СПОСОБ РАБОТЫ ДИССОЦИАТОРА ВОДЫ Российский патент 2006 года по МПК F02B47/02 F02M25/22 

Изобретение может быть использовано в экологически чистых транспортных средствах и является усовершенствованием работы известного устройства, описанного в патенте РФ № 2230916.

В изобретении по патенту РФ № 2230916, МПК 7 F 02 В 47/02, F 02 М 25/03 описан диссоциатор воды, являющийся устройством на базе двигателя внутреннего сгорания (ДВС), способным периодически разлагать воду на водородно-кислородную газовую смесь. Работа диссоциатора воды основана на том, что при движении его поршня от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ) в цилиндр ДВС от генератора СВЧ через устройство связи поступают электромагнитные колебание. К моменту подхода поршня к ВМТ, вследствие параметрического усиления электромагнитных колебаний, в цилиндре образуется СВЧ-разряд, в который, в момент нахождения поршня в ВМТ, через форсунку из бака при помощи насоса впрыскивают воду. Взаимодействие воды с СВЧ-разрядом приводит к ее разложению на водород и кислород, а поскольку объем смеси из водорода и кислорода приблизительно в 1000 раз больше объема воды, то эта газовая смесь толкает поршень от ВМТ к НМТ, производя тем самым полезную работу заключающуюся в обеспечении непрерывности рабочего цикла диссоциатора. Недостатками в работе диссоциатора является то, что для разложения воды необходима большая энергия СВЧ-разряда, а это означает, что нужна очень высокая скорость движения поршня в цилиндре или мощность поступающих от генератора СВЧ через устройство связи в цилиндр ДВС электромагнитных колебаний на всем протяжении движения поршня от НМТ к ВМТ должна быть большой. Из-за неравномерной скорости движения поршня в цилиндре, в силу конструктивных особенностей самих ДВС, появляется опасность преждевременного возникновения СВЧ-разряда - задолго до прихода поршня к ВМТ, а это ведет к нерациональной трате энергии СВЧ-разряда и снижению КПД диссоциатора. Немалая доля энергии электромагнитных колебаний, вследствие конечной электрической проводимости стенок цилиндра и поршня, не участвует в образовании СВЧ-разряда, поскольку преобразуется в этих стенках в тепло.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Указанная цель достигается тем, что в способе работы диссоциатора воды, включающем поступление от генератора СВЧ через устройство связи в цилиндр двигателя внутреннего сгорания электромагнитных колебаний, их параметрическое усиление в ходе движения поршня от нижней мертвей точки к верхней мертвой точке, образование СВЧ-разряда при подходе поршня к верхней мертвой точке и последующий впрыск через форсунку воды в СВЧ-разряд, воду в СВЧ-разряд впрыскивают в форме пара, а поступающие в цилиндр электромагнитные колебания модулирует по амплитуде. Процесс парообразования осуществляют в форсунке. Для этой цели в качестве форсунки используют плазможидкостный диспергатор.

Кроме того, устройством связи в цилиндре возбуждают электромагнитную волну типа H_on.

На приведенном чертеже изображена амплитудная модуляция электромагнитных колебаний, поступающих через устройство связи в цилиндр ДВС в зависимости от скорости движения поршня по времени,

где Р_вх - амплитуда (мощность);

V - скорость;

t - время;

S - ход поршня;

1 - кривая скорости движения поршня;

2 - кривая амплитуды электромагнитных колебаний, поступающих от генератора СВЧ через устройство связи в цилиндр ДВС;

3 - нижняя мертвая точка;

4 - средняя точка, т.е. точка положения поршня в цилиндре равноудаленная как от НМТ, так и от ВМТ;

5 - верхняя мертвая точка.

Способ работы диссоциатора воды заключается в следующем.

При осуществлении рабочего цикла диссоциатора, в первом такте, поршень в цилиндре движется (кривая 1) от НМТ к ВМТ с переменным ускорением - от точки 3 до точки 4 его скорость движения плавно увеличивается. В точке 4 поршень имеет максимальную скорость движения, а от точки 4 до точки 5 скорость движения поршня плавно замедляется и, соответственно, в точке 5 его скорость становится нулевой с последующим изменением направления его движения в цилиндре на противоположное - от ВМТ к НМТ (это изменение за ненадобностью на чертеже не показано). Для предотвращение преждевременного возникновении СВЧ-разряда, а значит и для наиболее полного и рационального использования энергии поступающих в цилиндр электромагнитных колебаний, амплитуду этих колебаний, перед их вводом в цилиндр, модулируют в зависимости от скорости движения поршня следующим образом. Поршень начинает свое движение от точки 3 к точке 4. От точки 3 амплитуду (кривая 2) поступающие в цилиндр электромагнитных колебаний непрерывно увеличивают. Незадолго до того как поршень достигнет точки 4, скорость роста амплитуды колебаний замедляют, а незадолго до того как поршень достигнет точки 5, скорость роста амплитуды колебаний вновь резко увеличивают. В точке 5 амплитуда колебаний становится максимальной, а затем ее резко снижают до нуля, т.е. прекращают подачу электромагнитных колебаний от генератора СВЧ.

Известно, что электромагнитная волна типа Н_on, например Н₀₁, имеет аномально низкие потери в стенках волновода или резонатора, которые уменьшаются с увеличением ее частоты (см., например, Радиотехнический справочник / под ред. Х.Мейнке и Ф.Гундлаха, М., 1960.) Поэтому устройством связи в цилиндре ДВС диссоциатора (представляющим собой по сути резонатор) возбуждают электромагнитную волну типа H_on (см., например, вышеуказанный Справочник или справочник по элементам радиоэлектронных устройств /Под ред. канд. техн. наук В.Д.Дулина, М.С.Щука. М, "Энергия", 1978.) Использование для параметрического усиления в цилиндре ДВС диссоциатора электромагнитных колебаний, соответствующих волне типа Н_oh, позволит значительно снизить потери энергии этих колебаний в стенках цилиндра и поршня, а значит большая часть этой энергии пойдет на формирование СВЧ-разряда.

Для увеличения эффективности - снижения затрат энергии СВЧ-разряда на разложение воды, применения ДВС с технически возможной и приемлемой скоростью движения поршня - воду в СВЧ-разряд впрыскивают в форме пара. Для этого процесс парообразования осуществляют непосредственно в самой форосунке.

С этой целью возможно применение, например, плазможидкостного диспергатора (см. патент РФ № 2166109, МПК 7 F 02 В 47/02, F 02 М 27/ 04, 57/06).

В СВЧ-разряд, когда поршень ДВС диссоциатора находится в ВМТ, плазможидкостным диспергатором впрыскивают порцию пара, где и происходит его разложение на водородно-кислородную газовую смесь.

Использование изобретения позволит повысить производительность, экономичность и КПД диссоциатора.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способу работы диссоциатора воды. Изобретение позволяет повысить производительность, экономичность и КПД диссоциатора. Способ работы диссоциатора воды включает поступление от генератора СВЧ через устройство связи в цилиндр двигателя внутреннего сгорания электромагнитных колебаний, их параметрическое усиление в ходе движения поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, образование СВЧ-разряда при подходе поршня к верхней мертвой точке и последующий впрыск через форсунку воды в СВЧ-разряд. Воду в СВЧ-разряд впрыскивают в форме пара, а поступающие в цилиндр электромагнитные колебания модулируют по амплитуде. Процесс парообразования осуществляют в форсунке. В качестве форсунки используют плазможидкостный диспергатор. Устройством связи в цилиндре возбуждают электромагнитную волну типа H_on. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ работы диссоциатора воды, включающий поступление от генератора СВЧ через устройство связи в цилиндр двигателя внутреннего сгорания электромагнитных колебаний, их параметрическое усиление в ходе движения поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, образование СВЧ-разряда при подходе поршня к верхней мертвой точке и последующий впрыск через форсунку воды в СВЧ-разряд, отличающийся тем, что воду в СВЧ-разряд впрыскивают в форме пара, а поступающие в цилиндр электромагнитные колебания модулируют по амплитуде.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс парообразования осуществляют в форсунке.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве форсунки используют плазможидкостный диспергатор.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что устройством связи в цилиндре возбуждают электромагнитную волну типа H_on.