RU2017136934A - Способ сжигания углеводородного топлива и устройство для его реализации - Google Patents

Claims (10)

1. Способ сжигания углеводородного топлива, при котором реализуется стимулированное разрушение молекул метастабильных промежуточных продуктов неполного окисления углеводородов, накопленных в объеме реакции сгорания окислителя и горючего путем энергетического воздействия свободными электронами, ускоренными электрическим полем, отличающийся тем, что стимулированное разрушение молекул метастабильных промежуточных продуктов неполного окисления углеводородов сначала осуществляют электронным ударом в предварительной камере сгорания СВЧ-облучением в электронном-циклотронном резонансном режиме в поперечном магнитном поле при горении топлива с высокой скоростью диссоциации молекул, с отрывом электронов от атомов, образованием ионов-радикалов и активных молекул, которые затем с ускорением потока под действием давления и ускоряющего электрического поля направляют в детонационную камеру сгорания, где на продукты горения топлива, осуществляемого под действием резонансного квазиоптического СВЧ-излучения, воздействуют лавинообразным энергетическим потоком активных частиц с интенсификацией цепных разветвленных реакций объемного детонационного процесса горения, устойчивость которого при этом поддерживается наложением отраженных ударных волн от фокусирующего днища и элементов детонационной камеры сгорания и воздействия резонансного электрического поля с детонационной волной.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что магнитным полем отделяются потоки заряженных частиц, а оторванные электроны от атомов и ионов при СВЧ-воздействии в электронно-циклотронном резонансном режиме удаляют из предварительной камеры сгорания и преобразуют в электрическую мощность, повышая концентрацию и время жизненного цикла ионов-радикалов и активных атомов в продуктах неполного окисления, а также энергетическую эффективность процесса.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что горение производят с избытком горючего в предварительной камере сгорания при воздействии на него электронно-циклотронным резонансным СВЧ-разрядом, при этом полученными ионами-радикалами и активными атомами воздействуют ускоренным лавинообразным потоком на продукты горения топлива с избытком окислителя в детонационной камере сгорания.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что производят горение топлива, состоящего из более чем двух компонентов, включая окислитель, горючее, однокомпонентное топливо и специальные добавки, с целью активации процесса горения, например, с применением в качестве топлива, подаваемого в предварительную камеру сгорания (водородного однокомпонентного топлива) - перекиси водорода, а в детонационную камеру сгорания горючего с активированными добавками и окислителя.

5. Способ п. 1, отличающийся тем, что детонационный процесс осуществляют с применением топлива с избытком окислителя в предварительной камере сгорания, а в детонационной камере сгорания с избытком горючего при воздействии на процесс горения резонансным лазерным излучением.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для создания детонационного процесса горения топлива используют одну камеру, в которой создают высокоэнергетическое плазменное ядро при помощи СВЧ-облучения в электронно-циклотронном резонансном режиме в магнитном поле и осуществляют энергетическое воздействие на продукты горения огненного ядра у форсуночной головки днища камеры сгорания, за счет рециркуляции активных атомов и ионов-радикалов из плазменного ядра путем действия прямого и обратного ускоряющего электрического напряжения.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для получения ионов-радикалов и активных атомов используются газовый поток, который ионизируются СВЧ-облучением в электронно-циклотронном резонансном режиме, а затем направляют в детонационную камеру сгорания, в которой создают детонационный процесс.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поджиг распыленного топлива в детонационной камере сгорания осуществляют за счет тепловой энергии лавинообразного потока активных ионизированных частиц, получаемых в предварительной камере сгорания.

9. Устройство для сжигания углеводородного топлива, содержащее камеру сгорания с источником энергетического воздействия на молекулы смеси, позволяющее осуществлять стимулированное разрушения продуктов неполного окисления, отличающееся тем, что выполнено из двух камер сгорания, предварительной и детонационной, соединенными между собой соплами и обратными клапанами, при этом источник энергетического воздействия, установлен снаружи предварительной камеры сгорания, состоит из СВЧ-генератора, работающего в КВЧ-диапазоне, соединенного с волноводными каналами с облучателями, направленными на радиопрозрачные мембраны, установленные в стенке предварительной камеры сгорания, снаружи которой размещен индуктор поперечного магнитного поля, позволяющими обеспечить электронным ударом в электронно-циклотронном резонансном режиме активацию продуктов сгорания.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что детонационная камера сгорания соединенная с каналом продуктов сгорания и соплом Лаваля, выполнена в виде усеченной полусферы, внутри которой нанесено радиоотражающее покрытие, с размерными параметрами объемного резонатора, создающего резонансный режим квазиоптического СВЧ-облучения продуктов сгорания с образованием стримерного разряда, обеспечивающего ускоренное объемное сгорание топлива.