Изобретение относится к генераторам электрической энергии на ударных волнах и пульсирующим реактивным двигателям детонационного сгорания топлива (ПРДДС) с дополнительным ускорением ионизированных продуктов сгорания электрическим полем высокого напряжения.
Генератор на рис. 1 работает следующим образом. При начальном атмосферном давлении в рабочем канале (1) производят запуск ударной волны путём подачи достаточно мощного электрического разряда между рабочими электродами одного из блоков (2). Каждый следующий электрический разряд подают на следующий блок по ходу движения основной ударной волны с блока управления (3), имеющего три или более фаз (каналов управления) для трёх, или более, блоков рабочих электродов. Тогда последовательность разрядов, подаваемых в фазе с основной ударной волной, усиливает эту ударную волну, а встречные и отражённые волны быстро затухают. Фронт ударной волны достигает такой скорости, которой достаточно для детонации топливной смеси, подаваемой в камеры сгорания (4). Последовательность микровзрывов в камерах сгорания продолжает поддерживать движение ударной волны в рабочем канале после отключения стартовых электрических разрядов, вплоть до отключения подачи топлива. Каждый микровзрыв создаёт температуру до 10000 градусов и давление до 600 атмосфер за время 6-10 мкс. Далее с регулятора напряжения (5) высокое постоянное напряжение поступает на изолированные электроды возбуждения (6). При достаточно высоком уровне данного напряжения в пространстве между рабочими электродами каждого блока появляется избыток электрических зарядов одного знака. Сквозь это пространство движется ударная волна, создавая импульс высокого напряжения на рабочих электродах, который трансформируют и используют. Фронт ударной волны переносит заряды с одного электрода на другой против сил электрического поля. Таким образом, ударная волна совершает работу по переносу зарядов и теряет свою скорость (кинетическую энергию). Совершение этой работы и приводит к выработке электрической энергии. Диэлектрические вставки (7) служат изоляторами для электродов возбуждения и рабочих электродов.
Устройство пульсирующего реактивного двигателя на рис. 2 работает следующим образом. После запуска генератора электроэнергии микровзрывы в камере сгорания приводят к появлению импульсных ударных волн в выходном сопле (8) из диэлектрического материала. Продукты сгорания попадают в сопло в виде плазмы с температурой до 10000 градусов под давлением до 600 атмосфер. В этот момент времени с блока (11) подают импульс высокого напряжения на электроды ионизации (9) и импульс высокого напряжения противоположной полярности на ускоряющие электроды (10). Таким образом, фронт выходной ударной волны приобретает электрический заряд одного знака и под действием сильного электрического поля между электродами получает дополнительное ускорение. В тот момент времени, когда фронт ударной волны движется сквозь пространство вблизи ускоряющих электродов, количество ионов и электронов в нём выравнивается.
Изобретение позволяет уменьшить вес и размеры, а также повысить КПД и удельную мощность предлагаемых устройств.
Подведём итог:
- По проекту генератора сделан предварительный этап разработки. Он включил в себя формирование основной идеи (способа): первое - запуска ударной волны с помощью последовательности электрических разрядов синхронно с движением формируемой ударной волны, второе – способ снятия электрической энергии с помощью электрода возбуждения. Далее построен прототип с двумя каналами управления и проверена работоспособность формирователя мощных электрических разрядов между рабочими электродами в рабочем канале диаметром 50 мм и длиной 1500 мм. В результате экспериментов была подтверждена необходимость построения схемы управления с четырьмя каналами управления напряжением на рабочих электродах. А также необходимость построения схемы синхронизации каждого следующего электрического разряда с движением основной ударной волны в рабочем канале. Определён диаметр рабочего канала для экспериментов с четырёхканальной схемой управления – диаметр следующего экспериментального образца = 38 мм, длина 1200 мм. Количество электродов в каждом блоке 8 штук.
- Изобретение позволяет построить эффективный генератор электрической энергии с КПД 60-70%, топливо – водород, но возможно применение других видов топлива;
- Мощность одного устройства составляет 25 – 30 кВт;
- Фронт ударной волны в рабочем канале, при скорости около 1000 м/с заменяет поршень;
- Детонация – наиболее эффективный вид сгорания топлива.
- Всё в одном корпусе, и камеры сгорания, и устройства извлечения электрической энергии из возвратно-поступательного движения ударной волны, что уменьшает удельную массу генератора до 0,3-0,5 кг/кВт. Предлагаемые изобретения – один из вариантов развития водородной энергетики для наземного, воздушного и космического транспорта. Для продолжения работы требуется стратегический инвестор.
Данилин А. В. +79112109140 Санкт-Петербург
Одна из правильных технологий. Немного доработать и можно выбрасывать ГТД генераторы в утиль.
Комментарии
Автор попутал сайт с бюро патентов?
Крик души непризнанного гения.
Крик души - да. Про гения - слишком сильно.
У меня много патентов, но толку от них нет.
Придумать и получить патент -это меньшая половина дела..внедрить сложно.. Но и для рекламы надо выбирать сайты с определённой специализацией, а не дабы где...
Регулятор напряжения возбуждения обязательно нужён, а то как бы чего...
Думаю не совсем продуманная идея размещать номер сотового телефона
Отличная идея!
Можно несколько уточняющих вопросов? Поясните пож. вот это:
Что вы конкретно имели в виду? Какой именно механизм их образования использован в вашем устройстве?
Электрод возбуждения изолирован от рабочего канала. Напряжение пробоя этой изоляции 200 000 вольт (например) Если бы этой изоляции не было, то при подаче напряжения 100 000 вольт на электрод возбуждения произошёл бы электрический разряд между электродом возбуждения и одним из рабочих электродов. Но вместо разряда происходит ионизация газа в пространстве между электродами и накопление зарядов одного знака, например электронов вышедших из рабочих электродов под действием сильного электрического поля создаваемого напряжением 100 000 вольт.
Понятно, спасибо.
Насколько я понимаю, вырабатываемая мощность и КПД устройства будет зависеть от концентрации ионов, создаваемой электродами в канале. Причем скорее всего там будет некий оптимум. Так? Примерно о каких порядках этой величины идет речь?
Одна трубка с внутренним диаметром 38 мм и длиной 1200 мм будет соответствовать одному цилиндру ДВС. Мощность 20-30 кВт при КПД 60-70% за счёт короткого взрывного сгорания топлива. Но на выходе сразу электричество без вращающихся валов.
Я вас понимаю. Какая оптимальная концентрация ионов нужна для оптимальной работы устройства? Ну или если удобнее, то иначе: какая требуется мощность на ионизацию? И не совсем понятно, - в видео говориться об ударной ионизации электродов, здесь вы говорите об ионизации полем. Поясните пожалуйста.
Корреспонденты немного перепутали. Тут предполагаются два эффекта. Первый, ионизация продуктов сгорания сильным электрическим полем до прихода ударной волны. Второй, вытаскивание электронов из рабочих электродов (как при сварке, туннельный эффект) тем же электрическим полем при смещение облака зарядов ударной волной. Смещённые заряды создают перепад напряжения между рабочими электродами, а внешняя нагрузка замыкает цепь. Если на электроде возбуждения 100 000 вольт, то перепад напряжения между рабочими электродами во время прохода ударной волны составит примерно те же 100 000 вольт. И тогда даже ток 2 Ампера между рабочими электродами выдаёт короткий импульс 200 кВт. Количество зарядов во время прохода ударной волны не уменьшается благодаря наличию постоянного напряжения возбуждения. Поэтому степень ионизации газа до прихода ударной волны не имеет никакого значения.
У вас в каменте очень много ошибок и вольных трактовок, из-за этого сложно понять, какой же все-таки принцип действия устройства, и чем оно отличается от классических ЭГД генераторов. (Кстати я вам этот вопрос уже четвертый или пятый раз задаю в разных формулировках :-/.)
Может Вы просто свой патент опубликуете, там должно быть более внятно описано.
Вообще-то очень утомительного вытягивать из вас по крохам ту информацию, которая должна вами сразу и самостоятельно излагаться в описании изобретения, если вы хоть каплю цените время своих читателей.
Четвёртый раз отвечаю. МГД генератор работает с непрерывным потоком продуктов сгорания при меньшей температуре и за счёт поперечного магнитного поля заряженные частицы одного знака смещаются к одному электроду, а противоположного знака к другому. Между электродами возникает разность потенциалов, постоянное напряжение. Смещение заряженных частиц происходит поперёк потока газа. В патенте написано даже короче.
Прошу прощения, чисто мое мнение.
Ударной волной смесь только поджигается.
Затем, увы, смесь горит совсем при другом давлении, нежели во фронте ударной волны.
Поэтому расчеты нельзя делать по данным во фронте ударной волны.
При сжатие до определённого давления топливо сгорает обычном образом. Для бензина давление свыше 13 атмосфер приводит к детонации. Когда ударная волна сжимает топливную смесь до 25 атмосфер то происходит детонация. Далее идёт процесс взрывного нарастания давления и температуры в камере сгорания, за время 6- 10 мкс топливо сгорает полностью. Время движения ударной волны в камере сгорания 20-30 мкс.
Где-то у вас ошибка.
Детонационный режим не прибавляет мощности.
Энергия ударной волны тратится не на движение поршня, а на разрушение стенок камеры сгорания.
Ударной волне в ДВС некуда деваться и она разрушает поршень. А здесь открыт путь в рабочий канал и волна всей мощью устремляется туда. А по пути мы её тормозим с помощью мощных электрических полей.
Тормозить можно поток чего либо, ударная волна не поток.
Это перемещающееся взаимодействие, в виде обмена энергией между частицами.
Перенос энергии и зарядов а также массы пусть и небольшой но будет. Волны в средах переносят массу.
Думаю геометрию менять придётся и пересчитывать для разных смесей и режимов. Как генератор я ы совсем иначе выполнил бы КПД можно при таких временеах поднять резко лишь при некоторых видах исполнение.
Прошу прощения, что вмешиваюсь, в сети много инфы и про магнитогидродинамические, и про электрогидродинамические генераторы.
Все проверялось, все работало, ничего не внедрено.
Не внедрено, потому что у классических МГД практической мощности - классические проблемы.
НЯП товарищ как раз пытается в своей конструкции их обойти. Я поэтому и расспрашиваю, - пытаюсь понять, в чем собственно особенность и отличие его конструкции (пока опуская ту часть, которая посвящена детонации) Патент-то ему выдали.
Вообще, раз уж его изобретение уже защищено патентом, может быть автор расскажет подробнее, чем его устройство отличается от известных?
Сейчас от изобретателей не требуют доказывать работоспособность и полезность.
Пульсирующие просты и дешевы.
Думаю и этот будет работать, но кпд не будет ожидаемым.
10 килоградусов, 600 атм. :) с высокой частотой следования.
Я не инженер, но нона мой взгляд дилетанта, конструкция будет впечатлять.
Можно было бы вращать детонационный фронт, но на этой тематике сидит нии, и у них пока заявки скромнее.
10 килоградусов, 600 атмосфер предельные режимы работы. Можно и нужно находить оптимум. И да высокая частота, почему формула 1 стремится к 20000 оборотов движка, наверно не зря.
Извините, а рабочая модель этого двигателя есть?
У меня пока сомнения. Или я не разобрался в принципе действия (тогда автор меня поправит), или эта машина не обеспечит электроэнергией сама себя. Но просто тарахтеть её заставить вероятно можно.
Для работы машине нужно подавать топливо. Электроэнергия не нужна. Электрод возбуждения изолирован, тока возбуждения нет.
вам так кажется.
Тарахтят такие, устойчиво.
Сам когда-то делал.
Простая вещь, чем длиннее патрубки, тем лучше запускаются, но меньше частота и мощность.
Из известных МГД генераторы, с КПД выше 1% не нашёл. МГД генератор вырабатывает постоянное напряжение, а здесь импульсное переменное напряжение с каждого блока электродов. МГД генератор работает при обычном сгорание топлива в сопле Лаваля, а здесь детонационное сгорание. Для работы МГД генератора нужно постоянное магнитное поле, а здесть постоянное высокое напряжение (100 000 вольт) на изолированном электроде возбуждения (тока потерь нет). Если бы электрод возбуждения был не изолирован, то между ним и рабочим электродом происходил бы электрический разряд, а в данной схеме это напряжение ионизирует продукты реакции (водяной пар, углекислый газ)
Хорошо. Остановимся пока только на КПД. Поясните, пожалуйста как вы его посчитали для своей конструкции
Детонация на порядок или в несколько раз превышает параметры обычного сгорания. Потери на тепло в 3 раза меньше, так как время сгорания 6-10 мкс а пауза 2000 мкс. Остаются потери на поддержание движения ударной волны. Эмпирическим путём получена цифра в 10-15 кВт. Если генератор будет выдавать 25-30 кВт то КПД будет 60-70%.
Да, у генератора нет холостого хода. Он либо заряжает аккумулятор и частично крутит электромоторы либо выключен. В любом случае он должен работать близко к номинальной мощности, чтобы выдавать такой КПД. При отсутствии нагрузки он всё равно будет жрать свои 10-15 кВт на поддержание ударной волны.
Увы, время сгорания 6-10мкс - время сгорания далеко не всей смеси.
Проблема неполного сгорания до сих пор не решена.
И при детонации ДВС весьма черный дым идет на выхлоп.
Самые экономичные двигатели в мире - тихоходные судовые дизеля с охлаждением поступающего воздуха забортной водой.
6-10 мкс время сгорания всей смеси, ей некуда деться за это время из длинной цилиндрической камеры сгорания маленького диаметра 4-7 мм. В ДВС детонация многоволновая в разные стороны от точки инициации, из за относительно большого диаметра цилиндра. Поэтому есть пучности давления газа в которых топливо детонирует и есть области низкого давления в которых топливо плохо сгорает. Отсюда чёрный дым. Здесь основная волна как бы запирает топливо в камере сгорания и сжимает его с такой силой что все частицы топливной смеси одновременно вступают в реакцию детонационного сгорания.
Неверно понимаете основную причину неполного сгорания.
К сожалению, он проста, но трудно устранима - невозможно быстро перемешать топливную смесь, тем более идеально.
Тут я с Вами согласен. Более того я с этой бедой столкнулся при ранних экспериментах. Удалось сделать хороший миксер непосредственно перед вводом топлива, предварительное смешивание до ввода топлива в камеру сгорания.
А в случае бензинового топлива - он коксуется, есессно не смешивается и не участвует в горении.
Оттуда и сажа на выхлопе.
Один из моих ПуВРД явно детонировал - и дымил черным дымом.
Я экспериментировал с водородом и не имел таких проблем.
Это все здорово, и я разделяю ваш энтузиазм. Но давайте все же от рекламы перейдем к обсуждаемому устройству. Покажите, пожалуйста, каким образом вы получаете цифру кпд 60-70%, (раз у вас нет рабочей модели, чтоб его показать и измерить в реальности.)
Ведь насколько я понимаю, цель вашей работы создать устройство преобразования энергии сгорания в электрическую, с максимальным КПД? Вот давайте на этом пока и сконцентрируемся.
Я могу сейчас только примерно прикинуть КПД тепловой машины по формуле Карно. Считаем температуру газа на выходе из камеры сгорания вполовину меньше предельной температуры детонационного сгорания топлива 5000оК, подбираем такое сверхзвуковое сопло, чтобы температура газов на выходе из него была 600оК (расширение газов и уменьшение давления в ударной волне снижает температуру). Тогда КПД такой идеальной тепловой машины составит 5000-600/5000=0,88=88%.
Далее идеальный газ имеет свойство абсолютной упругости. То есть ударная волна при торможение в камере сгорания накапливает потенциальную энергию, и отражается от неё обратно в рабочий канал не теряя энергии. К этой энергии необходимо прибавить энергию сгорания топлива необходимую для выработки электроэнергии. Способ снятия электроэнергии связан с торможением ударной волны мощными электрическим полем. Волна теряет ровно столько кинетической энергии, сколько вырабатывает генератор, и сколько было добавлено от сгорания топлива. Тогда КПД такой идеальной машины 88%. Оценка КПД реальной тепловой машины с реальным газом в качестве рабочего тела очень сложна. Конечно реальная машина будет иметь КПД ниже.
.
В формуле Карно имеется в виду средняя температура рабочего тела в начале и в конце цикла, а не температура горения. Хотя температура во фронте детонационной волны действительно может достигать нескольких тыс град, средняя температура лишь ненамного выше обычной. Собственно несколькими каментами выше вы сами это говорили, когда отвечали про материал камеры сгорания. В среднем, детонационные двигатели как правило имеют КПД на 10-20% выше своих обычных собратьев. Вот на эту цифру и можно расчитывать. Но это будет не КПД всей вашей машины, а лишь её двигательной части.
2.Ударную волну саму по себе вы никаким полем не затормозите, так как плазма электрически нейтральна. Так что работоспособность генераторной части вашей машины вообще пока под вопросом. Собственно так как вы ожидаете она работать не будет. А чтобы она работала как вы ожидаете, - надо создавать совершенно иную, машину.
Печально что изобретатель, тратя столько времени и энергии на "дайте денюх", не потратит маленькую часть этого времени и энергии, на то чтобы самому разобраться в своей идее.
В формуле Карно температура рабочего тела в начале и конце цикла. Но здесь рабочее тело газ. Да Вы и сами признали детонацию более эффективной.
Ударная волна переносит заряженные частицы против сил электрического поля, то есть теряет кинетическую энергию (тормозится). Мы об этом уже много говорили. Печально, что Вы так и не поняли. Но спасибо за беседу.
Мистер, - зря надеетесь - все прекрасно понятно. В вашем устройстве ошибка на ошибке и ошибкой погоняет. Вы даже этот патетический камент напичкали ошибками:
Вам уже другие сто раз говорили, и я повторю, - что фронт детонации ничего не переносит.
Второе - работа на перенос частицы в поле затрачивается только в том случае если имеется градиент этого поля (это как раз то, что вы по своей безграмотности пытаетесь обозвать "силой поля"), и перенос осуществляется против этого градиента. А у вас никаких осмысленных градиентов нет, кроме тех которые создаются неудачной конструкцией машины.
Но даже если у вас и появится градиент поля, и какая-то там работа на перенос заряда будет затрачена, в вашей машине просто нет устройства преобразующего эту работу в полезное электричество. А перейдет она опять в тепло.
Вместо изучения физики и своего собственного изобретения, вы занимаетесь выклянчиванием денег, а кто вам не дает, тех обвиняете в непонимании.
Вы пытаетесь громкими фразами про градиенты увести от сути идеи. А оно проста как самовар. Ударная волна в трубе движется с высокой скоростью и легко переносит все частицы, в том числе и заряженные в направление своего движения. Как ветер дует на сварочную дугу и она выгибается и даже гаснет, даже при токе 200-400 Ампер. Вы не замечаете электрода возбуждения, который создаёт сильнейшее электрическое поле относительно рабочих электродов. Именно это поле постоянно ионизирует пространство между электродами, в том числе за счёт выхода электронов из металла рабочих электродов и попадание этих электронов непосредственно в ударную волну. Волна уносит их в сторону противолежащих рабочих электродов, а поле электрода возбуждения никуда не делось и продолжает воздействовать на рабочий электрод заставляя электроны выходить из металла в окружающею среду. И это физика, а не ошибка индивида. Нагрузка в блоке управления в виде понижающего трансформатора и выпрямителя. Имеется U вых. к которому можно подключать нагрузку потребителей. Не хотите вникать в суть товарисч.
Думаю, вам обязательно надо посмотреть в сети тему - движение частиц в волне.
Движутся градиенты давления, но не частицы.
Частицы колеблются на одном месте.
Движение частиц в ударной волне на открытом пространстве действительно представляет из себя движение градиента давления. Но здесь труба с твёрдыми стенками. В трубе ударная волна переносит большую часть частиц от одного конца трубы до другого. Посмотрите движение ударной волны в трубах.
Движение ударной волны, т.е. градиента давления и движение частиц в этой волне - разные явления.
Рассматриваются в физике отдельно.
Наберите в поиске - движение частиц в волне, посмотрите рисунки.
Страницы