ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2105169
СПОСОБ РАБОТЫ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ КОЛБЕНЕВА
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ РАБОТАЮЩИЙ НА ВОДОРОДЕ

ИЗОБРЕТЕНИЕ. СПОСОБ РАБОТЫ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ КОЛБЕНЕВА. Патент Российской Федерации RU2105169

Имя заявителя: Колбенев Игорь Львович
Имя изобретателя: Колбенев Игорь Львович 
Имя патентообладателя: Колбенев Игорь Львович
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1993.03.01

Использование: способ работы силовой установки с двигателем внутреннего сгорания, работающим на водороде или на его смеси с углеводородным топливом.

Сущность изобретения: способ включает подачу мелкораздробленного энергоносителя и воды в газогенератор, поддержание соотношения масс воды и энергоносителя большим, чем стехиометрически необходимое, проведение реакции, получение смеси водяного пара и водорода, подачу парогаза в двигатель, сжигание горючей смеси и преобразование энергии расширяющихся газов во вращательную энергию вала. В качестве энергоносителя используют сплав, включающий 96-75% алюминия; 0,5-5,0% галлия; 0,5-5,0% индия; олово, кадмий, сурьма, висмут и магний - остальное, соотношение масс воды и энергоносителя выдерживают в интервале 5: 1-10:1, реакцию проводят при температуре 60-67oC, получают смесь водяного пара и водорода в соотношении масс 5:1, отделяют горючий газ и пар от шлаковых продуктов реакции и удаляют шлак в отстойник, где теплом отработавших газов двигателя нагревают до 450-500oC, нерасходованную в результате реакции воду возвращают в газогенератор для повторного использования, воздух перед подачей в двигатель пропускают через энергоноситель, уменьшая трение его частиц, подогревают теплом парогаза и осуществляют подачу воздуха через газогенератор.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к силовым установкам с двигателем внутреннего сгорания, работающим на водороде или на его смеси с углеродным топливом.

Известен способ работы силовой установки, включающий подачу мелкораздробленного энергоносителя и воды в газогенератор, поддержание соотношения воды и энергоносителя большим, чем стехиометрически необходимое, проведение реакции, получение смеси водяного пара и водорода, подачу парогаза в двигатель, сжигание горючей смеси и преобразование энергии расширяющихся газов во вращательную энергию вала (см. патент Франции N 2408728, кл. F 02 M 21/02, F 02B 43/00, 1979-прототип).

Основной недостаток известного способа работы силовой установки заключается в том, что реализация способа возможна в газогенераторе при температуре, соотношении воды и энергоносителя, приводящими к увлажнению горючей смеси, когда образующийся шлак снижает интенсивность генерации водорода.

Другой недостаток заключается в возможности использования ограниченной номенклатуры энергоносителя, непосредственно реагирующего с водой.

Еще один недостаток заключается в малой эффективности использования энергоносителя.

Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Поставленная задача решается тем, что способ работы силовой установки Колбенева включает в себя подачу мелкораздробленного энергоносителя и воды в газогенератор, поддержание соотношения воды и энергоносителя большим, чем стехиометрически необходимое, проведение реакции, получение смеси водяного пара и водорода, подачу парогаза в двигатель, сжигание горючей смеси и преобразование энергии расширяющихся газов во вращательную энергию вила, причем в качестве энергоносителя используют сплав, включающий 96-75% алюминия; 0,5-5,0% галлия; 0,5-5,0% индия; олово, кадмий, сурьма, висмут и магний - остальное, соотношение масс воды и энергоносителя выдерживают в интервале 5: 1-10:1, реакцию проводят при температуре 60-67oC, получают смесь водяного пара и водорода в соотношении масс 5:1, отделяют горючий газ и пар от шлаковых продуктов реакции и удаляют шлак в отстойник, где теплом отработавших газов двигателя нагревают до 450-500oC, нерасходованную в результате реакции воду возвращают в газогенератор для повторного использования, воздух перед подачей в двигатель пропускают через энергоноситель, уменьшая трение его частиц, подогревают теплом парогаза и осуществляют подачу воздуха через газогенератор.

На чертеже изображена схема силовой установки, реализующая способ Колбенева.

СПОСОБ РАБОТЫ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ КОЛБЕНЕВА. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ РАБОТАЮЩИЙ НА ВОДОРОДЕ.  Патент Российской Федерации RU2105169

Силовая установка с двигателем 1 содержит газогенератор 2, снабженный входами 3 и 4 выходами 5 и 6. Первый вход 3 газогенератора 2 через насос 7 подачи энергоносителя подключен к резервуару 8 с энергоносителем в виде мелкодисперсного порошка. Бак 9 с водой соединен через нагнетатель 10 со вторым входом газогенератора 2 и дополнительно подключен к первому выходу 5 газогенератора 2 и отстойнику 11. Первый выход 5 газогенератора 2 и отстойнику 11. Первый выход 5 газогенератора 2 при помощи механизма 12 принудительного удаления шлака связан с отстойником 11. Второй выход 6 газогенератора 2 соединен с двигателем 1 через конденсатор 13, регулятор 14 и насос 15 подачи парогаза. Выхлопная труба 16 двигателя 1 соединена с отстойником 11 через кран 17. В качестве энергоносителя, заполняющего резервуар 8, используют сплав, включающий 96-75% алюминия; 0,5-5,0% галлия, 0,5-5,0% индия; олово, кадмий, сурьма, висмут и магний - остальное.

Пуск двигателя 1 осуществляется на углеводородном топливе, водороде или смеси водорода и углеводородного топлива. С помощью нагнетателя 10 вода направляется из бака 9 через вход 4 в газогенератор 2 для выработки водорода и разжижения шлака в механизме 12 принудительного его удаления в отстойник 11. Одновременно с этим из резервуара 8 энергоноситель с помощью насоса 7 поступает на вход 8 газогенератора 2, где происходит перемешивание и дробление на струи энергоносителя и воды, образование пароводородной смеси и шлака. Из выхода 6 газогенератора 2 водяной пар, водород и воздух, пропускаемый через энергоноситель, заполняющий резервуар 8, проходит через конденсатор 13, где пароводород превращается в водород с заданным содержанием влаги и воду, которая возвращается в бак 9. Для регулирования соотношения масс водяного пара и водорода в пароводородной смеси меняют "время-сечение" электромагнитного клапана регулятора 14 и пропускают частично или полностью пароводородную смесь через конденсатор 13. Воздух, проходя через резервуар 8, нагревается теплом газогенератора, ликвидирует брикетирование энергоносителя и уменьшает трение его частиц, и поступает в двигатель 1 через насос 15 подачи парогаза.

При работе газогенератора 2 поддерживается температура 60-67oC, а соотношение масс воды и энергоносителя выдерживается в интервале 5:1-10:1 в зависимости от состава энергоносителя. Для уменьшения механических потерь при работе механизма 12 при удалении твердофазных продуктов реакции из газогенератора 2 вода, дополнительно поступающая на вход механизма 12, разжижает шлак, превращая его в коллоидно-дисперсные системы, которые теперь легко транспортируются в отстойник 11. В отстойнике 11 из влажных продуктов реакции осаждаются твердые частицы, а свободную воду направляют в газогенератор 2 для повторного использования. Отработанные газы двигателя 1 направляются к отстойнику 11 через выхлопную трубу 16 и кран 17. В отстойнике осажденные частицы теплом отработавших газов нагреваются до 450-500oC.

Таким образом, достигается поставленная задача - повышение экономичности и эффективности путем расширения номенклатуры используемого энергоносителя; поддержанием соотношения масс воды и энергоносителя в интервале 5:1-10:1, проведением реакции при температуре 60-67oC, отделением горючего газа и пара от шлаковых продуктов реакции и удалением последних в отстойник, где теплом отработавших газов двигателя получают активный оксид алюминия с заданными свойствами. Кроме того, положительный эффект достигается за счет повторного использования воды, уменьшения трения частиц энергоносителя при подаче в газогенератор и осуществления подачи воздуха через газогенератор в двигатель.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ работы силовой установки, включающий подачу мелкораздробленного энергоносителя и воды в газогенератор, поддержание соотношения масс воды и энергоносителя большим, чем стехиометрически необходимое, проведение реакции, получение смеси водяного пара и водорода, подачу парогаза в двигатель, сжигание горючей смеси и преобразование энергии расширяющихся газов во вращательную энергию вала, отличающийся тем, что в качестве энергоносителя используют сплав, включающий 96-75% алюминия, 0,5-5,0% галлия, 0,5-5,0% индия, олово, кадмий, сурьма, висмут и магний остальное, соотношение масс воды и энергоносителя выдерживают в интервале 5:1-10:1, реакцию проводят при температуре 60-67oС, получают смесь водяного пара и водорода в соотношении масс 5:1, отделяют горючий газ и пар от шлаковых продуктов реакции и удаляют шлак в отстойник, где теплом отработавших газов двигателя нагревают до 450-500oС, нерасходованную в результате реакции воду возвращают в газогенератор для повторного использования, воздух перед подачей в двигатель пропускают через энергоноситель, уменьшая трение его частиц, подогревают теплом парогаза и осуществляют подачу воздуха через газогенератор.

Версия для печати
Дата публикации 24.11.2006гг


вверх