Vortex engine
ஒரு சுழல் இயந்திரம் அல்லது வளிமண்டல சுழல் இயந்திரம் (AVE) என்ற கருத்து, நார்மன் லூவாட் மற்றும் லூயிஸ் எம். மைக்காடு ஆகியோரால் சுயாதீனமாக முன்மொழியப்பட்டது, பெரிய இயற்பியல் புகைபோக்கிகளை குறுகிய, குறைந்த விலையுள்ள கட்டமைப்பால் உருவாக்கப்பட்ட காற்றின் சுழலால் மாற்றுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. ஏ. வி. இ தரை மட்ட வர்டிஸிட்டியைத் தூண்டுகிறது, இதன் விளைவாக இயற்கையாக நிகழும் நிலப்பகுதி அல்லது நீர்நிலையைப் போன்ற ஒரு சுழல் ஏற்படுகிறது. மைக்கவுட்டின் காப்புரிமை முக்கிய பயன்பாடு என்னவென்றால், அடித்தளத்தில் உள்ள லூவர்கள் வழியாக காற்று ஓட்டம் குறைந்த வேக காற்று விசையாழிகளை இயக்கும், வழக்கமான மின் உற்பத்தி நிலையங்களால் பொதுவாக வீணடிக்கப்படும் வெப்பத்திலிருந்து இருபது சதவீதம் கூடுதல் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும். அதாவது, சுழல் இயந்திரத்தின் முன்மொழியப்பட்ட முக்கிய பயன்பாடு குளிரூட்டும் கோபுரங்கள் தேவைப்படும் பெரிய மின் உற்பத்தி நிலையங்களுக்கான "அடிமட்ட சுழற்சி" ஆகும். லூவாட் தனது காப்புரிமை உரிமைகோரல்களில் முன்மொழிந்த விண்ணப்பம் ஒரு இயற்பியல் சூரிய புதுப்பித்தல் கோபுரத்திற்கு குறைந்த விலையுள்ள மாற்றீட்டை வழங்குவதாகும். இந்த பயன்பாட்டில், சூரியனால் சூடாக்கப்பட்ட ஒரு பெரிய நிலப்பரப்பால் வெப்பம் வழங்கப்படுகிறது மற்றும் ஒரு கிரீன்ஹவுஸ் முறையில், சூடான காற்றைப் பிடிக்கும் ஒரு வெளிப்படையான மேற்பரப்பால் மூடப்பட்டுள்ளது. சூரிய சேகரிப்பாளரின் வெளிப்புற ஆரத்தின் தொடுகோட்டுடன் தொடர்புடைய கோணத்தில் அமைக்கப்பட்ட வேன்களை திசைதிருப்புவதன் மூலம் ஒரு சுழல் உருவாக்கப்படுகிறது. "பயனுள்ள ஆற்றலை" சேகரிக்க சூரிய சேகரிப்பாளரின் குறைந்தபட்ச விட்டம் 44 + மீட்டராக இருக்க வேண்டும் என்று லூட் மதிப்பிட்டார். இதே போன்ற ஒரு முன்மொழிவு வெளிப்படையான மறைப்பை அகற்றுவதாகும். இந்த திட்டம் பூமியின் சுற்றுப்புற மேற்பரப்பு அடுக்கிலிருந்து சூடான கடல் நீர் அல்லது சூடான காற்றுடன் புகைபோக்கி-சுழற்சியை இயக்கும். இந்த பயன்பாட்டில், பயன்பாடு மையத்தில் ஒரு காற்று-விசையாழியுடன் ஒரு தூசி பிசாசை வலுவாக ஒத்திருக்கிறது. 2000 ஆம் ஆண்டு முதல், குரோஷிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் நினிக் மற்றும் நிஸெடிக் (எலக்ட்ரிக்கல் இன்ஜினியரிங், மெக்கானிக்கல் இன்ஜினியரிங் மற்றும் நேவல் ஆர்கிடெக்சர் யுனிவர்சிட்டி ஆஃப் ஸ்ப்லிட் ஆகியவற்றைச் சேர்ந்தவர்கள்) இந்த தொழில்நுட்பத்தையும் காப்புரிமைகளையும் உருவாக்கியுள்ளனர். பேராசிரியர் ஹுசைன் எச். அல்-காயீம் தலைமையிலான மலேசியாவின் யுனிவர்சிட்டி டெக்னாலஜி பெட்ரோனாஸில் (யுடிபி) உள்ள சூரிய ஆராய்ச்சிக் குழு, சூரிய ஆற்றலை வெப்ப ஆதாரமாகப் பயன்படுத்தும் சூரிய சுழல் மின் உற்பத்தி (எஸ். வி. பி. ஜி) தொழில்நுட்பத்தின் முதல் சோதனை முன்மாதிரியை உருவாக்கியது. அடிப்படை முன்மாதிரி பின்னர் விவேகமான வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்புடன் (டிஇஎஸ்) ஒருங்கிணைப்பதன் மூலமும், சுழல் ஜெனரேட்டரின் வடிவமைப்பில் மாற்றுவதன் மூலமும் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றங்கள் மற்றும் செயல்திறன் மேம்பாடுகளுக்கு உட்படுத்தப்பட்டது. இந்தக் குழு எஸ். வி. பி. ஜி. யின் சோதனை மதிப்பீடு, கோட்பாட்டு பகுப்பாய்வு மற்றும் கணக்கீட்டு உருவகப்படுத்துதல்களை மேற்கொண்டு வெளியிட்டது மற்றும் கண்டுபிடிப்புகளை ஒரு புத்தகத்தில் தொகுத்தது, இது இந்த தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படைகளை சுருக்கமாகக் கூறுகிறது. செயல்பாட்டுக் கோட்பாடு (முதன்மையாக மைக்கவுட் காப்புரிமைக்கு பொருந்தும்) செயல்பாட்டில், சுழல் மையமாக கனமான, குளிர்ந்த வெளிப்புறக் காற்றை (37) வெளியேற்றுகிறது, எனவே சூடான காற்றின் பெரிய, குறைந்த அழுத்த புகைபோக்கி (35) உருவாகிறது. இது ஒரு மின் நிலையத்தின் கழிவு வெப்பத்தில் சுமார் இருபது சதவீதத்தை அதன் காற்று இயக்கத்தை இயக்க பயன்படுத்துகிறது. வானிலையைப் பொறுத்து, ஒரு பெரிய நிலையம் 200 மீட்டர் முதல் 15 கிமீ உயரத்தில் ஒரு மெய்நிகர் புகைபோக்கியை உருவாக்கலாம், கழிவு மின் நிலையத்தின் வெப்பத்தை குறைந்த கட்டமைப்புடன் குளிர்ந்த மேல் வளிமண்டலத்தில் திறம்பட செலுத்துகிறது. சுழல் ஒரு பரவலான ஹீட்டரை (83) சுருக்கமாக இயக்கி, விசையாழிகளை (21) விசிறிகளாக மின்சாரத்தால் இயக்குவதன் மூலம் தொடங்குகிறது. இது மிதமான வெப்பமான காற்றை சுழல் அரங்கிற்குள் நகர்த்துகிறது (2). காற்றில் லேசான வெப்பநிலை வேறுபாடு மட்டுமே இருக்க வேண்டும், ஏனெனில் பெரிய வெப்பநிலை வேறுபாடுகள் குளிர்ந்த சுற்றுப்புற காற்றுடன் கலப்பதை அதிகரித்து செயல்திறனைக் குறைக்கின்றன. வெப்பம் ஃப்ளூ வாயுக்கள், டர்பைன் எக்ஸாஸ்ட் அல்லது சிறிய இயற்கை எரிவாயு ஹீட்டர்களில் இருந்து இருக்கலாம். அரங்கில் காற்று உயர்கிறது (35). இது டைரக்டிங் லூவர்ஸ் (3,5) மூலம் அதிக காற்றை (33,34) ஈர்க்கிறது, இதனால் ஒரு சுழல் உருவாகிறது (35). ஆரம்ப கட்டங்களில், வெளிப்புற காற்று ஓட்டம் (31) வெளிப்புற லூவர்களைத் திறப்பதன் மூலம் முடிந்தவரை குறைவாக கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது (25). வெப்ப ஆற்றலின் பெரும்பகுதி முதலில் சுழற்சியைத் தொடங்க பயன்படுத்தப்படுகிறது. தொடக்கத்தின் அடுத்த கட்டத்தில், ஹீட்டர் (83) அணைக்கப்படலாம் மற்றும் விசையாழிகள் (21) லூவர்கள் (25) மூலம் கடந்து செல்லப்படலாம். இந்த நேரத்தில், வெளிப்புற மின் நிலையத்திலிருந்து வரும் குறைந்த வெப்பநிலை வெப்பம் ஒரு வழக்கமான குறுக்குப்பாதை குளிரூட்டும் கோபுரம் (61) வழியாக புதுப்பித்தல் மற்றும் சுழற்சியை இயக்குகிறது. காற்று லூவர்களை (3,5) விரைவாக விட்டு வெளியேறும்போது, சுழல் வேகம் அதிகரிக்கிறது. காற்றின் வேகம் சுழற்சியில் காற்றில் மையவிலக்கு சக்திகளை ஏற்படுத்துகிறது, இது சுழற்சியில் அழுத்தத்தைக் குறைத்து, அதை மேலும் சுருக்குகிறது. சுருங்குவது சுழற்சியின் வேகத்தை மேலும் அதிகரிக்கிறது, ஏனெனில் வேகத்தைப் பாதுகாப்பதால் அது வேகமாக சுழல்கிறது. சுழற்சியின் வேகம் லூவர்களை விட்டு வெளியேறும் காற்றின் வேகம் (33,34) மற்றும் அரங்கின் அகலம் (2) ஆகியவற்றால் அமைக்கப்படுகிறது. ஒரு பரந்த அரங்கம் மற்றும் வேகமான லூவர் வேகம் ஒரு வேகமான, இறுக்கமான சுழற்சியை ஏற்படுத்துகிறது. குறுக்குவெட்டு குளிரூட்டும் கோபுரத்திலிருந்து (61) வெப்பமான காற்று (33,34) கான்கிரீட் சுழல் அரங்கிற்குள் நுழைகிறது (2) திசைதிருப்பும் லூவர்களின் இரண்டு வளையங்கள் வழியாக (3,5, தெளிவுக்காக மிகைப்படுத்தப்பட்ட உயரம்) மற்றும் உயர்கிறது (35). லூவர்களின் மேல் வளையம் (5) சுழியின் குறைந்த அழுத்த முனையை தடிமனான, ஒப்பீட்டளவில் அதிவேக காற்று-திரைச்சீலை (34) உடன் முத்திரையிடுகிறது. இது சுழியின் அடிப்பகுதிக்கும் (33) வெளிப்புற காற்றுக்கும் (31) இடையிலான அழுத்த வேறுபாட்டை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது. இதையொட்டி, இது மின் விசையாழிகளின் செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது (21). லூவர்களின் கீழ் வளையம் (3) பெரிய அளவிலான காற்றை (33) சுழியின் குறைந்த அழுத்த முனையில் நேரடியாக செலுத்துகிறது. லூவர்களின் கீழ் வளையம் (3) அதிக வெகுஜன ஓட்டங்களைப் பெறுவதற்கு முக்கியமானது, ஏனெனில் அவற்றிலிருந்து வரும் காற்று (33) மிகவும் மெதுவாக சுழல்கிறது, இதனால் குறைந்த மையமுனை விசைகள் மற்றும் சுழற்சியில் அதிக அழுத்தம் உள்ளது. குளிரூட்டும் கோபுரத்தின் நுழைவாயிலில் உள்ள சுருக்கங்களில் காற்றில் இயக்கப்படும் விசையாழிகள் (21) (61) மின்சார மோட்டார்-ஜெனரேட்டர்களை இயக்குகின்றன. சுழல் அரங்கத்தின் அடிப்பகுதிக்கும் (33) வெளிப்புற காற்றுக்கும் (31) இடையே ஒரு வலுவான அழுத்த வேறுபாடு உருவாகுவதால், தொடக்கத்தின் கடைசி கட்டங்களில் மட்டுமே ஜெனரேட்டர்கள் செயல்படத் தொடங்குகின்றன. சுவர் (1) மற்றும் பம்ப் (85) ஆகியவை சுற்றுப்புறக் காற்றில் சுழற்சியின் (35) அடிப்பகுதியைத் தக்கவைத்துக்கொள்கின்றன, அரங்கின் அடிப்பகுதியில் குறைந்த வேக காற்று-இயக்கத்தை (33) பாதுகாப்பதன் மூலமும், கொந்தளிப்பான காற்றோட்டத்தை மென்மையாக்குவதன் மூலமும். சாதாரண காற்று நிலைமைகளில் சுழியைத் தக்கவைக்க சுவரின் உயரம் (1) லூவர்களின் உயரத்தை விட ஐந்து முதல் முப்பது மடங்கு (3,5) இருக்க வேண்டும். அரங்கத்தின் பாதுகாப்பு மற்றும் தேய்மானத்தை நிர்வகிக்க (2), சுழல் அடித்தளத்தின் திட்டமிடப்பட்ட அதிகபட்ச வேகம் (33) 3 மீ/வி (10 அடி/வி) க்கு அருகில் உள்ளது. இதன் விளைவாக வரும் சுழல் ஒரு வன்முறையான சூறாவளியை விட பெரிய, மெதுவான தூசி-நீர்-மூடுபனியின் பிசாசை ஒத்திருக்க வேண்டும். மக்கள் வசிக்காத பகுதிகளில், வேகமான வேகம் அனுமதிக்கப்படலாம், எனவே சுழல் வேகமான சுற்றுப்புறக் காற்றில் உயிர்வாழ முடியும். பெயரிடப்படாத எண்ணற்ற பொருட்களில் பெரும்பாலானவை இயந்திரம் தொடங்கும் போது காற்றின் வேகத்தையும் வெப்பத்தையும் நிர்வகிப்பதற்கான உள் லூவர்கள் மற்றும் நீர் பம்புகளின் அமைப்பாகும். விமர்சனம் மற்றும் வரலாறு சுழற்சியின் குறுக்கு காற்று இடையூறு காரணமாக இதை செயல்படுத்த முடியும் என்பது ஆரம்பகால ஆய்வுகளில் முற்றிலும் தெளிவாக இல்லை. இது சிஎஃப்டி மாதிரியின் காற்று சுரங்கப்பாதை அனுபவ சரிபார்ப்புடன் பிற்கால ஆய்வுகளை ஊக்குவித்தது, இது "குறுக்கு காற்றுக்கு உட்படுத்தப்பட்ட முழு அளவிலான உருவகப்படுத்துதல்கள் மின் உற்பத்தி திறன் குறுக்கு காற்றால் பாதிக்கப்படவில்லை என்பதைக் காட்டுகிறது" என்று முடிவு செய்கிறது. மைக்கவுட் உட்டாவில் சக ஊழியர் டாம் பிளெட்சருடன் இணைந்து ஒரு முன்மாதிரியை உருவாக்கியுள்ளார். மேலும், மைக்கவுட்டின் காப்புரிமை விண்ணப்பத்தின்படி, இந்த வடிவமைப்பு ஆரம்பத்தில் பெட்ரோல் மூலம் இயங்கும் 50 செமீ தீ சுழற்சியுடன் முன்மாதிரியாக இருந்தது. மேற்கத்திய ஒன்ராறியோ பல்கலைக்கழகத்தின் காற்று-சுரங்கப்பாதை ஆய்வகம், ஓ. சி. இ. யின் எரிசக்தி மையத்தின் விதை முதலீட்டின் மூலம், மைக்கவுட்டின் சுழல் இயந்திரத்தின் ஒரு மீட்டர் பதிப்பின் இயக்கவியலை ஆய்வு செய்து வருகிறது. பேபால் நிறுவனர் பீட்டர் தீலின் பிரேக்அவுட் லேப்ஸ் ஒரு ஏ. வி. இ சோதனைக்கு (2012) $300,000 மானியத்துடன் நிதியுதவி அளித்தது. ஆரம்ப முடிவுகள் (2015) தி அட்லாண்டிக்கில் தெரிவிக்கப்பட்டன. "சுழல் இயந்திரம்" என்ற சொல் ஒரு புதிய வகையான உள் எரிப்பு இயந்திரத்தையும் குறிக்கிறது. சூரிய புதுப்பித்தல் கோபுரம் லேண்ட்ஸ்பவுட் வாட்டர்ஸ்பவுட் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் வளிமண்டல சுழல் என்ஜின் பவர் சூறாவளி மின் நிலையம் தொழில்நுட்பம் கொண்ட ஒரு நகரம் நிலையான ஆற்றல் மாற்றம் தொழில்நுட்பங்கள் ஆஸ்திரேலிய கண்டுபிடிப்புகள் வளர்ந்து வரும் கனேடிய கண்டுபிடிப்புகள்