Патент теслы турбина

Безлопастные турбины (1909–1910)

22 марта 1909 года

Дорогой полковник Астор, я с радостью узнал из газет, что вы вернулись в город, и спешу сообщить вам, что моя паровая и газовая турбины, насос, водяная турбина, воздушный компрессор и пропеллер оказались очень удачными. По мнению многих компетентных людей, эти изобретения произведут настоящую революцию. Моя газовая турбина, как нельзя лучше, подходит для летательного аппарата, поскольку способна создавать мощность от четырех до пяти лошадиных сил на каждый фунт веса. Я упорно работал над созданием летающей машины, и это будет нечто необыкновенное. У меня нет гребного винта, наклонной панели и руля — фактически ничего старого, и моя машина позволит поднимать огромный вес и переносить его по воздуху с неимоверной скоростью. Мы создаем автомобиль, в котором воплощены все новые принципы, и я также разрабатываю модель локомотива для железной дороги и пытаюсь адаптировать свою новую систему двигателя для одного из крупнейших атлантических лайнеров. Вся эта информация конфиденциальна. Я пишу вам, зная, что вы будете рады моим успехам.

С наилучшими пожеланиями

После смерти болезненного поэта Роберта Уотсона Гилдера в ноябре 1909 года Роберт Андервуд Джонсон из заместителя превратился в главного редактора. На торжественной церемонии присутствовали многие знаменитости, в том числе Марк Твен и восходящая звезда поэзии — двадцатичетырехлетний «вундеркинд» Георг Сильвестр Вирек. Луке было неприятно получить повышение по службе таким путем, но подчиненные не желали видеть на этом посту никого другого. Смерть Гилдера стала для журнала «Сенчури» еще одним предзнаменованием конца важной эпохи.

Тесла присутствовал на рождественском ужине. Разговор вертелся вокруг проблем Роберта: как поднять постоянно снижающиеся тиражи. В борьбе с целой плеядой вульгарных журналов, рассчитанных на массового читателя, Лука был вынужден снизить свои стандарты, позволив таким словам из четырех букв, как «черт», украшать страницы «Сенчури».

«Идея, будто зеркала смогут отражать параллельные лучи солнца, пока за гранью наших возможностей. Но существует один способ связаться с другими планетами», — говорил Тесла, а в глазах его хозяев загоралась идея восстановления Уорденклиффа. Конечно, вся проблема была в деньгах, поэтому Тесла заговорил о новейшей схеме добывания денег — это было его последнее изобретение.

Тесла обвиняли в том, что он фантазер и мечтатель, и ученый-виртуоз «собрал всю волю в кулак в спокойном уединении ночи», чтобы найти способ оправдать себя. Он часто покидал номер в гостинице «Уолдорф» после полуночи, чтобы побродить по улицам и подумать. Его святилищем был огромный зал Гранд-Сентрал-Стейшн. Здесь, под сводами дремлющей часовни, в четыре часа утра ученый слышал эхо своих одиноких мыслей в туннелях, где спали поезда, или вокруг величественных мраморных лестниц, царивших над просторной пассажирской ареной и возносящихся прямо к звездному куполу, украшенному созвездиями и мифическими богами. Это был его великий вокзал, где можно было почерпнуть вдохновение у Пегаса, Геркулеса, Девы, Кентавра, Близнецов, Гидры или Ориона. Возможно, ключом к разгадке станет корабль «Арго».

Уорденклифф стал навязчивой идеей. Пока не удастся полностью возродить его, Тесла не будет чувствовать себя удовлетворенным. Полумеры исключены. Либо он возводит здание таким, каким оно было задумано, либо не возводит вообще. Шерфф с женой, отцом и новорожденным ребенком периодически посещали станцию и передавали деньги на уплату налогов и зарплаты мистеру Хокинзу — смотрителю.

Однако другая идея, возникшая у Тесла, некоторым образом даже вытеснила Уорденклифф. Небо было усеяно самолетами и дирижаблями, силы, противостоящие источникам света без нити накаливания, становились все более мощными, а беспроводные передатчики росли как грибы после дождя по берегам лесных рек. В январе 1908 года французы построили радиовещательную станцию на вершине Эйфелевой башни для передачи сообщений в Марокко. Начальник строительства предсказал, что такие импульсы «теоретически могут облететь весь мир и вернуться на башню». Ли Де Форест начал приобретать известность в Штатах и вскоре заключил контракты с правительством и миллионерами на создание «радиотелефонов» (радиомаяков?) на крышах самых высоких зданий Манхэттена. В 1907 году он передал голос Энрико Карузо, выступавшего в Метрополитен-опера. Большинство слушателей находились на ближайших судах. Одновременно Де Форест нашел способ увеличения скорости передачи сообщений кодом Морзе. Теперь он мог отправлять шестьсот слов в минуту — удивительно!

«Я совершенно уверен, — заявил Де Форест, — что через пять лет каждый корабль будет оборудован беспроводным телефоном. Я с нетерпением ожидаю дня, когда таким образом опера зазвучит в каждом доме. Когда-нибудь новости и даже объявления будут передаваться публике по беспроводному телефону». Далее Де Форест критиковал устройства Маркони, который так и не решил проблему статического электричества, и обещал, что его собственная новая система настройки со временем станет стандартом. На следующий год он подписал контракт на производство «беспроводных телефонов» с компанией Белла и начал установку таких аппаратов между Филадельфией и Нью-Йорком. Тесла считался докой в этой области, и мистер Болдт смертельно оскорбил его, наняв компанию «Юнайтед Уайерлесс» для размещения двух сорокафутовых передатчиков на крыше «Уолдорфа» и заплатив за работу 3000 долларов.

Однако Маркони по-прежнему пользовался широкой известностью, его имя знали в каждом доме, а в каждом воскресном приложении газета «Нью-Йорк Таймс» изображала на мачте судна беспроводной передатчик Маркони, соединивший континенты и моря.

Первичный двигатель . «Турбина Тесла является апофеозом простоты. Она настолько отличается от всех предшествующих, что это кажется просто невероятным».

Беспроводная система Тесла «намного опередила свое время», но он посвятил себя «другим изобретениям, которые были больше по душе практичным людям». «После долгих лет размышлений я создал то, что было больше всего нужно миру: эффективный первичный двигатель», — писал ученый. Тесла говорил о создании мощной сверхлегкой турбины, которая сможет заменить газовый двигатель в автомобилях, самолетах, торпедах и даже океанских лайнерах или превратиться в насос для подачи воздуха, твердых веществ или жидкостей. Это замечательное устройство может использоваться для создания жидкого кислорода или его можно поместить над мусоросжигателями — для превращения тепла в энергию. Зародившийся среди детских игр Нико и Данэ с водяным колесом в Смиляне, этот многогранный и революционный проект впервые увидел свет в 1906–1907 годах. Изобретение было названо безлопастной турбиной.

Последнее чудо короля механики . Фрэнк Паркер Стокбридж

— Вы получили то, что профессор Лэнгли пытался использовать в своем летательном аппарате, — двигатель, который обладает мощностью в одну лошадиную силу на фунт веса? — поинтересовался я.

— Мне удалось добиться большего, — ответил доктор Тесла. — У меня есть двигатель, обладающий мощностью в десять лошадиных сил на фунт веса. Он в двадцать пять раз мощнее самых легких двигателей, используемых сегодня. Самый легкий газовый двигатель в аэропланах весит два с половиной фунта и имеет мощность в одну лошадиную силу. При таком весе я могу получать двадцать пять лошадиных сил.

— Значит, проблема полета решена?

— Да, и многие другие тоже. Это идеальный вращающийся двигатель. Это достижение, о котором мечтали все инженеры-механики со времен изобретения парового двигателя.

Далее ученый принялся объяснять принцип действия своего двигателя. Изучив свойства воды и пара, проходящих через двигатель, Тесла исследовал, как вязкость и сцепление связаны с вращением лопасти.

«Металл не впитывает воду, однако какое-то количество воды все же пристает к нему. Капля воды может изменить форму, однако ее частицы остаются невредимыми. Эта тенденция всех жидкостей противостоять разделению называется вязкостью», — объяснял ученый. Используя эти принципы, Тесла запатентовал совершенно новую турбину, лишенную привычных лопастей, и заменил их серией дисков, расположенных близко друг от друга. Они напоминали ряд монеток, стоящих на ребре. В центре каждого диска было отверстие для удаления жидкости и для поворота центральной оси. «Трение обшивки замедляет продвижение корабля в море или самолета в воздухе», но Тесла использовал это мнимое препятствие таким образом, что вращение турбины усиливалось, а не замедлялось под влиянием сцепления и вязкости среды. Это было гениальное решение.

Движение по спирали начиналось на периферии каждого диска, когда вода охватывала его все плотнее и плотнее, а по мере приближения к центральному отверстию спиральное действие все усиливалось. Таким образом, жидкость под давлением, например, пара могла попасть в закрытую камеру, где находился горизонтальный ряд дисков, и заставить их вращаться. Следуя естественной тенденции создавать водоворот, жидкость будет вращаться все быстрее и быстрее, по направлению к центру. Одновременно благодаря сцеплению она будет увлекать за собой соответствующий диск, и это вращение может быть использовано, например, для получения электричества; обратный ход превратит инструмент в насос, а присоединение его к индукционному мотору — в реактивный двигатель.

«Один из таких действующих насосов с восемью дисками по восемнадцать дюймов в диаметре может накачать четыре тысячи галлонов воды на высоту 360 футов…

— Допустим, мы обратим действие вспять. Предположим, у нас будет вода, или воздух, или пар под давлением, что тогда произойдет?

Это интересно:  Где можно делать патент на московский

— Диски будут вращаться, и любые устройства, прикрепленные к оси, также заработают, таким образом насос превратится в двигатель, — предположил я.

— Именно это и произойдет, — подтвердил доктор Тесла. — Не потребуется никакой тонкой настройки, — продолжил Тесла. — Расстояние между дисками нельзя назвать тщательно выверенным. Соединяя двигатели между собой в группы, можно отказаться от использования в механизмах зубчатой передачи. Этот мотор особенно подойдет для автомобилей, поскольку будет работать на газе так же хорошо, как и на пару.

В январе 1909 года Джордж Шерфф, работавший на компанию по производству серы, отправил Тесла письмо с просьбой о финансовой помощи. «Мои кредиторы преследуют меня. Я оценю любую вашу помощь».

Вместо того чтобы выслать Шерффу денег, Тесла отправил чек миссис Шварц, которая тоже была одной из разоренных вкладчиц. Нуждаясь cам, Шерфф пытался получить эти деньги, но Тесла, который тысячи раз оказывался на месте Шерффа, беспечно написал ему: «Мне жаль видеть, как вы теряете хладнокровие и выдержку. Миссис Шварц слаба, а вы вполне способны бороться. Вы должны взять себя в руки и сражаться со злыми силами». Вскоре после этого Шерфф отправил Тесла второе письмо, сообщая ему, что приготовил средства на оплату налогов за Уорденклифф. «Несколько ночей назад в мой дом забрался вор и вычистил всю наличность», — добавлял Шерфф. Тесла понял намек и вознаградил своего бывшего секретаря, в ноябре отправив ему чек.

11 ноября 1909 года

Дорогой мистер Тесла, благодарю вас за 200 долларов. Мне тем более приятно, что эти деньги являются свидетельством того, что вы движетесь вперед и скоро добьетесь цели, к которой так долго и упорно стремились.

Современная озонотерапия . Во время недавнего симпозиума, отмечавшего столетнюю годовщину со дня приезда Тесла в Америку, Дж. Фрайботт — врач, использовавший оборудование для производства озона, — заявил, что после инъекций чистого озона человека, страдающего раком прямой кишки, «удалось вылечить от тридцати новообразований». По словам Фрайботта, эта форма кислорода, как естественный продукт солнечной активности в верхних слоях атмосферы, обладает «окисляющими, антисептическими и противомикробными свойствами и оказывает успокаивающее воздействие на многих людей». Когда Фрайботта спросили об опасности появления эмболий, он заметил, что «воздушные эмболии» вызваны не попаданием в кровь пузырьков кислорода, как обычно считают, а веществами, попадающими в кровь вместе с кислородом. Эта работа новая и противоречивая, хотя исследования были подтверждены физиками.

Конечно, Тесла не делал больным инъекций озона, однако он сконструировал электротерапевтическое устройство для жены Шерффа, которая в то время была больна. «Я уверен, что это принесет вам и миссис Шерфф пользу, — писал Тесла, саркастически замечая: — Если в вашем доме нет электричества, вам придется сменить квартиру».

В 1909–1910 годах ученый жил попеременно то в Провиденсе, то в Бриджпорте, то в Нью-Йорке, где устанавливал различные модели своих турбин. В основном работа велась в Бриджпорте.

«Сейчас я работаю над новым проектом автомобиля, локомотива и токарного станка, в которых будут воплощены мои изобретения и которые должны иметь колоссальный успех, — писал Тесла Шерффу. — Единственная проблема заключается в деньгах, но в скором времени деньги польются на меня рекой, и тогда вы можете обращаться ко мне по любому поводу». В другом письме он оптимистично заверял: «Все развивается очень благоприятно, и, похоже, моя мечта о строительстве беспроводной станции осуществится еще до наступления лета».

В марте 1910 года жена Оуэна родила первого сына — Роберта Андервуда Джонсона-младшего. Однако весной Тесла и его близким пришлось пережить немало неприятных минут, когда стало известно, что Джон Джейкоб Астор и его сын Винсент пропали в море. Ученый искренне радовался, когда стало известно, что один из десяти богатейших людей мира и его сын нашлись. Неизвестно, до какой степени Астор помог Тесла в его работе над турбинами, однако есть некоторые доказательства того, что ученый установил подводный реактивный двигатель на «таинственном судне» Астора на реке Гарлем. «Нью-Йорк Таймс» сообщала, что судно «было помесью дирижабля и корабля». Если это был революционный летательный аппарат, над которым работал Тесла, то они с Астором сделали все возможное, чтобы о нем не узнали репортеры. Одним из преимуществ этого проекта являлось то, что риск смерти в результате экспериментальных полетов мог быть сведен к минимуму, поскольку аппарат был способен парить только над водой.

Уверенный в грядущей победе, Тесла написал своему другу Чарльзу Скотту из корпорации Вестингауза, заказав ему миллион индукционных моторов для своих турбин. «Но, поскольку я научился не торопиться, — добавлял он, — сначала я возьму только один».

В ноябре 1910 года, оказавшись на волне успеха, ученый переехал в престижное сорокавосьмиэтажное здание Метрополитен-Тауэрс на Мэдисон-авеню, 1, недалеко от парка. Его офис был расположен на двадцатом этаже, под знаменитыми часами, и ученый мог смотреть из окна самого высокого здания в мире на город, бурлящий внизу, когда готовился к следующему шагу по направлению к своему Граалю — всемирной телеграфной системе.

Безлопастная турбина для ТЭС, как изобретение Николы Теслы

Бытовой безлопастный вентилятор своим внешним видом напоминает турбину, на роторе которой вместо лопаток расположены диски. Такую простую конструкцию в начале XX века предложил выдающийся ученый и изобретатель Никола Тесла.

Прошлое

На рубеже XIX‑XX веков бензиновые и дизельные двигатели достигли уже такого уровня совершенства, что могли использоваться на сухопутных транспортных средствах. В тот же период были созданы турбины Парсонса и Кертиса для паросиловых установок, а Никола Тесла начинает разработку своего оригинального двигателя.

Поршневая двигательная техника полностью подошла и закрепилась в автомобильной промышленности. Главные производители электротехнической продукции, в том числе для электрических станций, уже вложили крупные инвестиции в разработки Парсонса и Кертиса. Когда Никола Тесла в конце концов сделал предложения автомобильным и электротехническим компаниям, то они уже не были заинтересованы в рассмотрении новой двигательной техники, даже если бы она оказалась лучшей.

Конструкции

Турбина Теслы – замечательный тепловой двигатель: предельно простой по своей конструкции, надежный и, в определенной степени, эффективный при работе. Этот двигатель сегодня может оказаться вполне пригодным для эксплуатации на ТЭС. Однако принцип его действия малоизвестен среди современных инженеров, как и то, насколько хорошо он может работать наряду с лопаточными турбинами общеизвестных конструкций.

По принципу действия лопаточные турбины можно классифицировать на активные и реактивные. Первые преобразуют кинетическую энергию потока газообразного рабочего тела в механическую энергию вращательного движения ротора за счет отклонения этого потока посредством лопаток. В результате их работы происходит снижение скорости движения газа, а его давление остается постоянным поперек лопаток. Характерная особенность функционирования активных турбин – одинаковое давление газа на ведущей и ведомой кромках лопаток.

Вторые снижают скорость и давление газа, что повышает эффективность преобразования энергии. В реактивных турбинах обеспечивается снижение давления газа поперек поверхностей лопаток за счет их соответствующей формы. Как результат возникает реактивная сила в радиальном направлении. Однако разница в величинах давления газа (высокое – на ведущей кромке лопатки, низкое – на ведомой ее кромке) приводит к увеличению аксиальной нагрузки на ротор турбины.

В конструкции дисковой, или погранично-слоевой, турбины Теслы (патент США US 1,061,206 и патент Великобритании GB 186,082) никаких лопаток нет. На роторе располагаются диски, набранные параллельно друг другу в плотный «пакет».

Как это работает?

Диски в турбине Теслы используются для создания аэродинамического поверхностного адгезионного эффекта (эффекта прилипания) за счет их сопротивления потоку газа между пластинами (дисками). Поэтому турбина Теслы является турбиной трения. В ней передача энергии к валу ротора обеспечивается за счет сопротивления трения потока рабочего тела между дисками (Никола Тесла. Утраченные изобретения. – М., 2009; О. Файг. Никола Тесла. Великие изобретения и открытия. – М., 2014).

Газ с большой скоростью поступает в дисковый «пакет» через впускной канал по траектории, касательной (тангенциальной) к его внешнему ребру. Сплошные (без отверстий специальной формы) диски, которыми замыкается «пакет», преобразуют кинетическую энергию газового потока в механическую энергию вращения вала ротора посредством активных и тормозящих сил. По мере уменьшения энергии газового потока он направляется по спирали к центральному выходному каналу, «прилипает», а тормозящие и центробежные силы продолжают преобразовывать кинетическую энергию газового потока в энергию вращательного движения вала ротора.

Возможности

Механизм преобразования энергии в погранично-слоевых турбинах весьма эффективен даже у одноступенчатых конструкций. Весомым же показателем, по которому лопаточные турбины превосходят дисковые турбины Теслы, является удельная мощность на единицу массы. Однако этот недостаток, наверное, может быть устранен за счет улучшений в конструкции турбины Теслы.

Турбина Теслы может быть изготовлена из простых сортаментных материалов – листовой стали, труб, круглых и квадратных балок. Это принципиально позволяет организовать крупносерийный выпуск таких тепловых двигателей для ТЭС при низких производственных затратах.

Это интересно:  Проверить патент красноярск

Кроме вышеперечисленного, турбина Теслы может стать одним из тепловых двигателей, который будет способствовать решению такой мировой проблемы, как «устойчивое развитие», то есть достижение глобального прогресса без загрязнения окружающей среды. Один из путей решения данной проблемы состоит в переходе от централизованного снабжения потребителей электрической и тепловой энергией к децентрализованному, выгодному потребителям. Самостоятельная выработка энергии на месте ее потребления принципиально может быть реализована с использованием паровых либо газовых турбин Теслы. При этом следует отметить, что Никола Тесла для своих турбин разработал и конструкцию оригинального клапана (патент США US 1,329,559).

Если говорить о децентрализованной выработке электрической и тепловой энергии, то наиболее подходящими объектами генерации, на которых могут быть применены турбины Теслы, являются паровые конденсационные мини-ТЭС и когенерационные энергетические установки (мини-ТЭЦ). Разумеется, что внедрению турбин Теслы должны предшествовать обстоятельные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Пока же в большинстве своем такие тепловые двигатели разрабатываются, строятся и исследуются силами многочисленных энтузиастов как в нашей стране, так и за рубежом.

Перспективы

При создании и внедрении технических объектов, необычных для сегодняшнего профессионального сообщества, важно понимать, что первые проекты необходимо разрабатывать для малых энергетических установок. Как вариант можно рассматривать создание комбинированной ТЭС с первичным двигателем традиционной конструкции (например, с газопоршневым двигателем мощностью в несколько мегаватт) и турбиной Теслы (к примеру, в паровом варианте для работы от парового котла-утилизатора выхлопных газов газопоршневого двигателя).

Другой путь – разработка и последующая реализация пилотных проектов микромощных ТЭС, то есть с электрическими мощностями до 100 кВт. Такие энергетические установки могут найти применение, например, в дачных и деревенских хозяйствах. Дешевизна и простота турбин Теслы в эксплуатации делает их очень привлекательным тепловым двигателем именно в сельской местности, где всегда есть проблемы с ремонтом энергетического оборудования в части квалификации обслуживающего персонала, которого может не быть вообще.

Нельзя исключать и вариант создания автономной паровой мини-ТЭЦ с турбиной Теслы для снабжения электрической энергией небольшой группы потребителей через однопроводную резонансную линию электропередачи. Ее варианты тоже являются развитием научного наследия Николы Теслы, многократно запатентованы в нашей стране и продолжают разрабатываться во Всероссийском научно-исследовательском институте электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) под научным руководством академика РАН Дмитрия Семеновича Стребкова (Д. С. Стребков, А. И. Некрасов. Резонансные методы передачи и применения электрической энергии / Под ред. Д. С. Стребкова. – 4‑е изд., перераб. и доп. – М., 2013). Снабжение потребителей теплом и, при необходимости, холодом от такой мини-ТЭЦ принципиально возможно предусмотреть по непротяженным тепловым сетям. Для аккумулирования электрической и тепловой энергии целесообразно использовать соответствующие накопительные установки.

Таким образом, технология преобразования энергии в таком тепловом двигателе, как турбина Теслы, не нашедшая применения в прошлом, может быть по‑новому реализована на современном этапе развития техники и производства. Сегодня существуют и успешно применяются уникальные технологии компьютерного трехмерного моделирования с последующим численным моделированием физических процессов, происходящих в будущем изделии. Сто лет назад такое невозможно было себе представить. При проектировании турбин Теслы с применением САПР этот процесс будет более продуктивным.

«Двадцать лошадиных сил на фунт веса». Газовая турбина. Причины неудач Николы Теслы.

Лаборатория на Варденклифе была закрыта, штат ее распущен, охрана снята. От Теслы ушел даже Шерф, поступивший на службу в компанию по добыче серы. Раз в неделю без особого за то вознаграждения приходил он к Тесле и следил за тем, чтобы дела его не запутались окончательно. Две секретарши по-прежнему служили у Теслы, однако переписка с фирмами прекратилась, и помощь их была не нужна. Теперь деньги и всякое напоминание о них еще более раздражали Теслу. Он терпеть не мог держать их в руках, уверяя, что абсолютно не нуждается в них и согласен полностью отказаться от всех своих привычек, только бы иметь возможность продолжать работы по созданию «Мировой системы». Только бы закончить строительство башни, лаборатории, доказать применимость своих открытий!

Крах надежд на окончание сооружения «Мировой системы» все же вынудил Теслу заняться разработкой одной из многих идей, пришедших ему в голову еще в далекие юношеские годы. Позднее он снова вернулся к ней и наутро сказал Шерфу:

— Я скоро создам небольшую паровую машину — это будет силовая станция, свободно умещающаяся в шляпе.

В 1906 году Тесла создал паровую турбину оригинальной конструкции. При мощности в 30 лошадиных сил она весила всего лишь 10 фунтов. 3 лошадиные силы на 1 фунт веса — этого теплотехника еще не знала! Но Тесла не остановился на достигнутом и выдвинул девиз: «20 лошадиных сил на 1 фунт веса». Он даже поместил его на своих личных бланках.

На мысль о такой машине его навело воспоминание о времени, проведенном в горах Велебита, когда он фантазировал, заготавливая идеи впрок. Мечта о создании почтовой связи Европы с Америкой через трубопровод, расположенный на дне океана с посылкой почты в шаре, движимом паром, оказалась неосуществимой из-за трения пара о стенки трубы. Это и навело Теслу на мысль использовать трение пара в создаваемой им паровой турбине.

В его устройствах было использовано не только расширение пара между лопатками, но также и сила трения пара. Тесла построил несколько моделей и опытных образцов таких турбин. Одна из них мощностью в 500 киловатт при 3600 оборотах в минуту с 15 дисками диаметром в 60 дюймов была практически испытана и показала достаточно большой коэффициент полезного действия. Однако эта турбина требовала высокого начального и конечного давления пара и была предложена как одна из ступеней многоступенчатой установки. Таким образом, можно считать, что Тесла изобрел то, что теперь носит название «предвключенной» турбины, или форшальттурбины. Использованием таких турбин повышается общий коэффициент полезного действия установки, и поэтому они применяются и в настоящее время.

Вместе с тем Тесла разработал проект турбины, работающей не за счет расширения водяного пара, а за счет сгорания в самой турбине различных газов. Таким образом, первый из возможных типов газовой турбины — этой наиболее прогрессивной конструкции энергетического оборудования, открывающей огромные перспективы применения подземной газификации угля, — был создан Николой Теслой.

Сын одного из старейших сотрудников Теслы, Юлиус Чито, механик отеля «Уолдорф-Астория» изготовил в 1906 году первую модель паровой турбины по проекту Теслы, затем он дважды делал их вновь в 1911 и в 1925 годах. С последней моделью Тесла экспериментировал вплоть до 1929 года.

Почему же, однако, эти изобретения Теслы не нашли большого распространения? Во-первых, потому, что мысли, возникшие у Теслы еще в конце 80-х годов прошлого столетия и представлявшие для того времени открытие огромной важности, к началу XX века, когда появились и широко применялись паровые турбины Лаваля и Парсонса, уже не имели большого значения.

Второй и, пожалуй, более важной причиной было то, что конструктивный талант Теслы был значительно ниже его экспериментального мастерства. К тому же Тесла по складу своего характера не мог и не умел работать в коллективе, не привлекал к совместной работе талантливых конструкторов, чтобы общими усилиями разрабатывать конкретные, практически применимые типы оборудования, которые могли бы пойти в производство. Между тем давно прошли уже те времена, когда изобретатель-одиночка мог плодотворно разрабатывать свои идеи. Бурное развитие науки и техники XX века исключало возможность создания промышленных конструкций вне коллектива. Тесла, смотревший вперед, видевший едва намечавшиеся контуры будущего в науке, сам оставался типичным изобретателем 80-х годов прошлого века.

Однако справедливость требует указания на то, что такое одиночество отчасти может быть объяснено органическим нежеланием Теслы служить обогащению монополий, без чего нельзя было найти средства для работы в большом коллективе. Это было своеобразной формой протеста против общественного строя, обогащавшего кучку ненавистных Тесле магнатов.

Трагедия Теслы — трагедия большого ученого, не пожелавшего склонить свою голову перед «чудовищем Уолл-стрита», не пожелавшего стать слугою морганов, рокфеллеров и дюпонов. Творить не для их обогащения, а для народа, для всего человечества, для целей мира, а не войны — таково истинное стремление Теслы.

НИКОЛА ТЕСЛА

Всем, кого это может касаться :

Да будет понятно, что я, Никола Тесла, гражданин США, живущйй в Нью-Йорке, изобрёл новое и полезное усовершенствование в Роторных движках и Турбинах, которое описываю ниже.

В практическом применений механической энергии, основанном на использовании воды как среде передающей энергию было замечено, что для заслуги большей экономии, конфигураций в скорости и направлении движения воды должны быть как можно наиболее постепенными. В имеющихся формах и аппаратах резкие конфйгурации, вибрации, заторы неизбежны. Не считая того, гидравлические устройства такие как поршни, лопастй, вёсла, лопатки имеют разные дефекты и дороги в изготовлении и обслуживании.

Цель моего изобретенйя — одолеть отрицательные эффекты передачи и преобразования механической энергии средством воды наиболее экономичным и обычным методом. Я выполнил это найдя метод движения воды натуральным путём с найменьшим сопротивлением, свободным от возмущений, которые появляются в лопатках и лопастях схожих устройств, и методом конфигурации скорости й направления движения без утрат, пока жидкость передаёт энергию.

Это интересно:  Рассчитать патент пермский край

Понятно, что жидкость имеет, не считая иных, два важных характеристики — вязкость й текучесть.

Из-за этого имеют место такие понятия, как внутреннее и пограничное трение, проявляемые при движении воды относительно поверхности в которой она течёт, и тренйе меж молекулами самой воды. Эти ффекты наблюдаются в повседневной жизни, но мне кажется, что я 1-ый, кто применил их фактически как движительный агент.

Принципы прйменительны и к воздуху, как движительной среде. Т.е. эти среды, ежели будут использованы по описанному принципу способны передавать энергию.

В приложенных чертежах я отразил лйшь форму аппарата, приспособленного для термодинамического преобразования энергии; границы, в которых применение принципа более важное.

Рис. 1. Боковое сеченйе рторного движителя, либо турбины.

Рис. 2. Вертикальное сечение.

Аппарат состоит из серии плоских, твёрдых дисков 13, закрепленных на валу 16 средством гаек 11 и промежуточных шайб 17 на выступах 12. Диски имеют окна 14 и спицы 15. Изображены несколько таковых дисков с окнами. Ротор размещен в корпусе 19 в подшипниках с уплотненйями 21 с обоих сторон. Корпус имеет выходные окна 20. Концы корпуса соединены центральным кольцом 22, расточенным незначительно огромным диаметром чем диски, и имеют фланцы 23 и входы 24, в которых располагаются сопла 25. Радиальные канавки 26 й лабиринтовые уплотнения 27 установлены на концах ротора. Подающие трубы 28 с клапанами 29 подсоединены к фланцам центрального кольца; один из клапанов нормально закрыт.

Для лучшего понимания рассмотрим ситуацйю, когда вал и диски вращаются по часовой стрелке. Жидкость поступает через входные окна 20 и вступает в контакт с дисками 13 под действии 2-ух сил — касательной и центробежной. Композицйя этих сил движет жидкость спиралеобразно с нарастающей скоростью, пока она не достигнет периферии, откуда и выходит. Такое спиралеобразное, свободное й ровненькое движение воды дозволяет саморегулировать естественный поток.

Во время движения в полости, где размещен ротор, частички воды совершают несколько оборотов в зависимости от скоростй воды и размеров дисков. Я узнал, что кол-во воды прокачиваемое таким образом, при иных равных условиях, пропорцианально рабочей поверхности ротора и его скорости. Потому совершенство машинкй зависит от ее размеров и скорости вращения ротора. Размерения дисков и интервалов меж ними будет зависеть от требованйй и условий к аппарату. Зависимость меж растояниями меж дисками, их диаметром, длинноватой пути, вязкостью воды — прямопропорциональна.

В обшем, расстояние должно быть таковым, чтоб общественная масса воды, прежде, чем выйти, разогналась до неизменной скорости, практически до скорости периферии дисков, при обычных рабочих условйях, и частички двигались умеренно по окружности, ежели выходной клапан закрыть.

Сейчас рассмотрим напротив, что жидкость под давлением проходит чрез клапан по указанной стрелке; тогда ротор начнёт врашаться по часовой стрелке, а жидкость двигаться спиралеобразно с замедлением, пока не достигнет отверстий 14 и 20, через которые и выйдет. Если-бы ротор был способен вращаться в подшипниках без тренйя, его внешний обод достиг-бы скорости наибольшей той, которая соответствует движущейся воды при ее практически круговом движений. При приложении перегрузки на ротор, его скорость падает, движение воды замедляется, вращение частиц сокращается и путь укорачивается.

Можно с определённой точностью предположйть, что крутящий момент прямо пропорцианален квадрату скорости воды относительно ротора и площади дисков, и обратнопропорционален расстоянию меж нимй.

Аппарат способен совершать максимальную работу когда скорость ротора равна половине скорости воды, но для заслуги наибольшей экономии относительная скорость (либо скольжение) обязана быть как можно меньше. Степень регулйровки достигается размерами дисков и расстоянием меж ними.

Разумеется, что передаваемая энергия от вала к другому механизму и хотимое соотношение скоростей достйгается средством подбора дисков. К примеру, в насосе, радиальное, либо статическое давление в итоге центобежных сил добавляется к касательному, либо динамическому, что ведёт к увеличеню столба воды.

В моторе, напротйв, статическое давление, противодействующее давлению подачи, понижает давление столба и скорость радиального потока к центру. Т.е. в движительной машйне постоянно требуется большой крутящий момент, что просит роста дисков и уменьшения расстояния меж ними, в то время как в двигательной машйне, в целях экономии, вращательный эффект должен быть меньше, а скорость больше. Возможны остальные конструктивные аспекты, но процессы должны происходить как описано.

Предположим, что движительная среда попадает в отверстия с неизменной скоростью. В этом случае мащинка будет работать как роторный движок, и жидкость выходить из собственного кругового движения через центральный выход. При всем этом имеет место расширение, йз-за спирального вращательного движения, т.к. распространение вовнутрь противоборствует центробежным стилам и сопротивлению радиальному движению.

Замечено, что сопротйвление движению воды меж плоскостями пропорцианально квадрату относительной скорости, которая максимальна в направлении центра и равна полной касательной скорости воды. Сейчас, предположим, что жидкость вощла в камеру не через окна, а через сопло, усиливающее соотношение скорость-энергия. Когда расширение в сопле закончено, давление воды на периферии маленькое; но когда сопло возрастает в дйаметре, давление растёт, так-же как и подача. Но переход от импульсного к расширитльному действию приводит к небольшим измененйям в скорости в сопле.

Раннее мы предпложили, что давление подачи неизменное, но понятно, что не достаточно что поменяется, ежели давление будет несколько менятся в итоге внутренних действий в ней.

На Рис.1. отражены индйвидуальности при реверсировании. Ежели правый клапан закрыт и жидкость поступает через вторую трубу, ротор вращается в направлении стрелки пунктиром, прй всем этом качество процесса не изменяется. Тот-же итог может быть достигнут почти всеми иными способами средством специально спроектированных клапанов, сопел.

Понятно, что количество входных окон по периферий может варьировать, так-же как и остальные конструктивные индивидуальности конструкции. Всё-же иная высококачественная сторона описанного принцйпа обязана быть освещена. Когда машинка работает в холостом режиме, центробежное давление, действующее против движения воды, должно быть равно давлению подачи. Ежели впускные окна больше, то небольшйе конфигурации в скорости произведут огромные конфигурации в потоке и, соответственно, в длине спиралеобразного пути. А т.к. центробежные силы растут пропорцйанально квадрату скорости, то при наличии современных материалов, можно прирастить размеры ротора для получения наилучших результатов.

Данная концепция легче реалйзуется для огромных устройств, также как и с внедрением современных технологий. Для маленьких, компактных машин требуется высочайшая точность производства при малых зазорах.

Понятно, что на данном принципе конструкции могут варьйровать в большом спектре для разных целей. В данной моей работе я обрисовал главные, принципиальные нюансы внедрения принципа, и мне кажется я 1-ый, кто сообразил это и предлжил к полезному использованию.

1. Мащинка, приводимая в действие жидкостью, состоит из корпуса с входными и выходными окнами на периферий и в центральной части, соответственно; ротора с плоскими плоскостями, расположенными с интервалами, таким образом, что жидкость может течь меж ними естественным спиральным потоком, й средством параметров вязкости и текучести передавать энергию вращения ротору.

2. Машинка, приводимая в действие жидкостью, состоит из ротора, включаюшего плоские диски, закреплённые на валу, находящемся в корпусе с входными и выходными окнами.

3. Роторный движок, приводимый в действие качествамй текучести и вязкости движущейся воды состоит из корпуса, образующего камеру с касательными к периферии входами й выходами в центральной части; ротора состоящего из дисков, закреплённых на валу.

4. Машинка, приводимая в действие жидкостью, состоит йз дисков, закреплённых на валу, расположенном в корпусе с входными и выходными окнами, через которые может течь жидкость под действием радиальных и касательных сил естественным спиралеобразным потоком от периферий к центру, и передавать энергию средством параметров вязкости и текучести.

5. Машинка, приводимая в действие жидкостью, состоит из дйсков, имеющих плоскую форму и зазор, меж которым проходит жидкость от периферии к центру.

6. Машинка, приводимая в действйе жидкостью, состоит из ротора, включающего в себя плоские диски с зазорами, закреплёнными на валу имеющим выходное окно в центральной части, позволяюшим вытекать воды, прокачиваемой через эти зазоры.

7. Термодинамический конвертер состоит из серии соосно закреплённых плоских дисков, расположенных в корпусе с входнымй окнами на периферии и выходными окнами в центральной части.

8. Термодинамический конвертер состоит из серйи соосно закреплённых плоских дисков, имеющих окна в центральной части; корпуса с входными окнами на периферии й выходными окнами идущими от центральной части.

Статья написана по материалам сайтов: www.eprussia.ru, www.electrolibrary.info, teslaelectro.ru.

»

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий

Adblock
detector