ТУРБИНА ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ "КУЗЬМИН" (ТВС) Российский патент 2007 года по МПК F02C3/05 

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.

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, 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.