Proste Urządzenia Darmowej Energii


W darmowej energii nie ma nic magicznego, a przez „swobodną energię” rozumiem coś, co wytwarza energię wyjściową bez potrzeby używania paliwa, które musisz kupić.



Rozdział 8: Generator Donnie Watts


Donnie Watts zaprojektował prosty generator, który jest w stanie zapewnić wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby zaspokoić potrzeby typowego gospodarstwa domowego.

Konstrukcja oparta jest na dobrze znanych zasadach, a silnik pracuje na zimno i jest wystarczająco prosty, aby wielu ludzi mogło go zbudować. Moc wyjściowa wzrasta wraz ze średnicą wirnika i szybkością wirowania, a zatem w celu zatrzymania przyspieszania urządzenia aż do jego samozniszczenia, zawór wlotowy ograniczający wodę przedostającą się do obracającego się cylindra lub inny skuteczny środek kontroli prędkości jest ważnym wymogiem.

Należy bardzo wyraźnie zrozumieć, że jest to silnik wykładniczy. Moc wyjściowa jest proporcjonalna do kwadratu prędkości obrotowej, więc podwoj prędkość obrotową, a czterokrotnie moc wyjściową. Ponadto moc wyjściowa jest proporcjonalna do kwadratu średnicy wirnika, więc podwojona średnica i czterokrotnie moc wyjściowa. Tak więc, jeśli podwoisz średnicę cylindra wirnika i podwoisz prędkość obrotową, moc wyjściowa wzrośnie szesnastokrotnie. Podstawowy współczynnik wydajności dla projektu wynosi cztery. Oznacza to, że moc wyjściowa jest zawsze co najmniej cztery razy większa niż moc wejściowa.

Ta informacja pochodzi z dwóch oddzielnych patentów. Pierwszy z nich miał miejsce w 1989 roku i pokazuje generator, który mógłby zbudować większość ludzi. Drugi był trzy lata później i jest znacznie bardziej skomplikowany, sugerując mechaniczne metody kontrolowania prędkości wirnika. Podejrzewam, że niewiele osób byłoby w stanie zbudować późniejszy projekt. Oba patenty pokazano na końcu tego dokumentu. Skoncentruję się jednak na prostej wersji, abyś miał szansę ją zbudować samodzielnie.

Donnie Watts mówi, że początkowo konieczne jest uruchomienie urządzenia z pompą wodną, ale gdy obrót osiągnie 60 obr / min, urządzenie nie potrzebuje już pompy wodnej, chociaż w razie potrzeby można ją uruchomić. Przy 60 obrotach na minutę ciśnienie wewnątrz bębna wirnika osiąga punkt, w którym ssanie spowodowane przez wodę przechodzącą przez strumienie wirnika wytwarza wystarczające ssanie, aby utrzymać działanie. Pamiętaj jednak, że jest to system z dodatnim sprzężeniem zwrotnym, ze wzrostem prędkości powodującym wzrost mocy, wzrostem przepływu wody, wzrostem prędkości obrotowej,… w konsekwencji silnik sam się napędza, a jeśli nie jesteś na to przygotowany z przepustnicą na szybkość przepływu wody do cylindra, wtedy silnik jest całkowicie podatny na przyspieszenie do momentu, w którym ciśnienie wewnętrzne uszkodzi silnik, prawdopodobnie powodując wyciek bębna wirnika.

Jednak przychodzi mi do głowy, że alternatywnym sposobem uruchomienia generatora byłoby obracanie wirnika za pomocą silnika elektrycznego tymczasowo przymocowanego do wału wyjściowego urządzenia, a może nawet za pomocą ręcznego uchwytu rozruchowego, takiego jak używane wczesne samochody.

W każdym razie, w ogólnym zarysie, Donnie pierwotnie pokazał, że projekt jest taki:




Okrągły bęben wirnika ma pompowaną wodę (lub inny płyn, który zdecydujesz się zastosować). „Specjalne sprzęgło” ma jedną stronę nieruchomą, a drugą stronę może się obracać. Woda wpływająca do bębna tryska przez ustawione pod kątem strumienie na obwodzie, powodując obrót bębna. Gdy bęben przekroczy jeden obrót na sekundę, woda tryskająca z dysz wciąga więcej wody i system sam się zasila. Woda z dysz zbiera się na dnie obudowy studzienki, która podpiera oś, a następnie jest gotowa do ponownego wprowadzenia do bębna.

Większość generatorów wymaga wirowania przy 3000 obr / min lub nieco szybciej. Tę prędkość można osiągnąć poprzez przekładnię pasową między wałem wyjściowym a wałem wejściowym generatora. Generator tego ogólnego typu mógłby wyglądać następująco: ten 5-kilowatowy alternator kosztuje w 2018 roku 325 funtów:




Jednak moc wyjściowa tego projektu jest dalej zwiększana przez włączenie przegród oporowych do wnętrza obudowy. Chodzi o to, aby strumienie wody uderzały w stałą powierzchnię pod kątem prostym do strumienia i jak najbliżej dyszy:




Jednak późniejszy patent wskazuje, że podczas gdy strumienie zawsze przykładają siłę ciągu do bębna wirnika, bez względu na prędkość, z jaką się obraca, gdy bęben osiągnie prędkość, płyn wychodzący z dysz jest prawie nieruchomy względem studzienki dlatego te przegrody przydałyby się tylko przy rozpoczynaniu od postoju.

Chciałbym podkreślić, że to urządzenie jest w rzeczywistości silnikiem bez paliwa o znacznej mocy wyjściowej. Można go budować w różnych konfiguracjach.




Patent z 1992 r. Pokazano na końcu tego dokumentu, ale ze względu na trudność w skonstruowaniu tej wersji pozostanę przy oryginalnej konstrukcji, w której oś wału jest pozioma, więc ciężar osi i bębna nie wywiera bocznego obciążenia na namiar.

Donnie Watts pokazuje bęben wirnika o średnicy 48 cali (1220 mm). Niedoświadczeni konstruktorzy prawie zawsze decydują, że zamiast konstruować to, co pokazano, „poprawią” działający projekt, zmieniając go na własne pomysły. To prawie nigdy nie działa, a to, co testują, to ich własny projekt, a nie projekt, który próbują powielić.

Na przykład rura doprowadzająca wodę do bębna ma średnicę 75 mm (3 cale). Niedoświadczony konstruktor decyduje się na zbudowanie bębna o mniejszej średnicy, dlatego postanawia zmniejszyć średnicę rury zasilającej do 1 cala (25 mm). Nie nie nie! Jest to bardzo, bardzo ważny element, którego NIE wolno zmieniać. To, że zdecydujesz się na użycie mniejszego bębna, nie zmniejsza tarcia ani trudności w przepychaniu wody przez rurę.

Rura o średnicy 75 mm ma pole przekroju wynoszące 4417 milimetrów kwadratowych. Podczas gdy rura o średnicy 25 mm ma pole przekroju 490 milimetrów kwadratowych, co stanowi zaledwie 11% rury o średnicy 75 mm. Innymi słowy, aby dopasować możliwości rury o średnicy 75 mm, potrzebujesz dziesięciu rur o średnicy 25 mm do przenoszenia tego samego przepływu. Donnie podkreśla również, że rura wlotowa MUSI mieć prawie dwa razy większą powierzchnię przekroju niż wszystkie strumienie. Późniejszy patent wydaje się podnosić ten współczynnik do 8-krotności sumy otworów odrzutowych.

Jeśli trudno ci w to uwierzyć, weź metrową długość zwykłej węża ogrodowego i spróbuj wydmuchać przez nią powietrze. Chociaż rura ma średnicę około 12 mm, zobaczysz, jak trudno jest wydmuchać przez nią powietrze. Jeśli zbudujesz generator z rurką o średnicy 1 cala między pompą a bębnem, prawdopodobnie nie dostaniesz wirnika powyżej 300 obrotów na minutę, ponieważ jest to odpowiednik dławienia pompy do 10% jej mocy wejściowej.

Im mniejszy jest generator Donnie Watts, tym dokładniejsza musi być twoja konstrukcja. Z tego powodu zdecydowanie zalecam wykonanie bębna o średnicy co najmniej 1 metra.

Amerykański programista Rick Evans wymyślił sposób na uniknięcie potrzeby specjalnego złącza węża zasilającego, a jego metoda wygląda następująco:




To bardzo sprytne rozwiązanie z rurą o średnicy 3 cali wspieraną przez zwykłe łożysko kulkowe lub wałeczkowe. Jeśli jakaś ciecz wyciekłaby przez łożysko, to trafiłaby do studzienki, gotowa do ponownej cyrkulacji.

Istnieje wiele różnych sposobów budowy generatora Donnie Watts. Przedstawiona tutaj metoda jest jedynie wygodną metodą konstrukcji przy użyciu miękkiej stali o grubości 3 mm (1/8 cala) i spawacza. Średnica obracającego się bębna może być dowolna, ale moc wyjściowa wzrasta wraz z kwadratem średnicy, więc jeśli podwoisz średnicę, moc wyjściowa stanie się cztery razy większa. Ten przykład będzie oparty na średnicy 1 metra. Zaczynasz od wycięcia dwóch tarcz, jednej z centralnym otworem o średnicy 3 cali, a drugiej z centralnym otworem o rozmiarze potrzebnym do osi koła pasowego:




Następnie spawasz osiem stalowych prostokątów o szerokości 144 mm do tarczy, która ma mniejszy otwór:




Te paski mają kierować wodę (lub inny płyn, taki jak płyn przekładniowy), gdy przechodzi on przez bęben podczas pracy generatora. Pomiędzy tymi płytami a krawędzią dysku musi być co najmniej 50 mm (dwa cale) wolnej przestrzeni, aby umożliwić swobodny przepływ wody przez płytki.

Głębokość płytek wynosząca 144 mm pozwala na przyspawanie drugiej tarczy w miejscu w celu utworzenia bębna. Patrząc z boku wygląda to tak:




Następnie zewnętrzna krawędź bębna jest spawana na miejscu:




Jeśli nigdy nie budowałeś niczego ze stali, pozwól, że zapewniam cię, że nie jest to trudne, i tak, zbudowałem stal, zaczynając jako całkowicie początkujący. Jednak chociaż stal miękka jest łatwa w obróbce i spawaniu, stal nierdzewna jest znacznie, znacznie trudniejsza, dlatego należy unikać stali nierdzewnej. Kawałki stali są cięte i kształtowane za pomocą szlifierki kątowej takiej jak ta:




I chociaż na zdjęciu pokazano uchwyt wystający z boku młynka, aby można było używać dwóch rąk, ogólnie wygodniej jest zdjąć uchwyt i po prostu trzymać młynek tylko jedną ręką, ponieważ nie jest ciężki. Podczas pracy ze stalą noś parę „sztywniejszych” rękawiczek, które są mocnymi, wzmocnionymi rękawiczkami, które będą chronić twoje ręce przed ostrymi stalowymi krawędziami i zawsze będą nosić ochronę oczu.

Jeśli zamierzasz wiercić stal, potrzebna jest wiertarka zasilana z sieci, ponieważ wiertarki akumulatorowe po prostu nie nadają się do pracy, chyba że jest to tylko jeden otwór. Podczas wiercenia stali warto mieć dodatkowy uchwyt.




Za pomocą wiertła pokazanego powyżej uchwyt ręczny zaciska się na pierścieniu tuż za uchwytem i można go ustawić pod dowolnym kątem. Elementy stalowe są łączone ze sobą za pomocą spawania. Niektórzy spawacze są dość tani. Większość typów można wynająć na dzień lub pół dnia. Możliwe jest również kształtowanie elementów i zlecenie spawania ich w lokalnym warsztacie produkcji stali, a wykonanie dobrego połączenia spawanego zajmuje tylko sekundę lub dwie. Naprawdę ważne jest, aby nigdy nie patrzeć na spaw, chyba że nosisz przyłbicę spawalniczą lub okulary spawalnicze, ponieważ możesz uszkodzić wzrok patrząc na łuk spawalniczy bez ochrony.

Jeśli zdecydujesz się na zakup spawacza, upewnij się, że dostaniesz taki, który będzie działał na zasilaniu twojego domu, w przeciwnym razie musisz uaktualnić okablowanie domu, aby przewodzić większy prąd. Spawacz ten byłby odpowiedni, a na początku 2016 r. Kosztuje on tylko 60 GBP, w tym podatek, który wynosi około 82 EUR lub 90 USD.




Za pomocą tego „spawacza spawalniczego” srebrny zacisk po prawej stronie jest przymocowany do spawanego metalu, a pręt spawalniczy o średnicy 2,3 mm jest umieszczony w czarnym zacisku po lewej stronie. Następnie sztyft jest nakładany na obszar spawania, a powłoka na pręcie spawalniczym staje się chmurą gazu, chroniąc gorący metal przed tlenem w powietrzu. Gdy spoina ostygnie, na zewnętrznej stronie złącza może znajdować się warstwa tlenku, dlatego tylna część szczotki drucianej służy jako młotek do rozbijania warstwy, a szczotka druciana służy do szorowania złącza w czystości.

Jednak najważniejszym elementem wyposażenia dla osób wykonujących prace spawalnicze jest hełm ochronny. Istnieje wiele różnych wzorów i bardzo różne koszty. Wielu profesjonalnych spawaczy wybiera jeden z najtańszych typów, które wyglądają tak:




Ten typ ma przezroczysty szklany ekran i zawiasowy filtr bezpieczeństwa, aby umożliwić bezpieczne spawanie. Specjaliści dostosowują napięcie zawiasu, aby filtr mógł po prostu pozostać tylko w pozycji podniesionej. Następnie spawacz ustawia elementy złącza w dokładnie prawidłowej pozycji, patrząc przez zwykłe szkło, a gdy jest gotowy do rozpoczęcia spawania, po prostu kiwa głową, co powoduje, że filtr opada na miejsce i spaw jest rozpoczynany. Nigdy nie próbuj spawania bez odpowiedniej ochrony oczu.

Spawanie jest łatwe do nauczenia się i jest świetną metodą budowy… ale ma jeden poważny problem. Po wykonaniu połączenia dwa kawałki stali topią się i łączą ze sobą. Może się to zdarzyć w ciągu jednej dziesiątej sekundy. Nie kładź palca na stawie, aby sprawdzić, czy nadal jest gorący, jeśli tak, to dostaniesz bolesnego oparzenia, co powinno przypomnieć Ci, aby nie robić tego ponownie. To ciepło stanowi problem, ponieważ gdy stal staje się gorąca, rozszerza się, a gdy stygnie, kurczy się. Oznacza to, że jeśli chcesz ustawić kawałek stali pod dokładnie prostymi kątami i spawać elementy razem, wówczas gdy stygnie złącze, kurczy się i wyciąga złącze z wyrównania:




Nie wyobrażaj sobie, że możesz po prostu popchnąć pionowy element z powrotem na miejsce, ponieważ tak się nie stanie, ponieważ staw jest natychmiast bardzo, bardzo silny. Zamiast tego używasz dwóch szybkich spoin o tej samej wielkości, przy czym drugi jest o 180 stopni przeciwny do pierwszego:




Następnie, gdy stawy schładzają się, ciągną w przeciwnych kierunkach i podczas gdy wytwarzają naprężenia w metalu, pionowy element pozostaje pionowy. Poczekać, aż spoiny ostygną, a ich właściwe ochłodzenie zajmuje około 10 minut. Nie nakładaj wody na spoiny, aby przyspieszyć chłodzenie, ponieważ to faktycznie zmienia strukturę stali i naprawdę nie chcesz tego robić.

Metal można dość łatwo ciąć za pomocą ostrza tnącego w szlifierce kątowej, ale należy zainstalować ostrze tak, aby obracało się w kierunku wskazanym na ostrzu. Ostrze może wyglądać mniej więcej tak:



Podczas cięcia lub szlifowania zawsze noś okulary ochronne, aby mieć pewność, że nie dostaniesz metalowego fragmentu do oka - oczu nie da się łatwo wymienić! Jeśli dostaniesz mały fragment stali do oka, pamiętaj, że stal jest silnie magnetyczna, więc magnes może pomóc w wydobyciu fragmentu przy minimalnym uszkodzeniu, jednak znacznie łatwiej jest nosić okulary i nie mieć problem w pierwszej kolejności.

Bęben Donnie Watts obraca się na osi, dlatego potrzebuje łożyska na rurze osi, która ją podpiera. Przepływ cieczy przez bęben będzie znaczny, dlatego Donnie zaleca stosowanie rury o średnicy 75 mm (3 cale) jako osi. Może to zabrzmieć nadmiernie, ale w rzeczywistości jest dość trudno przepchnąć ciecz przez rurę, ponieważ występuje znacznie większe przeciwciśnienie niż można by się spodziewać. Więc użyj rury 75 mm.

Następnym krokiem jest przymocowanie zewnętrznego paska w celu uzupełnienia podstawowego bębna. Jeśli jesteś świetny w gięciu stali o grubości 3 mm, zrób to, ale dla większości konstruktorów znacznie łatwiej będzie spawać, powiedzmy, 32 paski o wysokości 150 mm wokół zewnętrznej części bębna (co w rzeczywistości ułatwia przymocowanie dysz do końca bęben na późniejszym etapie. Zakładamy, że bęben jest budowany przez profesjonalny zakład produkcji stali, który może zginać stal o grubości 3 mm do wymaganej krzywizny, to znaczy do średnicy bębna:



Zewnętrzna krawędź bębna jest przyspawana na całej długości. Spoina musi być szczelna, ale należy pamiętać, że z powodu naprężenia cieplnego długie spoiny muszą być wykonane w krótkich, powiedzmy, długościach 25 mm lub mniejszych i pozostawione do ostygnięcia przed wykonaniem następnego spawania. Technika polega na rozłożeniu tej serii krótkich spawów na długości długiej spoiny, a gdy spoiny te ostygną, każda z nich jest przedłużana na kolejne 25 mm. Powolna i staranna konstrukcja jest z łatwością najlepszą metodą.

Musimy teraz przymocować dysze przez zewnętrzną ścianę bębna. Dla każdej dyszy należy wywiercić otwór przez ścianę zewnętrzną. Podobnie jak w przypadku wszystkich otworów wierconych przez stal, otwór jest wiercony pod kątem prostym do stali, czyli prostopadle. Nie mówię, że nie można wywiercić otworu pod kątem, ale bardzo, bardzo trudno jest obejść się bez złamania wiertła i bardzo trudno jest utrzymać wiertło na tyle stabilnie, aby rozpocząć otwór.

Chcemy, aby strumień cieczy opuścił dyszę pod kątem 25 stopni w stosunku do powierzchni stali. Chcemy również, aby otwór dyszy miał średnicę 1,5 mm. Musimy więc zbudować dysze z rury stalowej o tej średnicy wewnętrznej, wprowadzić je przez zewnętrzną ścianę bębna i przyspawać:



Ile dżetów? Sugerowałbym szesnaście, ale liczba nie jest krytyczna. Mówi się, że strumienie wody są bardziej skuteczne, jeśli uderzą w pobliską powierzchnię, więc możemy zdecydować się na przymocowanie szeregu przegród do zewnętrznej obudowy. Ile przegród? Sugerowałbym szesnaście. ALE te przegrody są skuteczne tylko podczas uruchamiania stacjonarnego wirnika, więc można je pominąć, jeśli wolisz.

Schemat obudowy studzienki sporządzony przez Donnie pokazuje ustawione pod kątem górne krawędzie, ale prawdopodobnie łatwiej jest po prostu użyć kwadratowych płyt, ponieważ w takim przypadku jest mniej cięcia i spawania. Donnie sugeruje, że płyty obudowy muszą być szersze o 300 mm od bębna i mieć powyżej 150 mm wolnej przestrzeni, a poniżej 150 + 200 = 350 mm wolnej przestrzeni, ponieważ spód obudowy działa jak miska cieczy przechodzącej przez dysze :







Jeśli chcesz użyć przegród, są one przyspawane do tylnej płyty obudowy studzienki, która pomieści bęben, ale upewnij się, że wyczyściły wszystkie dysze przyspawane do bębna:



Nie ma potrzeby dodatkowego mieszkania. Do uruchomienia systemu potrzebna jest pompa, którą można zamontować na zewnątrz obudowy bębna, podobnie jak generator. Zawór suwakowy kontrolujący ilość cieczy dopuszczanej do bębna jest również zamontowany na zewnątrz obudowy bębna. Rura osi wsporczej obraca się z bębnem, napędzając generator alternatora, który zapewnia wymaganą moc wyjściową napięcia przemiennego, i zostanie zamontowany na zewnątrz obudowy. Ten ogólny układ wytwarza urządzenie, które jest znacznie wyższe niż szerokie, dlatego płyta podstawy jest przyspawana do podstawy w celu zapewnienia tej brakującej stabilności. Ogólny układ może wyglądać następująco:




Podczas gdy wał osi może być wykonany z dwóch części zespawanych razem i przyspawanych do bębna, sugeruję, że bardziej praktyczne jest przyspawanie przychodzącej rury o średnicy trzech cali do bębna, a następnie wybranie średnicy pręta, która odpowiada rozmiarowi potrzebnemu do wybranego koła pasowego, ten pręt jest przyspawany do drugiej strony bębna, jak pokazano powyżej. Część osi po prawej stronie bębna jest solidna i zapewnia napęd do generatora:




Warunkiem uruchomienia generatora jest praca pompy, dlatego niezbędny jest dostęp do sieci lub alternatywnie dostęp do akumulatora i falownika. Po uruchomieniu generatora pompa może być zasilana przez generator. Stwierdzono, że gdy prędkość obrotowa przechodzi jeden obrót bębna na sekundę, ciecz przepływająca przez dysze powoduje dostateczną próżnię wewnątrz bębna, aby pompa mogła zostać wyłączona, ale możliwe jest również pozostawienie pompy działającej przez cały czas .

Ludzie czasami mają trudności ze zrozumieniem presji. Bęben, który się obraca, jest jedynym miejscem, w którym występuje ciśnienie podczas pracy generatora. Obudowa zewnętrzna ma tylko dwie główne funkcje, mianowicie podparcie osi bębna i działanie jako miska olejowa, aby zawrócić płyn do pompy, która doprowadza płyn z powrotem do bębna, aby ponownie go użyć.

Oznacza to, że wnętrze obudowy studzienki znajduje się pod ciśnieniem atmosferycznym, a jeśli zainstalujesz przegrody, aby wyłapać zbłąkany płyn, może być otwarty u góry obudowy. Jeśli bęben jest wystarczająco duży, a rura wlotowa bębna jest wystarczająco duża, wówczas generator Donnie Watts staje się samowystarczalny z prędkością około jednego obrotu na sekundę, a ciecz wypływająca przez dysze zaczyna zasysać ciecz przez rurę wlotową.

Wyrażono obawy, że pompa ulega niepotrzebnemu zużyciu, gdy generator pracuje, a pompa nie jest już potrzebna. W razie potrzeby pompa może mieć obejście, które jest sterowane w taki sposób:




Chociaż wymaga to trochę dodatkowych orurowania, zaworu i trójnika dla obejścia rury, skutkuje to pompą, którą można wyłączyć, gdy nie jest potrzebna, a nowy zawór służy jako kontrola prędkości bębna.

Chciałbym jeszcze raz podkreślić, że jest to wykładniczy układ dodatniego sprzężenia zwrotnego, który będzie przyspieszał, aż łożyska ulegną awarii lub ciśnienie w bębnie spowoduje pewną formę pęknięcia, które spowoduje głód strumieni cieczy lub generator może ulec awarii z powodu nadmiernej prędkości. Chociaż może się to wydawać nieistotną teorią, zapewniam cię, że tak nie jest. Ten generator pracuje i zasila Twój dom, a pogoda jest gorąca. Masz klimatyzację, która utrzyma chłód w domu. Pobiera dużo prądu, ale następnie wyłącza go termostat, ponieważ twój dom jest wystarczająco chłodny. To jest problem. Pobór prądu z generatora spada znacznie. To sprawia, że wał generatora jest znacznie łatwiejszy do wirowania, ale moc napędu z jednostki Donnie Watts jest teraz znacznie wyższa niż jest to potrzebne. Nie jest to pomocne, a system jest teraz niezrównoważony, a bęben przyspiesza, obracając wałek generatora szybciej niż powinien. Jeśli tam stoisz i odpowiednio wyregulujesz zawór kontrolny, wszystko wróci do normy. Ale chodzi o to, że generator tego typu jest w porządku dla stałego obciążenia, ale musisz zwrócić uwagę na to, jakie jest obciążenie elektryczne, jeśli się zmieni. Możesz zbudować automatyczną regulację zaworu, aby wykonać automatyczną kontrolę prędkości lub zainstalować jeden lub więcej zaworów bezpieczeństwa. Późniejszy patent dotyczy głównie automatycznej kontroli prędkości bębna.

Ponieważ niektórym ludziom trudno jest zrozumieć ten generator, wyjaśnię go ogólnie. Urządzenie jest zasadniczo silnikiem. Jest to silnik, który jest wirującym bębnem wewnątrz obudowy wsporczej, który działa jak miska olejowa. Jest to silnik samozasilający i im szybciej jedzie, tym wyższy poziom mocy generuje. Ponieważ jest to system z dodatnim sprzężeniem zwrotnym, silnik będzie przyspieszał i zyskiwał moc, dopóki nie przekroczy wytrzymałości materiałów użytych do jego zbudowania, a zatem rozbije bęben.

Aby temu zapobiec, w rurze, która podaje ciecz do wirującego bębna, można umieścić regulowany zawór (który jest równoważny z dużym zaworem kranowym lub hydrantowym). Zawór działa jako ręczna kontrola prędkości silnika.

Aby zapewnić użyteczną pracę, ten projekt silnika służy do zasilania osobnego generatora energii elektrycznej za pomocą dwóch kół pasowych i generatora prądu przemiennego lub „alternatora”, dzięki czemu projekt jest silnikiem / generatorem. Nie jest łatwo obracać alternator, gdy dostarcza znaczne ilości prądu do pralek, suszarek bębnowych, klimatyzatorów, grzejników, pieców, telewizorów itp., Więc alternator działa jak hamulec, spowalniając silnik. To nie ma znaczenia, ponieważ zawór regulacji prędkości można nieco otworzyć, aby przywrócić prędkość do tego, co powinno być.

Ważne jest, aby obracać wał alternatora z prędkością, dla której został zaprojektowany. Obróć go zbyt wolno, aby wytworzyć napięcie niższe niż napięcie sieciowe i częstotliwość niższą niż napięcie sieciowe. Obróć go zbyt szybko, a generator wytworzy napięcie wyższe niż napięcie sieciowe i częstotliwość większą niż częstotliwość sieciowa.

Typowe prędkości projektowe dla wirowania wału alternatora wynoszą od 1800 obr / min (30 razy na sekundę) i 3000 obr / min (50 razy na sekundę). Alternatory są zaprojektowane do wytwarzania 110 woltów przy 60 cyklach na sekundę dla urządzeń amerykańskich lub 220 woltów przy 50 cyklach na sekundę dla wszystkich innych.

Jest to w porządku, JEŚLI obciążenie elektryczne jest stałe, a zawór prędkości jest odpowiednio wyregulowany. ALE mamy problem, jeśli obciążenie elektryczne nagle spadnie. Ponieważ spadł pobór prądu elektrycznego, wał alternatora staje się znacznie łatwiejszy do wirowania, a zatem działa znacznie mniej niż hamulec, a ponieważ ustawienie zaworu pozostaje niezmienione, silnik przyspiesza. Nie stanowi to problemu, JEŻELI obok generatora stoi człowiek gotowy do odpowiedniego ustawienia zaworu. Niestety, nie jest to wygodne i jeszcze gorzej, wiele urządzeń elektrycznych włącza się i wyłącza bardzo regularnie, a podstawowa konstrukcja Donnie Watts nie jest w stanie sobie z tym poradzić.

Byłoby więc bardzo wygodne, gdybyśmy zmusili silnik Donnie Watts do regulacji własnego zaworu sterującego w razie potrzeby. Zobaczmy, czy możemy wymyślić prosty system do tego. Zawory handlowe na ogół nie są do tego odpowiednie, ponieważ są w pełni WŁĄCZONE lub całkowicie WYŁĄCZONE i nie można ich regulować elektrycznie, aby zapewnić jakiekolwiek ustawienie pośrednie. Ponadto mają one zbyt małą średnicę, aby nas zainteresować, ale rzeczywiście możemy je wykorzystać, jeśli chcemy, ale o tym później.

Dla budowniczych domów łatwiej byłoby użyć kształtu 16-stronnego niż okrągłego dysku:




Oprócz wszystkich prostych cięć, zaletą jest to, że płytki tworzące obwód bębna mogą stać się punktami wiercenia dla systemu, który jest prostszy niż stosowanie dysz rurowych:




Pojedynczy otwór w środku ścianki obwodowej bębna działa następnie jak strumień, a użycie szablonu do uzyskania tego samego kąta wiertła za każdym razem wytwarza odpowiednio ustawione pod kątem strumienie wody.

Niektórzy uważają, że woleliby mieć bardziej szczegółowe informacje, dlatego poniżej przedstawiono kilka bardzo podstawowych szczegółów dotyczących budowy generatora z bębnem o średnicy 1000 mm (39 cali) przy użyciu prostych krawędzi.

Aby wykonać pierwszą stronę bębna, zaczynamy od kwadratowego kawałka miękkiej stali o grubości 3 mm 1000 mm x 1000 mm.




Narysuj przekątne od narożników, aby ustalić, gdzie znajduje się środek kwadratu, a następnie narysuj linie pionowe i poziome, jak to:




Odmierz 500 mm od punktu środkowego, wzdłuż każdej przekątnej i zaznacz każdy z tych punktów. Następnie połącz te punkty, aby uzyskać parzysty ośmiokąt:




Następnie zaznacz środkowy punkt każdej z ośmiu pochyłych linii i narysuj linię od środkowego punktu przez każdy z tych nowych punktów:




Zaznacz 500 mm od centralnego punktu wzdłuż każdej z tych nowych linii, a następnie połącz te punkty, aby utworzyć 16-stronny bęben o średnicy 1000 mm:




Następnie wytnij wzdłuż tych zewnętrznych linii, aby utworzyć pierwszą stronę bębna:




Przymocuj tę stronę do innego kawałka miękkiej stali o grubości 3 mm i ostrożnie zaznacz wokół niej, aby uzyskać kształt i rozmiar drugiej strony bębna. Wytnij ten nowy bok i narysuj przekątne, aby ustalić punkt środkowy.

Jedna z tych dwóch płyt bębna musi mieć zamontowaną rurę dolotową o średnicy 75 mm (3 cale). Możesz zlecić lokalnemu zakładowi produkcji stali wywiercenie dla ciebie dziury. Alternatywnie możesz zaznaczyć dokładną pozycję i rozmiar oraz wywiercić pierścień małych otworów na obwodzie i za pomocą małego ostrza tnącego w szlifierce kątowej, wyciąć między otworami, a następnie za pomocą tarczy szlifierskiej w wiertarce, wyrównać nierówności między otworami, aby uzyskać otwór o rozsądnej jakości, dokładnie umieszczony. Pamiętaj, aby używać okularów zarówno do cięcia, jak i wygładzania. Innym sposobem byłoby wypożyczenie plazmy i kompresora na poranek i użycie go do wycięcia dokładnego otworu.

Mając dokładnie ustawiony otwór w bocznej płycie bębna, należy go przyspawać na miejscu. W tym celu kąty magnetyczne są niezwykle pomocne:




Jest tak, ponieważ są tanie, bardzo mocno chwytają płytę i rurę i tworzą idealny kąt 90 stopni. Użycie czterech z tych magnetycznych zacisków utrzymuje rurkę bezpiecznie i dokładnie.

Pamiętaj, że w momencie wykonania spoiny po jednej stronie płyty bębna, druga strona płyty bębna musi zostać przyspawana natychmiast i obie powinny ostygnąć tak wolno, jak to możliwe, aby uniknąć skurczu cieplnego wyciągając rurę z jej wyrównania z płyta bębna. Pamiętaj, że płyta bębna będzie wystarczająco gorąca, aby cię spalić, nawet jeśli spoina zajęła ułamek sekundy, więc uważaj. Innymi słowy, jeśli rura jest pionowa, wówczas należy wykonać prawie jednoczesne spawanie na górze płyty bębna i na spodzie płyty bębna. Im grubsza stal, tym łatwiej jest spawać bez problemów, więc spawanie rury jest proste. Spawanie blach o grubości 1 mm bez rozrywania otworu w blachach wymaga dużej umiejętności, ale na szczęście nie jest to coś, co trzeba zrobić z tym projektem.

Po dokładnym i szybkim przyspawaniu rury z obu stron, stosując spoiny o długości zaledwie 6 mm i czekając, aż spoiny całkowicie ostygną, wykonaj dwie dodatkowe spoiny sczepne w odległości 180 stopni od pierwszych dwóch, a następnie dwie więcej par, aby spawać rurę co 90 stopni. Następnie spawanie wokół rury jest zakończone, spawanie bardzo krótkich odcinków w przeciwległych parach i pozostawienie spoin do ostygnięcia przed wykonaniem następnego spawu.

Taki kolega z pracy taki jak ten:




stanowi dobre podparcie dla tej pracy i umożliwia bezpieczne chwytanie rury, podczas gdy płyta bębna spoczywa poziomo na ławce. Jeśli uważasz, że otwarta rura o średnicy 3 cali (75 mm) nie wystarcza do dostania się płynu do bębna, wykonaj tyle otworów (otworów lub otworów szlifierki kątowej), ile uznasz za konieczne.

Łagodna stal o grubości 3 mm może być dostarczana w pasach o szerokości 150 mm. Jeden z nich zmniejszyłby ilość cięcia stali potrzebną do ukończenia bębna, ponieważ jest to konieczne dla wewnętrznych kanałów i ściany obwodowej bębna:




Ponieważ średnica bębna wynosi 1000 mm, a wokół środka pozostało 150 mm, a po każdej stronie pozostało 50 mm, osiem wewnętrznych ścian musi mieć tylko 500–75–50 = 375 mm (14,76 cala). Prześwit 150 mm w środku tarczy nie musi być dokładny, dlatego wycięcie 370 mm z paska 150 mm będzie dobre dla wszystkich ośmiu ścian.

Ponieważ chcemy użyć szerokości paska 150 mm do wykonania szesnastu pasków obwodowych, zmierz dokładną szerokość dostarczonego paska, aby potwierdzić, że ma on szerokość 150 mm. Nigdy nie dostarczono mi paska, który nie miał dokładnie 150 mm szerokości, ale sprawdź dokładnie, aby upewnić się, że Twój pasek ma dokładnie 150 mm szerokości, i jeśli to nie jest, dostosuj pomiary nieco. Idealnie, taśma ma dokładnie 150 mm szerokości, więc wewnętrzne ściany muszą mieć 144 mm szerokości i 370 mm długości, więc 6 mm należy usunąć z każdej z tych ośmiu ścian, chyba że zdecydujesz się je wyciąć bezpośrednio z arkusza:






Za pomocą zacisków magnetycznych trzymaj każdą płytę pionowo podczas pozycjonowania i przyspawania:




Zakończ spawanie tych ośmiu płyt, pamiętając o tym, aby brać je powoli, pamiętając, aby zawsze stosować jednocześnie przeciwne spoiny i pozwalając, aby każda spoina ostygła naturalnie.

Następnym krokiem jest przymocowanie drugiej strony bębna. Naprawdę ważne jest tutaj dokładne wyrównanie drugiej strony, a kąty magnetyczne również są tutaj pomocne. Zmierz proste krawędzie, które tworzą obwód bębna i wytnij dwa paski 150 mm na dokładnie tę długość. Umieść pierwszą stronę bębna ze spawanymi przegrodami, poziomo na stole roboczym i przymocuj do niej jeden magnetyczny wspornik, ustawiając magnes dokładnie na krawędzi dysku, w połowie wzdłuż jednej prostej krawędzi. Zrób to pod kątem 90 stopni za pomocą drugiego magnesu. Przymocuj jeden z listew do każdego magnesu, ustawiając go pionowo w górę, a następnie przesuń drugą stronę na górze, wyrównując prostą krawędź z prostą krawędzią na dolnej stronie bębna. Użyj dodatkowych szelek magnetycznych, aby przymocować górną stronę bębna do każdego z dwóch elementów obrzeży przymocowanych do dolnej strony bębna. Upewnij się, że wszystkie cztery magnesy całkowicie dotykają boków bębna i elementów obrzeży.

Obejdź cały bęben, używając kwadratu, aby potwierdzić, że dwa boki bębna pasują dokładnie i upewnij się, że płaskie krawędzie pasują dokładnie. Pamiętaj, że gdy wykonasz pierwszą spoinę sczepną po drugiej stronie bębna, to znaczy, i nie masz realnej szansy na zmianę ustawienia.

Po upewnieniu się, że druga strona bębna jest ustawiona dokładnie w prawo, wykonaj dwa przeciwstawne spoiny sczepne na drugiej (górnej) stronie bębna w następujący sposób:




Te spoiny są wykonane w górę, więc upewnij się, że nosisz dobre mocne rękawiczki, ponieważ stopienie metalu na gołej skórze nie jest przyjemnym doświadczeniem! Następnie wykonaj dwa kolejne przeciwstawne spoiny sczepne:




Następnie można obrócić bęben, aby wszystkie kolejne spawy były skierowane w dół i nie było możliwe dostawanie się gorącego metalu z rąk. Wewnątrz bębna jest miejsce do spawania, ponieważ elementy tworzące ścianki kanału mają tylko 370 mm długości, a odstęp między bokami bębna wynosi 144 mm.

Te osiem krótkich elementów pewnie przytrzymuje boki bębna i zapewnia dużą siłę bębna. (Ściśle mówiąc, powyższe diagramy powinny pokazywać 16-stronne boki zamiast kół). Teraz dochodzimy do mocowania pasków po bokach bębna, aby utworzyć zewnętrzną ścianę bębna. Zdejmij magnesy i wyrównaj boczne paski, obróć bęben na boki i zaciśnij go w współpracowniku, tak aby krawędź bębna była skierowana do góry i dzięki temu była łatwa w obsłudze.

Pionowa zewnętrzna ściana bębna składa się z szesnastu stalowych pasków o szerokości 150 mm każdy. Każdy pasek będzie miał około 196 mm długości, ale ta długość jest zaznaczona na pasku bezpośrednio przy prostej stronie tarczy bębna. Zaczynasz od spawania tych węższych pasków jako pionowych ścian. Weź dwa wycięte już brzegi i przyspawaj je do bębna w przeciwnych pozycjach wokół bębna:




W razie potrzeby spoiny można wykonać wewnątrz bębna. Dwa kolejne elementy obwodu są następnie dokładnie mierzone, cięte i spawane w następujący sposób:




Następnie cztery kolejne:




To tam staje się interesujące. Końcowe płyty muszą być bardzo dokładnie zmierzone i zostaną przyspawane w następujący sposób:




Wycięcie w kształcie litery V między płytami jest bardzo ważne, ponieważ tam wierci się dysze dysz:






Konieczne może być obniżenie następnej płytki obwodowej naprzeciwko wylotu strumienia za pomocą narzędzia szlifierskiego, aby nie zakłócała strumienia cieczy opuszczającej bęben:




Po tych wszystkich wysiłkach masz teraz mocny i bezpieczny bęben, ale ma on tylko dołączoną rurkę wlotową o średnicy 3 cali i potrzebujemy drążka podtrzymującego oś po drugiej stronie bębna. Jaka powinna być średnica? Nie wiem, ponieważ musi mieć zamontowane koło pasowe. Spodziewałbym się, że będzie miał około 25 mm średnicy, ale musisz wyszukać dostawców kół pasowych i kupić dwa, jeden na bęben i jeden, aby dopasować średnicę wału napędowego alternatora. Oczywiście dwa koła pasowe muszą pracować z tym samym pasem napędowym. Idealnie, koło pasowe bębna powinno być dwa lub trzy razy większe niż koło pasowe alternatora. W rzeczywistości każdy stosunek do powiedzenia, pięć razy, byłby dobry, ponieważ moc robocza alternatora zostanie osiągnięta przy niższych obrotach bębna, a to zapewni płynniejszą pracę, jeśli konstrukcja bębna nie będzie idealna.

Zidentyfikowaliśmy więc średnicę wału potrzebną do produkcji bębna i zakupiliśmy pręt ze stali miękkiej o tej średnicy. Punkt środkowy drugiej strony bębna jest zaznaczony. Jeśli sprytnie przyspawałeś go do wnętrza bębna, zaznacz krzywe, aby uzyskać punkt środkowy. Sprawdź to, zaciskając 3-calowe łożysko rurowe w współpracowniku, umieszczając w nim rurkę wlotową bębna i obracając bęben. Punkt środkowy powinien wydawać się nieruchomy, gdy bęben się obraca. Trzymając pisak nieruchomy, zaznacz mały okrąg, dotykając bębna blisko środka - powiedzmy o średnicy około 30 mm.

W tym miejscu należy przyspawać pręt koła pasowego. Użyj czterech zacisków magnetycznych, aby ustawić pręt na środku koła z zaciskami pod kątem 90 stopni względem siebie. Ponownie zakręć bębnem, aby upewnić się, że pasek nie wydaje się poruszać. Jeśli tak, koryguj pozycję, aż pasek wydaje się nieruchomy. Następnie sczepiaj spoiny między magnesami. Niestety ciepło niszczy magnesy, więc spawanie tak blisko magnesów może je zniszczyć - na szczęście są tanie w wymianie.

Teraz, gdy ukończyliśmy bęben, musimy wykonać obudowę wsporczą, która działa również jak miska olejowa, która przeszła przez bęben. Na marginesie, podczas gdy silnik Clem wykorzystywał olej kuchenny jako płyn, ponieważ silnik Clem generuje sporo ciepła, niektórzy sugerują stosowanie płynu przekładniowego w konstrukcji Donnie Watts, przede wszystkim po to, aby smarował wszystko, przez co przechodzi.

Pojemnik, który działa jak miska, może być po prostu prostokątnym pudełkiem. Podano, że po obu stronach bębna powinien być prześwit 150 mm, który ma 1000 mm + 150 mm + 150 mm = 1300 mm szerokości. Studzienka ma mieć dodatkową głębokość 200 mm, a przy 150 mm u góry i 1000 mm średnicy bębna tworzy przedni i tylny panel o wymiarach 1500 x 1300 mm. Boki powinny mieć szerokość około 300 mm:






Następnym krokiem jest zbudowanie przegród w celu wychwycenia strumieni cieczy wypływających z dysz bębna. Najpierw tworzony jest otwór w panelu przednim i zamocowane łożysko. Łożysko będzie najlepszym łożyskiem o średnicy 75 mm, które będzie pasowało do rury wlotowej i będzie bezpiecznie zamocowane na panelu przednim:




Po zamontowaniu łożyska umieść panel przedni na współpracowniku i wprowadź rurę wlotową bębna do łożyska. To daje płaską, poziomą powierzchnię z bębnem w jego dokładnym położeniu. Przymocuj bęben na miejscu, aby nie mógł się poruszać. Jeśli chcesz użyć przegród, użyj jednego z zacisków magnesu, aby ustawić pozycję i zaznacz pozycję pierwszej przegrody. Po zamocowaniu bębna zaznacz pozycję pasujących piętnastu innych przegród. Odczep i wyjmij bęben, aby uzyskać wolne, nieobciążone miejsce do pracy. Używając tylko jednego zacisku magnetycznego, ustaw każdą płytę przegrody i przyspawaj ją za pomocą spoiny sczepnej po stronie bębna i natychmiastowego dopasowywania spoiny sczepnej po stronie przeciwnej do bębna - pamiętaj, że potrzebujemy pasujących spoin, aby zatrzymać ciągnięcie spoiny chłodzącej przegroda od pionu.




Następnie ponownie włóż bęben i obróć, aby upewnić się, że bęben usuwa wszystkie płyty przegrody. Poważnie wątpię w odstępy określone dla obudowy. Ciecz tryska przez „dysze” bębna i uderza w przegrody. Ale dokąd to idzie? Stracił pęd i po prostu spadnie pod wpływem grawitacji. Niektórzy spadną na bęben, który zrzuci go na ścianę, gdzie spadnie do studzienki. Część wypadnie z bębna i spadnie z boku obudowy. Dlaczego więc różnica? 75 mm powinno wystarczyć, aby tak się stało, bez względu na średnicę bębna. Pięć milimetrów przestrzeni poza przegrodami powinno faktycznie wystarczyć.

Fizyczny rozmiar i kształt pompy nie ma znaczenia, ponieważ znajduje się ona na zewnątrz obudowy studzienki. Zapytano mnie, jaki jest minimalny rozmiar pompy, ale nie wiem, najbardziej mogę powiedzieć, że Donnie Watts określił pompę 500 watów dla swojego bębna o średnicy czterech stóp, ale wydaje mi się, że bardziej wydajna pompa byłaby pomocny. Proszę zrozumieć, że nigdy nie zbudowałem ani nie widziałem generatora Donnie Watts. Wierzę, że będzie działać dokładnie tak, jak określono (zwłaszcza, że bardzo podobny silnik Clem Motor działał dobrze), ale nie mogę zagwarantować, że zadziała. Na marginesie, jeśli układ, w którym znajduje się rura obejściowa pompy i zawór, wówczas można użyć jednej pompy, aby uruchomić cały rząd generatorów Donnie Watts, odłączając pompę od każdego, gdy tylko zacznie działać poprawnie. Oczywiście w takim przypadku zawór pompy musi znajdować się między bębnem a pompą, aby zamykać miskę olejową po zdjęciu pompy.

Zawory czysto włączające i wyłączające nie są drogie, nawet o średnicy 3 cali:




Wygląda na to, że ten zawór jest całkowicie włączony lub całkowicie wyłączony. Istnieją zawory, które rzekomo są w pełni regulowane pod kontrolą elektroniczną, ale nie znaleziono nic odpowiedniego. Załóżmy na razie, że generator będzie działał pod stałym obciążeniem i po prostu zbuduj skrzynkę otaczającą rurę wlotową bębna o wymiarach 300 x 300 x 150 mm i wyjmowanym boku 300 x 300 mm, uszczelnionym plastikiem lub gumowa uszczelka.

Jeśli uważasz, że generator, który jest ograniczony do wyjścia o stałym obciążeniu, nie jest tak naprawdę przydatny, pomyśl jeszcze raz. Rozważ użycie go do zasilania systemu zaopatrzenia w wodę Elmer Grimes. Patent USA nr 2 996 897 (22 sierpnia 1961 r.) Ma ponad pięćdziesiąt lat i opisuje system, który może wytwarzać czystą wodę o jakości pitnej. Jest to skutecznie lodówka zewnętrzna. Seria metalowych paneli w kształcie stożka jest ułożona w pionie, aby zaoszczędzić miejsce. Każdy stożek ma w środku rury, które przepuszczają płyn chłodzący przez stożki, zapewniając, że zawsze mają niską temperaturę. W ten sam sposób, w jaki zimny napój dostaje kropelki wody na zewnątrz szklanki, stożki tworzą kropelki wody przez cały czas. Ramię wycieraczki jak wycieraczka przedniej szyby w samochodzie następnie strzepuje te krople, przy czym ramię wycieraczki obraca się wokół stożków w sposób ciągły, a nie do tyłu i do przodu, jak robi to wycieraczka samochodowa. To wytwarza ciągły strumień świeżej wody z szyszek. O ile nie ma dobrego powodu, aby tego nie zrobić, stożki są montowane w pozycji podniesionej, dzięki czemu grawitacja może być wykorzystana do skierowania przepływu wody tam, gdzie musi się ona skończyć. Stożki są stosowane, ponieważ mają większą powierzchnię niż płaska płyta o tej samej średnicy, a nachylenie stożka w dół pomaga kroplom wody spływać z powierzchni stożka. Widok z góry:




Widok z boku:




Jeden z tych systemów Grimes produkuje wystarczającą ilość wody, aby utrzymać ranczo w Teksasie podczas suszy, i może być zasilany w nieskończoność przez generator Donnie Watts. Pomyśl o wpływie, jaki miałbyś na wioskę, która ma dostęp tylko do zanieczyszczonej wody (szczególnie jeśli nie znasz technologii srebra koloidalnego).

Ponieważ prawdopodobnie nie jest konieczne wytwarzanie wody pitnej przez cały czas, generator może zasilać kuchenkę elektryczną w miejscach, w których brakuje drewna na opał, ładować telefony komórkowe, telewizory, wentylatory, lodówki itp.

Wnętrze obudowy studzienki to obszar bezciśnieniowy i bardzo mokry. Nie chcemy, aby olej wyciekał przez łożysko wału napędowego, więc dobrym pomysłem byłoby zapewnienie stalowego parasola:




W tym celu dwa trójkąty ze stali są wycinane, a następnie spawane, aby większość lądującego na nich oleju spłynęła bez dotarcia do łożyska:




Niektóre osoby mogą preferować stosowanie komercyjnie skonstruowanych elementów zamiast budowy regulowanej klapy dla obrotowej rury wlotowej o średnicy 3 cali do bębna. Zobaczmy, czy możemy wymyślić inną metodę taniej automatycznej kontroli przepływu. Aby system był automatyczny, sugeruję, abyśmy mogli zastosować elektrycznie sterowane zawory, które następnie mogłyby być sterowane przez obwód sterujący. Zdecydowana większość takich niedrogich zaworów ma średnicę tylko pół cala i jest przeznaczona do instalacji centralnego ogrzewania i są one zamknięte, chyba że zostaną zasilone energią do ich otwarcia. Sugerowałbym następujący zawór:






Ten plastikowy zawór o średnicy jednego cala kosztuje około £8:




Możemy uzyskać zmienną kontrolę za pomocą rzędu tych zaworów w celu ograniczenia przepływu. W tym celu używamy drugiego pudełka wypełnionego płynem, takiego jak to:




Ten rząd dziesięciu zaworów pozwala na dziesięć różnych ustawień przepływu, gdy zawory są włączane lub wyłączane przez obwód sterujący, a dodatkową zaletą jest to, że jeżeli obwód sterujący jest zasilany przez wyjście alternatora, a poważny problem polega na zerwaniu paska napędowego lub występuje jakakolwiek inna poważna usterka, która usuwa opór alternatora z wału wyjściowego, wówczas wszystkie zawory zostaną automatycznie zamknięte i zablokują przepływ z powodu braku napięcia, aby utrzymać je otwarte. Układ może wyglądać tak:




Najbardziej bezpośrednim sposobem ustalenia prędkości wału wyjściowego jest podłączenie tarczy do wału i użycie czujnika w celu wykrycia, jak często przechodzi magnes w tarczy. Obwód licznika obrotów monitoruje następnie prędkość wału i stopniowo wyłącza zawory, jeśli wał zaczyna zbyt szybko się obracać.

Chociaż powyższy schemat pokazuje najbezpieczniejszy sposób oceny prędkości obrotowej generatora, dla większości ludzi wygodniej jest pominąć jak najwięcej prac budowlanych. Zatem sposób, który pomija potrzebę dodatkowej tarczy wirnika i czujnika, jest atrakcyjny. W tym celu możemy zmierzyć moc alternatora zamiast bezpośredniej prędkości osi generatora.

Alternator jest generatorem prądu przemiennego. Jeśli obrócisz wał napędowy alternatora z jego prędkością projektową, powstanie napięcie sieciowe. Jeśli wałek obraca się szybciej niż powinien, powstaje wyższe napięcie. Jeśli wał obraca się wolniej niż jego prędkość projektowa, wówczas napięcie wyjściowe jest niższe niż napięcie sieciowe. Możemy zatem wykorzystać napięcie wyjściowe generatora do sterowania przełączaniem szeregu zaworów, a konstrukcja staje się następująca:




Przy takim układzie, gdyby pasek napędowy pękł lub alternator miałby poważną awarię, wówczas napięcie obwodu spadłoby, w wyniku czego obwód nie dostarczałby prądu do otwartych zaworów i wszystkie one zamknęłyby się, wyłączanie generatora, który jest dokładnie tym, czego potrzeba.

Teraz wystarczy prosty obwód do sterowania zaworami. Proszę wyraźnie zrozumieć, że nigdy nie byłem szkolony w elektronice, więc jestem samoukiem, więc nie wahaj się skonsultować z ekspertem, aby zapewnić ci lepszy obwód.

Zawór otwiera się, jeśli zostanie podany 300 miliamperów prądu przy 12 woltach. To 3,6 wata mocy na każdy zawór lub tylko 36 watów na wszystkie dziesięć zaworów. Alternator wytwarza napięcie sieciowe, więc obniżymy je do około 12 woltów, zarówno ze względów bezpieczeństwa, jak i aby tańsze elementy obwodu. Aby obniżyć napięcie, używamy prostego zasilacza składającego się z 3-amperowego transformatora sieciowego w celu obniżenia napięcia, mostka diodowego do przekształcania wyjścia w pulsujący prąd stały oraz kondensatora w celu wygładzenia pulsowania:




Podobnie jak w przypadku wszystkich obwodów, a zwłaszcza obwodów sieciowych, jako pierwszy element instalujemy bezpiecznik lub przerywacz obwodu i izolujemy wszystkie metalowe elementy, aby upewnić się, że ich przypadkowo nie dotkniemy i nie doznajemy poważnego wstrząsu. Gdy napięcie spadnie do 12 woltów, obwód nie jest bardziej niebezpieczny niż 12-woltowy akumulator samochodowy i nie trzeba izolować wszystkiego. Bezpiecznik jest bezpiecznikiem 3-amperowym.

Obwód ten celowo nie dostosowuje się sam, ponieważ chcemy go wykorzystać do wykrywania różnic napięcia dochodzących z alternatora oznaczonego na schematach jako „Sieć”. Najważniejsze jest wykrycie wzrostu napięcia, ponieważ wskazuje to, że generator zaczyna się zbyt szybko obracać, dlatego chcemy wyłączyć jeden lub więcej zaworów. Obwód dla każdego zaworu jest taki sam jak dla wszystkich pozostałych, chociaż regulacja każdego obwodu jest nieco inna, więc zawory wyłączają się przy nieco innych napięciach.

Obwód przełączający, który zastosujemy, nazywa się „wzmacniaczem operacyjnym” i na szczęście cały obwód jest gotowy w standardowym układzie. Na przykład bardzo tani układ LM358 ma dwa oddzielne obwody „wzmacniacza operacyjnego”:




Jeśli podłączymy LM358 do obwodu, otrzymamy:




Jeśli napięcie na pinie 3 przekroczy napięcie na pinie 2, wówczas moc wyjściowa na pinie 1 będzie wysoka (około 10 woltów), w przeciwnym razie napięcie na pinie 1 będzie niskie. Podamy wysokie napięcie na pinie 1, aby włączyć jeden z zaworów i użyjemy do tego celu tranzystora o dużym wzmocnieniu, takiego jak TIP132:




Tranzystor TIP132 może obsłużyć 100 woltów, 8 amperów i ma wzmocnienie 1000, więc jeśli przepłynie 330 miliamperów przez uzwojenie zaworu, będzie potrzebował prądu podstawowego 0,3 miliampera. Prąd ten przepływa przez rezystor „R”, który ma około 10 woltów na nim. Rezystancja = wolty / ampery lub 10 / 0,0003 ampera, co wynosi 33 333 omy lub 33K. Jednak zwiększymy prąd podstawowy trzykrotnie i użyjemy rezystora 10K:




Teraz musimy sprawić, by LM358 wyłączył się, powodując spadek napięcia na styku 1, zmniejszając głód TIP132 prądu podstawowego i odcinając zasilanie cewki zaworu. W tym celu potrzebujemy, aby napięcie na pinie 2 wzrosło powyżej napięcia na pinie 3 i chcemy, aby tak się stało, jeśli napięcie zasilania wzrośnie.

Tak więc, jeśli podłączymy wieloobrotowy rezystor 10K przez zasilacz i doprowadzimy go do pinu 2, wówczas możemy ustawić go tak, aby wzmacniacz operacyjny uruchamiał się wraz ze wzrostem napięcia. Rezystor tego typu wygląda następująco:




A obwód staje się:




Ostatnim krokiem jest podanie napięcia odniesienia, które nie zmienia się, gdy napięcie zasilające wzrośnie. Zatwierdzonym sposobem jest użycie diody Zenera z rezystorem połączonym szeregowo z nią, a teoretycznie spadek napięcia na diodzie Zenera jest niezawodnym napięciem odniesienia. Nie znalazłem w ogóle takiego układu, więc sugeruję użycie zwykłych diod, takich jak 1N5408, takich jak to:




Taki układ daje około 10 miliamperów przepływających przez łańcuch diod i generuje około 2,75 wolta na diodach. Napięcie to nie zmienia się znacząco, jeśli napięcie zasilające wzrośnie.

Drugi wzmacniacz operacyjny w układzie LM5408 można wykorzystać do sterowania następnym zaworem. Piny 4 i 8 są już podłączone do linii energetycznych, ale to, co było pinem 1, jest teraz pinem 7, co było pinem 2, teraz jest pinem 6, a co było pinem 3, teraz jest pinem 5.

Obwód jest konfigurowany za pomocą zasilacza stołowego. Zmierz napięcie zasilacza zasilanego przez alternator Donnie Watts, a następnie odłącz je. Podłączyć zasilanie stołu zamiast zasilania alternatora i ustawić napięcie na dokładnie taką samą wartość. Wszystkie wzmacniacze operacyjne są podłączone do czteropunktowego napięcia odniesienia.

Powiedzmy, że chcemy, aby zawory opadały przy każdym 5-woltowym wzroście napięcia sieciowego. Jeśli jest to zasilanie sieciowe o napięciu 240 woltów, wówczas transformator obniża to do 12 woltów, co czyni zmianę 20 razy mniejszą, więc napięcie zasilacza wzrośnie tylko o 5/20 woltów, co stanowi tylko jedną czwartą jednego wolta. Tak więc dostosowujesz zasilacz stołowy o ćwierć wolta i dostosowujesz pierwszy rezystor zmienny, aby pierwszy zawór się wyłączał. Obniżenie napięcia zasilania stołu o tę jedną czwartą wolta powinno sprawić, że zawór ponownie się zatrzaśnie.

Jest to powtarzane dla wszystkich zaworów, tak że drugi zawór zamyka się przy napięciu wyższym o pół wolta. Trzecie zawory zamykają się przy trzech czwartych wzrostu napięcia w stosunku do pierwotnego napięcia i tak dalej.

Podczas uruchamiania generatora Donnie Watts trzeba otworzyć zawory, dlatego do zaworów należy podłączyć źródło 12 V. Upewnij się, że robisz to za pomocą przełącznika przyciskowego, a nie przełącznika, ponieważ możesz łatwo zapomnieć o wyłączeniu przełącznika po tym, jak system przyspieszy.


Dwa patenty:

Zgłoszenie patentowe Donnie C. Watts z 25 września 1989 r. Opisuje działanie urządzenia:

OPIS I SZCZEGÓŁY PRACY Z ENERGII ŚRODKOWEJ
WZMACNIANIE I JEDNOSTKA KONWERSJI


Opis jednostki
Jednostka składa się z dwóch okrągłych stalowych płyt o grubości jednej ósmej cala i średnicy czterech stóp lub więcej, tworzących zewnętrzną stronę koła. Płytki te są umieszczone w odległości sześciu cali od siebie na wydrążonej osi o średnicy trzech cali. Pomiędzy tymi dwiema płytami znajdują się cztery kawałki blachy w kształcie litery V rozmieszczone dokładnie w celu utworzenia sześciocalowych szprych, które będą kierować wodę z otworów w centralnej osi do zewnętrznej krawędzi, podczas gdy wnętrze V będzie tworzyć kieszenie powietrzne między szprychami. Końce litery V nie mogą znajdować się bliżej niż dwa cale od zewnętrznej obręczy koła. Wszystkie cztery jednostki w kształcie litery V muszą być precyzyjnie ustawione w równowadze ze sobą i bezpiecznie przyspawane, aby kieszenie powietrzne i kieszenie wodne były oddzielone. Zewnętrzna obręcz koła wykonana jest z kawałka blachy o grubości ośmiu cali grubości sześciu cali, uformowanej w idealne koło i zespawanej bezpiecznie z krawędzią okrągłych płyt, dzięki czemu obszar wewnątrz jest całkowicie zamknięty. Na tej zewnętrznej obręczy, bezpośrednio pośrodku, umieszczone są od czterech do pięćdziesięciu dysz wodnych o wielkości igły do piłki nożnej, ostro nachylonych w jedną stronę, aby umożliwić ruch obrotowy koła. (Optymalna liczba strumieni wody na zewnętrznej obręczy zależy od zastosowania, ale objętość wody wypuszczanej przez dysze nie może przekraczać sześćdziesięciu sześciu procent objętości wody, która może przejść przez otwory w osi środkowej. powodem tego są:

1. Woda wypływająca z dysz wypływałaby szybciej niż woda wpadająca do koła, co nie powodowałoby żadnego ciśnienia w pobliżu zewnętrznej obręczy, ciśnienia niezbędnego do pracy silnika.

2. Woda wpływająca do koła musi natychmiast dostać się do kałuży wody. Im dłużej pozostaje strumieniem wody zamiast kałuży wody, tym więcej energii jest marnowane.

Ponieważ woda wyrzucana przez zewnętrzne dysze jest zawsze mniejsza niż ilość wody dostępna dla dysz, w pobliżu zewnętrznego brzegu nastąpi wzrost ciśnienia. Sprężynowy strumień zwalniający ciśnienie (nie pokazano) musi być wbudowany w zewnętrzną obręcz wraz z innymi strumieniami, ale skierowany w przeciwnym kierunku, aby zapobiec nadmiernemu obrotowi koła, jeśli ładunek (generator) spadnie lub nie przyjmie wystarczająca moc, aby utrzymać stałą prędkość koła. Istnieje kilka innych sposobów kontrolowania prędkości.

Oś środkowa jest zaprojektowana tak, aby woda przedostawała się na jeden jej koniec, a generator elektryczny przymocowany do drugiego końca. Pomiędzy wejściem do wody a generatorem, bardzo blisko samego koła, znajdowałyby się bardzo mocne łożyska wałeczkowe lub kulkowe spoczywające i bezpiecznie przymocowane do ramy, która utrzyma koło jedną stopę nad podłogą. Woda jest wtłaczana do osi przez wysokowydajną pompę odśrodkową o niskiej mocy, silnik o około połowie mocy, z prędkością około 20 (galonów) na minutę, w zależności od wymagań prędkości i mocy. Ten silnik i pompa wody mają przede wszystkim uruchamiać koło, a ponieważ moc z tego jest dodawana do mocy wyjściowej dużego koła, wolę pozostawić pompę pracującą podczas pracy.

Całe urządzenie (w zależności od zastosowania) można umieścić w obudowie przechowawczej, która może być pod ciśnieniem lub usuwana z powietrza. Jeśli urządzenie ma być eksploatowane w otwartym polu, płaszcz zewnętrzny może być pod ciśnieniem, a pompa rozruchowa może zostać usunięta lub wyłączona po uruchomieniu silnika. Jeśli urządzenie ma być obsługiwane w garażu lub w pobliżu domu, działałoby ono pod ciśnieniem atmosferycznym lub w próżni, w którym to przypadku konieczne jest pozostawienie pompy podłączonej i pracującej, aby pęcherzyki powietrza nie tworzyły się w pobliżu centralnej oś.

Ponadto osłona ochronna musi być w stanie zebrać około dziesięciu cali płynu na dnie, czekając na recykling przez koło.

Ważne uwagi dotyczące tego silnika:

1. Krzywa prędkości i mocy samozasilającego się silnika jest dokładnie przeciwna do krzywej normalnego silnika. Normalny silnik osiąga szczyt mocy, a następnie uruchamia się w dół. Krzywa mocy zaczyna się od powolnego wznoszenia w górę, a następnie przyspiesza gwałtownie, aż krzywa linii energetycznej będzie prawie pionowa (tuż przed rozpadem, jeśli nie jest używana kontrola prędkości).

Silnik nie wytworzy więcej energii, niż zostanie włożony, zanim osiągnie 60 do 100 obr / min, w zależności od projektu i wielkości.

2. Wraz ze wzrostem prędkości pęcherzyki powietrza, które występują w płynie roboczym, będą gromadzić się w kieszeniach powietrznych. Kieszenie powietrzne służą jedynie do utrzymywania stałego ciśnienia i zapewniają delikatne przekonujące ciśnienie, które jest wielokierunkowe, a nie tylko odśrodkowe, co powoduje stały nacisk na strumienie. Jest nie tylko możliwe lub prawdopodobne, że jednostka rozpadłaby się na strzępy z własnej mocy (gdyby ciśnienie w pewnym momencie nie zostało zwolnione lub energia została zdjęta); to się zdarza. Ciśnienie powietrza będzie się gromadzić w kieszeniach powietrznych wewnątrz koła tylko po tym, jak koło jedzie 60 obr / min lub szybciej.

3. Powietrze pod ciśnieniem w zewnętrznej obręczy koła jest niezbędne, ponieważ przepycha ono we wszystkich kierunkach jednocześnie, podczas gdy woda przepycha tylko w jednym kierunku. Innymi słowy, woda odśrodkowa nie jest zainteresowana przedostawaniem się przez dysze, jest zainteresowana jedynie dociśnięciem bezpośrednio do zewnętrznej krawędzi. Woda utrzymuje powietrze na miejscu w tym samym czasie, gdy powietrze przepycha wodę przez dysze, a woda schodząca z osi ciągle zastępuje wypchniętą wodę. Dlatego ciągle powtarzam: „Zrób wystarczająco duży, zrób wystarczająco duży”. W przeciwnym razie nie byłoby to bardziej wykonalne niż mała tama.

4. Aby silnik działał poprawnie, woda spływająca ze szprych nie może być w żaden sposób ograniczana, dopóki nie osiągnie zewnętrznej krawędzi. Właśnie dlatego mamy sześciocalowe szprychy. Woda spoczywająca na zewnętrznej krawędzi nie może szybko się poruszać; chcemy, aby woda stała nieruchomo pod jak największym ciśnieniem.

5. Istnieją dwa podstawowe czynniki, których nie wolno zmieniać w konstrukcji tego koła, w przeciwnym razie nie zadziała:

a. Szprychy muszą być bardzo duże i wolne od ograniczeń, ponieważ ciecz ogólnie przylega do wszystkiego, co się zbliża.

b. Szybkość obrotu koła ma zasadnicze znaczenie dla siły odśrodkowej wymaganej do wytworzenia ciśnienia w pobliżu zewnętrznej obręczy iz tego powodu dysze w zewnętrznej obręczy muszą mieć małą średnicę i dużą liczbę, aby koncentracja była zależna od prędkości objętości (ale nie więcej niż 66% wody, która może dostać się na oś centralną).

6. Odnośnie płynu roboczego: Chociaż jest tu określany jako „woda”, płynem roboczym może być dowolny płyn przekładniowy, olej, płyn hydrauliczny itp., Pamiętając, że płyn roboczy musi również działać jako smar do łożysk, które mają trwać od dziesięciu do dwudziestu lat. Polecam zwykły, gotowy do użycia płyn przekładniowy, który sam widziałem stosowany w silniku samochodowym, a wyniki smarowania są porównywalne z olejem.

Podstawowe różnice funkcjonalne między tym silnikiem a piętrzeniem rzeki to: Tworzymy własną „grawitację” i wstępnie ustalamy wielkość tej grawitacji dwoma metodami zamiast tylko jednej. Grawitację w tamie można zwiększyć tylko poprzez zbudowanie jej większej; silnik może również zwiększyć „grawitację” pracy poprzez zwiększenie prędkości obrotowej. Odbywa się to poprzez dodanie większej liczby strumieni aż do momentu, w którym 66% wody jest wyrzucane. Zużycie większej ilości dostępnej wody spowodowałoby zbyt duże zawirowania wody w kole. Należy jednak pamiętać, że wewnątrz koła zawsze znajduje się duży nacisk, aby wykonać pracę, do której jest przeznaczony, pod warunkiem, że pozwala się jechać z wystarczająco dużą prędkością, aby utrzymać ciśnienie na zewnętrznej obręczy bardzo wysoko - dokładnie w tym samym sensie że nie próbujesz wystartować w samochodzie, dopóki silnik nie osiągnie wystarczająco wysokich obrotów, aby poradzić sobie z obciążeniem.









Dwa powyższe rysunki zostały wykonane przez Donnie Watts, a na nich 4 'oznacza cztery stopy, a 8' oznacza osiem cali.


Ten projekt od Donnie Watts mógł być zbudowany przez większość ludzi, ale 13 marca 1992 r. Donnie Watts i T. Edwin Orton uzyskali kanadyjski patent 2025601 na znacznie bardziej skomplikowaną wersję silnika. To wygląda tak:




Jest to o wiele bardziej skomplikowane urządzenie z łożyskiem wirnika, które musi utrzymywać pełny ciężar wirnika jako osiowy opór, i dodano między innymi dodatkowy wlot powietrza, dodatkowy zawór, sprężyny i uszczelnienie zaworu.


Kanadyjski patent 2025601

APARATURA I METODA PRZETWORZENIA MOCY ROTORA


Dziedzina wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy dziedziny mechanicznych przetworników mocy, a w szczególności dziedziny mechanicznej aparatury do konwersji mocy, która z wysoką wydajnością przekształca przepływ płynu w obrotową moc mechaniczną.

Tło wynalazku
W stanie techniki istnieje wiele urządzeń, w których mechaniczna moc obrotowa została wydobyta z energii kinetycznej lub potencjalnej poruszającego się płynu. Urządzenia obejmowały koło wodne, turbinę wodną i „koło Peltona” oraz różne turbiny, w których płyn pod wpływem ciśnienia zewnętrznego przepływa promieniowo na zewnątrz lub do wewnątrz za zakrzywionymi łopatkami, aby przekazać swoją siłę łopatkom i wytworzyć moment obrotowy. Niniejszy wynalazek należy do tej ostatniej kategorii, ale sposób konwersji mocy znacznie różni się od stanu techniki w celu osiągnięcia wyższych wydajności.

W konwencjonalnym urządzeniu do konwersji mocy płyn poruszający się pod wpływem siły grawitacji lub ciśnienia ze źródła zewnętrznego jest skierowany stycznie do łopatek lub łopatek, jak w przypadku koła wodnego, „koła Peltona” lub turbiny wodnej; lub jest skierowany promieniowo na zewnątrz lub do wewnątrz, aby uderzać i swobodnie uciekać za zakrzywionymi łopatkami, jak w przypadku różnych turbin wodnych, powietrznych i spalinowych. Płyn przenosi swoją energię na łopatki lub łopatki, uderzając w nie, a gdy łopatki lub łopatki poruszają się ze zwiększającą się prędkością od punktu uderzenia, siła uderzenia zmniejsza siłę uderzenia płynu przeciw niemu. Zatem wraz ze wzrostem prędkości stycznej obręczy koła lub wirnika moment obrotowy na kole lub wirniku zmniejsza się w zależności od geometrii i prędkości kątowej turbiny. Ruchomy płyn przenosi część swojej energii kinetycznej na łopatki lub łopatki, tracąc część swojej prędkości podczas transferu, ale ucieka obok łopatek lub łopatek, zachowując nadal znaczną część swojej prędkości i energii kinetycznej. W niniejszym wynalazku ta uciekająca energia jest zmniejszona, co zostanie dalej opisane. W niniejszym wynalazku ta uciekająca energia jest zmniejszona, co zostanie dalej opisane. W niniejszym wynalazku moment obrotowy na wirniku jest spowodowany reakcją ciągu odrzutowego, powstającą i działającą stycznie do łuku opisanego na zewnętrznym obwodzie wirnika. Ponieważ reakcja na strumień odrzutowy jest zawsze zależna od jego punktu początkowego i nie ulega zmniejszeniu niezależnie od ruchu tego punktu lub początku, zależąc jedynie od wydajności strumienia i ciśnienia, które go zasila, moment obrotowy wirnika nie zmniejsza się, ponieważ prędkość obrotowa wirnika wzrasta.

Po drugie, podczas gdy ruch i / lub ciśnienie płynu w konwencjonalnych urządzeniach jest dostarczane ze źródła zewnętrznego, takiego jak ciśnienie zewnętrzne lub grawitacja, ciśnienie robocze płynu w niniejszym wynalazku jest zwiększone w samym pustym wirniku przez siłę odśrodkową działającą na płyn jak znacznie zwiększona sztuczna grawitacja działająca promieniowo na zewnątrz, gdy płyn obraca się wraz z wirnikiem. Aby to osiągnąć, płyn roboczy jest swobodnie wpuszczany do środka pustego wirnika, ale umożliwia jedynie ograniczoną ucieczkę na obwodowym obwodzie wirnika przez strumienie znacznie mniejsze w łącznej powierzchni przekroju niż łączna powierzchnia przekroju kanałów przez który płyn wpływa i przemieszcza się na zewnątrz od środka na obrzeże w obrębie wirnika. W tym samym czasie płyn jest zmuszany do obracania się z wirnikiem poprzez prowadzenie go promieniowo na zewnątrz w dyskretnych kanałach, gdy stopniowo przesuwa się on na zewnątrz od środka do obwodu wirnika w celu zastąpienia płynu, który jest usuwany z dysz ciągu przez odśrodkowo indukowane ciśnienie.

Dysze wyrzucają stosunkowo niewielką objętość płynu w porównaniu do tej, która może swobodnie wypływać promieniowo na zewnątrz z piasty, jednocześnie zmuszona do obracania się z wirnikiem, aby nie zakłócać przeważnie statycznej (w stosunku do wirnika) głowicy ciśnieniowej wewnątrz wirnika .

Za pomocą tych środków prędkość i energia kinetyczna płynu jest najpierw przekształcana w zasadniczo statyczną głowicę ciśnieniową płynu na obwodzie wirnika, a następnie w strumień pędu rozpoczynający się i działający stycznie do łuku opisanego na obwodzie wirnika wirnik, taki ciąg zawsze jest zawsze związany z punktem początkowym i nie jest zmniejszany przez ruch tego punktu początkowego. Ten ciąg wytwarza moment obrotowy na wirniku w stosunku do stałej ramy odniesienia, który jest wydobywany jako moc obrotowa na osi w konwencjonalny sposób.

Wyjaśnienie powiązań matematycznych pomoże w zrozumieniu zasad działania tego wynalazku. Dla uproszczenia średnica obwodowa wirnika będzie nazywana wieńcem, a piasta, do której wchodzi płyn, będzie nazywana centrum. Dysze są na krawędzi i są skierowane stycznie do niego. Płyn wchodzi do środka i jest zmuszany, za pomocą promieniowych kanałów lub przegród, do obracania się z wirnikiem, gdy płyn przemieszcza się stopniowo w kierunku obręczy, gdzie jest ograniczony, z wyjątkiem części, która może uciec przez strumienie ciągu. Taka porcja jest niewielką ilością proporcjonalną do tej, którą kanały mogą przenosić przy minimalnych stratach tarcia. Płyn w wirniku działa podobnie jak płynne koło zamachowe, wywierając odśrodkowo wywołane ciśnienie od środka w kierunku krawędzi wirnika.

Matematycznie, z wyłączeniem strat tarcia, ciśnienie płynu wewnątrz obręczy spowodowane siłą odśrodkową działającą na kolumnę płynu promieniowo rozmieszczoną między środkiem a obręczą jest zawsze proporcjonalne do prędkości stycznej obręczy, niezależnie od średnicy wirnik; tj. wirnik o średnicy 1 stopy z prędkością 20 obrotów na sekundę daje takie samo ciśnienie jak wirnik o średnicy 2 stóp z prędkością 10 obrotów na sekundę. Ilościowo, zgodnie z konwencjonalnym wzorem konstrukcji pompy odśrodkowej, pokazano, że ciśnienie indukowane odśrodkowo w obrzeżu wirnika jest wystarczające do wyrzucenia płynu z dysz z tą samą prędkością w stosunku do strumienia, jak prędkość styczna strumienia i obręcz, względem stałej ramy odniesienia. Przyspieszenie płynu z dysz stycznych do obrzeża wirnika powoduje, że na obrzeże wirnika wywierany jest równy i przeciwny ciąg reakcji, przy czym taki ciąg jest względem strumienia i nie jest zmniejszany przez styczny ruch obrotowy i prędkość urządzenie strumieniowe w przeciwnym kierunku. Wyrzucany płyn ma bardzo małą prędkość pozostającą w stosunku do ustalonego układu odniesienia; oddając wirnikowi prawie całą energię kinetyczną jako ciąg reakcji stycznej.

Eksperymentalne prędkości ciągu odrzutu wynoszące 0,95 w stosunku do wartości teoretycznych są łatwo osiągane przy prawidłowym projektowaniu odrzutu, jak podano w różnych instrukcjach, (Ref.1), podobnie jak wartości ciągu netto od 0,9 wartości teoretycznych w odniesieniu do ciśnienia.

Teoretyczna wysokość ciśnienia H = V2 / 2g

Gdzie V = prędkość obręczy i
g = przyspieszenie ziemskie

Prędkość płynu ze strumienia V = pierwiastek kwadratowy z 2gH


Po uwzględnieniu strat tarcia i nieefektywności, tak jak w konwencjonalnych maszynach, osiąga się jednak wysoki stosunek mocy wyjściowej do wejściowej energii kinetycznej lub potencjalnej.


Podsumowanie wynalazku
Urządzenie do przekształcania ciśnienia płynu w obrotową moc mechaniczną ma na celu zapewnienie bardziej wydajnych środków do przekształcania mocy wejściowej w moc wyjściową, niż jest to konwencjonalnie możliwe do uzyskania.

W najszerszej postaci wynalazek zapewnia urządzenie do przekształcania mocy przepływu płynu w mechaniczną moc wyjściową, przy czym urządzenie zawiera wydrążony wirnik zamontowany do obrotu wokół centralnej osi względem stałej ramy odniesienia i zaopatrzony w ciąg dostarczający strumień na obwodzie wirnika oraz środki dostarczające płyn do dostarczania przepływu płynu do wnętrza wirnika w punkcie na osi wirnika. Urządzenie jest przystosowane do zapewnienia wymuszonego obrotu płynu we wnętrzu wirnika wraz z wirnikiem oraz ograniczenia płynu na średnicowym obwodzie wirnika, innego niż przepływ płynu przez strumień. Ciśnienie płynu jest zatem przekształcane w styczny ciąg reakcji rotacyjnej działający w punkcie na lub w pobliżu średnicy obwodu wirnika, przy czym wielkość ciągu działającego w punkcie zależy tylko od ciśnienia płynu w wirniku.

Zgodnie z jednym aspektem wynalazku, urządzenie przekształca moc wejściową na moc wyjściową przy wysokiej wydajności przez zrównoważony ciąg reakcji rotacyjnej pochodzący od wirnika, przy czym ciąg, w stosunku do wirnika, napędza wirnik z dużą prędkością obrotową względem naprawiono układ odniesienia. Urządzenie ma strumienie ciągu, szczelny pusty wirnik umieszczony promieniowo wokół pustej piasty z wejściem płynu po jednej lub obu stronach pustej piasty i strumienie ciągu stycznie zorientowane wokół średnicowego obwodu. Wydrążony wirnik ma dyskretnie zorientowane promieniowo wewnętrzne kanały lub przegrody rozciągające się od piasty do lub prawie do wewnętrznej średnicy obwodowej wirnika, aby swobodnie przepuszczać płyn promieniowo na zewnątrz z piasty, jednocześnie wymuszając jego obrót wraz z wirnikiem. Aparat ma wałek podtrzymujący wirnik i elementy łożyskowe o niskim tarciu, wspornik łożyska, przystawkę odbioru mocy i źródło płynu. Strumienie ciągu rozciągają się od wirnika i przekazują rotacyjny ciąg do wirnika poprzez wyrzucanie strumienia płynu pod ciśnieniem w kierunku w przybliżeniu stycznym do łuku opisanego przez ruch obrotowy wirnika, a jednocześnie ruch obrotowy wirnika powoduje odśrodkowe indukowany wzrost ciśnienia płynu, który zasila strumienie ciągu z wnętrza wirnika; wytworzone w ten sposób ciśnienie jest addytywne do zewnętrznego ciśnienia wejściowego do piasty wirnika. Wirnik ma sztywną oś lub osie jako wydrążoną rurę wlotową lub rury przymocowane do wirnika wzdłuż osi obrotu, przy czym oś (osie) jest podparta przez środki łożyskowe, aby swobodnie się w niej obracać. Płyn jest wprowadzany do wydrążonej rury (rur) wlotowej, która może również służyć jako oś (osie), a następnie przez pustą piastę do promieniowych ramion zasilających lub kanałów w wirniku. Promieniowe ramiona lub kanały zasilające doprowadzają płyn przez co najmniej stosunek skurczu 8: 1 do strumieni oporowych. W przypadku użycia płynu jako płynu roboczego, płyn jest wprowadzany do rury (-ów) wlotowej (-ych) przez obracające się uszczelnienie w celu wykluczenia powietrza. Oś (osie) biegną przez łożyska o niskim tarciu na podporze wirnika, aby zapewnić przystawkę odbioru mocy, dzięki której moc mechaniczna może być przenoszona przez koła zębate, koła pasowe i tym podobne. Zapewniono mechanizm rozruchowy, regulatory prędkości wirnika, mechanizm przedmuchiwania powietrzem w przypadku jednostek napędzanych cieczą oraz mechanizmy odcinające.



Fig.1 jest widokiem z przodu, częściowo w przekroju jednego przykładu wykonania urządzenia, pokazującym chowaną dyszę wtryskową z syfonowym strumieniem w jej złożonej pozycji.




Fig.2 jest widokiem z przodu, częściowo w przekroju, jednego przykładu wykonania urządzenia, pokazującym chowaną dyszę wtryskową z syfonowym strumieniem w położeniu włączania wtrysku ciśnieniowego.




Fig.3 jest widokiem z przodu, częściowo w przekroju, drugiego przykładu wykonania urządzenia, pokazującym zawór jednokierunkowy w położeniu otwartym.




Fig.4 jest widokiem z góry ukośnym, częściowo wyciętym, jednego przykładu wykonania wirnika według wynalazku.




Fig.5 jest widokiem z góry ukośnym, częściowo wyciętym, drugiego przykładu wykonania wirnika według wynalazku.




Fig.6 jest widokiem z góry ukośnym, częściowo wyciętym, trzeciego przykładu wykonania wirnika według wynalazku.




Fig.7 jest widokiem z góry, częściowo odciętym, bardziej szczegółowym zewnętrznym końcem promieniowego ramienia zasilającego trzeciego przykładu wykonania wirnika według wynalazku, przedstawiającym zawór zwalniający regulatora siły odśrodkowej, grzybkowy, strumień napędzany ciśnieniem -sfonowy mechanizm odpowietrzający i odpowiednio wyprofilowany strumień.

Szczegółowy opis preferowanego wykonania




Fig. 1 ilustruje wynalazek mający dysze oporowe 1, wirnik 2, przystawkę odbioru mocy 3, wspornik wirnika 4, zasilanie płynem 5 i zbiornik płynu 6. Dysze oporowe 1 rozciągają się od wirnika 2 i przekazują ciąg rotacyjny do wirnika 2 przez wyrzucenie strumienia płynu 7 w kierunku wskazanym strzałką „A” na rysunku 4, w przybliżeniu styczną do łuku opisanego ruchem obrotowym wirnika.

Płyn 7 (taki jak woda) jest dostarczany do linii doprowadzającej płyn 5 przez otwarte dno 22 w celu wykluczenia porywanych pęcherzyków powietrza. Wirnik 2 ma sztywną górną oś 8 i sztywną dolną rurę wlotową 9 przymocowaną do wirnika 2 wzdłuż osi obrotu wirnika 10. Wirnik 2 jest zawieszony nad zbiornikiem płynu 6 na osi 8 za pomocą wspornika wirnika 4.

Przewód doprowadzający płyn 5 jest podtrzymywany w zbiorniku płynu 6 na osi 8 za pomocą wspornika wirnika 4. Przewód doprowadzający płyn 5 jest podtrzymywany w zbiorniku płynu 6 centralnie wyrównany poniżej wirnika 2. Rura wlotowa 9 jest pusta i łączy się z przewodem doprowadzającym płyn 5 do kanału kanałowego 11 od przewodu doprowadzającego płyn 5 do wirnika 2. Płyn 7 jest kierowany z rury wlotowej 9 przez wirnik 2 na jeden z sposobów zilustrowanych poniżej. Rura wlotowa 9 jest osadzona w uszczelkach 12 zamontowanych w górnym końcu linii zasilającej 5, przy czym takie uszczelki mogą być typowymi ceramicznymi, kompozytowymi lub grafitowymi pierścieniami węglowymi. Oś 8 rozciąga się przez łożyska o niskim tarciu (nie pokazano) w górnej obudowie łożyska 13 na wsporniku wirnika 4 i łączy się z przystawką odbioru mocy 3. Oś 8 jest pełna lub uszczelniona od wirnika 2 i rury wlotowej 9 tak, że płyn 7 w wirniku 2 i rura ssąca 9 nie może wejść na oś 8. Moc mechaniczna jest przenoszona z przystawki odbioru mocy 3 przez dołączenie odpowiednich kół zębatych, kół pasowych lub podobnych.

Przewód doprowadzający płyn 15 jest zasilany płynem pod ciśnieniem ze źródła zewnętrznego przez przewód doprowadzający płyn 5 poprzez szczelne połączenia lub spawanie, a jego wewnętrzny koniec jest przymocowany centralnie poniżej i w linii z rurą wlotową 9. Chowany zespół syfonu strumieniowego 18 teleskopów na wewnętrzny pionowy koniec linii doprowadzającej płyn 15 i jest zaopatrzony w jedną lub więcej uszczelek typu O-ring wzdłuż swojej wewnętrznej średnicy, aby zapewnić ślizgowe (teleskopowe) połączenie szczelne dla płynu. O ile nie zostanie wymuszony do góry przez ciśnienie wewnętrzne z przewodu doprowadzającego płyn, zespół syfonu strumieniowego jest utrzymywany w położeniu złożonym pokazanym na Figurze 1 za pomocą sprężyn cofających 19 przymocowanych do przewodu doprowadzającego płyn 5.

Rura wentylacyjna 17 komunikuje się z przewodem doprowadzającym płyn 5 na jego dolnym końcu z otwartym powietrzem na górnym końcu 20. Wentylator 17 jest zapewniony, aby powietrze z otoczenia mogło być wprowadzone do przewodu doprowadzającego płyn 5, aby przerwać dopływ płynu 7 do wirnika 2 ze zbiornika 6. Podczas gdy chowany zespół syfonu strumieniowego 18 jest wciągany pod wpływem siły sprężyny sprężyn 19, wprowadzenie powietrza otoczenia z wentylatora 17 do przewodu doprowadzającego płyn 5 spowoduje, że jeżeli wirnik 2 obraca się, spowoduje spowolnienie wirnika 2, gdy powietrze jest wyciągane przez rura wlotowa 9 i do wirnika 2 w celu zastąpienia płynu odprowadzanego przez dysze 1.

Wentylator 17 ma wlot powietrza 20 i komunikuje się z przewodem doprowadzającym płyn 5 w pobliżu jego dolnego końca, ale nad zaworem motylkowym 21, który jest umieszczony w przedłużeniu przewodu doprowadzającego płyn 14 w pobliżu otworu 22 i może być obracany z pozycji otwartej (pokazanej liniami ciągłymi), w która pozycja płynu ze zbiornika 6 może swobodnie wchodzić do linii zasilania płynem 5 przez otwór 22; do pozycji zamkniętej (pokazanej przerywanymi liniami), w której pozycja zapobiega przedostawaniu się płynu ze zbiornika 6 do linii zasilającej 5, a otaczające powietrze z wentylatora 17 może być porywane do linii zasilającej 5 cieczy. Powietrze z wentylatora 17 jest wciągane do płynu przewód zasilający 5, jeżeli statyczne ciśnienie płynu w przewodzie zasilającym 5 jest niższe niż atmosferyczne ciśnienie statyczne otoczenia. Ciśnienie niższe niż ciśnienie otoczenia w linii zasilającej 5 będzie istnieć, jeśli zawór 21 zostanie zamknięty, a wirnik 2 będzie się obracał.

Jak pokazano na Figurze 2, chowany zespół syfonowy jest zamontowany na końcu linii zasilającej 15 podparty koncentrycznie w linii 5 doprowadzającej płyn 5. Chowany zespół syfonowy 18 ma ograniczoną wewnętrzną dyszę 50 z zewnętrzną zwężką 51 przymocowaną do niej, tworząc syfon strumieniowy. Dysza 50 ma średnicę znacznie mniejszą niż średnica rury 15. Gdy siła działająca na postęp wysuwanego zespołu syfonu strumieniowego 18 wzrasta ze względu na zwiększone ciśnienie płynu z linii doprowadzającej płyn 15 działający na wnętrze zespołu chowanego dyszy 18, chowany dysz zespół syfonu 18 przesuwa się w kierunku otworu 23 w rurze wlotowej 9 wirnika. I odwrotnie, gdy ciśnienie statyczne płynu z linii 15 doprowadzającej płyn zmniejsza się, zespół 18 cofa się od rury wlotowej 9 wirnika pod wpływem siły sprężyn cofających 19.

Gdy zespół syfonu strumieniowego 18 jest w pełni wysunięty, górna strona pierścienia Venturiego 24 uszczelnia się od spodu uszczelnienia 12, tak że syfon strumieniowy 18 wstrzykuje płyn z dopływu płynu 7, mieszany z płynem pod wysokim ciśnieniem z przewodu doprowadzającego płyn 15 i wspomagany , bezpośrednio do otworu 23 rury wlotowej. Za pomocą tych środków stosuje się dopływ płynu o wysokim ciśnieniu i małej objętości z przewodu doprowadzającego płyn 15, aby zapewnić większą objętość płynu do wirnika przy nieco niższym ciśnieniu. I odwrotnie, gdy ciśnienie statyczne płynu z przewodu doprowadzającego płyn 15 zmniejsza się, dysza 18 cofa się od dolnej osi 9 wirnika pod wpływem siły sprężyn cofających 19. Sprężyny powrotne 19 są przymocowane do przewodu zasilającego 5.

Rycina 3 ilustruje drugi przykład wykonania wynalazku. W przewodzie zasilającym 5 znajduje się zawór jednokierunkowy 25 zamiast zespołu chowanego dyszy strumieniowej 18. Zawór jednokierunkowy 25 jest odchylany od położenia zamkniętego, w którym zapobiega się przedostawaniu się płynu ze zbiornika 6 przez otwór 22 do pozycja otwarta (pokazana liniami przerywanymi), w której płyn ze zbiornika płynu 6 wpływa do linii zasilającej 5, gdy ciśnienie statyczne płynu w linii zasilającej 5 jest niższe niż atmosferyczne ciśnienie statyczne otoczenia. Statyczne ciśnienie płynu w przewodzie zasilającym 5 jest niższe niż atmosferyczne ciśnienie statyczne otoczenia, gdy zawór 16 doprowadzający płyn jest zamknięty, a wirnik 2 obraca się. Wirnik 2 w tym przykładzie wykonania jest zasilany płynem pod ciśnieniem ze źródła zewnętrznego przez sprężanie płynu w przewodzie zasilającym 5 z przewodu doprowadzającego płyn 15. To zwiększanie ciśnienia zamyka zawór jednokierunkowy 25 i wypycha płyn pod ciśnieniem z przewodu doprowadzającego płyn 15 do wirnika 2 i dalej na zewnątrz przez dysze 1 jako płyn 7. W tym przykładzie wykonania przewód doprowadzający płyn 15 wchodzi do przewodu doprowadzającego 5 między rurą wlotową 9 a zaworem jednokierunkowym 25.

Jak pokazano na Figurach 1, 2 i 3, rama nośna 26 schodzi ze wspornika wirnika 7 do zbiornika płynu 6. Rama nośna 26 i obudowa łożyska 13 podpierają odchylacze płynu 27, które odchylają i rozpraszają strumienie płynu z 1 do zbiornika 6. Obudowa wirnika 26 rozciąga się poniżej wirnika 2 do zbiornika 6, aby sztywno podpierać linię zasilania płynem 5. Sprężyna cewki 28 jest podtrzymywana na swoim dolnym końcu w wewnętrznej powierzchni linii zasilania 5 i sprężyście podtrzymuje uszczelki 12 w linii zasilania 5. Zbiornik 6 ma otwór przelewowy 29.




Ryciny 4, 5 i 6 ilustrują trzy przykłady wykonania wirnika 2. Wirnik 2 na figurze 4 ma proste lub zakrzywione promieniowo zorientowane przegrody prowadzące 30 w obudowie 31 wirnika i rozciągające się od wejścia płynu w piaście 32 do lub prawie do wewnętrznej krawędzi 33 wirnik 2. Przy początkowym przyspieszeniu wirnika 2 od spoczynku, płyn pod ciśnieniem z rury wlotowej 9a i / lub rury wlotowej 9 (nie pokazano) jest wypychany z piasty 32 wirnika między przegrodami 30 do obręczy 33 wirnika, gdzie płyn pod ciśnieniem jest wypychany z dysze 1 w celu przyspieszenia wirnika 2. Siła odśrodkowa spowodowana ruchem obrotowym wirnika 2 powoduje dalsze zwiększenie ciśnienia płynu ograniczonego w obudowie 31 wirnika na obrzeże 33 wirnika. Płyn z otwartego wewnętrznego końca rury ssącej 9 i / lub 9a wchodzi do obudowy 31 i jest przyspieszany obrotowo, gdy jest napędzany siłą odśrodkową, promieniowo na zewnątrz od piasty 32 wirnika, między przegrodami 30 do obręczy 33 wirnika, gdzie w sposób ciągły zastępuje płyn wypychany z dysz 1 lub z zaworów 34 uwalniających ciśnienie regulatora. prędkość obrotowa płynu jest duża w porównaniu z jego prędkością promieniową w celu zapewnienia maksymalnego wzrostu ciśnienia na skutek siły odśrodkowej oraz minimalnej turbulencji i spadku ciśnienia statycznego na skutek tarcia płynu w wirniku 2. Zawory zwalniające ciśnienia regulatora 34 regulują obroty prędkość wirnika 2 poprzez uwalnianie płynu promieniowo z wirnika 2, gdy siła odśrodkowa, plus statyczna wysokość ciśnienia płynu w wirniku 2 przekracza z góry określony poziom wywierany na zawory uwalniające ciśnienie regulatora 34, ogranicza prędkość obrotową wirnika 2 poprzez zwiększenie przepływu płynu przez wirnik 2 i tym samym zwiększając ilość mocy wykorzystywanej do obrotowego przyspieszania płynu bez zwiększania ciągu stycznego strumienia nałożonego na wirnik 2.




Fig. 5 ilustruje przykład wykonania wirnika 2, w którym puste szprychy 35 i pusta rurowa obręcz 36 są zastąpione promieniowymi przegrodami 30 i obudową 31 wirnika.




Fig. 6 ilustruje przykład wykonania wirnika 2, w którym puste ramiona 37 są zastąpione promieniowymi przegrodami 30 i obudową 31 wirnika.

W przykładach wykonania zilustrowanych na rysunkach 4, 5 i 6, łączny obszar przekroju rur wlotowych 9 i / lub 9a oraz połączone pola przekroju szprych 35 i ramion 37 są co najmniej 8 razy większe niż połączone pola przekroju otworów dysz w dyszach 1 w w celu zmniejszenia strat ciśnienia w wirniku 2.




Fig. 7 ilustruje bardziej szczegółowo przykład wykonania szprychy 37 zawierającej mechanizm 38 usuwania powietrza z syfonu odrzutowego dla maszyn wykorzystujących płyn operacyjny 7. Przewód powietrza 39 łączy środkową wewnętrzną wnękę piasty 32 wirnika z obszarem wlotowym 44 mechanizmu 38 usuwania powietrza. 2 wiruje, niewielka ilość powietrza nieuchronnie uwięzionego w płynie 7 jest odwirowywana z płynu 7 i w przeciwnym razie gromadziłaby się w środku wirnika 2, zmniejszając w ten sposób wzrost ciśnienia wywołanego odśrodkowo w płynie roboczym 7 wewnątrz wirnika 2. Strumień - mechanizm 38 usuwania syfonu wykorzystuje niewielką ilość płynu 7 pod wysokim ciśnieniem z wnętrza wirnika 2 i przepuszcza go kanałem 46 do wysokociśnieniowego syfonu 48. Płyn 7 jest wyrzucany z dużą prędkością przez obszar Venturiego 47 i ciągnie powietrze wzdłuż kanały łączące 45, przez obszar wlotowy 44 i przez przewód powietrzny 39, z piasty 32 wirnika 2. Powietrze porywane płynem roboczym 7 w zwężce Venturiego 47 jest usuwane z wylotu 40 mechanizmu czyszczącego, promieniowo lub Stycznie wspomagający strumień odrzutu z dysz 1.

W kolejnym przykładzie wykonania wirnik 2 może mieć środki do usuwania powietrza (niepokazane) składające się z rurki o małej średnicy umieszczonej centralnie w rurze zasilającej 5 i rozciągającej się do góry przez środek rury wlotowej 9 do środkowej wewnętrznej wnęki wirnika 2; dolny koniec wspomnianej rurki przechodzi przez szczelne złącza przez ścianę rury zasilającej 5 i przez zewnętrzną ścianę zbiornika 6, aby komunikować się z powietrzem zewnętrznym lub z wlotem zewnętrznej pompy próżniowej, dzięki czemu powietrze może być usuwane z centralnej wnękę wirnika 2 przez ciśnienie docierającego płynu do wirnika 2, wypychającego powietrze z rurki czyszczącej o małej średnicy, lub powietrze może być wyciągane z rurki czyszczącej przez pompę próżniową i wyrzucane na powietrze zewnętrzne.

Rysunek 7 ilustruje również przekrój I zespołu zaworu uwalniającego ciśnienie regulatora 38. Gdy prędkość obrotowa wirnika 2 wzrasta powyżej ustalonego limitu, rosnąca siła odśrodkowa i ciśnienie płynu w ramieniu 37 wirnika 2 naciska na zewnątrz względem trzonu 42 zaworu i zaworu głowica 61. Trzon 42 zaworu z ustalaczem 63 jest dociskany do sprężyny śrubowej 43, umożliwiając głowicy 61 zaworu odsunięcie się od gniazda 49 zaworu w korpusie 62 zaworu.

W ten sposób płyn pod ciśnieniem 7 z ramienia 37 wirnika 2 może wydostawać się przez kanały 60 w korpusie 62 zaworu, a następnie na zewnątrz między gniazdem 49 zaworu a głowicą 61 zaworu; następnie jest promieniowo usuwany z ramienia 37 wirnika 2.

Jak wcześniej wspomniano, uwalnianie płynu z regulacyjnego zaworu uwalniającego ciśnienie 34 zwiększa promieniowy ruch płynu 7 w ramieniu 37 wirnika 2 bez odpowiedniego wzrostu stycznego ciągu strumienia; powoduje się przyspieszenie większej ilości płynu na jednostkę czasu od jego krzywoliniowej prędkości na piaście 32 wirnika 2 do jego krzywoliniowej prędkości na zewnętrznym końcu ramienia 37 wirnika 2, gdy porusza się on promieniowo na zewnątrz wewnątrz ramienia 37 wirnika 2, niż ten, który jest wyrzucany w celu wytworzenia ciągu strumieniowego w strumieniach 1. Zwiększone zapotrzebowanie na przyspieszenie płynu narzuca siłę oporu na ruch obrotowy wirnika 2 bez odpowiedniego wzrostu napędu z dysz 1, zapobiegając w ten sposób nadmiernej prędkości wirnika. I odwrotnie, gdy przeniesienie mocy z przystawki odbioru mocy 3 (na rys. 1) utrzymuje prędkość obrotową wirnika 2 w ustalonym z góry limicie, sprężyna zaworowa 43, reagując na ustalacz 63 sprężyny zaworowej na trzpieniu 42 zaworu, mocno przyciąga głowicę 61 zaworu do gniazdo zaworu 49; zapobiegając w ten sposób ucieczce płynu 7 przez zawór uwalniający ciśnienie regulatora 34 i umożliwiając wirnikowi 2 działanie z pełną wydajnością. Figura 7 ilustruje również prawidłowo skonfigurowany strumień 1 z bardzo krótką rurką strumieniową o stałej średnicy i płynnie zaokrąglonym podejściem 41, aby wytworzyć strumień płynu 7 z dysz 1 o niskiej stracie ciśnienia w dyszy i maksymalnej prędkości.

W kolejnym przykładzie wykonania wirnik 2 może mieć dysze regulatora (niepokazane). Podczas gdy dysze 1 zapewniają siłę przyspieszenia do wirnika 2, dysze regulatora działają w kierunku zasadniczo przeciwnym do kierunku dysz 1, zapewniając siłę zwalniającą do wirnika 2. Dysze regulatora są aktywowane, gdy statyczne ciśnienie płynu w rotorze 2 przekroczy ustalony poziom wywierany na dysze gubernatora. Dysze gubernatora mogą być przeplatane między dyszami 1.

Ponadto, w kolejnym przykładzie wykonania (niepokazanym), wirnik 2 może mieć środki regulujące, aby ograniczyć prędkość obrotową wirnika przez zastosowanie deflektorów w stosunku do strumienia płynu wydostającego się z dysz lub przez obrót dysz w ich mocowaniach.

Odnosząc się do rysunków 1 i 2, w trakcie pracy. Wirnik 2 jest przyspieszany od spoczynku przez otwarcie zaworu doprowadzającego płyn 16 i przesunięcie chowanego zespołu syfonowego strumienia 18 tak, że górna strona pierścienia 24 zwężki Venturiego przylega do spodu uszczelki 12, która łączy się z rurą wlotową 9 wirnika 2:




Płyn pod ciśnieniem jest wtryskiwany do wirnika 2 przez rurkę wlotową 9. Wirnik 2 wypełnia się płynem pod ciśnieniem 7, który jest przepychany przez dysze 1, a ciąg reakcji działający stycznie przyspiesza wirnik ze stacjonarnego. Siła odśrodkowa wzrasta wraz z kwadratem prędkości obrotowej. Po przyspieszeniu wirnika do pożądanej prędkości roboczej, moc mechaniczna może być przekazywana ze startu 3 zgodnie ze zdolnością projektową urządzenia. Konieczne jest automatyczne i szybkie kontrolowanie prędkości obrotowej wirnika, aby zapobiec nadmiernej prędkości wirnika i jego szybkiemu zniszczeniu.


Patrick Kelly
http://www.free-energy-devices.com
http://www.free-energy-info.com