS87712 МПК F1 Д01/06 - это аналог за подобием конструции (ТД).

Турбина - двигатель имеет корпус, который скреплён с двух пустотелых конических конусов болтами. Камеры корпуса открыты со сторон. Внутри корпуса расположены: вал - барабан с закреплёнными рабочими лопатками, направляющие и распределительные аппараты.

Недостаток такой турбины - двигателя в том, что:

- она развивает малую мощность от действия давления рабочего тела на суммарную площадь конусных стержней рабочих лопаток, закреплённых на валу - барабане;

- нужно мгновенно подать большой обьём рабочего тела, чтобы запустить ротор во вращение; - сложно сбалансировать ротор, так как рабочие лопатки закреплены на валу - барабане в одной камере, балансируются с закреплёнными рабочими лопатками в другой камере.

Турбины делятся на активные, которые работают на кинетической энергии, и реактивные, которые работают одновременно на потенциальной и кинетической энергии горячего рабочего тела. До этого времени турбин с замкнутым циклом рабочего тела и без расхода его массы после её пуска нет.

Цель данного изобретения в том, чтобы:

- сделать ТД более мощную, экономичную, огнебезопасную и бесшумную на основе конструкции турбины-двигателя аналога с подобными рабочими лопатками;

- не было потерь рабочего тела с камер корпуса после пуска вала во вращение;

- дешево обходилось использовать ТД в народном хозяйстве за счёт незначительных затрат энергоносителей на приготовление рабочего тела и незначительных затрат времени на её обслуживание.

Чтобы достичь такой цели, изобретена новая конструкция ТД с новым принципом её работы, которая работает только при применении новых насосов, в которых обратная реакция на выход рабочего тела с каналов трубок согнутых подобно бумерангу направлена в сторону их вращения. Установлены на вал рабочие лопатки, которые продуваются в центростремительном направлении при дозвуковой скорости движения. Применено холодное рабочее тело, которым есть сжатый атмосферный воздух, для приготовления которого нужно затратить незначительную энергию.

Недостаток газовых турбин в том, что они работают от действия кинетической энергии горячего рабочего тела на рабочие лопатки с большим давлением и большой температурой. Для приготовления его, а потом постоянного пополнения для вращения вала расходуется много энергоносителей. На пути движения горячего рабочего тела в турбинах установлены продувные рабочие лопатки, где под действием кинетической энергии возникает сила трения об их поверхности, которая приводит к вращению вала.

Суть изобретения в том, что ТД построена на основе действующих физических процессов, которые происходят:

- при движении холодного рабочего тела по каналу, подобному соплу Л а валя и выход его с объёма, подобного конусу Маха;

- в коммулятивном снаряде при прожигании брони танка;

- при накачивании автомобильной покрышки колеса ручным насосом сквозь щели золотника атмосферным воздухом;

- при продувке лопастным вентилятором открытого конического канала трубы при движении воздуха в канале идет его торможение при подаче его в большое в диаметре сечение;

- с древесной спичкой, вставленной в поллитровую бутылку, заполненную водой по её венчик, при надавливании пальцем руки на воду спичка ушла к её дну;

- в противодействии и остановке воздушного движения по его направлению при подаче его на рабочие лопатки, закреплённые на валу под развёрнутым углом в одной плоскости их вращения, каждая с которых изготовлена с конусного стержня и прикреплённой к нему пластины (декларацийный патент на изобретение NS44426, патент на изобретение N986244 и патент Украины N9100949);

- в вращающемся бумеранге при полёте в воздухе вектор силы трения направлен в сторону его вращения в некоторых его положениях к направлению движения;

- в фарах автомашины световой поток отражается в сторону большого размера диаметра её конуса;

- при взмахе крыльями птиц в воздухе в полёте достигается как максимальное сопротивление, так и максимальное качество крыла;

- в замкнутой сердечно - сосудистой системе кровообращения крови в живом организме.

Анализ этих процессов наталкивает на идею, что возможно построить на их основе новую конструкцию ТД. Чтобы достичь такой цели без выхода рабочего тела с камер корпуса в атмосферу, корпус сложен с четырёх кожухов с тремя в нём камерами, которые закрыты с боков дисками. Вдоль камер корпуса в подшипниках закреплён вал, на котором закреплён в каждой камере насос. К двум с них в смежных камерах корпуса закреплены компрессоры, в контейнерах колёс к их коническим ободам и к валу закреплены попарно рабочие лопатки под развёрнутым углом одна против одной, то в целом они смотрятся как конические колеса, а рабочие лопатки в них находятся в зеркальном отражении к противоположной камере. Каждое коническое колесо имеет контейнер с входом к нему и выходом с него рабочего тела. Между противоположными фронтальными плоскостями пар рабочих лопаток и профильным кольцом расположен обьём распределительной камеры, через которую идёт движение рабочего тела и в ней разделяется на три направления движения.

Чтобы ТД беспрерывно работала, нужно сперва придать ротору больших стартовых оборотов (так запускают авиационную турбину) до достижения разности давления рабочего тела между фронтальными и тыльными сторонами поверхностей рабочих лопаток. Чтобы не сравнилось их давление (так как ТД не будет работать), в камерах корпуса, в валу и снаружи корпуса двумя трубками сделаны обходные пути движения рабочего тела, которое прошло через распределительную камеру и преобразовующие каналы, в которых кинетическая энергия превратилась в потенциальную энергию с увеличением в них давления при приближении к распределительной камере, а потом движущая масса продула в радиальном направлении с фронтальных сторон рабочие лопатки.

Для движения рабочего тела по замкнутых четырёх раздельных путях, которые соединены в диффузорах преобразовующих каналов в местах, где наименьшее давление, подходит только холодное рабочее тело, которое по аэродинамической характеристике противоположно отличается от горячего рабочего тела при дозвуковой скорости движения по каналах и камерах с переменной величиной их сечения.

Чтобы достичь постоянного вращения вала: - применены непродувные рабочие лопатки и закреплены на валу в виде двух клиновидных окучников, которые направляют холодное рабочее тело в радиальное направление движения, таким образом остановлен его проход к тыльным сторонам поверхностей рабочих лопаток с распределительной камеры;

- сделаны внутренние поверхности кожухов корпуса и наружные и внутренние поверхности ободов колёс коническими, чтобы их поверхности были отражающими аппаратами;

- закреплены на ступицах насосов компрессоры, которые подали холодное рабочее тело в каналы трубок насосов и так понизили давление с тыльных сторон поверхностей рабочих лопаток;

- установлены в насосы трубки сходны бумерангу вместо дугоподобных крыльчаток, которые направили потоки холодного тела при выходе с их в противоположную сторону вращения вала, таким образом обратная реакция на его выход увеличила вращательный момент вала;

- установлена дополнительная камера в которой установлен насос, который еще придал дополнительную кинетическую энергию холодному рабочему телу, подходящему к нему под давлением с распределительной камеры через канал в валу и подал его по ходу в преобразовывающие каналы через обходные каналы двух трубок.

Так получено движение холодного рабочего тела в двух длинных круговоротах направленного его перемещения.

Размер сечения диаметров обходных каналов в разных местах пути в замкнутом цикле движения холодного рабочего тела сделан переменным и так состоялось несколько скачков превращения энергии рабочего тела с одного вида в другой. Таким образом, соединены четыре замкнутых течений рабочего тела, где внутренняя потенциальная энергия его превращалась в кинетическую энергию движения и наоборот, внутренняя кинетическая энергия движения превращалась в потенциальную энергию. Для этого еще в ТД применены рабочие лопатки, сходны аналогу изобретения, но закреплены они попарно под развёрнутым углом одна против одной в одной плоскости их вращения, которые выполнены с двух частей: конусного стержня и пластины, прикреплённой к нему в одной плоскости вращения к касательной поверхности. При изменении величины отношения высоты конуса до диаметра основы меняются аэродинамические параметры рабочей лопатки. Конусный стержень выполняет роль тяги при давлении на него, а пластина выполняет роль преграды и изменение направления движения холодного рабочего тела по ней (копирует аэродинамику крыл птицы при их взмахе в полёте). Так исходя с аэродинамической формулы качества крыла самолета, подъёмная сила равна P=R*k (сопротивление умноженное на качество). Для достижения большой подьемной силы эти умножители должны быть максимальны. Но достичь больших величин двух параметров в таких крыльях невозможно, то за счет уменьшения величины качества (увеличивая угол атаки крыла) увеличиваем величину сопротивления крыла, в котором вектор силы трения как снизу так и сверху его направлен против его направленного движения. Поэтому нужно делать крылья с двух частей, чтобы по отдельности на их получать эти величины. И пример этому полёт птицы при взмахе крыльями сверху вниз. В полёте они достигают при максимальной величины качества эту большую величину сопротивления и ещё тягу их вперед. И так поверхности крыльев как сверху так и снизу их уходят от сопротивления воздуха и силы его трения их движению, а создают только давление под крыльями и одновременну тягу сверху крыльев циркуляционным воздухом с удвоенной скоростью движения с задней к передней кромке над самой поверхностью крыл при условии, когда скорость взмаха больше скорости полета. И так птица уходит от вредной силы сопротивления воздуха при полёте при максимальном качестве крыл к направлению движения при этом достигается максимальное давление снизу крыл, то выходит давление над крыльями равно сопротивлению T=R. Тогда подъемная сила крыл птицы будет Р= Т*к. Так разгадана тайна подъёмной силы машущих крыл птицы. Исходя из формулы в рабочей лопатке тягу выполняет конусный стержень, а качество выполняет пластина, плоскость которой параллельна плоскости её вращения. В смежных камерах корпуса два конических колеса с насосами расположены так, что между внутренними поверхностями кожухов корпуса и внешними поверхностями конических ободов колёс созданы преобразующие каналы с увеличением их объёмов в стороны распределительной камеры, в которых все потоки рабочего тела с кинетической энергией превратились в потенциальную энергию.

Рабочие лопатки закреплены на валу на пути коротких и длинных бесконечных круговращений (где самая большая потенциальная энергия) действия давления холодного рабочего тела.

Со сторон от распределительной камеры все рабочие лопатки закреплены концами основ конусных стержней до вала, а вершины их закреплены до конических ободов колёс. Следующие за ними закреплены меньшие пары рабочих лопаток, смещённые на валу в стороны от предыдущих на расстояние не менее размера диаметра основы конусного стержня и смещены еще на угол в сторону противоположно вращению ротора до перекрытия площади незакрытых секторов кругов конических колёс.

При открытии выпускного крана, а потом впускного крана, холодное рабочее тело устремилось с резервуара баллона в распределительную камеру над фронтальными поверхностями рабочих лопаток, а с неё до отверстия в валу к его каналу. Скользя по поверхностях пластин и конусных стержней, от вершин к их основам, под сползающий скользящий поток холодного рабочего тела с движущихся (вращающих) впереди рабочих лопаток выдавили его к распределительной камере.

Закреплены рабочие лопатки на валу в смежных камерах в зеркальном отражении и имеют вид двух окучников, а рабочие лопатки со стороны распределительной камеры имеют вид двух ступенчатых полушнеков, удержали выход холодного рабочего тела до компрессоров и насосов в их секторах размещения. Малое расстояние смещения рабочих лопаток в стороны концов вала привело рабочее тело к большей длине и времени прохода, то и увеличилось давление в распределительной камере на фронтальные поверхности рабочих лопаток от больших оборотов. От большого давления увеличилась его потенциальная, но уменьшилась кинетическая энергия холодного рабочего тела на поверхности конусных стержней, что вынудило к вращению вала с большим вращающим моментом. Вращающиеся с валом ступенчатые полушнеки с рабочих лопаток их площади стали заслоном на движущее на них под большим давлением холодное рабочее тело, а с тыльных их сторон с контейнеров компрессоры и насосы откачали холодное рабочее тело в преобразовующие каналы. Сползающее рабочее тело с пластин вдоль поверхностей конусных стержней рабочих лопаток с большим его давлением, размещенный в дополнительной камере вращающий насос, всосал его в канал вала через отверстие к нему. То вал увеличил еще обороты и вращающий момент.

Каждый насос сложенный с ступицы, двух дисков и дугоподобных трубок, закреплённых между этими дисками. Эти трубки сходны по форме и аэродинамической характеристике при движении холодного рабочего тела по их каналах, при их вращении, до бумеранга. В двух смежных камерах корпуса до ступиц насосов закреплены компрессоры, которые по ходу движения рабочего тела крыльчатками вдавили его в объёмы ступиц, где от н их п осту п ил о в ка на л ы трубо к.

От вращения их вокруг оси вала, на эту в них массу холодного рабочего тела в дополнении к давлению подействовала еще центробежная и кориолисова силы, которые ещё увеличили его кинетическую энергию и они концами этими трубками силой вдавили в преобразовывающие каналы. Одновременно оно вышло через выпускной кран в атмосферу с каналов обводных трубок и распределительной камеры через канал в валу. При достижении максимальных оборотов вала выпускной кран закрыли, то при существенной разнице давления между объёмом в баллоне и всех объёмов камер корпуса в последних повысилось давление холодного рабочего тела.

От повышения давления в камерах корпуса регулирующий клапан автоматически открылся и холодное рабочее тело снова вышло в атмосферу, но уже с большей кинетической энергией и с большей силой трения его об поверхности рабочих лопаток, то вал набрал максимальные обороты, больше расчетных. Но чтобы не расходовать больше холодное рабочее тело с резервуара баллона, впускной кран возле баллона закрыли. Компрессоры и насосы, вращающиеся вместе с валом, в это время постоянно откачивали холодное рабочее тело с распределительной камеры, объёмов преобразовывающих каналов и обходных трубок в атмосферу до тех пор, пока не понизилось в них давление до того уровня, когда в преобразовывающие каналы насосы смогли вжать холодное рабочее тело или остановить его обратный возврат с преобразовывающих каналов к контейнерам, то регулирующий клапан автоматически закрылся.

Закрытие и открытие выпускных и впускных кранов и регулирующего клапана при запуске ТД делали для того, чтобы создать между двумя вращающимися коническими колёсами в распределительной камере повышенное, а в двух контейнерах пониженное давление холодного рабочего тела, либо разницу давления между фронтальными и тыльными поверхностями рабочих лопаток, которая привела вал в вынужденное вращение.

Когда регулирующий клапан закрылся, то холодное рабочее тело уже с большим давлением продолжило движение с распределительной камеры через канал в валу к насосу, размещённому в дополнительной камере, который увеличил при вращении его еще это давление, но уже против обратного его направления движения вжав в каналы трубок, которые соединены с преобразовывающими каналами в минимальной площади поперечного сечения диффузора. Так обороты вала стабилизировались. В этом насосе при его вращении возникла обратная реакция на выход холодного рабочего тела сходных бумерангу трубок, подействовала в попутном их направлении вращения.

Кинетическая энергия холодного рабочего тела, созданная такими трубками, сложена с суммы двух векторных сил, слагаемая которых направлена в противоположную сторону их вращения, то они еще заблокировали его обратный проход через их каналы до контейнеров конических колёс от действия давления со сторон преобразовывающих каналов, а обратная реакция от них увеличила обороты вала. Каждый контейнер имеет вход до них и выход с них холодного рабочего тела.

Преобразовывающие каналы подобны соплу Лаваля, а их объёмы до конуса Маха. Когда холодное рабочее тело, прошло через каналы, поперечное сечение которых между стенками увеличено к распределительной камере, то в них скорость движения уменьшилась, а давление увеличилось. На выходе холодного рабочего тела с таких каналов в распределительную камеру, а также с выхода преобразовывающего канала, размещённого в третьей дополнительной камере корпуса, к двум преобразовывающим каналам, через которые проходят короткие пути движения, соединенные каналами обходных трубок то давление в двух преобразовывающих каналах, спаренных камерах корпуса, стало больше, чем давление действовало на рабочие лопатки до входа в канал вала.

Тоесть, еще увеличилась его потенциальная энергия относительно распределительной камеры, от чего ещё увеличились обороты вала и его вращающий момент (такой эффект достигается, когда продувается воздухом труба духового музыкального инструмента, где от постоянного увеличения поперечного сечения диаметра канала по длине трубы увеличивается давление на выходе канала и от действия его на атмосферный воздух возникает сильный звук). К двум коротким путям кругового движения холодного рабочего тела подсоединены два длинных пути кругового движения, которые прошли через все три камеры корпуса, распределительную камеру, вдоль рабочих лопаток, два контейнера, канал в валу, компрессоры, каналы дугоподобных трубок, насосов и преобразовывающие каналы.

Эти четыре пути кругового движения копируют подобную сердечно - сосудистую систему беспрерывного кровообращения в живом организме. При применении горячего рабочего тела ТД работать не будет, так как в преобразовывающих каналах на выходе не образуется больше давление, чем было в распределительной камере до входа в канал вала, а состоится противоположный процесс, скорость увеличится от увеличения объёма канала по длине, а давление уменьшится (как в конусе Маха). Холодное рабочее тело, двигаясь по преобразовывающих каналах к распределительной камере, отражаясь от поверхности внутренних стенок кожухов корпуса и внешних поверхностей стенок конических ободов, то его кинетическая энергия превратилась в потенциальную энергию. Тоесть, в них образовались кумулятивные процессы, которые увеличили вращающий момент вала.

В результате выхода холодного рабочего тела с преобразовывающих каналов, которые резко расширены перед распределительной камерой (подобны конусу Маха), возникли кумулятивные процессы течений, которые направлены один против одного, от чего произошло торможение движения, то резко увеличилось давление на внутренние поверхности профильного кольца, конусные стержни, пластины рабочих лопаток и поверхности канала в валу, и вал увеличил обороты.

Подобный процесс происходит в средине закрытого объёма в корпусе атомной бомбы при отражении нейтронов внутренними его поверхностями стенок с концов камеры или так же в адронном коллайдере.

Кинетическую энергию движущего холодного рабочего тела увеличивали на его пути все вращающиеся подобны бумерангу трубки насосов, в которых концы срезаны наискос, то подобны овалу, вдавили холодное рабочее тело в преобразовывающие каналы.

От возникшего в них давления, оно стремится выйти через щели между внутренней поверхностью конического корпуса кожуха и торцом поверхности большого в диаметре сплошного диска насоса в атмосферу, через щели в подшипнике. Для остановки этого выхода установлено уплотнительное кольцо и закреплены лопасти в радиальном направлении до больших сплошных дисков насоса с уклоном их плоскостей в противоположную сторону вращения вала. При вращении лопастей, они раскрутили эту массу холодного рабочего тела и возникнувшая центробежная сила, действующая на эту массу, отбросила от подшипников в радиальном направлении по кругу, заблокировала выход с преобразовывающего канала в атмосферу через щели в подшипнике.

На рис.1 показан продольный разрез корпуса ТД, в котором видны: кожухи корпуса, профильные кольца, вал, закреплённый в подшипниках с полумуфтой, распределительная камера, конические колёса с рабочими лопатками, контейнеры, компрессоры, насосы, лопасти заградительных аппаратов, движение холодного рабочего тела от резервуара баллона к расп редел ительной камере с разделением его на три потока, движение его по поверхностях рабочих лопаток и проход через контейнеры конических колёс и трубки сходны по форме метательного снаряда бумеранга, преобразовывающие каналы, и регулирующий клапан.

На рис.2 показаны рабочие лопатки при разрезе корпуса по линии А - А на рис.1. На рис.3 показан насос при разрезе конического кожуха корпуса по линии В - В на рис.1. На рис.4 показаны лопасти заградительных аппаратов при разрезе конического кожуха по линии С - С на рис.1. На рис.5 показаны лопасти заградительных аппаратов при разрезе по линии D - D на рис.4. На рис.6 показаны с торца согнутые трубки подобны по форме бумерангу между дисками со срезами наискос концов, при разрезе по линии Е - Е на рис.3.

ТД имеет корпус, который сложен с четырёх кожухов 1, скреплённых болтами 2 вместе с профильными кольцами 3. К одному с них закреплён штуцер 4. Вдоль корпуса в подшипники 5 установлен вал 6 с тремя колёсами 7, которые размещены в двух камерах 8 и в дополнительной камере 9 с насосами 10. В камерах 8 насосы 10 колёс 7 сложены с ступиц 11, сходных бумерангу согнутых трубок 12, двух дисков 13, лопастей 14 и конического обода 15. К ступицам 11 прикреплены компрессоры 16, а до конических ободов 15 и вала 6 в двух контейнерах 17, камерах 8 закреплены штырями 18 пары рабочих лопаток а, Ь, с в одном контейнере и а' Ъ', в другом контейнере 17.

Каждая рабочая лопатка пары сложена с конусного стержня 19 и пластины 20.ТД подключена трубкой 21 к контейнеру баллона 22 через впускной кран 23 к штуцеру 4. Посредине корпуса, между двумя контейнерами 17 и профильным кольцом 3 расположена распределительная камера 24. Между внешними поверхностями конических ободов 15 внутренними поверхностями кожухов 1 корпуса расположены преобразовывающие каналы 25. Объём дополнительной камеры 9 соединён с преобразовывающими каналами 25 трубками 26. К ним подсоединён выпускной кран 27 и регулирующий клапан 28. На концах вала 6 закреплена полумуфта 29. Согнутые трубки 12 насосов 10 закреплены между двумя его дисками 13 закрепителем 30. ТД работает так: открыли выпускной кран 27 (если он был закрыт), а потом открыли впускной кран 23. Холодное рабочее тело, ранее приготовленное в контейнере баллона 22 под большим давлением и его потенциальной энергией устремилось с контейнера баллона 22 по каналу трубки 21 к распределительной камере 24 (где атмосферное давление), через штуцер 4, который закреплен на профильном кольце 3 под углом к его поверхности (см. рис.1 и рис.2). В распределительной камере 24, оно разделилось на три направления движения, два в стороны контейнеров 17 и преобразовывающие каналы 25, а третий к отверстиям в канале вала 6. Холодное рабочее тело в распределительной камере 24, двигаясь под давлением столкнулось с поверхностями конусных стержней 19 и пластин 20 всех пар рабочих лопаток а, Ь, с в одной камере корпуса и а' Ь', с' в другой камере корпуса, поверхности которых имеют углы уклона, как к оси конусных стержней 19, так и в стороны концов вала 6, то холодное рабочее тело сползло по их поверхностях к каналу вала б через отверстия к нему. При сползании его возникла сила трения об их поверхности и через штыри 18, закреплённых до вала и отражающих конических ободов 15, ротор пришел во вращение в подшипниках 5, вокруг оси вала 6, в сторону закреплённых конусных стержней 19, относительно закреплённых к ним пластин 20.

Попав в канал вала 6,холодное рабочее тело под давлением дошло до насоса 10, размещённого в дополнительной камере 9 и заполнило этим телом объёмы трубок 12. При вращении вала б вместе с насосом 10, центробежной силой отбросило его сперва в преобразовывающий канал 25, а с него перешло в объём дополнительной камеры 9 и оно вышло с неё через выпускной кран 27 в атмосферу. Одновременно вал 6, вращающийся с парами рабочих лопаток а, Ь, с и а', Ь', с', компрессорами 16 и насосами 10, размещёнными в камерах 8, откачали холодное рабочее тело с двух контейнеров 17 в распределительную камеру 24, через преобразовывающие каналы 25. Когда вал 6 достиг максимальных первичных оборотов, выпускной кран 27 закрыли. От большей разницы давления холодного рабочего тела, между контейнером баллона 22 и распределительной камерой 24, оно заполнило её объём и в ней поднялось его давление. На пути движения к контейнерам 17 стоит препятствие с пар рабочих лопаток а, Ь, с и а*, Ь', с', которые затормозили это движение, так как одновременно оно столкнулось со всеми поверхностями рабочих лопаток, так как они находились в фронтальной их открытости. Холодное рабочее тело, которое попало на ближе размещённые к распределительной камере 24 пары рабочих лопаток а и а' и представляет собой два окучника, затормозилось на поверхностях их стержней 19 и пластин 20, лишившись части кинетической энергии на его сжатие, сползло к валу 6 (см. рис.1 и рис.2) между их конусными стержнями 19 впереди и пластинами 20 с боков. Но так как расстояние между пластинами 20 к поверхности вала б увеличено, то увеличился их объём к приближению к отверстиям на валу 6. От увеличения объёма сзади этих «окучников» скорость движения холодного рабочего тела уменьшилась и кинетическая энергия превратилась в потенциальную энергию. Тоесть, увеличилось давление на фронтальные поверхности рабочих лопаток. И еще, при сползании рабочего тела над поверхностями конусных стержней 19, размер диаметра которых от вершин к их основе последовательно увеличен, возникло сопротивление его движению, которое привело к большому давлению на их поверхности. Ротор продолжил вращаться, отойдя от стандартного превращения кинетической энергии движущего рабочего тела в механическое вращение вала б, уже не только через постоянную силу трения, а и через увеличение на их давления при изменении его движения поверхностями конусных стержней 19 рабочих лопаток в противоположную сторону вращения движущегося к поверхности вала 6.

Холодное рабочее тело, которое попало на две пары рабочих лопаток Ъ и ', которые смещены относительно пар рабочих лопаток а и а' в стороны концов вала 6 и на угол противоположно вращению его, сползло по поверхностях с их пластин 20 (так как пластины 20 закреплены смещёнными от центра оси конусного стержня 19) под движущую массу с фланга, что сползло с пар рабочих лопаток а и а', выжав его к распределительной камере 24, заблокировав его движение к контейнерам 17, где ещё давление атмосферное, направив эти потоки двигаться к каналу в валу б. От этого процесса ещё увеличилось давление в распределительной камере 24, которое с большой силой нажало на поверхности конусных стержней 19, пар рабочих лопаток а и σ' что увеличило обороты и вращательный момент вала б. Холодное рабочее тело, которое попало на пары рабочих лопаток с и с' которые закреплены на валу смещёнными, как в стороны, так и на угол в противоположную сторону вращения вала б, то с их пластин 20 сползло уже под движущую массу холодного рабочего тела с пар рабочих лопаток Ь и Ь', отталкивая его к распределительной камере 24. То и эти пары рабочих лопаток вместе с коническими ободами 15 заблокировали проход к объёмам резервуаров 17, что привело ещё к большему давлению в распределительной камере 24 на рабочие лопатки. Незначительная часть объёма холодного рабочего тела прошла в глубь контейнеров 17, откуда компрессоры 16 и насосы 10 вдавили в преобразовывающие каналы 25. Такое блокирование выхода холодного рабочего тела с распределительной камеры 24 без затраты энергии, увеличило обороты и вращательный момент вала 6. Подпор сползающего рабочего тела с передних каждою сзади парою рабочими лопатками при таком их креплении на валу 6, каждая пара создала условную фантомную площадь перекрытия, каждая с которых стала полезной помехой движению холодного рабочего тела к компрессорам 16 и насосам 10.

От больших оборотов всех рабочих лопаток, компрессоров 16 и насосов 10 образовалась разница давления между распределительной камерой 24 и контейнерами 17 или между фронтальными и тыльными поверхностями рабочих лопаток.

Но до этого, когда вал 6 увеличивал обороты, то в это время холодное рабочее тело частично заполнило объёмы двух контейнеров 17 и дополнительную камеру 9 через канал в валу 6 и каналы трубок 26. Чтобы вал не остановился от сравнивания давления, регулирующий клапан 28 автоматически отрылся в тот момент, когда вращающие насосы 10 уже не в состоянии вдавить холодное рабочее тело в преобразовывающие каналы 25. При автоматическом открытии регулирующего клапана 28, холодное рабочее тело с распределительной камеры 24 уже под большим давлением, чем в ней было, через канал в валу б и насос 10, закрепленный в дополнительной камере 9, вышло в атмосферу. При выходе его в атмосферу, в распределительной камере 24 понизилось его давление и одновременно с контейнеров 17 насосы 10 вместе с компрессорами 16 ещё откачали его в преобразовывающие каналы 25. Когда в них понизилось давление, первые пары рабочих лопаток а и а', ближеразмещённые к распределительной камере 24, при больших их оборотах заблокировали сами выход холодного рабочего тела с распределительной камеры 24 в контейнеры 17. Пары рабочих лопаток Ъ и с с одной стороны и Ь' и с' с другой стороны стали вращаться вхолостую.

Постоянное давление на пластины 20 и конусные стержни 19 от подхода нового объёма холодного рабочего тела с большой кинетической энергией с резервуара баллона 22, вал 6 еще увеличил обороты и вращательный момент. Достигнув больших оборотов вал 6, больше расчетных и чтобы не расходовать больше холодное рабочее тело с резервуара баллона 22, впускной кран 23 закрыли. Вращающие компрессоры 16 и насосы 10 продолжили откачивать холодное рабочее тело в атмосферу с контейнеров 17, распределительной камеры 24, преобразовывающих каналов 25 и каналов трубок 26 до понижения давления к расчётному, тогда регулирующий клапан 28 автоматически закрылся. В диффузорах наименьшего поперечного сечения преобразовывающих каналов 25 давление стало меньше или равно давлению, которое производят компрессоры 16 вместе с насосами 10 при их вращении. Когда регулирующий клапан 28 закрылся, то насос 10, расмещённый в дополнительной камере 9, подал подошедшую массу холодного рабочего тела с распределительной камеры 24 под давлением, через канал в валу 6 через дополнительную камеру 9 уже в каналы трубок 26, которые подсоединены к преобразовывающим каналам 25, где наименьшее сечение диффузора(см.рис.1).

Проход холодного рабочего тела в этих местах состоялся с наибольшей скоростью движения. А это привело к понижению давления в этих местах, то возникла инжекция холодного рабочего тела на поданное насосами 10, которые откачивали его компрессоры 16 с двух контейнеров 17.

Затраты энергии на перемещение уже сжатого холодного рабочего тела (которому фактически нет сопротивления движению), насосом 10 по длинных замкнутых путях движения через дополнительную камеру 9 и подача компрессорами 16 в насосы 10 в преобразовывающие каналы 25, через которые прошли и котроткие замкнутые пути движения, ушли незначительные в процентном отношении к мощности, что выдала ТД. Но все затраты энергии компенсировались в другом.

Во-первых, с тыльных сторон рабочих лопаток крыльчатками компрессоров 16 при откачивании холодного рабочего тела получили большую разницу давлений между фронтальными и и тыльными сторонами поверхностей рабочих лопаток. Таким образом, увеличили обороты и вращательный момент вала 6.

Во-вторых, крыльчатки компрессоров 16 со сторон насосов 10, закачивали холодное рабочее тело в объёмы каналов трубок 12 под давлением, где оно двигалось сначала по них в радиальном направлении, а потом в противоположном направлении к вращению вала 6 подействовала на него еще центробежная и кориолисова сила. Противодействующая им реакция на это движение направлена в сторону вращения вала 6.

Слагаемая векторных кинетических сил при движении холодного рабочего тела по каналах таких трубок 12, стала больше чем откачивали бы насосы с обычными в них крыльчатками, которые отбрасывают рабочее тело как в радиальные направления, так и в сторону вращения вала, от чего возникает как вредная сила его трения об поверхности крыльчаток, так и обратная реакция на выход этого тела, направленая против вращения вала. При выходе холодного рабочего тела с каналов трубок 12 в противовращательном направлении движения эти насосы 10 стали уже силовыми установками, так как действие обратной реакции этому движению направлено в сторону вращения вала 6 и так уменьшили нагрузку на вал 6 при вдавливании ими его в преобразовывающие каналы 25. Таким образом, установленные компрессоры 16 и пары рабочих лопаток а, Ь, с и а', Ь', с' и насосы 10 сработали в унисон.

Это основное требование, чтобы вал 6 постоянно вращался в закрытых камерах корпуса.

Часть объёма холодного рабочего тела с его потенциальной энергией, которое расходовано с резервуара баллона 22 через впускной кран 23, нужно для того, чтобы только запустить вал 6 во вращение и нагромоздить её уже в распределительной камере 24 для создания разницы давления между распределительной камерой 24 и контейнерами 17 для дальнейшего вращения вала 6.

При создании и постоянно поддержании разницы давления между распределительной камерой 24 и контейнерами 17 возникло условие для вращения вала 6 при постоянном противодействии рабочих лопаток на его сравнение. Имеются два пути движения до контейнеров 17 с распределительной камеры 24. Один самый короткий путь до них - это двигаться холодному рабочему телу на рабочие лопатки в два противоположные направления, а другой путь - двигаться в обход через преобразовывающие каналы 25, трубки 12, сходны бумерангу, ступицы 11 и между крыльчатками компрессоров 16. Пройти в обход к контейнерам 17 этим путём есть противошерстным и невозможным. Ведь, во - первых, площадь наименьшего поперечного размера сечения диффузоров преобразовывающих каналов 25 в несколько раз меньше от площади входа в контейнеры 17 между размещёнными рабочими лопатками. От распределительной камеры 24 до трубок 12 идёт плавное сужение поперечного сечения преобразовывающих каналов 25 по длине, которые тормозили движение холодного рабочего тела при приближении к насосам 10. Во-вторых, круговые внутренние поверхности кожухов 1 корпуса и внешние поверхности конических ободов 15, колёс 7 - это отражающие аппараты и векторы противодействующей реакции от них направлены в сторону распределительной камеры 24. Но против этого направления движения еще двигалось холодное рабочее тело с большой кинетической энергией с каналов трубок 12. Ещё, чтобы попасть холодному рабочему телу через преобразовывающие каналы 25 к объёмам контейнеров 17, нужно пройти через каналы трубок 12, которые сделаны сходны бумерангу, в которых идёт движение сперва в радиальном направлении от ступиц 11, а потом переходят в противоположные стороны вращения вала 6 (см.рис.З). Так как ротор уже увеличил обороты в подшипниках 5 вместе с насосами 10, центробежная сила подействовала сперва на массу атмосферного воздуха, который находился в объёмах каналов трубок 12, а потом на подошедшее холодное рабочее тело, отброшенное рабочими лопатками и лопатками компрессоров 16. Это вынудило его поступать уже под давлением по каналам трубок 12. Центробежная сила, действующая на эту движущую массу холодного рабочего тела, прибавила дополнительную скорость движения уже с большей кинетической энергией к концам каналов трубок 12.

При движении холодного рабочего тела по каналах трубой 12 в направлении противоположном вращению ротора, эту массу, находящуюся в их объёмах, насосы 10 с силой вдавили в преобразовывающие каналы 25. Ма эту массу действовали силы, которые сложены с вектора кориолисовой силы F_k , направленной противоположно вращению вала 6 та вектора силы, направленной в радиальном направлении F_p . Слагаема этих векторных сил и скоростей F_c направлена в противоположную сторону их вращения (см.рис.З).

Тоесть, масса холодного рабочего тела, движущаяся по каналах трубок 12, получила ещё прибавочную энергию к его движению, что привело к «разрыву» этих потоков. Но так как разорвать потоки невозможно, то произошло всасывание холодного рабочего тела с контейнеров 17, понизив давление с тыльных сторон лопастей компрессоров 16. Выход с большой скоростью от действия кинетической энергии холодного рабочего тела с каналов трубок 12, концы которые срезаны наискос, вдавили в преобразовывающие каналы 25, между вокруг внешних вращающихся вместе конических ободов 15 и внутренних недвижущихся конических кожухов 1 корпуса.

Срезы концов трубок 12 подобны фигуре овала, но когда идёт выход через их холодное рабочее тело, то они уже образовались в «площади» овалов, которые направлены под углом к плоскости их вращения. Вдавливание холодного рабочего тела концами трубок 12 в преобразовывающие каналы 25 состоялось под углом силой кинетической энергии в двух направлениях. В линейном направлении и перпендикулярном F_n направлении, которым противодействовало давление холодного рабочего тела с наименьшего поперечего сечения диффузора преобразовывающего канала 25, перпендикулярно «площади» овалов (см. рис.6).

Слагаемая этих векторных сил F_e стала большей, нежели были бы срезы перпендикулярными и еще не сменили бы они направление его движения прямо в преобразовывающие каналы 25.

Тоесть, получили такими «площадями» овалов трубок 12 также дополнительную кинетическую энергию. Слагаемая двух прибавочных кинетических энергий при такой конструкции трубок 12 насосов 10 сходных бумерангу дала прибавку в виде кинетической энергии, которая есть главная движущая сила ТД в четырёх замкнутых и закрытых путях движениях сжатого холодного рабочего тела. С этой прибавочной кинетической энергии незначительная часть её затрачена на преодоление сопротивления при вдавливании в преобразовывающие каналы 25, и на вращение массы ротора. Движение под давлением холодного рабочего тела по каналам трубок 12, при вращении их вокруг оси вала б, сходно аэродинамической характеристике бумеранга при полёте в воздухе.

Компрессоры 16 и насосы 10 откачали холодное рабочее тело с контейнеров 17 в атмосферу потенциальной энергией холодного рабочего тела, вышедшего с резервуара баллона 22, а потом перешли в режим сдерживания его с преобразовывающих каналов 25. А поэтому холодное рабочее тело не может пройти в контейнеры 17 с распределительной камеры 24 через преобразовывающие каналы 25 и каналы трубок 12, сходны бумерангу, а давит в направлении закреплённых на валу пар рабочих лопаток а, Ь, с л а' Ь', с', от чего продолжилось вращение вала 6.

От создавшегося большого давления в распределительной камере 24 холодное рабочее тело через отверстие в теле вала 6 попало и в его канал, а далее в вращающийся насос 10 (подобный двум другим, закреплённых в камерах 8), который размещён в дополнительной камере 9. С дополнительной камеры 9 через подсоединённые каналы двух отдельных трубок 26, размещённых снаружи корпуса к ней, холодное рабочее тело поступило в два преобразовывающие каналы 25 (в авиационных воздушно - реактивные двигатели в подобные камеры подают энергоносители) уже с большей кинетической энергией, чем была до этого энергия холодного рабочего тела в распределительной камере 24. А так как трубки 26 закреплены к коническим кожухам 1 корпуса ТД в диффузорных местах преобразовывающих каналов 25, то состоялась инжекция на поступающее холодное рабочее тело с контейнеров 17, через компрессоры 16 и насосы 10.

При движении холодного рабочего тела по этих каналах с их расширением при подходе к распределительной камере 24 кинетическая энергия его превратилась в потенциальную энергию вокруг внешних вращающихся поверхностей конусных ободов 15, колёс 7 и внутренних конических кожухов 1 корпуса, которые есть отражающими аппаратами. Если на выходе с преобразовывающих каналов 25 и входе в распределительную камеру 24 потоки холодного рабочего тела прошли через разное сечение каналов, то при выходе из сферы канала, подобного конусу Маха, давление ещё увеличилось. Тоесть, состоялся кумулятивный эффект потоков в каждом преобразовывающем канале 25. Встреча этих кумулятивных потоков, которые направлены один против одного, подняло большое давление по всему кругу распределительной камеры 24 и оно стало в ней ещё больше, чем было до входа в канала вала 6. Большое давление на внутренние стенки кожухов 1 корпуса, поверхности конусных стержней 19, пластин 20, профильное кольцо 3, и вал 6 увеличил еще обороты и вращающий момент. Большое давление в распределительной камере 24 через преобразовывающие каналы 25 с силой подействовало на овальные «площади» концов трубок 12 насосов 10, с которых выходило холодное рабочее тело, а так же на боковые внутренние поверхности дисков конических кожухов 1 корпуса и на поверхности больших в диаметре сплошных дисков 13 насосов 10. Так, как концы трубок 12 срезаны наискос к плоскостям их вращения (см. рис 3 и рис. 6), и выглядят как лопасти винта, то действие на них давления в сторону вращения, увеличило еще обороты и вращательный момент вала 6. Тоесть, насосы 10 во всех камерах корпуса, стали уже силовыми колесами, ибо вектор силы давления, действуя на овальные «площади», направлен в попутном направлении вращения вала 6. Холодное рабочее тело от большого давления стремится пройти между внутренней поверхностью конического кожуха 1 корпуса и торцом поверхности большого в диаметре сплошного диска 13, сквозь поверхности ступицы 11 через щели в подшипнике 5 в атмосферу. Закреплённые лопасти 14 к сплошному большому диску 13, вращающиеся вместе вокруг оси вала 6, раскрутили эту массу и центробежной силой отбросили по кругу в радиальные направления и заблокировали вместе с уплотнительным кольцом выход с преобразовывающего канала 25 и выход через подшипник в атмосферу.

В камерах корпуса и каналов идут многоразовые скачки превращения энергии холодного рабочего тела при его движении. Кинетическая энергия его превращалась в потенциальную энергию и, наоборот, потенциальная энергия превращалась в кинетическую, которая не истратилась, а тому подобна внутренней энергии атомному строению тела материи, которая меняется при действии на неё температуры.

Тоесть, рабочая ТД представляет собой искусственный атом.

Когда дали нагрузку на полумуфту 29, вал 6 (ротор) уменьшил обороты. Действие холодного рабочего тела сдвинулась в контейнеры 17 с распределительной камеры 24 к парам рабочих лопаток Ь, to' и с, с', которые вращались вхолостую и действие на них давления, увеличило вращательный момент вала 6. Но увеличилось давление в контейнерах 17 и каналах трубок 12. Насосы 10 вдавили больше массы холодного рабочего тела в преобразовывающие каналы 25 и подняли вновь давление в распределительной камере 24. От большого давления на рабочие лопатки, вал б вновь набрал стабильные обороты. Дальнейшее увеличение нагрузки на полумуфту 29 ведёт к уменьшению оборотов вала 6, так как холодное рабочее тело заполнит контейнеры 17. Разница давления между распределительной камерой 24 и контейнерами 17 исчезнет и вал 6 остановится.

Векторы действующих сил холодного рабочего тела на поверхности пар рабочих лопаток а, Ь, с и а', Ь', с' в разных камерах 8 корпуса направлены с распределительной камеры 24 в противоположные стороны, действие которых равны по величине, то на вал 6 действуют силы на его разрыв. Остановка вала 6 ТД осуществляется открытием выпускного крана 27.

В ТД ротор при вращении не даёт обратную реакцию на корпус, а потому не нужно усиливать раму для её крепления. ТД дешева в изготовлении и обслуживании, работает бесшумно, ей не нужны энергоносители для её работы и жидких масел для смазки подшипников 5.

Соединение ТД с электрогенераторами в агрегаты даёт возможность перейти на автономную выработку электроэнергии для предприятий, населённых поселков и жилых домов и обходиться без высоковольтных линий электропередач та их трансформаторных подстанций. Так Земля освободится от электромагнитной рубашки.

ТД может конкурировать по мощности с авиационными турбодвигателями, так как она не ограничивается, ибо зависит от разницы давления холодного рабочего тела между фронтальными и тыльными поверхностями рабочих лопаток, мощности компрессоров 16 и насосов 10 та прочности корпуса и её деталей. Она может работать в воде и при любой температуре атмосферного воздуха. ТД пожаробезопасна, а потому её можно устанавливать в электроавтомобилях, подводных лодках, на летательных и космических апаратах, в трамвайно - троллейбусном транспорте и поездах.

Массовое применение ТД в народном хозяйстве и быте сократит добычу угля, нефти и газа и их доставку, ликвидирует экологические и энергетические проблемы на Земле и даст возможность приблизить экологию к первичному состоянию, тоесть до начала массового применения энергоносителей

Claims

Формула изобретения

«1. Турбина-двигатель содержит пустотелый корпус с кольцами, вал вдоль корпуса, на котором закреплены рабочие лопатки, компрессоры насосы, клапаны и имеет диффузоры, заградительные и отражающие аппараты, камеры, контейнеры и преобразовывающие каналы, которые соединены с камерами корпуса каналами обводных трубок, о т л и ч а е т с я тем, что корпус сложен с пустотелых конических и цилиндрических кожухов с фланцами и профильными кольцами между ними стянутых болтами, к коническим и цилиндрическим бокам кожухов корпуса закреплены диски, которые объединили и изолировали от атмосферы три камеры, вдоль корпуса в подшипники установлен вал, в котором сделан канал, в каждой камере на валу закреплён откачивающе-блокирующий насос реактивного действия, к двум насосам, в смежных камерах закреплены конические ободы такие, что внешние и внутренние поверхности есть отражающие аппараты, к поверхностям вала и к внутренним коническим ободом закреплены попарно рабочие лопатки в разных плоскостях вращения, где каждая пара их смещена от предыдущей пары как с середины вала в стороны, так и на угол против направленного их вращения, каждая рабочая лопатка сложена с конусного стержня и пластины, прикреплённой к касательной его поверхности со сторон концов вала, конические ободы колёс размещены между внутренними поверхностями конических кожухов корпуса так, что образованы диффузоры и преобразовывающие каналы разрез которых подобный соплу Лаваля и конусу Маха, между фронтальными поверхностями рабочих лопаток, размещенных на валу и поверхностью профильного кольца образована распределительная камера, установлены за пределами корпуса обводные трубки, каналы которых вместе с каналом в валу соединили все камеры корпуса, за тыльными поверхностями рабочих лопаток закреплены на валу компрессоры и насосы, каждый насос сложен с ступицы, двух дисков и трубок в виде метательного снаряда бумеранга, одни концы которых закреплены к ступицам а другие концы их направлены к внутренним стенкам конических кожухов корпуса с поворотом в противоположную сторону вращения вала и срезаны наискос со сторон преобразовывающих каналов, со стороны выхода конца вала за пределы боковой стенки корпуса, к поверхности диска насоса закреплены лопасти заградительного аппарата.»