Vortex engine
एक भंवर इंजन या वायुमंडलीय भंवर इंजन (एवीई) की अवधारणा, स्वतंत्र रूप से नॉर्मन लौआट और लुई एम. मिचौड द्वारा प्रस्तावित, का उद्देश्य बड़ी भौतिक चिमनी को एक छोटी, कम महंगी संरचना द्वारा बनाई गई हवा के भंवर से बदलना है। ए. वी. ई. भू-स्तरीय वर्टिसिटी को प्रेरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप प्राकृतिक रूप से होने वाले लैंडस्पाउट या वाटरस्पाउट के समान एक भंवर होता है। मिचौड के पेटेंट का दावा है कि मुख्य अनुप्रयोग यह है कि आधार पर लौवर के माध्यम से हवा का प्रवाह कम गति वाले वायु टर्बाइनों को चलाएगा, जो आम तौर पर पारंपरिक बिजली संयंत्रों द्वारा बर्बाद की जाने वाली गर्मी से बीस प्रतिशत अतिरिक्त बिजली पैदा करेगा। अर्थात्, भंवर इंजन का प्रस्तावित मुख्य अनुप्रयोग बड़े बिजली संयंत्रों के लिए "बॉटमिंग साइकिल" के रूप में है जिन्हें शीतलन टावरों की आवश्यकता होती है। लौआट द्वारा अपने पेटेंट दावों में प्रस्तावित आवेदन भौतिक सौर अपड्राफ्ट टावर का कम खर्चीला विकल्प प्रदान करना है। इस अनुप्रयोग में, गर्मी सूर्य द्वारा गर्म किए गए भूमि के एक बड़े क्षेत्र द्वारा प्रदान की जाती है और एक पारदर्शी सतह द्वारा ढकी होती है जो गर्म हवा को ग्रीनहाउस के रूप में फंसाती है। सौर संग्राहक के बाहरी त्रिज्या के स्पर्शरेखा के सापेक्ष कोण पर सेट किए गए वैन को विक्षेपित करके एक भंवर बनाया जाता है। लौआट ने अनुमान लगाया कि "उपयोगी ऊर्जा" एकत्र करने के लिए सौर संग्राहक का न्यूनतम व्यास 44 + मीटर होना चाहिए। इसी तरह का एक प्रस्ताव पारदर्शी आवरण को समाप्त करने का है। यह योजना पृथ्वी की परिवेशी सतह परत से गर्म समुद्री जल या गर्म हवा के साथ चिमनी-भंवर को चलाएगी। इस अनुप्रयोग में, अनुप्रयोग केंद्र में एक वायु-टरबाइन के साथ एक धूल शैतान जैसा दिखता है। 2000 से, क्रोएशियाई शोधकर्ताओं निनिक और निजेटिक (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, मैकेनिकल इंजीनियरिंग और नेवल आर्किटेक्चर यूनिवर्सिटी ऑफ स्प्लिट के संकाय से) ने भी इस तकनीक और पेटेंट को विकसित किया है। प्रो. हुसैन एच. अल-कायीम के नेतृत्व में यूनिवर्सिटी टेक्नोलॉजी पेट्रोनास (यू. टी. पी.), मलेशिया में सौर अनुसंधान दल ने सौर भंवर बिजली उत्पादन (एस. वी. पी. जी.) प्रौद्योगिकी का पहला प्रयोगात्मक प्रोटोटाइप विकसित किया जो सौर ऊर्जा का उपयोग गर्मी स्रोत के रूप में करता है। बुनियादी प्रोटोटाइप को तब संवेदनशील तापीय ऊर्जा भंडारण (टीईएस) के साथ एकीकरण और भंवर जनरेटर के डिजाइन में संशोधन द्वारा विकास और प्रदर्शन वृद्धि की एक श्रृंखला के अधीन किया गया था। टीम ने एस. वी. पी. जी. का एक प्रयोगात्मक मूल्यांकन, सैद्धांतिक विश्लेषण और कम्प्यूटेशनल सिमुलेशन किया और प्रकाशित किया और निष्कर्षों को एक पुस्तक में संकलित किया जो इस तकनीक के मूल सिद्धांतों का सारांश देता है। संचालन का सिद्धांत (मुख्य रूप से मिचौड पेटेंट पर लागू) संचालन में, भंवर केंद्रीय रूप से भारी, ठंडी बाहरी हवा (37) को बाहर निकालता है, और इसलिए गर्म हवा (35) की एक बड़ी, कम दबाव वाली चिमनी बनाता है। यह अपनी हवा की गति को चलाने के लिए बिजली संयंत्र की अपशिष्ट गर्मी का लगभग बीस प्रतिशत उपयोग करता है। मौसम के आधार पर, एक बड़ा स्टेशन 200 मीटर से 15 किमी ऊँची एक आभासी चिमनी बना सकता है, जो कम से कम संरचना के साथ ठंडे ऊपरी वातावरण में अपशिष्ट बिजली संयंत्र की गर्मी को कुशलता से बाहर निकालता है। भंवर की शुरुआत कुछ समय के लिए एक डिफ्यूज हीटर (83) को चालू करके और बिजली से टर्बाइनों (21) को पंखों के रूप में चलाकर की जाती है। यह हल्की गर्म हवा को भंवर क्षेत्र में ले जाता है (2)। हवा में केवल एक हल्का तापमान अंतर होना चाहिए क्योंकि बड़े तापमान अंतर ठंडी परिवेशी हवा के साथ मिश्रण को बढ़ाते हैं और दक्षता को कम करते हैं। ऊष्मा फ्लू गैसों, टरबाइन निकास या छोटे प्राकृतिक गैस तापक से हो सकती है। अखाड़े में हवा उठती है (35)। यह निर्देशन लौवर (3,5) के माध्यम से अधिक हवा (33,34) खींचता है, जिससे एक भंवर बनता है (35)। प्रारंभिक चरणों में, बाहरी वायु प्रवाह (31) को बाहरी लौवर (25) खोलकर जितना संभव हो उतना कम प्रतिबंधित किया जाता है। अधिकांश ऊष्मा ऊर्जा का उपयोग सबसे पहले भंवर को शुरू करने के लिए किया जाता है। स्टार्ट-अप के अगले चरण में, हीटर (83) को बंद किया जा सकता है और टर्बाइन (21) को लौवर (25) द्वारा पार किया जा सकता है। इस समय, एक बाहरी बिजली संयंत्र से कम तापमान वाली गर्मी एक पारंपरिक क्रॉसवे कूलिंग टावर (61) के माध्यम से अपड्राफ्ट और भंवर को चलाती है। जैसे-जैसे हवा लौवर्स (3,5) को अधिक तेजी से छोड़ती है, भंवर की गति बढ़ जाती है। हवा की गति भंवर में हवा पर केंद्रापसारक बलों का कारण बनती है, जो भंवर में दबाव को कम करती है, जिससे यह और संकुचित हो जाती है। संकीर्ण होने से भंवर की गति और बढ़ जाती है क्योंकि संवेग के संरक्षण से यह तेजी से घूमता है। स्पिन की गति लौवर छोड़ने वाली हवा की गति (33,34) और अखाड़े की चौड़ाई (2) द्वारा निर्धारित की जाती है। एक व्यापक अखाड़ा और तेज लौवर गति एक तेज, सख्त भंवर का कारण बनती है। क्रॉसवे कूलिंग टावर (61) से गर्म हवा (33,34) कंक्रीट भंवर क्षेत्र (2) में निर्देशन लौवर (3,5, स्पष्टता के लिए अतिरंजित ऊंचाई) के दो वलय के माध्यम से प्रवेश करती है और ऊपर उठती है (35)। लौवर्स (5) का ऊपरी वलय एक मोटे, अपेक्षाकृत उच्च गति वाले वायु-पर्दे (34) के साथ भंवर के कम दबाव वाले छोर को सील कर देता है। इससे भंवर के आधार (33) और बाहरी हवा (31) के बीच दबाव का अंतर काफी बढ़ जाता है। बदले में, यह बिजली टर्बाइनों की दक्षता को बढ़ाता है (21)। लौवर्स (3) का निचला वलय हवा के बड़े द्रव्यमान (33) को लगभग सीधे भंवर के कम दबाव वाले छोर तक पहुँचाता है। लौवर्स (3) का निचला वलय उच्च द्रव्यमान प्रवाह प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि उनसे हवा (33) अधिक धीरे-धीरे घूमती है, और इस प्रकार इसमें कम केंद्रगामी बल और भंवर पर उच्च दबाव होता है। कूलिंग टावर (61) के प्रवेश द्वार पर संकुचन में वायु-चालित टर्बाइन (21) विद्युत मोटर-जनरेटर चलाते हैं। जनरेटर केवल स्टार्ट-अप के अंतिम चरणों में काम करना शुरू कर देते हैं, क्योंकि भंवर क्षेत्र (33) और बाहरी हवा (31) के आधार के बीच एक मजबूत दबाव अंतर होता है। दीवार (1) और टक्कर (85) अखाड़े के आधार में कम-वेग वाली वायु-गति (33) को बचाकर और अशांत वायु प्रवाह को सुचारू बनाकर परिवेशी हवाओं में भंवर (35) के आधार को बनाए रखते हैं। सामान्य हवा की स्थिति में भंवर को बनाए रखने के लिए दीवार की ऊँचाई (1) लौवर की ऊँचाई (3,5) से पाँच से तीस गुना होनी चाहिए। अखाड़े की सुरक्षा और घिसाव का प्रबंधन करने के लिए (2), भंवर आधार (33) की नियोजित अधिकतम गति 3 मीटर/सेकंड (10 फीट/सेकंड) के करीब है। परिणामी भंवर एक हिंसक बवंडर की तुलना में पानी के धुंध के एक बड़े, धीमे धूल-दानव के समान होना चाहिए। निर्जन क्षेत्रों में, तेज गति की अनुमति दी जा सकती है ताकि भंवर तेज परिवेशी हवाओं में जीवित रह सके। अधिकांश अनाम क्रमांकित आइटम आंतरिक लौवर और पानी के पंपों की एक प्रणाली है जो हवा के वेग और इंजन के शुरू होने पर हीटिंग का प्रबंधन करती है। आलोचना और इतिहास प्रारंभिक अध्ययनों में यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं था कि भंवर के क्रॉस-विंड व्यवधान के कारण इसे व्यावहारिक बनाया जा सकता है। यह सी. एफ. डी. मॉडल के पवन सुरंग अनुभवजन्य सत्यापन के साथ बाद के अध्ययनों को प्रेरित करता है, जो निष्कर्ष निकालता है, "पार पवन के अधीन पूर्ण पैमाने के अनुकरण से पता चलता है कि बिजली उत्पादन क्षमता पार हवाओं से प्रभावित नहीं होती है।" मिचौड ने अपने सहयोगी टॉम फ्लेचर के साथ यूटा में एक प्रोटोटाइप बनाया है। इसके अलावा, मिचौड के पेटेंट आवेदन के अनुसार, डिजाइन को शुरू में गैसोलीन-संचालित 50 सेमी "फायर-स्वर्ल" के साथ प्रोटोटाइप किया गया था। पश्चिमी ओंटारियो विश्वविद्यालय की पवन-सुरंग प्रयोगशाला, ओसीई के ऊर्जा केंद्र से एक बीज निवेश के माध्यम से, मीकाउड के भंवर इंजन के एक मीटर संस्करण की गतिशीलता का अध्ययन कर रही है। पेपाल के संस्थापक पीटर थिएल की ब्रेकआउट लैब्स ने (2012) 300,000 डॉलर के अनुदान के साथ एक एवीई परीक्षण को प्रायोजित किया। प्रारंभिक परिणाम (2015) जिनके लिए द अटलांटिक में रिपोर्ट किए गए थे। "भंवर इंजन" शब्द एक नए प्रकार के आंतरिक दहन इंजन को भी संदर्भित करता है। यह भी देखें सौर अपड्राफ्ट टावर लैंडस्पाउट वाटरस्पाउट संदर्भ बाहरी लिंक वायुमंडलीय भंवर इंजन पावर बवंडर पावर स्टेशन प्रौद्योगिकी के साथ एक शहर टिकाऊ ऊर्जा रूपांतरण प्रौद्योगिकियां ऑस्ट्रेलियाई आविष्कार कनाडा के आविष्कार