Eine selbstverdichtende Luftturbine mit geschlossenem Kreislauf

Als versierter Konstruktionszeichner mit Erfahrung in elektrischen, mechanischen und strukturellen Disziplinen verfügt Kim Zorzi über mehr als dreißig Jahre Erfahrung in der Ölindustrie. Von 1982-2004 betrieb er eine Produktionsstätte für Ultraleichtflugzeuge, in der mehrere hundert Flugzeugbausätze unterschiedlicher Bauart hergestellt wurden. Als er die elektrische Luftfahrt am Horizont sah, machte sich Herr Zorzi daran, ein Antriebssystem zu entwickeln, das die Reichweite dieser neuen Flugzeuge erweitern könnte, und erkannte gleichzeitig die Fähigkeit eines solchen Geräts, saubere Versorgungsenergie zu liefern.
Am 19. 11. 2019 hat Kim Zorzi ein amerikanisches Patent für die "Umwälzende Wärmepumpen-Turbine" bekommen, die der Wissenschaftler Dr. Paul LaViolette als Nachbau einer„Schaubergerturbine“ bezeichnete, für die er 10 Jahre benötigte, ehe er den Kreis schliessen konnte.
Kim Zorzi beschreibt die Maschine auf seiner Website www.aetherdynamicpowersystemsllc.com so.
Die umwälzende Wärmepumpenturbine (U.S. Patent Nr. 10,480,343 B1) nutzt die dynamischen Eigenschaften eines erhitzten, komprimierten Arbeitsmediums, typischerweise feuchter Luft, um eine konstante Energieleistung zu erzeugen. Die Turbine realisiert einen Carnot-Zyklus mit einem Wirkungsgrad von ca. 90%, wobei die Umgebungsluft als Tieftemperaturspeicher verwendet wird.

Flussdiagramm mit geschlossenem Kreislauf

Aufbau der Kompressoreinheit

Oben rechts: Tesla-Turbine, die die Welle der Verdichter und den kleinen Generator betreibt, der beim Start als Motor dient,
von der Tesla-Turbine gelangt der Luftstrom in den Achsial-Lader, dann in den Radialverdichter

Luft tritt durch die zentrale Hohlachse ein, gerät in die sichelförmigen Kammern und entweicht über die Düsen an der Peripherie. Dabei stößt sie auf ein feststehendes Gehäuse und unterstützt die Drehung der Turbine Die Luft entspannt sich, behält aber etwa die Hälfte ihrer kinetischen Energie.
Zwischen den sichelförmigen Kammern liegen Heizelemente, deren Heizdraht in die schmalen Kammern hineinreicht. Diese Kammern verengen sich zum Auslass hin immer mehr. Die Luft strömt in diesen Kammern laminar. Die elektrisch erzeugte Wärme hat dirkten Kontakt mit dem Luftstrom.

konische Kammern mit Heizelementen

Mit zunehmender Drehzahl der Turbine erhöht sich auch die Leistung für die thermischen Heizelemente, die Wärmeleistung nimmt zu. Die Turbine ist so ausgelegt, dass sie sich mit 1200 Umdrehungen pro Minute dreht und geregelt wird. Wenn die Turbine mit einer höheren Geschwindigkeit läuft, werden die Kammern die Wärmeleistung weiter erhöhen und die Leistung wird quadratisch zunehmen. Schalter, Kondensatoren oder andere elektronische Bauteile fehlen. Die Generatorleistung ist für eine kontinuierliche Leistung von 5000 Watt ausgelegt und kann so dimensioniert werden, dass mehr Leistung erzeugt wird. Die Neodym-Magneten behalten ihren Magnetismus bis zu 350 Grad. Die Magnete befinden sich im Bereich der kühleren Zone des Turbinengehäuses. Die Gleichstromspulen werden ebenfalls gekühlt. Ihre Wärme wird zurückgewonnen und an den Kompressor geleitet. Der Motor mit den Batterien wird hauptsächlich in der Startphase eingesetzt und dient sonst als Generator bis ma. 5 kW.

Rückstoß durch die Düsen

Spezieller Läufer des Elektromotors/Generators auf der Achse des Kompressors

Läufer mit Spulen

Mit den Dimensionen 4ftx3ftx2ft und einer Masse von ca. 180 kg erreicht diese Turbineneinheit eine elektrische Leistung von 200 kW. Andere Leistungsstufen sind in Vorbereitung. Im Flussdiagramm sieht man, dass der Turbine ein Generator mit einem anderen größeren ElektromotorVerbrauchseinheit nachgeschaltet ist. Auf Kim Zorzis Website sieht man in 2 Videos die Einheit in Betrieb und den inneren Kern der Turbine bei einem Probelauf von 4500 rpm. Geschwindigkeit und Leistung ist regelbar.

Wie ereicht K. Zorzi diese hohen Werte?

Eine kegelförmige Standarddüse mit einer Nennreduzierung kann 2 Newton Kraft pro Düse bei einem Druck von 100 psi = 6,9bar erzeugen.
Die Verwendung der neuen Strahldüsen mit dem gleichen Druck erzeugt eine Kraft von 8 Newton.
Durch die Wärme und die Kompression wird der Druck auf 12 N erhöht.
Durch den Carnot-Prozess mit der Außenluft als Kühlreservoir erhöht sich der Druck der Düsen auf 24 N.
Die expansive Reaktion wird durch Zugabe von etwas Wasser zu der überhitzten Luft aus dem Mischbehälter weiter verstärkt.
Es kommt zu einem Phasenwechsel mit Gewinn an latenter Energie.
Er erreicht eine 25fache Reaktionskraft gegenüber der Standarddüse. So ergeben sich nach Kim Zorzi Werte zwischen 200 und 2000 kW als Ausgangsleistung. Der Einsatz dieser Turbine soll sich vom Fahrrad bis hin zum PkW erstrecken.

Darüber hinaus ist eine modulare Erweiterung möglich: Abmessungen: 40 ft. x 8 ft. x 8 ft. Gewicht: 10.000 lbs. Leistung: 5,2 GW.
Als einer der vielen Entwürfe, die wir für dezentrale Stromversorgungslösungen geschaffen haben, enthält dieser Standardcontainer eine Anordnung von 18 Wärmepumpen, die eine Leistung von über 5 GigaWatt erzeugen. Der Container kann zur Notfall- oder kurzfristigen Stromerzeugung in Katastrophengebiete oder an Projektstandorte verschifft werden.

Während ich diese Seite verfasst habe, hat Kim Zorzi am 4. 4. 2020 ein weiteres Video als Animation auf seine Website gesetzt.
So kann jeder die Abläufe anschaulich nachvollziehen:

Standbilder aus dem Video: