迈克尔·爱斯克里的“无功”发电机
本帖最后由 能量海 于 2017-8-11 07:36 编辑
第十一章：其它装置和理论
迈克尔·爱斯克里的“无功”发电机
对于大多数家庭来说，最大的开支之一是家庭的加热或制冷的成本。任何有助于完成这个任务的设备肯定是受欢迎的。迈克尔•爱斯克里（Michael Eskeli）做出过一些最有趣的设计，它可能由于缺乏强调它们的用途而被忽略。
通常情况下，中央供暖系统使用一种液体加热的昂贵方法——一般用油——然后用低功率泵泵到建筑物周围的散热器。绝大部分成本是在加热上，通常，炉子和在搬运加热的液体通过散热器的花费是很少的。迈克尔的这个设计中，加热成本为零，而剩下的只有低功率（四分之一到半马力）输入，需要旋转转子克服其轴承和填料箱的摩擦力。
由于这似乎是不可能的，这里给出点非常技术性的解释。这些信息来自斯科特·罗伯逊的网站 ，具有他的慷慨授权。大体说来，装置包括一个圆盘形外壳，里面有一个紧密配合的旋转转子。压力下的气体和压力下的液体都被送入该装置，而它们以脉冲序列交替地压缩和释放在两种流体上的压力而混合在一起。这种地两种流体的加热非常有效，且最有趣的是，无需使用任何用户提供的加热功率和无需使用任何加热燃料。下一段落是给工程人员的，所以如果你不理解它，那么就无视它，因为重要的是要了解设备能做什么，而不是它怎样做。
图中，10是加热的流体的热交换器，11是两个部件里的供热的热交换器，而12是工作流体从外缘回流到圆盘中央的通道中的叶片。工作循环过程对于这个转子中的工作流体是非流动类型的，而这在上面所示的示例中给出了更高的性能。
被加热的流体通常是液体——例如水，它经由转子轴进入和离开转子。类似地，供热流体通过热交换器11循环，它是一种液体，通过转子轴的通道进入和离开。
不做功热泵显然有多种用途。一个这样的应用是在加热的所有类型的建筑物和住宅方面，可以无成本加热，因为无需燃料，而且功率应用几乎为零。上示热泵中，所需功率是用来驱动转子克服摩擦的，这可能需要一台四分之一到半马力的电动机。
另一个用途是在发电方面，由于设备没有使用燃料，可以得到免费电源，能量源是周围的空气、或天然来源的水。（附加的涡轮机产生功率；部分用来克服热泵摩擦损失，而余下的用于发电）。进一步的用途是在便携式电源和运输车辆等。
装置和方法和工作周期获得了专利。对于基础热泵，请参阅美国专利 3,926,010 和加拿大专利 984,827。
迈克尔•爱斯克里
这是迈克尔众多专利中的一个：
摘要
压缩机用于压缩空气、气体和蒸气的方法和装置，等温地利用液体流来压缩气体；液体间歇地从叶轮大量涌出，由液体脉冲和压缩的这些液体之间具有被夹带的气体；液体离开叶轮时具有很高的动能，并减缓动能被转换成对液体和夹带的气体的压力。另外，这个压缩机可用于有利地压缩蒸气，其中液体与气体是同一的流体，这种情况下，发生气体冷凝为液体，并降低了压缩功。
美国专利文献：
发明背景
本发明通常是关于用于压缩气体、空气和蒸汽的装置，其中的液体与气体或蒸气密切接触而被压缩。
现有技术说明
有许多装置和设备可用于压缩气体或蒸气。在某些这种机器中，液体在偏心壳体内转动，使机器转子将导致液体有节奏地舒张及收缩脉动，而转子叶片之间的空间被增大或减小，因而变形压缩气体。这些机器被称为液体活塞式机器。另一个装置是射流喷射器压缩机，其液体或气体流用来夹带气体或蒸汽去压缩，而这个流的动能在一个喇叭形喷嘴内被转换成压力。
液体活塞式机的主要缺点是它的效率差，由于液体在机器内转动，而需要相对大的功率输入来压缩气体。在喷射器压缩机内，液体流的速度受到限制，而且它夹带不了多少气体；所以装置的效率非常差。液体流中的有效动能是很高的，但由于液体夹带气体差，导致设备不佳。
示图简介
图.1是压缩机外壳的端视图，显示的是外观。
图.2是压缩机外壳和叶轮部分的侧视图。
图.3是叶轮部分的侧视图，而
图.4 是叶轮的端视图，显示了流体通道。
优选实施的描述
本发明的一个目的是提供一种方法和装置，用于基本上是等温地压缩气体或蒸气，其中液体流所包含的的动能被用于压缩所述的气体到更高的压力，在这里液体的速度减慢将增加其压力和增加气体的压力是被夹带在其中的。此外，本发明的目的是提供一种方法和一种装置，其中气体可以部分地或完全地浓缩在液体流中，从而减少了压缩功；当被压缩的气体或蒸汽是与液体相同的流体时发生这种情况；也就是说，被压缩的气体是流体的蒸气相，而用作原动流体的液体是流体的液体相。
参见图.1，所示为压缩机的端视图，其中10是压缩机壳体，11为液体入口，12是气体或蒸汽入口，13是出口。
图.2中，显示的是压缩机的侧视图。叶轮22通过轴28旋转，由轴承支撑和由封装23和填料函24密封。或者，可以用机械密封。 液体是用来作为原动流体进入通孔11，穿过叶轮22，再高速离开叶轮并进入喉部21，并从那里为壳体10里的扩散体部件29。在更高的压力和更低的速度下离开扩散体后，气体和液体的混合物在环形空间30里被收集，并从那里通过孔洞13送出。来自环形空间31的液体夹带气体，而气体从外部通过孔洞12进入环形空间。
图.3中，叶轮22显示了更多细节，其中38是流体通道，而36是驱动轴的孔洞。
图.4中，所示为叶轮，以22为叶轮而38为流体通道。
运行中，压缩机的作用在方式上类似于喷射压缩机。原动流体在通道里由于叶轮而被告加速到很高的速度；这相当于喷射器里的原动流体喷嘴。然而，从叶轮大量涌出的流体流——当它旋转时——由压缩机壳体所看到的，是不连续的，因为在这种特殊情况下，叶轮有四个流体通道，通道之间有固体材料。因此，来自叶轮的流——如压缩机壳体所见——是脉动的，高速液体之间有着空的区间；这些空的区间被来自图.2中的31项的环形空间的气体填充着，而气体被与液体一起急速地移动到外层环形空间30，并从那里排出。这种脉动作用促进了液体对气体的夹带，并更充分地利用了液体流提供的动能。
流体通道的大小及相关计算，在热力学文献中的喷射喷射器和蒸汽喷射器中有充分的描述。图.3中通道38的空间，将聚敛液体在离开通道时不使蒸发；或者通道可以对其出口处的流体进行发散——当流体离开通道时会部分或完全汽化。至于非汽化液体，水将是一个例子，而部分汽化的类型，丁烷将是一个例子——即在大气温度下，也在低压下。如图.2到图.4所示，通道38包括一个最接近叶轮的中心的会聚部分，但至少在排放区是非会聚的。最好是，至少非会聚区是一个发散区，这样可以更好地利用原动流体中的可用能量以达到更高的输出速度。
图.4第38项中所示的流体通道可以如图所示那样是径向的，或者是向前或向后弯曲的，这取决于所用的流体。另外，图.2的喉部21，可以具有适当的形状的叶片，以防止流体离开叶轮后的圆周运动。这种类型的叶片常用于涡轮机和泵, 所以在此不再说明。图.4显示了四个流体通道，但确定这个数字是在计算通道的尺寸、以及所需液体的脉冲的频率时，以维持压缩机内适当的压力和体积的关系；此外，叶轮的转速也包括在这些计算中。
通常，当相对于气体或蒸气的量时。液体的量是大的。因此，压缩气体时，气体的压缩热被传递给液体，导致液体、以及气体的温度上升。这种温度的增加远小于它单独为气体时，从而产生几乎是等温压缩，并因此降低了压缩功，如相比于等熵压缩，它通常用于旋转式压缩机。此外，如果用了液体，它将在叶轮中展开，用一个扩展的流体通道，原动流体的温度被降低，并且流体的速度大大增加，导致压缩机的效率大为改善；这类似于射流喷射器内的收敛扩散形喷嘴的功能。
压缩机的运行可从上面的描述性内容推导出来。液体源连接到图.1的11的叶轮入口，而气体或蒸汽源连接到图.1的12的气体入口。压缩机的排放从图.1的13。合适的功率源——例如电动机——连接到图.2的28轴，使轴转动。液体通过叶轮的作用加速，并随着其以脉动流穿过图.2的环形空间31，它夹带着气体并携带到环形空间30，从那里排出。
构建压缩机的材料将与那些用于制造泵来泵送液体的类似。铸铁、钢、青铜、黄铜、不锈钢和各种塑料都可以用。
声明
新加的权利声明如下：
1. 一种压缩气态流体的机器和主要部件：
2. 声明1的机器中所述的至少非会聚区是发散的。
第十一章：其它装置和理论
迈克尔·爱斯克里的“无功”发电机
对于大多数家庭来说，最大的开支之一是家庭的加热或制冷的成本。任何有助于完成这个任务的设备肯定是受欢迎的。迈克尔•爱斯克里（Michael Eskeli）做出过一些最有趣的设计，它可能由于缺乏强调它们的用途而被忽略。
通常情况下，中央供暖系统使用一种液体加热的昂贵方法——一般用油——然后用低功率泵泵到建筑物周围的散热器。绝大部分成本是在加热上，通常，炉子和在搬运加热的液体通过散热器的花费是很少的。迈克尔的这个设计中，加热成本为零，而剩下的只有低功率（四分之一到半马力）输入，需要旋转转子克服其轴承和填料箱的摩擦力。
由于这似乎是不可能的，这里给出点非常技术性的解释。这些信息来自斯科特·罗伯逊的网站 ，具有他的慷慨授权。大体说来，装置包括一个圆盘形外壳，里面有一个紧密配合的旋转转子。压力下的气体和压力下的液体都被送入该装置，而它们以脉冲序列交替地压缩和释放在两种流体上的压力而混合在一起。这种地两种流体的加热非常有效，且最有趣的是，无需使用任何用户提供的加热功率和无需使用任何加热燃料。下一段落是给工程人员的，所以如果你不理解它，那么就无视它，因为重要的是要了解设备能做什么，而不是它怎样做。
热泵工作周期：上面的例图显示装置壳体内的圆盘的旋转引起的事件顺序。这个“压力/焓”或“压力/内能”图表显示了装置的压力单循环期间的压力和温度。使用氮气作为气体时，循环开始于点“1”，这里每平方英寸具有150磅的压力，和华氏60°的温度。现在压力波撞击氮气和液体的混合物。这个压力波使我们来到点“2”，这里的压力已提高到每平方英寸540磅，导致温度达到华氏280°。
移到点“3”这里是要把热量整个传递给气体的液体（进行加热任务是应用的全部目的），纵然压力维持着，所以在点“3”，每平方英寸有540磅的压力和华氏138的温度。接着，压力发生了大幅下降，把我们带到点“4”，把温度下拉到低于冰点：在只有华氏4°下每平方英寸250磅。点“5”的压力进一步降到每平方英寸150磅，依然在华氏4°。点“6”把我们带到每平方英寸250磅，在华氏60°，在这里我们又循环回到点“1”，而顺序又重头开始。
压缩发生在行程1到行程2和行程5到行程6时。实际量分别为53.2和13.5，给出一个66.7磅的膨胀总数。
膨胀发生在行程3到行程4，行程4到行程5，和行程6到1。 实际量分别为31.6、16.6和18.7，给出一个67.0磅的膨胀总数。
由于两者几乎完全相同，一个完整周期的总体结果实际上是不做功的。
这种工作周期通过离心式热泵可以很容易地进行。这是一个仅有一个运动部件的单元，转子、工作流体——例如氮气——与转子一起被密封，并在转子内 的通道里循环。在转子内部的工作流体的循环是通过单独密度控制来实现的，与上示的工作周期一致，而且对于转子轴的工作流体没有消耗功。因此，对于热传递的消耗功为零，以及一个不做功的热泵的结果。
在所示的下图中，一个轴向截面和一个部分删除了的端视图，显示了一个典型的热泵转子，适用于上面讨论的工作周期。
移到点“3”这里是要把热量整个传递给气体的液体（进行加热任务是应用的全部目的），纵然压力维持着，所以在点“3”，每平方英寸有540磅的压力和华氏138的温度。接着，压力发生了大幅下降，把我们带到点“4”，把温度下拉到低于冰点：在只有华氏4°下每平方英寸250磅。点“5”的压力进一步降到每平方英寸150磅，依然在华氏4°。点“6”把我们带到每平方英寸250磅，在华氏60°，在这里我们又循环回到点“1”，而顺序又重头开始。
压缩发生在行程1到行程2和行程5到行程6时。实际量分别为53.2和13.5，给出一个66.7磅的膨胀总数。
膨胀发生在行程3到行程4，行程4到行程5，和行程6到1。 实际量分别为31.6、16.6和18.7，给出一个67.0磅的膨胀总数。
由于两者几乎完全相同，一个完整周期的总体结果实际上是不做功的。
这种工作周期通过离心式热泵可以很容易地进行。这是一个仅有一个运动部件的单元，转子、工作流体——例如氮气——与转子一起被密封，并在转子内 的通道里循环。在转子内部的工作流体的循环是通过单独密度控制来实现的，与上示的工作周期一致，而且对于转子轴的工作流体没有消耗功。因此，对于热传递的消耗功为零，以及一个不做功的热泵的结果。
在所示的下图中，一个轴向截面和一个部分删除了的端视图，显示了一个典型的热泵转子，适用于上面讨论的工作周期。
图中，10是加热的流体的热交换器，11是两个部件里的供热的热交换器，而12是工作流体从外缘回流到圆盘中央的通道中的叶片。工作循环过程对于这个转子中的工作流体是非流动类型的，而这在上面所示的示例中给出了更高的性能。
被加热的流体通常是液体——例如水，它经由转子轴进入和离开转子。类似地，供热流体通过热交换器11循环，它是一种液体，通过转子轴的通道进入和离开。
不做功热泵显然有多种用途。一个这样的应用是在加热的所有类型的建筑物和住宅方面，可以无成本加热，因为无需燃料，而且功率应用几乎为零。上示热泵中，所需功率是用来驱动转子克服摩擦的，这可能需要一台四分之一到半马力的电动机。
另一个用途是在发电方面，由于设备没有使用燃料，可以得到免费电源，能量源是周围的空气、或天然来源的水。（附加的涡轮机产生功率；部分用来克服热泵摩擦损失，而余下的用于发电）。进一步的用途是在便携式电源和运输车辆等。
装置和方法和工作周期获得了专利。对于基础热泵，请参阅美国专利 3,926,010 和加拿大专利 984,827。
迈克尔•爱斯克里
这是迈克尔众多专利中的一个：
美国专利 3,650,636 1972年3月21日 发明人：迈克尔•爱斯克里
旋转式气体压缩机
摘要
压缩机用于压缩空气、气体和蒸气的方法和装置，等温地利用液体流来压缩气体；液体间歇地从叶轮大量涌出，由液体脉冲和压缩的这些液体之间具有被夹带的气体；液体离开叶轮时具有很高的动能，并减缓动能被转换成对液体和夹带的气体的压力。另外，这个压缩机可用于有利地压缩蒸气，其中液体与气体是同一的流体，这种情况下，发生气体冷凝为液体，并降低了压缩功。
美国专利文献：
发明背景
本发明通常是关于用于压缩气体、空气和蒸汽的装置，其中的液体与气体或蒸气密切接触而被压缩。
现有技术说明
有许多装置和设备可用于压缩气体或蒸气。在某些这种机器中，液体在偏心壳体内转动，使机器转子将导致液体有节奏地舒张及收缩脉动，而转子叶片之间的空间被增大或减小，因而变形压缩气体。这些机器被称为液体活塞式机器。另一个装置是射流喷射器压缩机，其液体或气体流用来夹带气体或蒸汽去压缩，而这个流的动能在一个喇叭形喷嘴内被转换成压力。
液体活塞式机的主要缺点是它的效率差，由于液体在机器内转动，而需要相对大的功率输入来压缩气体。在喷射器压缩机内，液体流的速度受到限制，而且它夹带不了多少气体；所以装置的效率非常差。液体流中的有效动能是很高的，但由于液体夹带气体差，导致设备不佳。
示图简介
图.1是压缩机外壳的端视图，显示的是外观。
图.2是压缩机外壳和叶轮部分的侧视图。
图.3是叶轮部分的侧视图，而
图.4 是叶轮的端视图，显示了流体通道。
优选实施的描述
本发明的一个目的是提供一种方法和装置，用于基本上是等温地压缩气体或蒸气，其中液体流所包含的的动能被用于压缩所述的气体到更高的压力，在这里液体的速度减慢将增加其压力和增加气体的压力是被夹带在其中的。此外，本发明的目的是提供一种方法和一种装置，其中气体可以部分地或完全地浓缩在液体流中，从而减少了压缩功；当被压缩的气体或蒸汽是与液体相同的流体时发生这种情况；也就是说，被压缩的气体是流体的蒸气相，而用作原动流体的液体是流体的液体相。
参见图.1，所示为压缩机的端视图，其中10是压缩机壳体，11为液体入口，12是气体或蒸汽入口，13是出口。
图.2中，显示的是压缩机的侧视图。叶轮22通过轴28旋转，由轴承支撑和由封装23和填料函24密封。或者，可以用机械密封。 液体是用来作为原动流体进入通孔11，穿过叶轮22，再高速离开叶轮并进入喉部21，并从那里为壳体10里的扩散体部件29。在更高的压力和更低的速度下离开扩散体后，气体和液体的混合物在环形空间30里被收集，并从那里通过孔洞13送出。来自环形空间31的液体夹带气体，而气体从外部通过孔洞12进入环形空间。
图.3中，叶轮22显示了更多细节，其中38是流体通道，而36是驱动轴的孔洞。
图.4中，所示为叶轮，以22为叶轮而38为流体通道。
运行中，压缩机的作用在方式上类似于喷射压缩机。原动流体在通道里由于叶轮而被告加速到很高的速度；这相当于喷射器里的原动流体喷嘴。然而，从叶轮大量涌出的流体流——当它旋转时——由压缩机壳体所看到的，是不连续的，因为在这种特殊情况下，叶轮有四个流体通道，通道之间有固体材料。因此，来自叶轮的流——如压缩机壳体所见——是脉动的，高速液体之间有着空的区间；这些空的区间被来自图.2中的31项的环形空间的气体填充着，而气体被与液体一起急速地移动到外层环形空间30，并从那里排出。这种脉动作用促进了液体对气体的夹带，并更充分地利用了液体流提供的动能。
流体通道的大小及相关计算，在热力学文献中的喷射喷射器和蒸汽喷射器中有充分的描述。图.3中通道38的空间，将聚敛液体在离开通道时不使蒸发；或者通道可以对其出口处的流体进行发散——当流体离开通道时会部分或完全汽化。至于非汽化液体，水将是一个例子，而部分汽化的类型，丁烷将是一个例子——即在大气温度下，也在低压下。如图.2到图.4所示，通道38包括一个最接近叶轮的中心的会聚部分，但至少在排放区是非会聚的。最好是，至少非会聚区是一个发散区，这样可以更好地利用原动流体中的可用能量以达到更高的输出速度。
图.4第38项中所示的流体通道可以如图所示那样是径向的，或者是向前或向后弯曲的，这取决于所用的流体。另外，图.2的喉部21，可以具有适当的形状的叶片，以防止流体离开叶轮后的圆周运动。这种类型的叶片常用于涡轮机和泵, 所以在此不再说明。图.4显示了四个流体通道，但确定这个数字是在计算通道的尺寸、以及所需液体的脉冲的频率时，以维持压缩机内适当的压力和体积的关系；此外，叶轮的转速也包括在这些计算中。
通常，当相对于气体或蒸气的量时。液体的量是大的。因此，压缩气体时，气体的压缩热被传递给液体，导致液体、以及气体的温度上升。这种温度的增加远小于它单独为气体时，从而产生几乎是等温压缩，并因此降低了压缩功，如相比于等熵压缩，它通常用于旋转式压缩机。此外，如果用了液体，它将在叶轮中展开，用一个扩展的流体通道，原动流体的温度被降低，并且流体的速度大大增加，导致压缩机的效率大为改善；这类似于射流喷射器内的收敛扩散形喷嘴的功能。
压缩机的运行可从上面的描述性内容推导出来。液体源连接到图.1的11的叶轮入口，而气体或蒸汽源连接到图.1的12的气体入口。压缩机的排放从图.1的13。合适的功率源——例如电动机——连接到图.2的28轴，使轴转动。液体通过叶轮的作用加速，并随着其以脉动流穿过图.2的环形空间31，它夹带着气体并携带到环形空间30，从那里排出。
构建压缩机的材料将与那些用于制造泵来泵送液体的类似。铸铁、钢、青铜、黄铜、不锈钢和各种塑料都可以用。
声明
新加的权利声明如下：
1. 一种压缩气态流体的机器和主要部件：
2. 声明1的机器中所述的至少非会聚区是发散的。
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