Спосіб перетворення енергії газоподібного середовища, наприклад повітря, в механічну або електричну

1. Спосіб перетворення енергії газоподібного середовища, наприклад повітря, в механічну або електричну, при якому один потік газоподібного середовища направляють до турбіни, за якою утворюють вихрову зону, подаючи до цієї зони через завихрювачі другий потік газоподібного середовища, який відрізняється тим, що два потоки газоподібного середовища отримують, розділяючи потік газоподібного середовища після виходу з проточної частини механічно з'єднаного з турбіною компресора, і один з цих потоків газоподібного середовища подають на вхід проточної частини турбіни, а другий потік газоподібного середовища 3 25117 середовища (наприклад, повітря) та перетворення її в механічну, внаслідок використовують не тільки кінетичну, але й внутрішню енергію газоподібного середовища (наприклад, повітря), що робить можливою реалізацію способу перетворення енергії газоподібного середовища - повітря в механічну (електричну) навіть за відсутності ві тру. Спосіб перетворення енергії газоподібного середовища (наприклад, повітря) в механічну (електричну), при якому один потік газоподібного середовища направляють до турбіни, за якою утворюють вихрову зону, подаючи до цієї зони другий потік газоподібного середовища через завихрювачі, характеризується тим, що два потоки газоподібного середовища отримують, розділяючи потік газоподібного середовища після виходу з проточної частини механічно з'єднаного з турбіною компресора, і один з цих потоків газоподібного середовища подають на вхід проточної частини турбіни, а другий потік газоподібного середовища подають до вихрової камери, розташованої за турбіною, а вихрову зону у ви хровій камері створюють таким чином, що приосьова зона вихру утворюється саме на виході із турбіни; потоки газоподібного середовища до входу проточної частини турбіни та до вихрової камери можуть подавати через концентричні кільцеві канали, причому потік газоподібного середовища, який подають до вихрової камери, можуть завихрювати в кільцевому каналі, через який вихід проточної частини компресора сполучений з вихровою камерою; потік газоподібного середовища після виходу з вихрової камери додатково прискорюють, випускаючи його через регульований вихлопний пристрій. На Фіг. показаний ескіз пристрою для перетворення енергії газоподібного середовища (повітря) в механічну (електричну) "Газотурбокомпресорного двигуна Віктора Григоренка (ГТКД-ВГ)". До складу пристрою для перетворення енергії газоподібного середовища (повітря) в механічну (електричну) входять сполучений з джерелом газоподібного середовища (наприклад, з атмосферою) регульований конфузорний вхідний пристрій 1, компресор 2, механічно з'єднаний валом 3 з турбіною 4. Через два концентричні кільцеві канали 5 і 6 вихід проточної частини компресора 2 сполучений відповідно з входом проточної частини турбіни 4 та з призначеною для утворення вихру вихровою камерою у вигляді вихрової труби 7; причому в кільцевому каналі 6 установлено завихрювачі 8. Вихрову тр убу 7 установленою співвісно турбіні 4 з можливістю обертання навколо її поздовжньої вісі відносно статора 9 турбіни 4. На виході з вихрової труби 7 установлено біротативну турбіну 10, сопловий лопатковий апарат якої установлений на вихровій трубі 7; біротативна турбіна 10 має спільний вал 11 з турбіною 4 (їхні вали з'єднані), з іншого боку вал 11 біротативної турбіни 10 з'єднаний зі стартером 12. На виході з проточної частини біротативної турбіни 10 (отже, за вихровою трубою 7) розташований сполучений з джерелом газоподібного середовища (наприклад, з атмосферою) регульований вихлопний пристрій 4 (регульований повітровідвід) - сопло 13. До спільного вала 3 компресора 2 та турбіни 4 через редуктор або мультиплікатор 14 приєднаний споживач - електрогенератор 15. Корпус 16 пристрою для перетворення енергії газоподібного середовища повітря в механічну (електричну) за допомогою підшипника 17 установлений на башті 18. Спосіб перетворення енергії газоподібного середовища (наприклад, повітря) в механічну (електричну) реалізують під час роботи наведеного пристрою для перетворення енергії газоподібного середовища (наприклад, повітря) ГТКД-ВГ, який функціонує наступним чином. За допомогою стартера 12 розкручують спільний вал 11-3 біротативної турбіни 10, турбіни 4 і компресора 2. При цьому компресор 2 через вхідний пристрій 1 всмоктує газоподібне середовище (наприклад, повітря) із джерела газоподібного середовища (наприклад, з атмосфери) і подає його через концентричні кільцеві канали 5 і 6 до турбіни 4 та до вихрової труби 7, в якій завдяки завихрювачам 8 утворюється вихор і тиск повітря стає значно нижчим, ніж на виході з проточної частини компресора 2, відповідно - і на вході до проточної частини турбіни 4. У вихровій трубі 7 обидва потоки газоподібного середовища (наприклад, повітря) з проточної частини турбіни 4 та з кільцевого каналу 6 об'єднуються; об'єднаний потік потоки газоподібного середовища (наприклад, повітря) проходить через біротативну турбіну 10 і через регульований вихлопний пристрій (регульований повітровідвід) - сопло 13, в якому він додатково прискорюється, виходить у навколишнє середовище з середньою температурою потоку нижчою за атмосферну. Завдяки своїм достатньо великим розмірам (довжині та діаметру) та обертанню відносно своєї поздовжньої вісі вихрова труба 7 сприяє підсиленню вихру, отже сприяє зниженню тиску в зоні вихру [Н.Я. Фабрикант. Аэродинамика - М. "Наука", 1964, с.309]. Коли перепад тиску на турбіні 4 стає достатнім для підтримання обертання турбіни 4 з компресором 2, тобто коли сумарна потужність турбіни 4 і біротативної турбіни 10, конструктивно об'єднаних з компресором 2 і споживачем - електрогенератором 15, стає більше потужності, яка витрачається на обертання компресора 2 та вихрової труби 7, стартер 12 вимикають. Завдяки регульованим вхідному пристрою 1 завихрювачам 8 і вихлопному пристрою (повітровідводу) - соплу 13 та завдяки вибору кількісного розподілення потоку стиснутого газоподібного середовища (наприклад, повітря) між концентричними каналами 5 і 6 (тобто розподіленню потоку стиснутого газоподібного середовища - наприклад, повітря - між турбіною 4 та зоною вихроутворення вихрової тр уби 7) сумарної потужності турбін 4 і 10 вистачає для того, щоб підтримувати обертання компресора 2 та забезпечувати обертання споживача - електрогенератора 15. Потужність газоо турбокомпресорного двигуна ГТКД-ВГ збільшується при флюгуванні в атмосферному вітровому потоці (якщо він є) завдяки установці у підшипнику 17 на башті 18. Оскільки електричні машини є оборотними, то під час запуску пристрою для перетворення енергії 5 25117 газоподібного середовища (наприклад, повітря) електрогенератор 15 може бути використаний як двигун, тобто може виконувати функцію стартера. На відміну від вітродвигунів, які використовують частину лише кінетичної енергії з вітрового потоку, що проходить крізь них, пропонований газо-турбокомпресорний двигун ГТКД-ВГ створює потік газоподібного середовища (наприклад, атмосферного повітря) та добуває з нього частину внутрішньої та кінетичної енергій та перетворює їх в механічну (електричну) енергію та в низькотемпературний потік вихлопного газоподібного середовища, наприклад, повітря (холод). Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 6 Використання пропонованого способу перетворення енергії газоподібного середовища (наприклад, повітря) в механічну (електричну) сприятиме економії природних паливних ресурсів, зниженню витрат на транспортування енергоносіїв та вирішенню соціальних проблем шляхом створення додаткових робочих місць. При цьому енергетичний та хімічний склад атмосферного повітря при його використанні в якості газоподібного середовища не змінюється, отже немає сприяння розвиткові парникового ефекту. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601