ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ЭНЕРГИИ Российский патент 1997 года по МПК F03G7/00 

Изобретение относится к области получения энергии.

Широко известно получение энергии за счет сжигания органического топлива, запасы которого ограничены. Последние десятилетия ведется интенсивный поиск альтернативных видов топлива за счет использования водорода, так как он содержится в воде и обладает высокой теплотворной способностью.

В послевоенные годы считалось, что самым перспективным способом является способ получения энергии за счет термоядерного синтеза водорода. Однако крупнейшие ученые мира, создав множество уникальных установок, так и не смогли прорваться в глубь ядерного взрыва. Это объясняется тем, что для осуществления синтеза потребовалось удерживать очень неустойчивую плазму в мощных магнитных полях при фантастически высоких температуре и давлении.

В Федеральном Ядерном центре РФ сейчас надежды возлагаются на взрывомагнитные генераторы, использующие мощные лазерные установки.

Назрела насущная потребность в альтернативных способах получения энергии.

При предлагаемом способе получения энергии также используется луч лазера. В фокусе лазерного луча, направленного в жидкость, возникает плазма. Однако задача этой плазмы более скромная служить детонатором для начала плазмо-химических реакций, выделяющих тепло, при дисбалансе которого и возникает взрыв, сообщающий воде гидравлический импульс, содержащий запас кинетической энергии.

Конечная цель получение энергии будет достигаться при значительно меньших материальных затратах, так как используется процесс разложения воды, а не синтез ядер водорода.

Попытки использования воды как источника энергии ведутся во многих ведущих странах мира.

Наиболее близким прототипом настоящей заявки является заявка Франции N 2352264, кл F 036 7/00, 1978 г, техническая сущность которой заключается в использовании энергии луча лазера путем импульсного его воздействия на жидкость, находящуюся во взрывной камере, с последующей передачей кинетической энергии воды на источник потребления. Устройство состоит из взрывных камер, лазерной установки и насоса.

Недостатком заявки Франции N 2352264 является низкая эффективность использования энергии луча лазера, не являющегося детонатором плазмохимических процессов, которые могут давать гидроимпульсы, содержащие кинетическую энергию.

Цель изобретения заключается в создании:
способа получения энергии из топлива, основным компонентом которого являлась бы вода, с помощью физико-химических методов;
устройства для осуществления этого способа.

Сущность способа получения энергии заключается в использовании энергии сфокусированного луча лазера путем импульсного воздействия на рабочую жидкость, находящуюся во взрывной камере и содержащую химические вещества, способствующие поглощению света, разложению воды и повышению взрывоопасных концентраций химических соединений.

При направлении сфокусированного луча лазера во взрывную камеру он наталкивается на практически несжимаемую жидкость и мгновенно отдает ей энергию, имеющуюся в луче лазера. Для более полного поглощения света во взрывную камеру вводят химические вещества, способствующие этому процессу. В месте поглощения энергии света появляются очень высокие давление (до миллиона атмосфер) и температура (до миллиона градусов). Возникает световая искра, представляющая собой комок нагретой концентрированной плазмы (явление свето-гидравлического эффекта). Световая искра является подобием миниатюрного атомного взрыва. Эти условия инициируют осуществление во взрывной камере плазмохимических реакций, невозможных при обычных температуре и давлении. Световая искра является детонатором последующих процессов, происходящих во взрывной камере. Происходит разложение воды на водород и кислород, очень активных в момент распада.

Для интенсификации этих быстротекущих процессов во взрывную камеру вводят также химические вещества способствующие разложению воды (например, полупроводники) и образованию взрывоопасных концентраций химических соединений. Водород и кислород активно взаимодействуют с химическими веществами, которыми обильно насыщена вода (в том числе азотом). Образуются химически активные соединения (в том числе аммиак, углекислота и т.д.).

Все химические процессы, инициируемые световой искрой, происходят с выделением многократно увеличивающегося тепла, так как нарушаются связи химических соединений исключительно энергоемких накопителей энергии. Дополнительное тепло еще более ускоряет быстротекущие процессы химических реакций. При отсутствии теплоотвода, происходит взрыв.

При достижении определенного давления взрывная камера открывается и из нее выходит жидкость, содержащая импульс кинетической энергии. Гидравлический импульс и является носителем кинетической энергии.

Устройством для осуществления вышеописанного способа получения энергии является гидродинамический генератор энергии, принципиальная схема которого приведена на чертеже.

Гидродинамический генератор состоит из насоса 1, взрывной камеры 4 и лазерной установки 14. Насос соединен с взрывной камерой водоподающим каналом 2, на выходе которого во взрывную камеру установлен невозвратный клапан 3. К взрывной камере подходят трубопроводы 6, 7 и 8 для подачи химических веществ.

На входе во взрывную камеру эти трубопроводы имеют, встроенные в него клапаны дозаторы 9, 10, 11. Взрывная камера световодным каналом 12 соединена с лазерной установкой 14. На входе во взрывную камеру в световодном канале установлен предохранительный клапан 13. Взрывная камера с помощью выпускного канала 15 соединена с гидродвигателем 16. На входе в выпускной канал установлен выпускной клапан 5. Гидродвигатель 16 и электрогенератор 18 имеют механическую связь через вал 17. Гидродвигатель на выходе гидроканалом 19 соединен с гидромашиной 20.

Работает гидродинамический генератор энергии следующим образом.

Насосом 1 по водоподающему каналу 2 через невозвратный клапан 3 вода подается во взрывную камеру 4. Клапан 5 при этом закрыт. Сюда же подаются химические вещества, способствующие поглощению света (трубопровод 6), разложению воды (трубопровод 7) и повышению концентраций взрывоопасных химических соединений (трубопровод 8).

После заполнения взрывной камеры водой и химическими веществами невозвратный клапан 3, клапаны-дозаторы 9, 10 и 11 закрываются.

По световодному каналу 12 через предохранительный клапан 13 из лазерной установки 14 испускается сфокусированный в жидкость лазерный луч. После взрыва во взрывной камере при достижении заданного давления клапан 5 открывается и жидкость через него по каналу 15 импульсом поступает в ротор гидродвигателя-преобразователя 16. Возникающий крутящий момент и приводит во вращение вал 17. К валу 17 за счет механической передачи присоединяется электрогенератор 18. Таким образом в двигателе-преобразователе 16 - вырабатывается механическая энергия, а в электрогенераторе 18 электрическая энергия, которая питает лазерную установку.

Не полностью использованная кинетическая энергия из двигателя-преобразователя поступает в трубопровод 19, питающий гидромашину 20, работающую за счет воды высокого давления.

В этом случае энергия воды высокого давления будет использоваться без промежуточных превращений энергии и без потерь ее в механических передачах. Этим будет достигаться более полное использование энергии взрыва.

После выпуска воды клапан 5 закрывается, а клапан 3 и клапаны-дозаторы 9, 10, и 11 открываются и во взрывную камеру снова поступают вода и химические вещества катализаторы. Цикл повторяется.

Осуществление способа получения энергии за счет взрыва возможно благодаря работам ученых физического института АН РФ, где, под руководством академика Прохорова А. М. было сделано открытие светогидравлического эффекта, и Института химической физики АН РФ, где дано научное объяснение взрыву как результату дисбаланса теплопередачи при прохождении химических реакций.

В советской энциклопедии (см.т.14,с.113) записано: "При фокусировке лазерного излучения внутри жидкости имеет место так называемый светогидравлический эффект, позволяющий создавать в жидкости высокие импульсные давления". О том, что это так, свидетельствуют уже созданные мощные устройства для использования взрыва в промышленности. На базе ранее открытого явления электрогидравлического эффекта уже зарегистрированы десятки изобретений на устройства по практическому его применению. А ведь явление светогидравлического эффекта более перспективно, так как время возбуждения в нем в тысячи раз короче, чем при явлении электрогидравлического эффекта.

Предлагаемое изобретение реально осуществимо в ближайшие годы, так как потребность в альтернативных способах получения энергии уже давно назрела, а на пути его осуществления нет практически непреодолимых преград, как при термоядерном синтезе.

Органическое топливо, сотню лет являющееся основным носителем энергии, не может вечно быть ее монополистом хотя бы потому, что запасы его иссякают. При определенных давлениях и температуре к горению и взрыву способно большинство химических соединений, о чем свидетельствуют многие альтернативные топливу предложения.

Вода может не только помочь рождению гидроимпульсов энергии, но и служить мягким буфером между взрывной камерой и гидромашинами.

Луч лазера искусственный источник света может помочь человеку усовершенствовать фотолиз, изобретенный природой, но на современном уровне с помощью физико-химического способа получения энергии.

Затраты на создание лазерного луча детонатора плазмо-химических реакций будут окупаться за счет энергии межмолекулярных связей, являющихся ее накопителями.

Использование гидродинамического генератора энергии позволит:
получать дешевую энергию из практически неисчерпаемого источника воды, с помощью физико-химического метода;
обеспечит возможность использования воды высокого давления непосредственно в гидросиловых машинах, совершающих механическую работу, без промежуточных превращений энергии и без потерь ее в механических передачах;
исключит взрывопожароопасность на танкерах и цехах опасных производств за счет применения гидропривода, не дающего искрообразований.

Гидродинамический генератор энергии найдет широкое применение во всех отраслях, где используется энергия.

Предлагаемое изобретение открывает дорогу физико-химическим способам получения энергии.

Использование: энергомашиностроение. Сущность изобретения: устройство содержит взрывную камеру, наполняемую смесью воды и химических веществ, способствующих поглощению света, разложению воды и повышению взрывоопасных концентраций химических соединений. При подаче во взрывную камеру импульса лазерного луча происходит взрыв, порождающий мощную гидравлическую волну в жидкости. Кинетическая энергия гидроимпульса используется далее в гидравлических машинах высокого давления. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения энергии, заключающийся в использовании энергии сфокусированного луча лазера путем импульсного его воздействия на рабочую жидкость, находящейся во взрывной камере, отличающийся тем, что в качестве рабочей жидкости используют воду, содержащую химические вещества, способствующие поглощению света, расположению воды и повышению взрывоопасных концентраций химических соединений. 2. Гидродинамический генератор энергии, состоящий из взрывной камеры, лазерной установки и насоса, отличающийся тем, что его взрывная камера соединена с лазерной установкой световодным каналом, с насосом водоподающим каналом и в нее встроены клапаны-дозаторы, регулирующие подачу химических веществ, способствующих поглощению света, разложению воды и повышению концентрации взрывоопасных химических соединений и закрывающиеся на момент взрыва. 3. Генератор по п. 2, отличающийся тем, что в месте соединения световодного канала и взрывной камеры встроен предохранительный клапан, пропускающий сфокусированный луч лазера и закрывающийся на момент взрыва. 4. Генератор по п.2, отличающийся тем, что в месте соединения водоподающего канала и взрывной камеры установлен невозвратный клапан, закрывающийся на момент взрыва. 5. Генератор по п.2, отличающийся тем, что в месте соединения выпускного канала с взрывной камерой установлен выпускной клапан, открывающийся после взрыва при достижении установленного для него давления.