RU2008124524A - Способ работы многотопливного теплового двигателя и компрессора и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

1. Способ работы многотопливного теплового двигателя и компрессора, включающий проведение электротермической диссоциации электропроводной жидкости с введением спрессованного порошка твердого углеводородного или жидкого в зону нагрева, нагрев, термохимическое разложение и истечение газообразных продуктов, отличающийся тем, что в зону нагрева впрыскивают струи электропроводной жидкости, а нагрев и термохимическое разложение твердого или жидкого топлива осуществляют электрическим взрывом впрыскиваемых струй путем периодического возбуждения в них электрических разрядов с образованием раскаленной смеси газообразных продуктов разложения углеводородного топлива и электропроводной жидкости. ! 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зону нагрева впрыскивают струи электропроводной жидкости с добавками частиц металлов или графита размеров 5-10 мкм с осуществлением электрического взрыва впрыскиваемых струй путем периодического возбуждения в них электрических разрядов с образованием раскаленной смеси газообразных продуктов разложения электропроводной жидкости и добавок. ! 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что впрыскивание струй воды осуществляют в продукты электрического взрыва с образованием газообразных водорода и кислорода. ! 4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что электрические взрывы впрыскиваемых струй из электропроводной жидкости с образованием плазмы с температурой (3-5)·104 К и более осуществляют последовательно друг за другом в взрывных камерах форсунок с выходом плазменных струй в зоны реакторов, смешением их с водяным паром с высокими параметрами температуры и давления и термохимическ

Claims (14)

1. Способ работы многотопливного теплового двигателя и компрессора, включающий проведение электротермической диссоциации электропроводной жидкости с введением спрессованного порошка твердого углеводородного или жидкого в зону нагрева, нагрев, термохимическое разложение и истечение газообразных продуктов, отличающийся тем, что в зону нагрева впрыскивают струи электропроводной жидкости, а нагрев и термохимическое разложение твердого или жидкого топлива осуществляют электрическим взрывом впрыскиваемых струй путем периодического возбуждения в них электрических разрядов с образованием раскаленной смеси газообразных продуктов разложения углеводородного топлива и электропроводной жидкости.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зону нагрева впрыскивают струи электропроводной жидкости с добавками частиц металлов или графита размеров 5-10 мкм с осуществлением электрического взрыва впрыскиваемых струй путем периодического возбуждения в них электрических разрядов с образованием раскаленной смеси газообразных продуктов разложения электропроводной жидкости и добавок.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что впрыскивание струй воды осуществляют в продукты электрического взрыва с образованием газообразных водорода и кислорода.

4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что электрические взрывы впрыскиваемых струй из электропроводной жидкости с образованием плазмы с температурой (3-5)·10⁴ К и более осуществляют последовательно друг за другом в взрывных камерах форсунок с выходом плазменных струй в зоны реакторов, смешением их с водяным паром с высокими параметрами температуры и давления и термохимическим разложением его на газообразные водород и кислород при температуре гремучего газа в реакторе, превышающей 2500°С.

5. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что сгорание рабочей смеси осуществляют последовательно друг за другом в зонах камеры сгорания с сжатым воздухом путем смешения его с газообразными продуктами термохимического разложения углеводородного топлива и электропроводной жидкости, с воспламенением рабочей смеси в зонах камеры сгорания ударными волнами, с осуществлением детонации и образованием продуктов сгорания с повышенными параметрами температуры и давления.

6. Устройство для осуществления способа по пп.1, 2 и 3, содержащее по меньшей мере один цилиндр с поршнем, кривошипно-шатунный механизм, связанный с коленчатым валом, крышку цилиндра с разделенной камерой сгорания, системы транспортирования и нагнетания топлива и электропрводной жидкости, подачи воздуха и выпуска отработанных газов, систему возбуждения электрических разрядов, отличающееся тем, что оно снабжено впускными клапанами наружного и сжатого воздуха и выпускными клапанами обработанных газов и сжатого воздуха, причем впускной и выпускной клапаны сжатого воздуха соединены с ресивером, а впускной и выпускной клапаны - с волновым компрессором, или впускной и выпускной клапаны отработанного газа сообщаются с атмосферой, коромысла клапанов связаны с соленоидами, включаемые и выключаемые электронной системой двигателя, разделенная камера сгорания в крышке цилиндра снабжена комбинированной форсункой для впрыскивания газообразной смеси термохимического разложения углеводородного топлива и электропроводной жидкости с воспламенением рабочей смеси повторными электрическими взрывами струй электропроводной жидкости в взрывной камере, при этом комбинированная форсунка снабжена взрывной камерой, каналами для циркуляции охлаждающей жидкости, топливной форсункой и патрубками, внутри которых установлены шнеки, электродами, размещенными в цилиндрических каналах, выполненных из электроизоляционного материала, сообщающимися с соплами, направленными под углом друг к другу в взрывную камеру, содержащую днище с отверстиями для выхода раскаленных газов в камеру сгорания, кривошипы коленчатого вала выполнены в виде двух элементов с возможностью скольжения относительно друг друга, один из которых снабжен пружиной, размещенной на торце другого, содержащего отверстия для перетекания жидкости и цилиндрический глухой канал, послойно заполненный жидкостью и сжатым газом, другой выполнен в виде двух половин скрепленных шпильками, а шатунная шейка коленчатого вала соединена с раздвижной частью кривошипа.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в глухом канале с жидкостью размещен поршень со штоком, шарнирно установленным в раздвижной части кривошипа, и перемычка с отверстиями для разделения жидкости под поршнем от сжатого газа.

8. Устройство для осуществления способа по пп.1, 2, 3 и 5, содержащее по меньшей мере один цилиндр с поршнем, кривошипно-шатунный механизм, связанный с коленчатым валом, цилиндровую крышку с камерой сгорания, системы воздухоснабжения, транспортирования и нагнетания электропроводной жидкости и твердого топлива содержащегося в емкости, подачи воздуха и выпуска отработанных газов, систему возбуждения электрических разрядов, отличающееся тем, что оно снабжено встроенной в цилиндровую крышку камерой сгорания, сообщающейся с рабочими каналами, равномерно размещенными по окружности цилиндровой крышки, снабженными профилированными каналами, направленными под углом к днищу поршня и комбинированной форсункой, или камера сгорания в цилиндровой крышке выполнена в виде цилиндра с впускным и выпускным клапанами и снабжена последовательно расположенными друг за другом комбинированными форсунками для впрыскивания газообразной смеси термохимического разложения угольной пыли размером 0,5-1,5 мм и электропроводной жидкости и противоположно им размещенными форсунками-детонаторами для воспламенения рабочей смеси, при этом комбинированная форсунка содержит размещенный в слое электроизоляции цилиндр, сообщающийся с трубопроводом подачи спресованного порошка твердого топлива угольной пыли, снабженный с одной стороны поршнем и механизмом привода, а с другой, мундштуком, цилиндрические каналы из электроизоляционного материала, содержащие с одной стороны электроды и патрубки с вмонтированными в них шнеками, а с другой - сопла, направленные под углом друг к другу в взрывную камеру, содержащую днище с отверстиями для выхода газообразных струй, форсунка-детонатор, снабжена взрывной камерой, каналами для циркуляции охлаждающей жидкости и патрубками, внутри которых установлены шнеки, электродами, размещенными в цилиндрических каналах, выполненных из электроизоляционного материала, сообщающиеся с соплами, направленными под углом друг к другу в взрывную камеру, емкость для твердого топлива содержит поршень со штоком в гидроцилиндре и насос подачи жидкости и соединена с конической частью, сообщающейся с бункером, содержащим фрезу, связанную с электродвигателем, бункер сообщается с цилиндром, с одной стороны содержащие поршень, связанный со штоком в гидроцилиндре и насосом подачи жидкости под давлением, а с другой, коническую часть, подсоединенную к напорному трубопроводу подачи спрессованного порошка твердого топлива в форсунку.

9. Устройство для осуществления способа по пп.1, 2 и 3, содержащее цилиндр с крышками и комбинированную форсунку, системы подачи атмосферного воздуха и выпуска отработанных газов и сжатого воздуха, транспортирования и нагнетания электропроводной жидкости и топлива, систему возбуждения электрических разрядов, отличающееся тем, что оно снабжено впускным клапаном для атмосферного воздуха с механизмом привода-соленоидом и выпускными клапанами отработанных газов и сжатого воздуха, содержащими механизмы приводов-соленоидов, включаемые и выключаемые электронной системой волнового компрессора, комбинированная форсунка для впрыскивания в зону сгорания цилиндра газообразной смеси термохимического разложения углеводородного топлива и электропроводной жидкости и воспламенения рабочей смеси повторным электрическим взрывом струй электропроводной жидкости снабжена взрывной камерой, каналами для циркуляции и охлаждения жидкостью, топливной форсункой и патрубками, внутри которых установлены шнеки, электродами, размещенными в цилиндрических каналах, выполненных из электроизоляционного материала, сообщающихся с соплами, направленными под углом друг к другу в взрывную камеру, содержащую днище с отверстиями для выхода газообразных струй, или воспламенение рабочей смеси осуществляется впрыскиванием в зону сгорания раскаленных продуктов электротермического разложения струй электропроводной жидкости форсунки, размещенной противоположно первой, содержащей взрывную камеру, каналы для циркуляции охлаждающей жидкости и патрубки, внутри которых установлены шнеки, электроды размещенные в цилиндрических каналах, выполненных из электроизоляционного материала, сообщающихся с соплами, направленными под углом друг к другу в взрывную камеру.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что оно содержит приемную камеру для впуска воздуха, снабженную решеткой с соплами и пластинчатыми самодействующими клапанами, демферирующее устройство с вогнутым отражателем, сообщающимся с цилиндром, цилиндр, с одной стороны, содержит форсунки, размещенные равномерно по окружности, для впрыскивания газообразной смеси продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости, при этом форсунка для впрыскивания смеси снабжена взрывной камерой, каналами для циркуляции охлаждающей жидкости и патрубками, внутри которых установлены шнеки, электродами, размещенными в цилиндрических каналах, выполненных из электроизоляционного материала, сообщающиеся с соплами, направленными под углом друг к другу в взрывную камеру, а с другой - решетку с соплами и пластинчатыми самодействующими выпускными клапанами для выпуска сжатого воздуха и отработанных пазов электропроводной жидкости.

11. Устройство для осуществления способа по пп.1, 2 и 4, содержащее последовательно соединенные между собой реакторы, камеры сгорания, волновые компрессоры и турбину, систему конденсации и возврата конденсата в рабочий процесс, систему нагрева жидкого теплоносителя, теплообменник, систему транспортирования и нагнетания жидкого металла и воды, систему возбуждения электрических разрядов, отличающееся тем, что реакторы выполнены в виде удлиненных цилиндров и расположены равномерно по окружности, снабжены парораспределительными механизмами, подключенными к коллектору пара, соединенному с теплообменником, форсунками для впрыскивания продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости, размещенными последовательно друг за другом в зонах реакторов - и форсунками для впрыскивания воды, при этом форсунки для впрыскивания продуктов электротермического разложения снабжены взрывными камерами, каналами для циркуляции охлаждающей жидкости и патрубками, внутри которых установлены шнеки, электродами - размещенными в цилиндрических каналах, выполненных из электроизоляционного материала, сообщающихся с соплами, направленными под углом друг к другу в взрывную камеру, сообщающуюся с реактором, соединенным с трубой и камерой сгорания, камеры сгорания выполнены в виде цилиндров большого диаметра и снабжены форсунками с взрывными камерами для воспламенения гремучего газа и суживающимися или расширяющимися соплами, соединенными с длинными трубами волновых компрессоров, содержащими на концах вогнутые отражатели, подсоединенные к паросборнику паровой турбины с электрогенератором.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что корпус паровой турбины соединен с магнитным фильтром, содержащим камеру расширения с патрубком для периодического отвода сконденсированного жидкого металла, снабженную внешним магнитом.

13. Устройство для осуществления способа по пп.1 и 2, содержащее компрессор, соединенный с камерами сгорания, размещенными по окружности равномерно друг от друга, сообщающимися с газовой турбиной, системы транспортирования и нагнетания угольной пыли из бункера и электропроводной жидкости, систему охлаждения, систему возбуждения электрических разрядов, отличающееся тем, что камеры сгорания снабжены комбинированными форсунками для впрыскивания газообразной смеси термохимического разложения угля и электропроводной жидкости с воспламенением рабочей смеси повторными электрическими взрывами струй электропроводной жидкости в взрывных камерах комбинированных форсунок, или воспламенение рабочей смеси осуществляется раскаленными газообразными струями электропроводной жидкости, впрыскиваемой в камеры сгорания форсунками, размещенными противоположно первым, содержащим взрывную камеру, каналы для циркуляции охлаждающей жидкости и патрубки, внутри которых установлены шнеки, электроды размещенные в цилиндрических каналах, выполненных из электроизоляционного материала, сообщающиеся с соплами, направленными под углом друг к другу в взрывную камеру, снабженную днищем с отверстиями, при этом комбинированные форсунки содержат размещенный в слое электроизоляций цилиндр, сообщающийся с трубопроводом подачи спрессованного порошка твердого топлива, снабженный с одной стороны поршнем и механизмом привода, а с другой - мундштуком, цилиндрические каналы, выполненные из электроизоляционного материала, содержат с одной стороны электроды и патрубки с вмонтированными в них шнеками, а с другой - сопла, направленные под углом друг к другу в взрывную камеру, содержащую днище с отверстиями для выхода газообразных струй, камеры сгорания, с одной стороны соединены подводящими каналами с компрессором, а с другой - с суживающимися или расширяющимися соплами и длинными трубами волновых компрессоров, подсоединенными к направляющему аппарату газовой турбины, бункер содержит вертикальный вал с билами и сообщается с приемным устройством, снабженным конической частью с трубопроводом, с размещенным в нем поршнем для вытеснения угольной пыли, связанным с кривошипно-шатунным механизмом привода поршня.

14. Устройство для осуществления способа по пп.1, 2 и 5, содержащее последовательно соединенные между собой компрессор, демферирующие устройства, камеры сгорания, волновые компрессоры с газовой турбиной, системы транспортирования и нагнетания жидкого топлива и электропроводной жидкости, систему возбуждения электрических разрядов, систему охлаждения, отличающееся тем, что камеры сгорания снабжены комбинированными форсунками для впрыскивания газообразной смеси термохимического разложения жидкого топлива и электропроводной жидкости, размещенными последовательно друг за другом в зонах камер сгорания и противоположно им размещенными форсунками-детонаторами, при этом комбинированная форсунка снабжена взрывной камерой, каналами для циркуляции охлаждающей жидкости, топливной форсункой и патрубками, внутри которых установлены шнеки, электродами, размещенными в цилиндрических каналах, выполненных из электроизоляционного материала, сообщающихся с соплами, направленными под углом друг к другу в взрывную камеру, содержащую днище с отверстиями для выхода газообразных струй, форсунка-детонатор снабжена взрывной камерой, каналами для циркуляции охлаждающей жидкости и патрубками, внутри которых установлены шнеки, электродами, размещенными в цилиндрических каналах, выполненных из электроизоляционного материала, сообщающихся с соплами, направленными под углом друг к другу в взрывную камеру, сообщающуюся с камерой сгорания, демферирующие устройства выполнены в виде цилиндров и снабжены вогнутыми отражателями, волновые компрессоры выполнены в виде длинных труб с одной стороны содержащие расширяющиеся сопла, соединенные с камерами сгорания, а с другой - вогнутые отражатели, подсоединенные к коллектору газовой турбины, соединенной с электрогенератором.