RU121304U1

RU121304U1 - ENERGY GENERATOR

Info

Publication number: RU121304U1
Application number: RU2012123351/28U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Моторкин
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2012-10-20

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению и может найти применение при снабжении гидро-пневмоэнергией механизмов, работающих от гидропневмоаккумулятора, для подзарядки гидропневмоаккумуляторов. Генератор энергии содержит связанную с гидропневмоаккумулятором камеру сгорания, связанную с баком для энергоносителя и баком для воды, снабженную предохранительными и обратными клапанами, оснащенную средством воспламенения энергоносителя и распределительным узлом. Камера сгорания выполнена в виде емкости с массивными стенками, рассчитанными на работу при давлении, по меньшей мере 60 МПа, полости камеры сгорания придана округлая, предпочтительно шарообразная форма. В состав генератора включен стартовый источник давления, выполненный в виде ресивера или пневмоаккумулятора, с возможностью работы при давлении до 6 МПа, и с возможностью сообщения с камерой сгорания на различных этапах рабочего цикла или баком для энергоносителя и баком для воды. В качестве средств воспламенения энергоносителя использованы стартовый источник давления и свеча накаливания. Распределительный узел выполнен с возможностью последовательного соединения полости камеры сгорания с баком для воды и баком для энергоносителя, затем со стартовым источником давления, затем с гидропневмоаккумулятором, затем со стартовым источником давления, затем с атмосферой, с последующим повторением этой последовательности. Кроме того, распределительный узел выполнен в виде патрубка с цилиндрической или конической полостью, в стенках которого выполнены сквозные отверстия, каждое из которых сообщено с одним из узлов коммутируемых с камерой сгорания, при этом в полости патрубка установлен золотник соответствующей формы, с возможностью вращения соосно с продольной осью патрубка, содержащий продольный канал, конец которого сообщен с наружной поверхностью золотника боковым отводом, при этом сквозные отверстия в стенках патрубка размещены с возможностью поочередного их сообщения с боковым отводом золотника, причем выхлопное отверстие камеры сгорания снабжено отдельным выхлопным клапаном, выполненным с возможностью согласования работы с работой золотника. Узлы генератора энергии, коммутируемые с камерой сгорания в процессе подвода топлива, воды и подвода-отвода рабочего тела сообщены с ней через обратные клапаны. На каналах, сообщающих выходы стартового источника давления с камерой сгорания и баками для воды и энергоносителя, установлены редукционные клапаны, выполненные с возможностью снижения уровня давления газовой среды до рабочего в названных узлах, на соответствующих этапах рабочего цикла. Технический результат - упрощение конструкции генератора и, в т.ч., камеры сгорания в которой отсутствуют подвижные части, при этом полезно используется вся энергия генерируемой рабочей среды. Кроме того, появляется возможность использования любых видов углеводородного топлива и газообразного (природный газ или очищенные горючие газы, как углеводородные, так и водород) и жидкого, от мазута до бензина и дизельного топлива, обеспечивается возможность использования неподготовленной пресной или минерализованной воды, в т.ч. морской. Кроме того, резко снижается выброс токсичных газов в выхлопе камеры сгорания. Конструкция нечувствительна к загрязнению топлива и воды твердыми частицами размером до 1-2 мм. 2 илл. The utility model relates to mechanical engineering and can find application in the supply of hydro-pneumatic energy to mechanisms operating from a hydropneumatic accumulator for recharging hydropneumatic accumulators. The energy generator contains a combustion chamber connected to the hydro-pneumatic accumulator, connected to the energy carrier and the water tank, equipped with safety and non-return valves, equipped with means for igniting the energy carrier and the distribution unit. The combustion chamber is made in the form of a tank with massive walls, designed to operate at a pressure of at least 60 MPa, the cavity of the combustion chamber is given a rounded, preferably spherical, shape. The generator includes a starting pressure source, made in the form of a receiver or a pneumatic accumulator, with the ability to work at a pressure of up to 6 MPa, and with the ability to communicate with the combustion chamber at various stages of the duty cycle or the energy tank and water tank. As a means of igniting the energy source, a starting pressure source and a glow plug were used. The distribution unit is configured to connect the combustion chamber cavity in series with the water tank and the energy tank, then with a starting pressure source, then with a hydropneumatic accumulator, then with a starting pressure source, then with the atmosphere, followed by the repetition of this sequence. In addition, the distribution unit is made in the form of a nozzle with a cylindrical or conical cavity, in the walls of which there are through holes, each of which is in communication with one of the nodes commutated with the combustion chamber, while a spool of the corresponding shape is installed in the cavity of the nozzle, with the possibility of rotation coaxially with the longitudinal axis of the nozzle containing a longitudinal channel, the end of which is connected to the outer surface of the spool by a lateral outlet, while through holes in the walls of the nozzle are placed with the possibility of their rare communication with the side outlet of the spool, and the exhaust hole of the combustion chamber is equipped with a separate exhaust valve, made with the possibility of coordinating the work with the work of the spool. The nodes of the energy generator, commutated with the combustion chamber in the process of supplying fuel, water and supply / removal of the working fluid are communicated with it through check valves. On the channels communicating the outputs of the starting pressure source with a combustion chamber and water and energy tanks, pressure reducing valves are installed that are capable of lowering the pressure level of the gaseous medium to the working pressure in the said nodes at the corresponding stages of the working cycle. The technical result is a simplification of the design of the generator and, in particular, the combustion chamber in which there are no moving parts, while all the energy of the generated working medium is useful. In addition, it becomes possible to use any type of hydrocarbon fuel and gaseous (natural gas or purified combustible gases, both hydrocarbon and hydrogen) and liquid, from fuel oil to gasoline and diesel fuel, it is possible to use unprepared fresh or mineralized water, in t. hours nautical. In addition, the emission of toxic gases in the exhaust of the combustion chamber is sharply reduced. The design is insensitive to contamination of fuel and water by solid particles up to 1-2 mm in size. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к генераторам энергии, в которых в качестве носителя энергии используются жидкости или газы. Устройство может найти применение при снабжении гидро-пневмоэнергией механизмов, работающих от гидропневмоаккумулятора для подзарядки гидропневмоаккумуляторов.The utility model relates to mechanical engineering, namely to engine building, in particular to energy generators in which liquids or gases are used as energy carriers. The device can be used when supplying hydro-pneumatic energy to mechanisms operating from a hydropneumatic accumulator for recharging hydropneumatic accumulators.

Известен генератор энергии, содержащий связанную с гидропневмоаккумулятором камеру сгорания, связанную с баком для энергоносителя, снабженную предохранительными и обратными клапанами, оснащенную средством воспламенения энергоносителя и распределительным узлом (см. RU №2324828, кл. F02B 71/04, 2006).A known energy generator containing a combustion chamber associated with a hydropneumatic accumulator, connected to an energy carrier tank, equipped with safety and non-return valves, equipped with an energy carrier ignition device and a distribution unit (see RU No. 2323228, class F02B 71/04, 2006).

Недостатки этого устройства - ограниченный диапазон видов топлива, которые могут быть использованы в генераторе. Кроме того, при взрыве топлива в камере взрыва от воздействия взрывной волны происходит вспенивание рабочего тела, в качестве которого могут использоваться масляные жидкости, которое обволакивает свечу зажигания, что может прервать процесс включения, создания искры. Отсутствие системы охлаждения камеры взрыва ведет к ее перегреву, что может привести к аварийной ситуации. Кроме того, выхлопные газы существенно загрязняют атмосферу. При этом использование газа, как носителя энергии полученной при взрывном сжигании топлива, вследствие их небольшой массы недостаточно эффективно.The disadvantages of this device are the limited range of fuels that can be used in the generator. In addition, during a fuel explosion in the explosion chamber from the action of the blast wave, foaming of the working fluid occurs, which can be used as oil fluids, which envelops the spark plug, which can interrupt the process of switching on, creating a spark. The absence of a cooling system for the explosion chamber leads to its overheating, which can lead to an emergency. In addition, exhaust fumes significantly pollute the atmosphere. At the same time, the use of gas as a carrier of energy obtained during explosive combustion of fuel, due to their small mass, is not effective enough.

Известен также генератор энергии, содержащий связанную с гидропневмоаккумулятором камеру сгорания, связанную с баком для энергоносителя и баком для воды, снабженную предохранительными и обратными клапанами, оснащенную средством воспламенения энергоносителя и распределительным узлом (см. RU №2396445, F02B 71/00, F02B 75/32, 2008).There is also known an energy generator containing a combustion chamber connected to a hydropneumatic accumulator, connected to an energy carrier and a water tank, equipped with safety and non-return valves, equipped with an igniter of an energy carrier and a distribution unit (see RU No. 2396445, F02B 71/00, F02B 75 / 32, 2008).

Недостатки этого устройства - конструктивная сложность, в первую очередь камеры сгорания, которая определяет общую работоспособность устройства - наличие в ней подвижных элементов, способствующих повышению ее живучести при взрывном горении энергоносителя (топлива) - компенсирующих ударные нагрузки, проявляющиеся при этом. Кроме того, для работы устройства используется дистиллированная вода и ограниченный диапазон видов топлива, что усложняет эксплуатацию устройства и способствует росту эксплуатационных расходов.The disadvantages of this device are the structural complexity, primarily the combustion chamber, which determines the overall operability of the device - the presence of movable elements in it, which increase its survivability during explosive combustion of an energy carrier (fuel) - compensating for the shock loads that are manifested in this case. In addition, distilled water and a limited range of fuels are used to operate the device, which complicates the operation of the device and contributes to an increase in operating costs.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение - упрощение конструкции генератора и его эксплуатации.The task to which the claimed invention is directed is to simplify the design of the generator and its operation.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи - упрощение конструкции генератора и, в т.ч., камеры сгорания в которой отсутствуют подвижные части, при этом полезно используется вся энергия генерируемой рабочей среды. Кроме того, появляется возможность использования любых видов углеводородного топлива и газообразного (природный газ или очищенные горючие газы, как углеводородные, так и водород) и жидкого, от мазута до бензина и дизельного топлива. Кроме того, обеспечивается возможность использования неподготовленной пресной или минерализованной воды, в т.ч. морской. Кроме того, резко снижается выброс токсичных газов в выхлопе камеры сгорания. Конструкция нечувствительна к загрязнению топлива и воды твердыми частицами размером до 1-2 мм.The technical result that manifests itself in solving the problem is to simplify the design of the generator and, in particular, the combustion chamber in which there are no moving parts, all the energy of the generated working medium is useful. In addition, it becomes possible to use any type of hydrocarbon fuel and gaseous (natural gas or purified combustible gases, both hydrocarbon and hydrogen) and liquid, from fuel oil to gasoline and diesel fuel. In addition, it is possible to use unprepared fresh or saline water, including nautical. In addition, the emission of toxic gases in the exhaust of the combustion chamber is sharply reduced. The design is insensitive to contamination of fuel and water by solid particles up to 1-2 mm in size.

Поставленная задача решается тем, что генератор энергии, содержащий связанную с гидропневмоаккумулятором камеру сгорания, связанную с баком для энергоносителя и баком для воды, снабженную предохранительными и обратными клапанами, оснащенную средством воспламенения энергоносителя и распределительным узлом отличается тем, что камера сгорания выполнена в виде емкости с массивными стенками, рассчитанными на работу при давлении, по меньшей мере 60 МПа, при этом в состав генератора включен стартовый источник давления, выполненный в виде ресивера или пневмоаккумулятора, с возможностью работы при давлении до 6 МПа, и с возможностью сообщения с камерой сгорания на различных этапах рабочего цикла или баком для энергоносителя и баком для воды, при этом в качестве средств воспламенения энергоносителя использованы стартовый источник давления и свеча накаливания, причем, распределительный узел выполнен с возможностью последовательного соединения полости камеры сгорания с баком для воды и баком для энергоносителя, затем со стартовым источником давления, затем с гидропневмоаккумулятором, затем со стартовым источником давления, затем с атмосферой, с последующим повторением этой последовательности. Кроме того, полости камеры сгорания придана округлая, предпочтительно шарообразная форма. Кроме того, распределительный узел выполнен в виде патрубка с цилиндрической или конической полостью, в стенках которого выполнены сквозные отверстия, каждое из которых сообщено с одним из узлов коммутируемых с камерой сгорания, при этом в полости патрубка установлен золотник соответствующей формы, с возможностью вращения соосно с продольной осью патрубка, содержащий продольный канал, конец которого сообщен с наружной поверхностью золотника боковым отводом, при этом сквозные отверстия в стенках патрубка размещены с возможностью поочередного их сообщения с боковым отводом золотника, причем выхлопное отверстие камеры сгорания снабжено отдельным выхлопным клапаном, выполненным с возможностью согласования работы с работой золотника. Кроме того, узлы генератора энергии, коммутируемые с камерой сгорания в процессе подвода топлива, воды и подвода-отвода рабочего тела сообщены с ней через обратные клапаны. Кроме того, на каналах, сообщающих выходы стартового источника давления с камерой сгорания и баками для воды и энергоносителя, установлены редукционные клапаны, выполненные с возможностью снижения уровня давления газовой среды до рабочего в названных узлах, на соответствующих этапах рабочего цикла.The problem is solved in that the energy generator containing a combustion chamber connected to the hydro-pneumatic accumulator, connected to the energy carrier and the water tank, equipped with safety and non-return valves, equipped with igniter of the energy carrier and the distribution unit is characterized in that the combustion chamber is made in the form of a tank with massive walls designed to operate at a pressure of at least 60 MPa, while the starting pressure source, made in the form of a res an Iver or pneumatic accumulator, with the possibility of operating at a pressure of up to 6 MPa, and with the possibility of communicating with the combustion chamber at various stages of the operating cycle or the energy tank and the water tank, while the starting pressure source and glow plug are used as means of igniting the energy carrier, , the distribution unit is made with the possibility of serial connection of the cavity of the combustion chamber with a water tank and a tank for energy, then with a starting pressure source, then with hydropneumatic accumulator insulators, then with a starting pressure source, then to the atmosphere, followed by repetition of this sequence. In addition, the cavity of the combustion chamber is given a rounded, preferably spherical, shape. In addition, the distribution unit is made in the form of a nozzle with a cylindrical or conical cavity, in the walls of which there are through holes, each of which is connected to one of the nodes commutated with the combustion chamber, while a spool of the corresponding shape is installed in the cavity of the nozzle, with the possibility of rotation coaxially with the longitudinal axis of the nozzle containing a longitudinal channel, the end of which is connected to the outer surface of the spool by a lateral outlet, while through holes in the walls of the nozzle are placed with the possibility of their rare communication with the side outlet of the spool, and the exhaust hole of the combustion chamber is equipped with a separate exhaust valve, made with the possibility of coordinating the work with the work of the spool. In addition, the nodes of the energy generator, commutated with the combustion chamber in the process of supplying fuel, water and supply / removal of the working fluid are communicated with it through check valves. In addition, pressure reducing valves are installed on the channels communicating the outputs of the starting pressure source with a combustion chamber and tanks for water and energy carrier, made with the possibility of lowering the pressure level of the gas medium to the working one in the said nodes at the corresponding stages of the working cycle.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."

Признаки отличительной части формулы полезной модели обеспечивают достижение заявленного технического результата, а именно - упрощение конструкции генератора и, в т.ч. камеры сгорания в которой отсутствуют подвижные части, при этом полезно используется вся энергия генерируемой рабочей среды. Кроме того, появляется возможность использования любых видов углеводородного топлива и газообразного (природный газ или очищенные горючие газы, как углеводородные, так и водород) и жидкого, от мазута до бензина и дизельного топлива. Кроме того, обеспечивается возможность использования неподготовленной пресной или минерализованной воды, в т.ч. морской. Кроме того, резко снижается выброс токсичных газов в выхлопе камеры сгорания. Конструкция нечувствительна к загрязнению топлива и воды твердыми частицами размером до 1-2 мм.The signs of the distinctive part of the utility model formula ensure the achievement of the claimed technical result, namely, the simplification of the design of the generator and, incl. a combustion chamber in which there are no moving parts, while all the energy of the generated working medium is useful. In addition, it becomes possible to use any type of hydrocarbon fuel and gaseous (natural gas or purified combustible gases, both hydrocarbon and hydrogen) and liquid, from fuel oil to gasoline and diesel fuel. In addition, it is possible to use unprepared fresh or saline water, including nautical. In addition, the emission of toxic gases in the exhaust of the combustion chamber is sharply reduced. The design is insensitive to contamination of fuel and water by solid particles up to 1-2 mm in size.

Заявленная полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых показаны: на фиг.1 - общая схема генератора энергии; на фиг.2 - показан поперечный разрез распределительного узла (патрубка с золотником).The claimed utility model is illustrated by drawings, in which are shown: in Fig.1 - a general diagram of a power generator; figure 2 - shows a cross section of a distribution node (pipe with spool).

На чертежах показаны камера сгорания 1, патрубок 2, сквозные отверстия 3 в его стенке, золотник 4 с продольным каналом 5 и боковым отводом 6, гидропневмоаккумулятор 7, бак для энергоносителя 8, бак для воды 9, пневмоаккумулятор 10, свеча накаливания 11, первый 12 и второй 13 редукционные клапаны, первый 14 и второй 15 выходы пневмоаккумулятора 10, выхлопное отверстие 16 с выхлопным клапаном 17, предохранительный клапан 18, обратные клапаны 19, продольная ось 20 патрубка 2, вал 21 золотника 4, запорные краны 22.The drawings show a combustion chamber 1, pipe 2, through holes 3 in its wall, a spool 4 with a longitudinal channel 5 and a side outlet 6, a hydraulic accumulator 7, an energy tank 8, a water tank 9, an air accumulator 10, a glow plug 11, the first 12 and the second 13 pressure reducing valves, the first 14 and second 15 outputs of the pneumatic accumulator 10, the exhaust hole 16 with the exhaust valve 17, the safety valve 18, the check valves 19, the longitudinal axis 20 of the pipe 2, the shaft 21 of the spool 4, shut-off valves 22.

Кроме того, в составе генератора энергии использованы трубопроводы известной конструкции, рассчитанные на передачу рабочих агентов (газа или жидкости) под давлением, соответствующим рабочему давлению коммутируемых узлов устройства (на чертежах показаны линиями). Диаметр их проходного сечения достаточно велик - порядка 5 мм. В составе генератора энергии использованы запорные краны 22, известной конструкции, рассчитанные на передачу рабочих агентов (газа или жидкости) под давлением соответствующим рабочему давлению в трубопроводе, на котором запорное устройство установлено. Названные запорные краны 22 выполнены дистанционно управляемыми. Управление работой узлов и элементов генератора энергии осуществляют посредством компьютеризованной системы управления, выполненной известным образом (на чертежах не показана) по типу используемой для управления двигателем в автомобилях, что позволяет точно дозировать расход энергоносителя и воды.In addition, the structure of the energy generator used pipelines of known design, designed to transfer working agents (gas or liquid) under pressure corresponding to the working pressure of the switching nodes of the device (shown in the drawings by lines). The diameter of their bore is quite large - about 5 mm. The power generator used shut-off valves 22, of known design, designed to transfer working agents (gas or liquid) under pressure corresponding to the working pressure in the pipeline on which the shut-off device is installed. Said stopcocks 22 are made remotely controlled. The operation of the nodes and elements of the energy generator is controlled by a computerized control system made in a known manner (not shown in the drawings) of the type used to control the engine in automobiles, which allows accurate metering of the energy and water consumption.

Камера сгорания 1 выполнена в виде емкости с массивными стенками, рассчитанными на работу при давлении, по меньшей мере, 60 МПа, при этом полости камеры придана округлая, предпочтительно шарообразная форма. В качестве материала может быть использована сталь с высокой прочностью и вязкостью, например ШХ15 (некаленая) и любые нержавеющие стали марок 12Х13, 20Х13 и т.п. В перспективе возможно использование и иных конструкционных материалов, в том числе композитных, включающих разнородные функциональные слои. Из соображений обеспечения прочности, предпочтительно, чтобы камера сгорания формировалась как одно целое. При этом технологические отверстия в стенках камеры сгорания 1 (выхлопное 16, для ввода свечи накаливания 11, для предохранительного клапана 18, для присоединения цилиндрического патрубка 2 и т.п.) либо формируются при изготовлении камеры сгорания, либо по окончанию ее изготовления. Вместе с тем, возможен вариант формирования камеры сгорания из двух половинок, соединяемых затем разъемно-болтовыми соединениями и/или сваркой. Камера сгорания 1 может быть снабжена бандажом, например, выполненным намоткой на нее стальной проволоки или нитей из синтетического термостойкого материала. Диаметр камеры сгорания опытной установки составлял 90 мм.The combustion chamber 1 is made in the form of a tank with massive walls, designed to operate at a pressure of at least 60 MPa, while the cavity of the chamber is given a rounded, preferably spherical, shape. As the material, steel with high strength and toughness can be used, for example, ShKh15 (non-tempered) and any stainless steel of the grades 12X13, 20X13, etc. In the future, it is possible to use other structural materials, including composite ones, including heterogeneous functional layers. For reasons of strength, it is preferable that the combustion chamber is formed as a whole. In this case, the technological holes in the walls of the combustion chamber 1 (exhaust 16, for introducing a glow plug 11, for the safety valve 18, for attaching a cylindrical pipe 2, etc.) are either formed during the manufacture of the combustion chamber, or at the end of its manufacture. At the same time, it is possible to form a combustion chamber from two halves, which are then connected by detachable-bolted joints and / or welding. The combustion chamber 1 may be provided with a bandage, for example, made by winding on it a steel wire or threads of synthetic heat-resistant material. The diameter of the combustion chamber of the experimental setup was 90 mm.

Патрубок 2 выполнен с цилиндрической или конической внутренней полостью, в которой установлен золотник 4 соответствующей формы (предпочтительно, по условиям обеспечения надежной герметизации зазора между поверхностью золотника 4 и поверхностью стенки полости патрубка 2, использовать коническую форму, при этом более широкое основание конуса должно располагаться со стороны камеры сгорания 1).The nozzle 2 is made with a cylindrical or conical internal cavity in which the spool 4 of the corresponding shape is installed (preferably, in order to ensure reliable sealing of the gap between the surface of the spool 4 and the wall surface of the cavity of the nozzle 2, use a conical shape, while the wider base of the cone should be located with sides of the combustion chamber 1).

Золотник 4 установлен с возможностью вращения соосно с продольной осью 20 патрубка 2 и зафиксирован известным образом от продольного перемещения (например, патрубок может быть выполнен в виде стакана, кромки которого выполнены с возможностью скрепления, например, резьбового, с камерой сгорания 1, при этом в днище стакана может быть выполнено отверстие диаметром меньшим диаметра полости патрубка 2, через которое пропускается вал 21 золотника 4, через которое вращательное движение передается золотнику). В массиве золотника 4 выполнен продольный канал 5, конец которого сообщен с наружной поверхностью золотника 4 боковым отводом 6 (размеры его поперечного сечения соответствуют размерам трубопровода наибольшего поперечного сечения - трубопровода, обеспечивающего сброс рабочего тела в гидропневмоаккумулятор 7. Сквозные отверстия 3, выполненные в стенках патрубка 2, размещены в одной диаметральной плоскости сечения патрубка 2 по его периметру (кроме отверстий 3 сообщенных с баками для воды 9 и энергоносителя 8, которые размещены на одной образующей корпуса золотника 4 и открываются одновременно), что обеспечивает возможность поочередного их сообщения с боковым отводом 6 золотника 4, при вращении последнего вокруг продольной оси 20 патрубка 2. Вал 21 золотника 4 кинематически связан с валом исполнительного (шагового) двигателя известной конструкции - на чертежах не показан, управление которого известным образом осуществляют от упомянутой системы управления.The spool 4 is mounted rotatably coaxially with the longitudinal axis 20 of the nozzle 2 and is fixed in a known manner from longitudinal movement (for example, the nozzle can be made in the form of a cup, the edges of which are made for fastening, for example, threaded, with the combustion chamber 1, while the bottom of the glass can be made a hole with a diameter smaller than the diameter of the cavity of the pipe 2, through which the shaft 21 of the valve 4 is passed, through which the rotational movement is transmitted to the valve). In the array of spool 4, a longitudinal channel 5 is made, the end of which is connected to the outer surface of the spool 4 by a lateral branch 6 (the dimensions of its cross section correspond to the dimensions of the pipeline of the largest cross section - a pipeline that discharges the working fluid into the hydraulic accumulator 7. Through holes 3 made in the walls of the nozzle 2, are placed in one diametrical plane of the cross section of the pipe 2 along its perimeter (except for the holes 3 in communication with the water tanks 9 and energy carrier 8, which are placed on one image of the spool housing 4 and open simultaneously), which provides the possibility of their alternate communication with the side outlet 6 of the spool 4, when the latter rotates around the longitudinal axis 20 of the nozzle 2. The shaft 21 of the spool 4 is kinematically connected with the shaft of the executive (step) motor of a known design - in the drawings not shown, which is controlled in a known manner from said control system.

Выхлопное отверстие 16 камеры сгорания 1 выполнено известным образом и снабжено отдельным выхлопным клапаном 17. Может использоваться выхлопной клапан любой известной конструкции, рассчитанный на рабочее давление, развиваемое в камере сгорания 1. Единственное требование к нему - он должен иметь возможность согласования работы с работой других механизмов, в данном случае золотника 4. Механизм согласования может быть, как механическим, так и электронным. Обратные клапаны 19, запорные краны 22, используемые в конструкции генератора, не отличаются по конструкции от известных, их рабочие характеристики должны соответствовать режимным параметрам работы генератора энергии.The exhaust outlet 16 of the combustion chamber 1 is made in a known manner and is equipped with a separate exhaust valve 17. An exhaust valve of any known design can be used, designed for the working pressure developed in the combustion chamber 1. The only requirement for it is that it must be able to coordinate work with the work of other mechanisms , in this case, the spool 4. The coordination mechanism can be either mechanical or electronic. Non-return valves 19, shut-off valves 22 used in the design of the generator do not differ in design from the known ones, their performance must correspond to the operating parameters of the energy generator.

Предлагаемое устройство может работать в нескольких режимах.The proposed device can operate in several modes.

Первый - это режим внутреннего взрыва топливно-воздушной смеси с сверхвысокой степенью сжатия (аналогично дизельному ДВС) за счет высокой степени сжатия примерно около 3 МПа с помощью пневмоаккумулятора 10.The first is the mode of internal explosion of the fuel-air mixture with an ultrahigh compression ratio (similar to a diesel ICE) due to the high compression ratio of about 3 MPa using a pneumatic accumulator 10.

Второй - это режим внутреннего воспламенения топлива или топливно-воздушной смеси с принудительным зажиганием от свечи накаливания 11, по типу двигателя внутреннего сгорания. Этот режим целесообразен при использовании газообразного топлива или бензина.The second is the internal ignition mode of the fuel or the air-fuel mixture with positive ignition from the glow plug 11, similar to an internal combustion engine. This mode is advisable when using gaseous fuel or gasoline.

Генератор энергии работает следующим образом.The energy generator operates as follows.

Для запуска генератора в работу вал 21 золотника 4 посредством исполнительного (шагового) двигателя разворачивают в положение «а» - на чертеже этому соответствует размещение золотника 4 боковым отводом 6 вертикально вверх, при котором боковой отвод 6 позиционируется напротив сквозных отверстий 3 в стенке патрубка 2, одно из которых сообщено с баком для воды 9, а другое - с баком для энергоносителя 8, находящихся под давлением от 0,5 до 1,0 МПа, формируемым рабочим телом (сжатым воздухом), подводимым от пневмоаккумулятора 10. При этом на начальном этапе работы генератора, подачу воды не осуществляют, поэтому по команде системы управления запорный кран 22, перекрывающий трубопровод от бака для воды 9, остается закрытым, а трубопровод от бака для энергоносителя 8 открывается и в полость камеры сгорания 1, заполненную воздухом, впрыскивается порция топлива.To start the generator into operation, the shaft 21 of the spool 4 by means of an executive (stepper) motor is turned to the position “a” - in the drawing this corresponds to the placement of the spool 4 with the side bend 6 vertically upwards, in which the side bend 6 is positioned opposite the through holes 3 in the wall of the pipe 2, one of which is communicated with a water tank 9, and the other with a tank for energy 8, which are under pressure from 0.5 to 1.0 MPa, formed by the working fluid (compressed air) supplied from the pneumatic accumulator 10. At the same time, this e the generator does not work, water is not supplied, therefore, at the command of the control system, the shut-off valve 22 that blocks the pipeline from the water tank 9 remains closed, and the pipeline from the energy tank 8 opens and a portion of fuel is injected into the cavity of the combustion chamber 1 filled with air .

При последующем повороте золотника 4 (в положение «б» на чертеже) боковой отвод 6 позиционируется напротив сквозного отверстия 3 в стенке патрубка 2, сообщенного с пневмоаккумулятором 10. При этом по команде системы управления запорный кран 22, отделяющий камеру сгорания 1 от пневмоаккумулятора 10, открывается, за счет чего в полости камеры сгорания 1 давление резко возрастает и, при достижении давления в камере сгорания 1 порядка 3 МПа, происходит воспламенение энергоносителя (топлива) и его взрывное горение.With the subsequent rotation of the spool 4 (to position “b” in the drawing), the lateral outlet 6 is positioned opposite the through hole 3 in the wall of the pipe 2 in communication with the pneumatic accumulator 10. At the same time, upon the command of the control system, the shut-off valve 22 separating the combustion chamber 1 from the pneumatic accumulator 10, opens, due to which the pressure in the cavity of the combustion chamber 1 increases sharply and, when the pressure in the combustion chamber 1 reaches about 3 MPa, the ignition of the energy carrier (fuel) and its explosive combustion occurs.

При последующем повороте золотника 4 (в положение «в» на чертеже), боковой отвод 6 позиционируется напротив сквозного отверстия 3 в стенке патрубка 2, сообщенного с гидропневмоаккумулятором 7. При этом высокое давление, порядка 50 МПа, сформированное в процессе выгорания топлива, открывает обратный клапан 19, перекрывающий трубопровод, соединяющий камеру сгорания 1 и гидропневмоаккумулятор 7, и обеспечивает сброс рабочего тела в гидропневмоаккумулятор 7, осуществляя его «подзарядку».During the subsequent rotation of the spool 4 (to position “c” in the drawing), the lateral outlet 6 is positioned opposite the through hole 3 in the wall of the nozzle 2 in communication with the hydropneumatic accumulator 7. At the same time, a high pressure of about 50 MPa generated during the burning of the fuel opens the reverse valve 19, which closes the pipeline connecting the combustion chamber 1 and the hydro-pneumatic accumulator 7, and provides a discharge of the working fluid into the hydro-pneumatic accumulator 7, making it “recharged”.

При последующем повороте золотника 4 (в положение «г» на чертеже), боковой отвод 6 позиционируется напротив сквозного отверстия 3 в стенке патрубка 2 сообщенного со входом пневмоаккумулятора 10, при этом, из камеры сгорания 1 рабочее тело с остаточным давлением (порядка 5-6 МПа), оставшееся после сброса основного объема в гидропневмоаккумулятор 7, сбрасывается в пневмоаккумулятор 10, осуществляя его «подзарядку».During the subsequent rotation of the spool 4 (to the “g” position in the drawing), the lateral outlet 6 is positioned opposite the through hole 3 in the wall of the pipe 2 communicated with the pneumatic accumulator 10 inlet, while the working fluid from the combustion chamber 1 is with a residual pressure (about 5-6 MPa), remaining after the main volume is discharged into the hydropneumatic accumulator 7, is discharged into the pneumatic accumulator 10, carrying out its “recharging”.

При последующем повороте золотника 4 (переходе из позиции «г» в позицию «а») по команде системы управления открывается выхлопной клапан 17 и происходит сброс остатков газопаровой смеси из камеры сгорания 1 в атмосферу и заполнение ее атмосферным воздухом.Upon subsequent rotation of the spool 4 (transition from position “g” to position “a”), the exhaust valve 17 opens upon command of the control system and the residual gas-vapor mixture is discharged from combustion chamber 1 to the atmosphere and filled with atmospheric air.

Далее все повторяется до прогрева камеры сгорания до уровня способного обеспечить эффективное испарение воды.Further, everything is repeated until the combustion chamber warms up to a level capable of ensuring effective evaporation of water.

Работа генератора после разогрева камеры сгорания не отличается от описанной, кроме цикла подачи топлива: при повороте золотника 4 в положение «а» на чертеже, боковой отвод 6 позиционируется напротив сквозных отверстий 3 в стенке патрубка 2, одно из которых сообщено с баком для воды 9, а другое - с баком для энергоносителя 8, при этом по команде системы управления запорные краны 22, перекрывающие и трубопровод от бака для воды 9 и трубопровод от бака для энергоносителя 8, открываются, за счет чего в полость камеры сгорания 1 подсасывается порция воды и топлива. Дозирование воды и топлива в смеси осуществляется по команде системы управления.The operation of the generator after heating the combustion chamber does not differ from that described, except for the fuel supply cycle: when the spool 4 is turned to position “a” in the drawing, the side outlet 6 is positioned opposite the through holes 3 in the wall of the pipe 2, one of which is connected to the water tank 9 and the other with a tank for energy carrier 8, at the same time, upon the command of the control system, shut-off valves 22, which block both the pipeline from the water tank 9 and the pipeline from the tank for energy 8, open, due to which a portion is sucked into the cavity of the combustion chamber 1 dy and fuel. Dosing of water and fuel in the mixture is carried out by command of the control system.

При этом вода и топливо, попадая в полость камеры сгорания 1 с прогретыми стенками, интенсивно испаряются, способствуя отведению тепла от ее поверхности. Водяной пар при высокой температуре диссоциируется на кислород и водород, причем, чем выше температура пара, тем выше степень диссоциации.In this case, water and fuel, falling into the cavity of the combustion chamber 1 with heated walls, intensively evaporate, contributing to the removal of heat from its surface. Water vapor at high temperature dissociates into oxygen and hydrogen, and the higher the temperature of the steam, the higher the degree of dissociation.

Углерод топлива соединяется с кислородом воды, при этом топливо газифицируется, превращаясь в раскаленные газы - окись углерода и водород C+H₂O=CO+H₂, которые сгорают в кислороде атмосферного воздуха, превращаясь в диоксид углерода и воду.The carbon of the fuel combines with the oxygen of the water, while the fuel is gasified, turning into hot gases - carbon monoxide and hydrogen C + H ₂ O = CO + H ₂ , which burn in the oxygen of atmospheric air, turning into carbon dioxide and water.

Эффект диссоциации воды позволяет дополнительно повысить эффективность сгорания топлива за счет дополнительного кислорода.The effect of dissociation of water can further increase the efficiency of fuel combustion due to additional oxygen.

Описанная схема работы генератора энергии соответствует первому режиму работы и может быть реализована при сжигании дизельного топлива (на этапе запуска в работу) с последующей (после прогрева камеры сгорания 1) возможностью сжигания керосина и мазутов и их эмульсий в воде, причем доля воды может достигать 50%.The described scheme of operation of the energy generator corresponds to the first mode of operation and can be implemented when burning diesel fuel (at the start-up stage) with the subsequent (after heating the combustion chamber 1) possibility of burning kerosene and fuel oil and their emulsions in water, and the proportion of water can reach 50 %

Для сжигания бензина и газа требуется принудительное зажигание от свечи накаливания 11, при этом организация работы распределительного узла соответствует вышеописанной.To burn gasoline and gas, forced ignition from a glow plug 11 is required, while the organization of the distribution unit corresponds to the above.

Claims

1. An energy generator comprising a combustion chamber connected to a hydraulic accumulator, connected to an energy carrier tank and a water tank, equipped with safety and non-return valves, equipped with an igniter of an energy carrier and a distribution unit, characterized in that the combustion chamber is made in the form of a tank with massive walls, designed to operate at a pressure of at least 60 MPa, while the generator includes a starting pressure source, made in the form of a receiver or pneumatic accumulator, with the ability to work at pressures up to 6 MPa, and with the possibility of communication with the combustion chamber at various stages of the operating cycle or the energy tank and the water tank, while the starting pressure source and glow plug are used as means of igniting the energy carrier, the distribution unit being configured to serial connection of the cavity of the combustion chamber with a water tank and a tank for energy carrier, then with a starting pressure source, then with a hydropneumatic accumulator, then with a starting source pressure, then with the atmosphere, followed by the repetition of this sequence.

2. The energy generator according to claim 1, characterized in that the cavity of the combustion chamber is given a rounded, preferably spherical, shape.

3. The energy generator according to claim 1, characterized in that the distribution unit is made in the form of a pipe with a cylindrical or conical cavity, in the walls of which there are through holes, each of which is communicated with one of the nodes commutated with the combustion chamber, while in the cavity of the pipe a spool of the corresponding form is mounted with the possibility of rotation coaxially with the longitudinal axis of the nozzle, containing a longitudinal channel, the end of which is connected to the outer surface of the spool by a lateral outlet, while through holes in the walls of the patr the lips are placed with the possibility of their alternate communication with the side tap of the spool, and the exhaust hole of the combustion chamber is equipped with a separate exhaust valve configured to coordinate operation with the operation of the spool.

4. The energy generator according to claim 1, characterized in that the nodes of the energy generator, commutated with the combustion chamber in the process of supplying fuel, water and supply / removal of the working fluid are communicated with it through check valves.

5. The energy generator according to claim 1, characterized in that on the channels communicating the outputs of the starting pressure source with a combustion chamber and tanks for water and energy carrier, pressure reducing valves are installed, made with the possibility of reducing the pressure level of the gas medium to the working one in the said nodes, relevant stages of the worker.