RU2742403C1 - Method for producing, burning and using fuel from water and solutions thereof - Google Patents

Method for producing, burning and using fuel from water and solutions thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2742403C1
RU2742403C1 RU2020121031A RU2020121031A RU2742403C1 RU 2742403 C1 RU2742403 C1 RU 2742403C1 RU 2020121031 A RU2020121031 A RU 2020121031A RU 2020121031 A RU2020121031 A RU 2020121031A RU 2742403 C1 RU2742403 C1 RU 2742403C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
fuel
combustion chamber
solutions
discharge
Prior art date
Application number
RU2020121031A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Федорович Карбушев
Original Assignee
Виктор Федорович Карбушев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Федорович Карбушев filed Critical Виктор Федорович Карбушев
Priority to RU2020121031A priority Critical patent/RU2742403C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2742403C1 publication Critical patent/RU2742403C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/97Rocket nozzles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: proposed invention relates to engine building, engines of which can be used both in military equipment, and in any other branch of national economy, for movement of vehicle, tractor, tank, for rotation of generator during generation of electric energy or heat, for flight of aircrafts, and so forth. Method for production, combustion and use of fuel from water and its solutions, which includes spraying of finely dispersed water into combustion chamber, impact on water by high-voltage spark discharge and use of formed energy of fuel combustion for performance of work, at that in combustion chamber fine-dispersed water or its solutions are supplied, after which sprayed water is exposed to an extensive high-voltage electric discharge of 5,000-1,500,000 V by means of at least one pair of positive and negative electrodes, at which fine water is decomposed into gaseous fuel - oxygen and hydrogen (explosive mixture) with simultaneous explosive ignition thereof same discharge and power is supplied from ignition of gaseous fuel by means of volumetric shape of combustion chamber to working elements of actuator. Water is sprayed to fineness, at which water droplets sizes range from 1.0 to 50 mcm.
EFFECT: use of the proposed method will make it possible to significantly raise the technical level of engine building, to create multiple versions of engines for use in household and defence industry using a type of fuel available for each person - water.
4 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к технологии получения топлива для двигателей, которые могут быть использованы как в военной технике, так и в любой другой отрасли народного хозяйства, в том числе и для полета летательных аппаратов, включая аппараты вертикального взлета, индивидуальные и другие устройства.The proposed invention relates to a technology for producing fuel for engines that can be used both in military equipment and in any other branch of the national economy, including for the flight of aircraft, including vertical take-off vehicles, individual and other devices.

Широко известны двигатели внутреннего сгорания и дизельные двигатели, использующие преобразование энергии от сжигания бензина и соответственно дизельного топлива - солярки во вращение исполнительного органа для приведения в движение автомобилей, тракторов, танков, для вращения генератора при выработке электроэнергии или тепла.Internal combustion engines and diesel engines are widely known that use the conversion of energy from the combustion of gasoline and, accordingly, diesel fuel - diesel fuel into the rotation of the executive body to drive cars, tractors, tanks, to rotate a generator when generating electricity or heat.

К недостаткам такого топлива можно отнести низкую эффективность его использования, высокие затраты на изготовление и зависимость от сырьевой базы.The disadvantages of such fuel include low efficiency of its use, high production costs and dependence on the raw material base.

Известны турбореактивные двигатели, использующие в качестве топлива керосин, а в качестве окислителя кислород воздуха. Горение керосина используют для создания реактивной газовой струи, создающей тягу. В таких двигателях компрессор втягивает воздух, сжимает его и направляет в камеру сгорания, в которой сжатый воздух смешивается с топливом, воспламеняется и расширяется. Часть энергии расширенного газа заставляет вращаться турбину, которая расположена на одном валу с компрессором. Остальная часть энергии перемещается в сужающееся сопло. В результате направленного истечения газа из сопла на двигатель действует реактивная сила. См. Википедия Турбореактивный двигатель. Двигатель состоит из корпуса, в котором на входе последовательно выполнены заборники воздуха, на валу смонтированы компрессоры низкого и высокого давлений, выполнена камера сгорания, турбина, сопло.Known turbojet engines using kerosene as fuel and oxygen as an oxidizer. Combustion of kerosene is used to create a jet gas jet that creates thrust. In these engines, the compressor draws in air, compresses it and directs it into the combustion chamber, in which the compressed air mixes with fuel, ignites and expands. Part of the energy of the expanded gas makes the turbine rotate, which is located on the same shaft with the compressor. The rest of the energy is transferred to the converging nozzle. As a result of the directed outflow of gas from the nozzle, a reactive force acts on the engine. See Wikipedia Turbojet engine. The engine consists of a housing in which air intakes are sequentially made at the inlet, low and high pressure compressors are mounted on the shaft, a combustion chamber, a turbine, and a nozzle are made.

Известны более совершенные и более сложные по конструкции двухконтурные турбореактивные двигатели, в которых часть воздуха нагнетается через внешний контур двигателя, мощные и эффективные турбореактивные двухконтурные двигатели (ТРДД) выполняют трехкаскадными, двух- и трехвальными с добавлением к роторам внутреннего контура еще одного, в котором вентилятор и последний каскад турбины соединены дополнительным валом (см. present5.com Турбореактивный двигатель. Схема работы ТРД).Known more advanced and more complex design by-pass turbojet engines, in which part of the air is pumped through the external circuit of the engine, powerful and efficient turbojet by-pass engines (turbojet engines) are three-stage, two- and three-shaft with the addition of another one to the rotors of the inner circuit, in which the fan and the last stage of the turbine are connected by an additional shaft (see present5.com Turbojet engine. Turbojet engine operation diagram).

К недостаткам известных турбореактивных двигателей использующих керосин и окислители можно отнести высокие затраты на изготовление керосина и низкую эффективность его использования.The disadvantages of the known turbojet engines using kerosene and oxidants include high costs for the manufacture of kerosene and low efficiency of its use.

Известно жидкое ракетное топливо, состоящее из двух компонентов: окислителя и горючего - жидкий кислород и высококипящее горючее-этиловый спирт, которые находятся в ракете в жидком состоянии в разных баках. См. «Военное обозрение. Вооружение. Энергетика ракетных топлив. 4 октября 2019 г.». Смешивание кислорода и спирта происходит в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя, обычно с помощью форсунок. Давление компонентов топлива создается за счет работы турбонасосной или вытеснительной системы, в работе которых также могут участвовать компоненты топливной пары. Кроме того, компоненты топлива используются для охлаждения сопла жидкостного ракетного двигателя.Known liquid rocket fuel, consisting of two components: an oxidizer and a fuel - liquid oxygen and high-boiling fuel-ethyl alcohol, which are in a rocket in a liquid state in different tanks. See "Military Review. Armament. Energy of rocket fuels. October 4, 2019 ". The mixing of oxygen and alcohol takes place in the combustion chamber of a liquid propellant rocket engine, usually using injectors. The pressure of the fuel components is created by the operation of the turbo pump or displacement system, in which the components of the fuel pair can also participate. In addition, propellants are used to cool the liquid propellant rocket engine nozzle.

К недостаткам известного ракетного топлива также можно отнести низкую эффективность его использования.The disadvantages of the known rocket fuel can also be attributed to the low efficiency of its use.

Наивысший удельный импульс, получаемый от сгорания ракетного топлива у пары кислород + водород, который составляет - 4,4 км/с. На четверть ниже удельный импульс у пары кислород + керосин - 3,4 км/с. Удельный импульс пары нитроцеллюлоза + нитроглицерин - 2,5 км/с. См. «Военное обозрение. Вооружение. Энергетика ракетных топлив. 4 октября 2019 г.»The highest specific impulse obtained from the combustion of rocket fuel in the oxygen + hydrogen pair, which is 4.4 km / s. The specific impulse of the oxygen + kerosene pair is one quarter lower - 3.4 km / s. The specific impulse of a pair of nitrocellulose + nitroglycerin is 2.5 km / s. See "Military Review. Armament. Energy of rocket fuels. October 4, 2019 "

Поэтому наиболее предпочтительными продуктами сгорания являются молекулы воды. Известен ряд попыток использования воды для получения удара и в качестве топлива.Therefore, the most preferred combustion products are water molecules. There are a number of attempts to use water for shock and as fuel.

Известен так называемый «Эффект Юткина», (см. кн. Л.А. Юткин «Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности» Ленинград, «Машиностроение» Ленинградское отделение 1986 г.) при использовании которого, при подаче высоковольтного электрического разряда в воду возникает электрогидравлический удар. Эффект Юткина используется во многих отраслях промышленности, при очистке литья см. стр. 109-113 рис 41, 43, 44, 45, при очистке проката см. стр. 114 рис 46, при штамповке в машиностроении см. стр. 122 рис. 49, электрогидравлические молоты см. стр. 134 рис. 417, 418, электрогидравлические движители для плавающих транспортных средств, см. стр. 157 рис. 440, при взрывных работах см. стр. 161 рис. 5 1. и др.The so-called "Yutkin effect" is known (see the book. L. A. Yutkin "Electrohydraulic effect and its application in industry" Leningrad, "Mechanical engineering" Leningrad branch 1986) when using which, when a high-voltage electric discharge is applied to water, electrohydraulic shock. The Yutkin effect is used in many industries, for cleaning castings see pages 109-113 Fig. 41, 43, 44, 45, for cleaning rolled products see page 114 Fig. 46, for stamping in mechanical engineering see page 122 Fig. 49, electro-hydraulic hammers see page 134 fig. 417, 418, electrohydraulic propulsion systems for floating vehicles, see page 157 fig. 440, for blasting operations see page 161 fig. 5 1. and others.

Известен опыт, проводимый любителями физических явлений, с использованием электрогидравлического удара «См. видео youtude.com от 19 июня 2009 года «Опыты с Электрогидроударом» часть 4. Эффект Юткина». В указанном опыте электроды опускали в воду, налитую в жестяную банку и подавали высоковольтный разряд. В результате разряда в воде происходил электрогидравлический удар, при котором часть воды из банки выплескивалась. Продолжая, без какой либо системы, подавать на электроды высоковольтное питание, каждый раз происходил разряд в воде. Но в конце опыта подача высоковольтного разряда была подана после многократных разрядов в момент, когда электроды были не полностью опущены в воду и частично находились еще в воздухе. Произошел микровзрыв в воздухе, напугавший исследователей.Known experience, conducted by amateurs of physical phenomena, using electrohydraulic shock "See. video youtude.com from June 19, 2009 "Experiments with Electrohydroimpact" part 4. Yutkin effect ". In this experiment, the electrodes were immersed in water poured into a tin can and a high-voltage discharge was applied. As a result of the discharge in the water, an electrohydraulic shock occurred, in which part of the water from the can was splashed out. Continuing, without any system, to supply high-voltage power to the electrodes, each time there was a discharge in water. But at the end of the experiment, the high-voltage discharge was applied after multiple discharges at the moment when the electrodes were not completely immersed in the water and were partially still in the air. A micro-explosion occurred in the air, frightening the researchers.

Электрогидравлический удар произошел вследствие взрыва гремучего газа (смеси кислорода с водородом) образовавшегося при подаче разряда между электродами. Произошедший взрыв говорит о том, что при подаче высоковольтного электрического разряда в водную или в воздушную среду насыщенную парами (дисперсными частицами воды) происходит мгновенное разложение воды на смесь кислорода и водорода (гремучая смесь) которая моментально от этого же разряда взрывается.The electrohydraulic shock occurred due to the explosion of an explosive gas (a mixture of oxygen with hydrogen) formed when a discharge was applied between the electrodes. The explosion that has occurred indicates that when a high-voltage electric discharge is applied to a water or air medium saturated with vapors (dispersed particles of water), water instantly decomposes into a mixture of oxygen and hydrogen (explosive mixture), which immediately explodes from the same discharge.

Доказательством того, что в парах (мелкодисперсных частицах воды) могут произойти взрывы, говорит и факт происхождения грома во время разряда молнии в насыщенном влагой облаке во время грозы. Частицы воды в таких облаках находятся преимущественно в жидком состоянии. При снежной грозе (в зимних условиях), при возникновении электрического разряда - молний, закристаллизовавшиеся частицы воды мгновенно растапливаются, разлагаются на водород и кислород, воспламеняются и тоже происходит взрыв. При этом, в облаке (грозовой туче) создается обширный электрический разряд, который создает такое количество гремучей смеси, что от взрыва произошедшего на расстоянии в несколько километров сотрясаются в домах стекла.Evidence that explosions can occur in vapors (fine particles of water) is also evidenced by the fact of the origin of thunder during a lightning discharge in a cloud saturated with moisture during a thunderstorm. Particles of water in such clouds are predominantly in a liquid state. During a snowstorm (in winter conditions), when an electrical discharge occurs - lightning, crystallized water particles instantly melt, decompose into hydrogen and oxygen, ignite and also an explosion occurs. At the same time, an extensive electrical discharge is created in a cloud (thundercloud), which creates such an amount of an explosive mixture that from an explosion that occurred at a distance of several kilometers, glass in houses is shaken.

В 1880 году. Динес (Dines), наблюдая водяные шарики, из которых состоят туманы в Англии, пришел к заключению, что наблюдаемые им частицы тумана суть настоящие капельки воды, размеры которых колеблются от 0,016 до 0,127 мм. Позднее подобные же наблюдения были сделаны Ассманом на вершине Брокена, которая- особенно в холодное время года- находится в области наиболее энергичного образования облаков различных форм, образующихся то несколько выше, то немного ниже, то как раз на ее высоте. Ассман убедился, что все наблюдаемые им формы облаков, содержащих жидкую воду, состоят из настоящих капелек, размеры которых меняются между 0,006 мм (в верхних частях облаков) и 0,035 мм (в нижних его частях). См. Википедия. «Размеры капелек воды в грозовой туче».In 1880. Dines, observing the water balls that make up the fog in England, came to the conclusion that the fog particles he observed are real water droplets, the sizes of which range from 0.016 to 0.127 mm. Later, similar observations were made by Assmann at the Brocken summit, which, especially in the cold season, is in the region of the most vigorous formation of clouds of various forms, which are formed either slightly higher, sometimes slightly lower, or just at its height. Assman became convinced that all the cloud forms he observed, containing liquid water, consist of real droplets, the sizes of which vary between 0.006 mm (in the upper parts of the clouds) and 0.035 mm (in the lower parts of it). See Wikipedia. "Sizes of water droplets in a thundercloud."

В целях снижения расхода топлива, улучшения качества выхлопных газов, улучшения характеристик высокофорсированных двигателей снижения детонации и др. разработчики двигателей внутреннего сгорания, исследователи и разработчики двигателей в топливо добавляли воду, например, водные растворы спирта, которые отличаются устойчивостью к низким температурам, лучшим рассеиванием. Идея впрыска воды внутрь работающего двигателя появилась более ста лет назад. В начале 20 века английский профессор Хопкинсон успешно использовал экспериментальную систему впрыска воды для улучшения характеристик промышленных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Работы впрыска смеси воды и метанола в систему питания двигателей для повышения детонационной стойкости мотора с турбиной Oldsmobile F-85 Jetfire использовала компания General Motors. Немного раньше автомобильный производитель из Швеции выпустил автомобиль Saab 99 Turbo S, который оснащался впрыском воды. С 1983 года команды Формулы-1 Renault, Ferrari стали использовать данную технологию для повышения мощности своих машин. Однако надежных двигателей, использующих воду в качестве топлива так и не было создано.In order to reduce fuel consumption, improve the quality of exhaust gases, improve the characteristics of highly accelerated engines to reduce knocking, etc. developers of internal combustion engines, researchers and engine developers have added water to the fuel, for example, aqueous alcohol solutions, which are resistant to low temperatures and better dispersion. The idea of injecting water into a running engine appeared over a hundred years ago. At the beginning of the 20th century, the English professor Hopkinson successfully used an experimental water injection system to improve the performance of industrial internal combustion engines (ICEs). The work of injecting a mixture of water and methanol into the power supply system of the engines to increase the knock resistance of the engine with the Oldsmobile F-85 Jetfire turbine was used by General Motors. A little earlier, the Swedish car manufacturer released the Saab 99 Turbo S, which was equipped with water injection. Since 1983 Formula 1 teams Renault and Ferrari have been using this technology to increase the power of their cars. However, reliable engines using water as fuel have never been developed.

К недостаткам известных способов получения топлива из воды и ее растворов можно отнести сложность технологии получения такого топлива, невысокую эффективность использования, высокие энергетические затраты получения смеси топлива с водой и ограниченные возможности в увеличении мощности и создании требуемой тяги двигателя.The disadvantages of the known methods for producing fuel from water and its solutions include the complexity of the technology for obtaining such fuel, low efficiency of use, high energy costs of obtaining a mixture of fuel with water, and limited opportunities to increase power and create the required engine thrust.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности упрощение технологии получения газообразного топлива из воды и из ее растворов, повышение эффективности тяги и удельного импульса при сжигании топлива в камерах двигателя и сокращение материальных затрат при производстве топлива и изготовлении двигателей, использующих предлагаемый способ.The technical result of the proposed invention is to eliminate the shortcomings of the prototype, in particular to simplify the technology for producing gaseous fuel from water and from its solutions, to increase the efficiency of thrust and specific impulse when burning fuel in the engine chambers and to reduce material costs in the production of fuel and the manufacture of engines using the proposed method.

Поставленный технический результат достигается сочетанием использования общих с прототипом известных признаков, включающих подачу в камеру сгорания распыленной мелкодисперсной воды, воздействие на воду искровым разрядом высокого напряжения и использование образовавшейся энергии сжигания топлива для выполнения работы и новых признаков, заключающихся в том, что в ограниченный объем (камеру сгорания) подают мелкодисперсно распыленную воду и/или ее растворы, после чего на распыленную воду воздействуют обширным высоковольтным электрическим разрядом в 5000-1500000в при помощи, по меньшей мере, одной пары положительного и отрицательного электродов, при котором мелкодисперсную воду разлагают на газообразное топливо - кислород и водород (гремучая смесь) с одновременным его взрывным воспламенением от этого же разряда и направляют энергию от воспламенения образовавшегося газообразного топлива при помощи объемной формы камеры сгорания рабочим органам исполнительного механизма.The delivered technical result is achieved by combining the use of common with the prototype known features, including the supply of atomized fine water to the combustion chamber, exposure to the water by a high-voltage spark discharge and the use of the resulting energy of fuel combustion to perform work and new features, consisting in the fact that in a limited volume ( combustion chamber), finely dispersed water and / or its solutions are supplied, after which the sprayed water is exposed to an extensive high-voltage electric discharge of 5000-1500000V using at least one pair of positive and negative electrodes, in which finely dispersed water is decomposed into gaseous fuel - oxygen and hydrogen (explosive mixture) with its simultaneous explosive ignition from the same discharge and direct the energy from the ignition of the formed gaseous fuel using the volumetric form of the combustion chamber to the working bodies of the actuator.

В качестве топлива - воды и/или водных ее растворов для распыления в камере сгорания можно использовать антифриз и другие растворы, например, спиртовые, сахарные, гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные, а также содержащие калий, магний, натрий и др. в которых вода является растворителем.As fuel - water and / or its aqueous solutions for spraying in the combustion chamber, you can use antifreeze and other solutions, for example, alcohol, sugar, hydrocarbonate, sulfate, chloride, and also containing potassium, magnesium, sodium, etc. in which water is solvent.

Воду распыляют до дисперсности, при которой размеры капелек воды колеблются от 1,0 до 50 микрон.Water is sprayed to a fineness, at which the size of water droplets ranges from 1.0 to 50 microns.

Обширный высоковольтный электрический разряд получают путем выполнения соотношения площадей каждой пары положительного и отрицательного электродов равным от 1,0 до 0,1-1000,0.An extensive high-voltage electric discharge is obtained by making the area ratio of each pair of positive and negative electrodes equal from 1.0 to 0.1-1000.0.

Новизной предлагаемого способа является подача в ограниченный объем (в камеру сгорания) мелкодисперсно распыленной воды и/или ее растворов, после чего на распыленную воду воздействуют обширным высоковольтным электрическим разрядом в 5000 – 1500000 В при помощи, по меньшей мере, одной пары положительного и отрицательного электродов, при котором мелкодисперсную воду разлагают на газообразное топливо - кислород и водород (гремучая смесь) с одновременным его взрывным воспламенением от этого же разряда и направляют энергию от воспламенения образовавшегося газообразного топлива при помощи объемной формы камеры сгорания рабочим органам исполнительного механизма.The novelty of the proposed method is the supply of finely dispersed water and / or its solutions into a limited volume (into the combustion chamber), after which the sprayed water is exposed to an extensive high-voltage electric discharge of 5000 - 1500000 V using at least one pair of positive and negative electrodes , in which fine water is decomposed into gaseous fuel - oxygen and hydrogen (explosive mixture) with its simultaneous explosive ignition from the same discharge and energy is directed from the ignition of the formed gaseous fuel using the volumetric shape of the combustion chamber to the working bodies of the actuator.

Так, подача в ограниченный объем (в камеру сгорания) мелко дисперсно распыленной воды и/или ее растворов, после чего на распыленную воду воздействуют обширным высоковольтным электрическим разрядом в 5000-1500000 В при помощи, по меньшей мере, одной пары положительного и отрицательного электродов - позволяет мгновенно превратить воду в топливо - разложить воду или ее растворы на кислород и водород и воспламенить образовавшуюся смесь газов.Thus, the supply of finely dispersed water and / or its solutions into a limited volume (into the combustion chamber), after which the sprayed water is exposed to an extensive high-voltage electric discharge of 5000-1500000 V using at least one pair of positive and negative electrodes - allows you to instantly turn water into fuel - to decompose water or its solutions into oxygen and hydrogen and ignite the resulting mixture of gases.

Направление энергии от воспламенения газообразного топлива образованного от разложения воды и ее растворов при помощи объемной формы камеры сгорания рабочим органам исполнительного механизма позволяет осуществить полезную работу и использовать эту работу при создании двигателей различных конструкций и назначения. Изменением формы внутренней полости камеры сгорания от возгорания газообразного топлива можно получать ударные импульсы различной силы и формы, обеспечивающие высокие показатели работы в т.ч. кпд.The direction of energy from the ignition of gaseous fuel formed from the decomposition of water and its solutions with the help of the volumetric shape of the combustion chamber to the working bodies of the actuator allows you to carry out useful work and use this work when creating engines of various designs and purposes. By changing the shape of the internal cavity of the combustion chamber from the ignition of gaseous fuel, it is possible to obtain shock pulses of various strengths and shapes, providing high performance indicators, incl. efficiency.

Признаки использования в качестве топлива - воды и/или водных ее растворов для распыления в камере сгорания антифриза и других растворов, например, спиртовых, сахарных, гидрокарбонатных, сульфатных, хлоридных, а также содержащих калий, магний, натрий и др. в которых вода является растворителем, распыление воды до дисперсности, при которой размеры капелек воды колеблются от 1,0 до 50 микрон, получение обширный высоковольтного электрического разряда путем выполнения соотношения площадей каждой пары положительного и отрицательного электродов равным от 1,0 до 0,1-1000,0 - более подробно раскрывают особенности выполнения основных операций-признаков предложенного способа и способствуют достижению поставленного предполагаемым изобретением технического результата.Signs of using water and / or its aqueous solutions as fuel for spraying antifreeze and other solutions in the combustion chamber, for example, alcohol, sugar, hydrocarbonate, sulfate, chloride, and also containing potassium, magnesium, sodium, etc. in which water is solvent, spraying water to dispersion, at which the size of water droplets ranges from 1.0 to 50 microns, obtaining an extensive high-voltage electric discharge by performing the ratio of the areas of each pair of positive and negative electrodes equal to from 1.0 to 0.1-1000.0 - disclose in more detail the peculiarities of performing the basic operations-signs of the proposed method and contribute to the achievement of the technical result set by the alleged invention.

Так, использование в качестве воды или водного раствора для распыления в камере сгорания антифриза и других растворов, например, спиртовых, сахарных, гидрокарбонатных, сульфатных, хлоридных, содержащих калий, магний, натрий и др., в которых вода является растворителем способствует оказанию влияния на качество разряда-искрообразования, получая жесткую или более мягкую реактивную тягу.So, the use of antifreeze and other solutions as water or an aqueous solution for spraying in the combustion chamber, for example, alcohol, sugar, hydrocarbonate, sulfate, chloride, containing potassium, magnesium, sodium, etc., in which water is a solvent helps to influence the quality of the discharge-sparking, obtaining a hard or softer jet thrust.

Патентно-информационный поиск, проведенный в процессе подготовки материалов, сочетания предложенных известных и новых признаков предполагаемого изобретения в патентной и научно-технической литературе - не выявил, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.Patent information search, carried out in the process of preparing materials, a combination of the proposed known and new features of the proposed invention in the patent and scientific and technical literature, did not reveal, which makes it possible to classify the features as having novelty.

Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и позволяет получить более высокий технический результат, то предлагаемые существенные признаки можно признать соответствующими критерию - изобретательский уровень.Since the proposed combination of features is not known from the state of the art and allows a higher technical result to be obtained, the proposed essential features can be recognized as meeting the criterion of inventive step.

Описание осуществления предлагаемого устройства и проведенные опытные работы позволяют отнести предложенный способ к промышленно выполнимым.The description of the implementation of the proposed device and the experimental work carried out make it possible to classify the proposed method as industrially feasible.

На фиг. 1 схематично представлена камера сгорания, при помощи которой осуществляется предлагаемый способ.FIG. 1 schematically shows a combustion chamber with which the proposed method is carried out.

Камера сгорания выполнена в виде корпуса 1, конусообразной частью 2 камеры сгорания и сопла 3. В конусообразной части 2, в полости камеры сгорания смонтирована, по меньшей мере, одна пара - отрицательный 4 и положительный 5 электродов, связанных с аккумулятором 6, преобразователем 7 электрической энергии в высоковольтную и средством 8 подачи разряда с заданной частотой между электродами-разрядниками 4 и 5. На боковых сторонах конусообразной части 2 камеры сгорания установлены форсунки 9 подачи распыленной мелкодисперсной воды и/или ее растворов. Для получения обширного разряда с заданной длиной и мощностью искры отрицательный электрод 4 по размерам выполнен больше положительного электрода 5 с соотношением площадей каждой пары положительного и отрицательного электродов равным от 1,0 до 0,1-1000,0.The combustion chamber is made in the form of a housing 1, a cone-shaped part 2 of the combustion chamber and a nozzle 3. In the cone-shaped part 2, in the cavity of the combustion chamber, at least one pair is mounted - negative 4 and positive 5 electrodes connected to a battery 6, an electrical converter 7 energy into the high-voltage and means 8 for supplying a discharge with a predetermined frequency between the spark gap electrodes 4 and 5. On the sides of the cone-shaped part 2 of the combustion chamber, nozzles 9 for supplying atomized fine water and / or its solutions are installed. To obtain an extensive discharge with a given spark length and power, the negative electrode 4 is made larger than the positive electrode 5 with the area ratio of each pair of positive and negative electrodes equal to from 1.0 to 0.1-1000.0.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: При помощи форсунок 9 в камеру сгорания впрыскивается очищенная от твердых примесей вода и/или ее растворы в виде мелкодисперсной составляющей, а на электроды 4 и 5 от преобразователя 7 и распределителя 8 подачи разряда с заданной частотой между электродами-разрядниками 4 и 5 подается высоковольтное напряжение 5000-1500000в. Между электродами 4 и 5 происходит разряд заданной длины, соответствующий габаритам камеры сгорания и находящаяся между электродами мелкодисперсная вода мгновенно в виде облака 10 разлагается на водород и кислород, образуя так называемую «гремучую смесь», которая от этого же разряда взрывоподобно возгорается, создавая направленную конусообразной геометрией камеры сгорания ударную волну. Ударная волна поступает в сопло 3, создавая реактивную тягу. Изменением частоты впрыскивания (включая постоянное впрыскивание) воды и/или ее растворов в камеру сгорания и частоты разряда при помощи распределителя зажигания 8 между парами электродов-разрядников 4 и 5, а также изменением величины высоковольтного разряда 5000-1500000в можно повышать или понижать мощность удельного импульса (ударной волны), получаемого от сгорания полученного предложенным способом газообразного топлива.The proposed method is carried out as follows: With the help of nozzles 9, water purified from solid impurities and / or its solutions in the form of a finely dispersed component is injected into the combustion chamber, and onto electrodes 4 and 5 from the converter 7 and distributor 8 of the discharge supply with a given frequency between the spark gap electrodes 4 and 5, a high-voltage voltage of 5000-1500000V is supplied. Between the electrodes 4 and 5, a discharge of a given length occurs, corresponding to the dimensions of the combustion chamber, and the finely dispersed water between the electrodes instantly decomposes in the form of a cloud 10 into hydrogen and oxygen, forming a so-called "explosive mixture", which from the same discharge ignites explosively, creating a directed cone-shaped combustion chamber geometry shock wave. The shock wave enters the nozzle 3, creating a jet thrust. By changing the frequency of injection (including constant injection) of water and / or its solutions into the combustion chamber and the discharge frequency using the ignition distributor 8 between pairs of spark gap electrodes 4 and 5, as well as changing the magnitude of the high-voltage discharge 5000-1500000V, it is possible to increase or decrease the power of the specific impulse (shock wave) obtained from the combustion of the gaseous fuel obtained by the proposed method.

Использованием в качестве водного раствора для распыления в камере сгорания антифриза и других растворов, например, спиртовых, сахарных, гидрокарбонатных, сульфатных, хлоридных, содержащих калий, магний, натрий и др. в которых вода является растворителем можно влиять на качество искрообразования, получая жесткую и/или более мягкую реактивную тягу.The use of antifreeze and other solutions as an aqueous solution for spraying in the combustion chamber, for example, alcohol, sugar, hydrocarbonate, sulfate, chloride, containing potassium, magnesium, sodium, etc. in which water is a solvent, you can influence the quality of spark formation, getting hard and / or softer jet thrust.

Конкретный пример осуществления предлагаемого способа.A specific example of the implementation of the proposed method.

При помощи форсунок 9 в камеру сгорания впрыскивают (прошедшую через фильтр) очищенную от твердых примесей воду в виде мелкодисперсных капель с размерами от 1,0 до 50 микрон, а на электроды 4 и 5 от преобразователя 8 подают высоковольтное напряжение в 50000 вольт. Между электродами 4 и 5 происходит разряд заданной длины, соответствующий габаритам камеры сгорания и находящаяся между электродами 4 и 5 мелкодисперсная вода мгновенно в виде облака 10 разлагается на водород и кислород, образуя так называемую «гремучую смесь», которая от этого же разряда взрывоподобно возгорается, образуя направленную конусообразной геометрией камеры сгорания ударную волну. Ударная волна поступает в сопло 3, создавая реактивную тягу. При постоянном впрыскивании воды в камеру сгорания и при частоте разряда эквивалентной скорости вращения вала двигателя, например, в 10000 оборотов в минуту при помощи распределителя зажигания между парами электродов-разрядников, образование и возгорание образовавшейся газовой смеси топлива становится непрерывным без ударных нагрузок на конструктивные элементы камеры сгорания.Using nozzles 9, water purified from solid impurities is injected into the combustion chamber (passed through the filter) in the form of fine droplets with sizes from 1.0 to 50 microns, and a high-voltage voltage of 50,000 volts is applied to electrodes 4 and 5 from converter 8. Between electrodes 4 and 5, a discharge of a given length occurs, corresponding to the dimensions of the combustion chamber, and the finely dispersed water between electrodes 4 and 5 instantly decomposes in the form of a cloud 10 into hydrogen and oxygen, forming a so-called "explosive mixture", which ignites explosively from the same discharge, forming a shock wave directed by the cone-shaped geometry of the combustion chamber. The shock wave enters the nozzle 3, creating a jet thrust. With the constant injection of water into the combustion chamber and at a discharge frequency of the equivalent engine shaft rotation speed, for example, at 10,000 rpm using an ignition distributor between pairs of spark gap electrodes, the formation and ignition of the resulting gas mixture of fuel becomes continuous without shock loads on the structural elements of the chamber combustion.

Использование предлагаемого способа позволит устранить недостатки известных автомобильных, турбореактивных и реактивных двигателей, связанных со сложностью конструкции, исключить емкости для окислителя, сжатого воздуха и ряд оборудования для нагнетания и сжатия воздуха, снизить расход топлива и перейти на другой широкодоступный вид топлива -воду, получить хорошие возможности в увеличении мощности и создании требуемой тяги двигателя.The use of the proposed method will eliminate the disadvantages of known automobile, turbojet and jet engines associated with the complexity of the design, exclude containers for the oxidizer, compressed air and a number of equipment for air injection and compression, reduce fuel consumption and switch to another widely available type of fuel - water, get good opportunities to increase power and create the required engine thrust.

Использование двигателей предлагаемой конструкции позволит создать экологически чистые двигатели, существенно поднять технический уровень двигателестроения, создать многочисленные варианты двигателей для использования в быту и в оборонной промышленности с использованием доступного для каждого человека вида топлива - воды.The use of engines of the proposed design will allow creating environmentally friendly engines, significantly raising the technical level of engine building, creating numerous options for engines for use in everyday life and in the defense industry using the type of fuel available to everyone - water.

Claims (4)

1. Способ получения, сжигания и использования топлива из воды и ее растворов, включающий подачу в камеру сгорания распыленной мелкодисперсной воды, воздействие на воду искровым разрядом высокого напряжения и использование образовавшейся энергии сжигания топлива для выполнения работы, отличающийся тем, что в ограниченный объем камеры сгорания подают мелкодисперсно распыленную воду и/или ее растворы, после чего на распыленную воду воздействуют обширным высоковольтным электрическим разрядом в 5000-1500000 В при помощи по меньшей мере одной пары положительного и отрицательного электродов, при котором мелкодисперсную воду разлагают на газообразное топливо - кислород и водород (гремучая смесь) с одновременным его взрывным воспламенением от этого же разряда и направляют энергию от воспламенения образовавшегося газообразного топлива при помощи объемной формы камеры сгорания рабочим органам исполнительного механизма.1. A method of obtaining, burning and using fuel from water and its solutions, including feeding atomized fine water into the combustion chamber, exposing the water to a high voltage spark discharge and using the generated energy of fuel combustion to perform work, characterized in that a limited volume of the combustion chamber finely dispersed water and / or its solutions are fed, after which the sprayed water is exposed to an extensive high-voltage electric discharge of 5000-1500000 V using at least one pair of positive and negative electrodes, in which fine water is decomposed into gaseous fuel - oxygen and hydrogen ( explosive mixture) with its simultaneous explosive ignition from the same discharge and direct the energy from the ignition of the formed gaseous fuel using the volumetric form of the combustion chamber to the working bodies of the actuator. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве топлива - воды и/или водных ее растворов для распыления в камере сгорания можно использовать антифриз и другие растворы, например спиртовые, сахарные, гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные, а также содержащие калий, магний, натрий и др., в которых вода является растворителем.2. The method according to claim 1, characterized in that antifreeze and other solutions, such as alcohol, sugar, hydrocarbonate, sulfate, chloride, and also containing potassium, can be used as fuel - water and / or its aqueous solutions for spraying in the combustion chamber , magnesium, sodium, etc., in which water is a solvent. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воду распыляют до дисперсности, при которой размеры капелек воды колеблются от 1,0 до 50 микрон.3. The method according to claim 1, characterized in that the water is sprayed to a fineness, at which the size of water droplets ranges from 1.0 to 50 microns. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обширный высоковольтный электрический разряд получают путем выполнения соотношения площадей каждой пары положительного и отрицательного электродов, равного от 0,1 до 1000,0.4. The method according to claim. 1, characterized in that an extensive high-voltage electrical discharge is obtained by making the area ratio of each pair of positive and negative electrodes equal to from 0.1 to 1000.0.
RU2020121031A 2020-06-17 2020-06-17 Method for producing, burning and using fuel from water and solutions thereof RU2742403C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121031A RU2742403C1 (en) 2020-06-17 2020-06-17 Method for producing, burning and using fuel from water and solutions thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121031A RU2742403C1 (en) 2020-06-17 2020-06-17 Method for producing, burning and using fuel from water and solutions thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2742403C1 true RU2742403C1 (en) 2021-02-05

Family

ID=74554624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020121031A RU2742403C1 (en) 2020-06-17 2020-06-17 Method for producing, burning and using fuel from water and solutions thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2742403C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794687C1 (en) * 2022-09-14 2023-04-24 Владимир Федорович Петрищев Liquid rocket engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4410470A (en) * 1981-01-07 1983-10-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Increasing burning rate of solid propellants by electric field effects
RU2554255C1 (en) * 2014-02-05 2015-06-27 Виталий Степанович Морозов Electric-detonation intermittent-cycle jet engine
RU161984U1 (en) * 2014-12-16 2016-05-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) DEVICE FOR MIXING FORMATION AND IGNITION OF THE WORKING MIXTURE OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2598984C2 (en) * 2015-01-12 2016-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" Method of increasing hybrid rocket engine thrust

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4410470A (en) * 1981-01-07 1983-10-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Increasing burning rate of solid propellants by electric field effects
RU2554255C1 (en) * 2014-02-05 2015-06-27 Виталий Степанович Морозов Electric-detonation intermittent-cycle jet engine
RU161984U1 (en) * 2014-12-16 2016-05-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) DEVICE FOR MIXING FORMATION AND IGNITION OF THE WORKING MIXTURE OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2598984C2 (en) * 2015-01-12 2016-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" Method of increasing hybrid rocket engine thrust

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794687C1 (en) * 2022-09-14 2023-04-24 Владимир Федорович Петрищев Liquid rocket engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2926613A (en) Composite rocket-ram jet fuel
CA1243848A (en) Gas compressor for jet engine
CA2268983A1 (en) Ignition by electromagnetic radiation
CN101975124B (en) Spark plug type electric ignition coaxial nozzle shearing device
RU2742403C1 (en) Method for producing, burning and using fuel from water and solutions thereof
Daniau et al. Pulsed and rotating detonation propulsion systems: first step toward operational engines
RU2749934C1 (en) Liquid turbine engine
RU2749933C1 (en) Liquid propulsion engine
RU2545613C1 (en) Liquid propellant rocket engine
RU2387582C2 (en) Complex for reactive flight
Pinto et al. Scalability of gelled propellant rocket motors
RU2763804C1 (en) Internal combustion engine
US2636342A (en) Method for increasing the thrust of jet engines by the use of rapidly decomposable nitrogen compounds
RU2546385C1 (en) Vtol aircraft
RU2529935C1 (en) Hypersonic ramjet engine and concept of combustion
US3035412A (en) Combustion devices, more particularly for continuous-flow reaction propulsion units
Jindal Pulse Detonation Engine-A Next Gen Propulsion
RU187985U1 (en) HYPERSONIC AIRCRAFT ENGINE WITH RECTANGULAR AIR-REACTIVE ENGINE
RU2490173C1 (en) Vtol aircraft
WO2021146779A1 (en) Pulse detonation jet engine (propulsor) vujin
WO2006061615A9 (en) An engine which operates on water
RU2161717C2 (en) Device to increase efficiency of heat engine
RU2609549C1 (en) Return stage of rocket vehicle and method of its operation
CN109931185A (en) A kind of monoblock type pinking punching engine
RU2784128C1 (en) Hybrid detonating reactive power plant of krishtop (hdrppk) and method of functioning of hdrppk (options)