Патент на изобретение №2312238

(54) ТУРБИНА ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ “КУЗЬМИН” (ТВС)

(57) Реферат:

Турбина внутреннего сгорания содержит центробежный воздушный компрессор, кольцевую камеру сгорания и реактивную турбину с соплами. Центробежный воздушный компрессор и реактивная турбина объединены в моноблок, вращающийся на одном валу за счет реактивной силы истекающих из сопел газов и через ведущую шестерню передающий вращение приводимым агрегатам. Изобретение направлено на повышение КПД и мощности турбины внутреннего сгорания, снижение выброса вредных веществ. 3 ил.

Турбина внутреннего сгорания «Кузьмин» (ТВС «Кузьмин») является новым типом теплового двигателя, преобразующего тепловую энергию реактивной струи газов в механическую энергию вращения.

ТВС предназначена для привода в движение различных транспортных средств и других механических установок.

Прямыми аналогами ТВС являются центробежный воздушный компрессор, широко применяемый в технике (Ю.Мацкерле «Современный экономичный автомобиль»), и реактивная турбина, известная нам из школьного курса физики, как турбина Герона Александрийского, – древнейший механический паровой двигатель, изобретенный еще в III веке до нашей эры (В.Лей «Ракеты и полеты в космос»). Реактивная турбина Герона, гениальная по своей простоте, ввиду низкого КПД и наличия тяжелого и громоздкого котла не получила широкого применения.

Задача данного изобретения состояла в том, чтобы, сохранив простоту реактивной турбины Герона, избавиться от парового котла. Для этого было решено использовать тепловую энергию топлива, сгорающего внутри самой турбины, а для нагнетания внутрь турбины воздуха для горения применить центробежный воздушный компрессор, объединенный с кольцевой камерой сгорания и реактивной турбиной в единый моноблок, вращающийся на валу за счет реактивной силы газов, истекающих из сопел турбины. В результате такой комбинации известных механизмов мы получим предельно простой, легкий и компактный, мощный высокооборотистый двигатель, обладающий такими важнейшими качествами, как:

1. Высокая удельная мощность на единицу массы (5 кВт/кг).

2. Высокий КПД из-за повышенной t газов и отсутствия потерь в зазорах.

3. Применение любых видов топлива.

4. Сниженный выброс вредных веществ благодаря конструктивным особенностям.

5. Отсутствие вспомогательных систем и их приводов, отсутствие вибраций, простое и эффективное шумоглушение, быстрый холодный пуск, возможность создания моделей любой мощности и размеров.

все эти качества позволят создать чрезвычайно эффективный, дешевый и надежный двигатель с большим моторесурсом и высокими показателями экологической чистоты, способный по экономичности превзойти дизель, работающий на предельно бедных смесях и имеющий большой потенциал для совершенства.

На чертежах показан разрез ТВС по оси вращения (фиг.1) и разрез турбины с торца (фиг.2). На фиг.3 показан вариант турбины с плоскими соплами. Турбина внутреннего сгорания имеет очень простую конструкцию. ТВС вращается на валу 8 в подшипниках 7, 9. Топливо самотеком поступает через плавающий штуцер 11, поджимаемый пружиной 12. Для уплотнения служит скользящая меднографитовая прокладка 13. Далее по каналам 14, 15 топливо подается к распылителям 20. Центробежный компрессор 1 имеет воздухозаборник 16 и лопатки 17. Реактивная турбина 3 состоит из кольцевой камеры сгорания 18, снабженной электродами 2 и свечами 5, между которыми проскакивает искра зажигания от неподвижного бесконтактного электрода 6. Продукты сгорания истекают из сопел 4, вращая турбину, и через ведущую шестерню 10, расположенную на валу 8, передают вращение приводимым агрегатам. На вал 8 напрессован ротор электростартера (не показан).

ТВС работает следующим образом. Электростартером турбина разгоняется до необходимых пусковых оборотов. При достижении необходимого давления воздуха в центробежном компрессоре открывается подача топлива, и оно самотеком поступает в канал 14. В каналах 15 за счет центробежной силы создается давление топлива и через распылители 20, смешавшись с воздухом, топливная смесь поступает в камеру сгорания, где сгорает, подожженная электрической искрой. Продукты сгорания под давлением истекают из сопел, создавая реактивную силу, вращающую ТВС.

Формула изобретения

Турбина внутреннего сгорания, содержащая центробежный воздушный компрессор, кольцевую камеру сгорания и реактивную турбину с соплами, отличающаяся тем, что центробежный воздушный компрессор и реактивная турбина объединены в моноблок, вращающийся на одном валу за счет реактивной силы истекающих из сопел газов и через ведущую шестерню передающий вращение приводимым агрегатам.

РИСУНКИ