RU2220857C2 - Автомобиль и.и.сташевского - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Автомобиль содержит парогенератор с камерой сгорания цилиндрической формы, вокруг которой закреплена спираль шнека, выполненная с возможностью образования направляющих для перемещения воды вокруг камеры сгорания. Турбина содержит вал, на котором установлен барабан с венцами подвижных лопаток, и неподвижные лопатки, укрепленные в корпусе, емкость электролизера снабжена вакуум-насосом и вакуум-регулятором, выполненными с возможностью ускорения растворения щелочи и расщепления воды на водород и кислород. Электроды связаны с переключателем, изменяющим направление тока, и снабжены электрическим трансформатором, выполненным с возможностью повышения напряжения. Корпус парогенератора снабжен термоэлектрическим генератором, соединенным с термомодулями для преобразования тепла на поверхности парогенератора в электрическую энергию и преобразования электрической энергии в холод для охлаждения воздуха в люке автомобиля, в багажнике и под капотом. Конденсатор пара может быть выполнен в виде радиатора. Технический результат - повышение производительности, создание холодильной камеры в багажнике и благоприятных климатических условий в салоне автомобиля. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к автомобильной промышленности и может быть использован на автомобилях, танках судах и другой техники. Известен автомобиль (электромобиль), содержащий парогенератор, паровую турбину, конденсатор пара, вентилятор, радиатор, электролизер, дозатор жидкой щелочи, реле времени, соленоид, аккумулятор, багажник, капот (патент России 2164480).

Недостатками известного автомобиля являются недостаточная производительность расщепления воды на водород и кислород; недостаточное охлаждение радиатора и конденсатора пара; невозможность летом в багажнике перевозить скоропортящие продукты на большое расстояние; в салоне автомобиля в летний период из-за высокой температуры и зноя плохое самочувствие у водителя и пассажиров; необходимо периодически проводить очистку катода от налета щелочи.

Целью изобретения являются повышение производительности; ускорение расщепления воды на водород и кислород; создание благоприятных климатических условий в салоне автомобиля; ускорение охлаждения радиатора и конденсатора пара; создание холодильной камеры в багажнике; преобразование тепла на поверхности парогенератора в электрическую энергию и преобразование электрической энергии в холод для охлаждения воздуха в люке автомобиля, в багажнике и под капотом.

Поставленная цель достигается тем, что парогенератор содержит камеру сгорания цилиндрической формы, вокруг которой закреплена спираль шнека, выполненная с возможностью образования направляющих для перемещения воды вокруг камеры сгорания, а турбина содержит вал, на котором установлен барабан с венцами подвижных лопаток и неподвижные лопатки, укрепленные в корпусе, емкость электролизера снабжена вакуум-насосом и вакуум- регулятором, выполненным с возможностью ускорения растворения щелочи и расщепления воды на водород и кислород, электроды связаны с переключателем, изменяющим направления тока, и снабжены электрическим трансформатором, выполненным с возможностью повышения напряжения и силы тока. Корпус парогенератора снабжен термоэлектрическим генератором, соединенным с термомодулями для преобразования тепла на поверхности парогенератора в электрическую энергию и преобразования электрической энергии в холод для охлаждения воздуха в люке автомобиля, в багажнике и под капотом.

Конденсатор может быть выполнен в виде радиатора.

Новизна заявленного технического решения по сравнению с автомобилем 2164480 обусловлена тем, что за счет вакуум-насоса и вакуум-регулятора в емкости электролизера создается разряжение и ускоряется процесс растворения щелочи и расщепления воды на водород и кислород;
- за счет электрического трансформатора на электродах возрастает напряжение и усиливается разность электрических потенциалов и ускоряется электрохимическая реакция расщепления воды на водород и кислород;
- за счет использования электрических переключателей, соединенных с электродами, происходит периодически изменение направления электрического тока на электродах, в результате чего меняются значки зарядов + на - (анод становится катодом, катод становится анодом), при этом происходит автоматическая очистка катодов от налета щелочи без применения ручного труда;
- за счет парогенератора, содержащего камеру сгорания цилиндрической формы, вокруг которой закреплена спираль шнека, повышается производительность парогенератора;
- за счет турбины, содержащей вал, на котором установлен барабан с венцами подвижных и неподвижных лопаток и укреплен в корпусе, повышается производительность трубы;
- за счет корпуса парогенератора, снабженного термоэлектрическим генератором, соединенным с термомодулями, тепло на поверхности парогенератора преобразуется в электрическую энергию, электрическая энергия преобразуется в холод для охлаждения воздуха в люке автомобиля, в багажнике и под капотом.

При исследовании заявленного технического решения по патентным, научным, научно-техническим материалам не обнаружена такая совокупность признаков, что позволяет судить о существенности заявленных признаков.

Сущность изобретения являются чертежами, где:
на фиг.1 изображена схема устройства автомобиля;
на фиг.2 изображен автомобиль;
на фиг.3 изображена паровая турбина, поперечный разрез;
на фиг.4 изображен парогенератор, продольный и поперечный разрез.

Автомобиль состоит из рулевого управления 1 (фиг.1), ведущих колес 2, ходовой части 3, тормоза 4, кузова 5, сиденья 6, вентилятора 7, радиатора 8, коробки передач 9, электрических двигателей 10, электрического генератора 11 постоянного тока (фиг.1), паровой турбины 12, парогенератора 13, конденсатора 14 пара, электролизера 15, дозатора жидкой щелочи 16, соленоида 17, реле времени 18. Электрические двигатели 10 выполнены многоскоростными, асинхронными. Парогенератор 13 снабжен форсункой 19. Форсунка 19 соединена с компрессором 20 и емкостью электролизера 15 при помощи газопровода 21. Электролизер 15 выполнен прямоугольной формы, содержит емкость 22, электроды: анод 23 и катод 24, которые жестко закреплены к емкости 22 при помощи изоляторов 25, выполненных неподвижными в форме стальных прямоугольных пластин или сеток. Емкость 22 разделена пористой перегородкой 26, пропускающей ионы, но затрудняющей смешивание водорода и кислорода. Перегородка 26 разделяет электроды: катод 24 и анод 23. Соленоид 17 содержит шток 27. Шток 27 соединен с поршнем 28 и установлен в цилиндре 29 дозатора 16. Поршень 28 контактирует с микропереключателем 30. В камере сгорания установлена катушка зажигания 31. Емкость 22 электролизера 15 снабжена вакуум-насосом 32, вакуум-регулятором 33, которые выполнены с возможностью создания разрежения - пониженного давления в емкости 22 электролизера 15 для ускорения растворения щелочи и ускорения процесса расщепления воды на водород и кислород. Электроды 23 и 24 снабжены электрическим переключателем 34 и выполнены с возможностью периодического изменения направления электрического тока в электродах. Электроды 23 и 24 снабжены электрическим трансформатором 35, выполненным с возможностью повышения напряжения электрического тока и усиления электрических потенциалов для ускорения электрохимической реакции и ускорения расщепления воды на водород и кислород. Крышки капота 36, багажника 37 и люка 38 крышки кузова 5 автомобиля изготовлены из рам 39 крестообразных растяжек 40, изготовленных из диэлектрического материала и термомодулей 41, изготовленных из двух пластин из телура и висмута, склеенных диэлектрическим лаком, обладающим адгезионными и электротехническими свойствами. Термомодули 41 соединены с источником тока через переключатель (на чертеже не показан) при помощи электрической цепи, выполнены с возможностью создания на пластинах разности температур для охлаждения радиатора 8 и конденсатора 14 пара при помощи вентилятора 7 и создания в багажнике 37 холодильной камеры и охлаждения воздуха в салоне автомобиля 42 в период жаркой знойной погоды. Термомодули 41 люка 38 соединены с терморегулятором 43 при помощи электрической цепи. Термомодули 41 и терморегулятор 43 поддерживают оптимальную температуру воздуха в салоне автомобиля 42. В емкости 44 для сбора конденсата на разных уровнях установлены регуляторы уровня жидкости 45, они соединены с электромагнитными клапанами 46, установленными на водопроводе 47, соединяющих бак 48 с парогенератором 13 и конденсатопроводе 49, соединяющим бак 44 с парогенератором 13, выполнен с возможностью бесперебойного снабжения водой и конденсатом парогенератора 13 и автоматического переключения электромагнитных клапанов 46 при помощи электрической цепи при подачи конденсата из емкости 44 и воды из бака 48 в парогенератор 13. Конденсатор может быть выполнен во втором варианте. Второй вариант такой же, как первый, отличается от него тем, что конденсатор 14 и радиатор 8 совмещены, при этом конденсация пара осуществляется непосредственно в радиаторе. 8. Радиатор 8 соединен с конденсатором 14 при помощи трубок и насоса 50. Электрический двигатель 51 снабжен вентилятором 7. Дозатор 16 соединен с емкостью 52 жидкой щелочи. Бак 48 соединен с парогенератором 13 при помощи водопровода 47 и насоса 53. Насос 53 снабжен электрическим двигателем 54. Емкость 44 соединена с парогенератором 13 при помощи насоса 55 и конденсатопровода 49. Насос 55 снабжен электрическим двигателем 56. Автомобиль снабжен аккумуляторной батареей 57, она соединена с электрическим генератором 11 при помощи электрической цепи. Генератор 11 служит для питания потребителей электрической энергией и для зарядки аккумуляторной батареи 57, питания вакуум-насоса 32, электродов 23 и 24, электрических двигателей 54 и 56, компрессора 20. Газопровод 21 снабжен вентилями 60. Паровая турбина 12 содержит вал 61, на валу 61 (фиг.3) установлен барабан 62 с венцами подвижных лопаток 63, неподвижные направляющие лопатки 64 укреплены в корпусе 65. Пар с давлением Р₁ и скоростью С₁ поступает в отверстие 66. Давление пара падает и на неподвижных и подвижных венцах с давлением Р_к и скоростью С₆ пар покидает паровую турбину 12 через выхлопной патрубок 67. Верхняя и боковая поверхность парогенератора 13 снабжена термоэлектрическим генератором 68, который выполнен с возможностью непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую. Парогенератор 13 соединен с отверстием 66 паровой турбины 12 при помощи паропровода. Паровая турбина 12 при помощи вала 61 приводит во вращение электрический генератор 11. Парогенератор 13 выполнен цилиндрической формы. Он содержит цилиндрическую камеру сгорания 69, вокруг нее герметично жестко закреплен шнек 70, который выполнен с возможностью создания перегородок для направляющих для перемещения воды по винтовой поверхности спирали вокруг цилиндрической камеры сгорания. Парогенератор 13 содержит торцевые стены 71. Корпус 72 парогенератора 13 состоит из двух полуцилиндров, соединенных между собой при помощи паронитовых прокладок 73 и винтовых соединений 74. На внутренней поверхности корпуса 72 жестко закреплены пазы 75, расположенные в форме спирали для установки в них шнека 70. Между торцами шнека 70 и пазом 75 установлены прокладки для герметизации разъемных частей корпуса 72 и боковых стен, выполненных с возможностью работы при высокой температуре и под высоким давлением. Электрический многоскоростной асинхронный двигатель 10 снабжен трансмиссией 76, устройством, передающим вращение от электрического двигателя 10 ведущим колесам 2 при помощи привода.

Устройство работает следующим образом. Замыкаем электрическую цепь, питающую электроды: катод 24 и анод 23, вакуум-насос 32, электрические двигатели 54 и 56, компрессор 20, реле времени 18 и соленоиды 17 от аккумуляторной батареи 57. При этом электрический ток питает электроды 23 и 24 в емкости 22 электролизера 15, через электролит проходит электрический ток, в результате чего в емкости 22 электролизера 15 проходят электрохимические процессы разложения щелочной дистиллированной воды на водород и кислород. Ионы водорода и кислорода движутся к электродам. Положительно заряженные ионы - катионы к катоду, а отрицательно заряженные ионы - анионы к аноду, образуя водород и кислород. Водород и кислород собираются в емкости 22 в процессе его расщепления. Кислород перемещается по газопроводу 21 через вентиль 60 при помощи вакуум-насоса 32 в форсунку 19. Водород перемещается по аналогичному газопроводу 21 из емкости 22 через вентиль 60 при помощи вакуум-насоса 32 в форсунку 19. Компрессор 20 подает сжатый воздух в форсунку 19. В форсунке 19 кислород смешивается с жатым воздухом, образуя воздушно-кислородно-водородную смесь. При помощи катушки зажигания 31 поджигают топливо. В форсунке 19 сгорает воздушно-водородно-кислородное топливо. Вода из бака 48 перемещается при помощи электрического насоса 53 по трубке 47 через электромагнитный клапан 46 в парогенератор 13. В парогенераторе 13 вода перемещается по спиральным направляющим, образованным шнековыми перегородками 70 вокруг камеры сгорания 69. Вода циркулирует по винтовой поверхности направляющих. В камере сгорания 69 газовоздушная смесь сгорает, языки пламени охватывают и заполняют всю камеру сгорания 69. Вода по мере перемещения вдоль всей длины парогенератора 13 по винтовой поверхности направляющих постепенно нагревается до высокой температуры и превращается в пар. Пар из парогенератора 13 перемещается в паровую турбину 12, где энергия пара превращается в кинетическую, затем в механическую работу. Давление пара преобразуется в скорости как в неподвижных 64, так и подвижных лопатках 63 турбины. Каналы между этими лопатками 63 служат в то же время каналами сопел 64. Каждая лопатка 63 не только движется скоростной энергией пара, но и сама вырабатывает энергию за счет падения давления пара. Поэтому давление пара до и после лопатки 63 неодинаково, а создаваемая разность давлений толкает лопатку 63. Пар с давлением Р₁ и скоростью С₁ поступает в отверстие 66 паровой турбины. Давление пара на неподвижных и подвижных венцах падает, а скорость возрастает на неподвижных и срабатывается на подвижных венцах. С давлением Р_к и скоростью С_в пар покидает турбину через выходной патрубок 67. Давление пара до и после венцов не равно. Барабан 62 с большой силой стремится к движению вдоль оси. Чтобы уравновесить эту силу в турбине установлен специальный разгрузочный поршень. Разность усилий давления пара на поршень с обеих сторон уравновешивает барабан 62. Пар выхлопного патрубка 67 перемещается в змеевик конденсатора 14. В критическом состоянии объемы сухого пара и воды одинаковы. При атмосферном давлении объем сухого насыщенного пара примерно в 1600 раз больше, чем воды. Давление и температура пара - это главные параметры. Чем выше параметры пара на входе в турбину и чем ниже они на выходе из нее, тем больше энергии пара используется турбиной. Чтобы понизить их на выходе из турбины, пар не выпускают на воздух, а направляют в конденсатор 14 пара по змеевику. В емкости конденсатора 14 циркулирует вода. Трубы змеевиков конденсатора омывает холодная вода, при этом пар охлаждается и превращается в конденсат. Конденсат самотеком стекает в емкость 44. По конденсатопроводу 49 при помощи насоса 55 конденсат перемещается в емкость парогенератора 13. При этом давление в конденсате становится в 10-15 раз меньше атмосферного. Пар совершает движение по замкнутому кругу. Конденсат циркулирует по замкнутому кругу по винтовой поверхности направляющих, образованными стенами шнека 70 вокруг камеры сгорания 69. В камере сгорания 69 горит и гудит газовоздушная смесь, языки пламени охватывают и заполняют всю камеру сгорания. По мере перемещения жидкости (конденсата, воды) и вдоль всей длины парогенератора 13 жидкость нагревается до очень высоких температур и превращается в пар (далее все операции повторяются).

Электрический двигатель приводит в работу компрессор 20. Компрессор 20 создает сжатый воздух, под сильным воздействием вращающихся лопаток сжатый воздух перемещается в форсунку 19, воздух смешивается с водородом и кислородом, это способствует улучшению качества горения в камере 64. В емкости 22 электролизера 15 вакуум-насос 32 и вакуум-регулятор 33 создают надлежащее разрежение, выполненное с возможностью ускорения растворения щелочи в дистиллированной воде и ускорения разложения воды на водород и кислород. Электроды 23 и 24 снабжены электрическим переключателем 34, выполненным с возможностью периодического изменения направления электрического тока на электродах 23 и 24. При этом на электродах меняется знак + на -, анод становится катодом. В секции катода накапливается избыточное количество осадков щелочи, а в секции анода остается малое количество. При переключении изменения направления тока в электродах ионы щелочи перемещаются из секции, где был катод, и через пористую диафрагму в другую секцию, создается одинаковое количество концентрации щелочи, затем концентрация увеличивается, ионы щелочи оседают на катоде в виде налета, в результате этого можно производить очистку катодов от налета щелочи в автоматическом режиме без ручного труда. За счет электрического трансформатора 55 на электродах 23 и 24 возрастает напряжение и усиливается разность потенциалов и ускоряется электрохимическая реакция расщепления воды на водород и кислород. Верхняя и боковая поверхности парогенератора снабжены термоэлектрическим генератором 68, основанном на явлении испускания электродов нагретым металлами, при этом создается термоэлектронная эмиссия испускаемого электрода. КПД зависит от температуры нагрева электродов. Вырабатываемая электрическая энергия термоэлектрическим генератором 68 используется для термомодулей 41, установленных на крышке капота 36, багажника 37 и люке 38 крышки автомобиля, выполнены с возможностью преобразования тепла на поверхности парогенератора в электрическую энергию и преобразования электрической энергии в холод для охлаждения воздуха в люке автомобиля, в багажнике и под капотом. Электрический ток при помощи электрической цепи перемещается к термомодулям 41, изготовленным из пластин теллура и висмута, склеенных диэлектрическим лаком, обладающим агдезионными и электротехническими свойствами. Вследствие прохождения электрического тока через контакты двух разных материалов - теллура и висмута происходит Пельтье-явление. Происходит разность температур до 72^oС. Повышение температуры над капотом 36^oС, и багажником 37, и люком 38 и понижение температуры на 36^oС под капотом 36, в багажнике 37 под люком 38. Выделенное тепло удаляется потоком воздуха при движении автомобиля, а выделенный холод используется по назначению. При этом потребляемая мощность электрического тока несколько ватт, срок службы не ограничен, холодильник имеет малую модность и размеры, имеет высокую надежность и долговечность. При этом потери тепла с поверхности парогенератора используются для преобразования для охлаждения радиатора 8, конденсатора 14, в холодильной камере багажника 37 или для охлаждения воздуха в салоне автомобиля через люк 38. В емкости 44 на разных уровнях установлены регуляторы 45 уровня. Как только уровень жидкости понизится ниже надлежащей точки в емкости 14, регулятор 45 срабатывает и размыкает электрическую цепь, питающую электрический двигатель 54. Электрический двигатель 54 приводит в работу насос 53, насос 53 перемещает воду из бака 48 в парогенератор 13. Как только емкость 44 наполнится конденсатом и поднимется он до самой высокой заданной точки, регулятор 45 срабатывает и размыкает электрическую цепь, питающую электрический двигатель 54 и электромагнитный клапан 46 на водопроводе, и замыкает электрическую цепь, питающую электрический двигатель 56 и электромагнитный клапан 46, расположенный на конденсатопроводе 49. При этом подача воды из бака 48 в парогенератор 13 прекращается и электрический двигатель 56 приводит в работу насос 55 и открывается электромагнитный клапан 46. Насос 55 перемещает конденсат из емкости 44 в парогенератор 13. Далее все операции повторяются. Реле времени 18 периодически через определенный интервал времени размыкает электрическую цепь, питающую соленоид 17. Соленоид 17 под действием пружины перемещает сердечник, и шток 27, и поршень 28 в цилиндр 29 дозатора 16. Как только поршень 28 переместится, он перемещает дозу жидкой щелочи из дозатора 16. Как только поршень 28 переместится до торцевой стенки цилиндра 29 дозатора 16, он контактирует с микропереключателем 30.

Микропереключатель 30 замыкает электрическую цепь, питающую соленоид 17. В соленоиде 17 создается магнитное поле и сердечник, перемещаясь, сжимает пружину и перемещает шток 27 в цилиндре 29 и поршень 28 в исходное положение. При этом открывается обратный клапан. Жидкость из емкости 52 самотеком перемещается в цилиндр 29 дозатора 16 и снова дозируется. Далее все операции повторяются.

Конденсатор пара может работать во втором варианте. Второй вариант такой же, как первый вариант, отличается от него тем, что конденсатор 14 и радиатор совмещены и выполнены с возможностью осуществления конденсации пара непосредственно в радиаторе 8. Радиатор служит теплообменником. Холодный поток воздуха перемещается вентилятором 7 из-под капота через гофрированные теплоотводящие пластины и патрубки радиатора 8, в которых расположен пар. Пар охлаждается и превращается в конденсат.

Claims (2)

1. Автомобиль, содержащий парогенератор, конденсатор пара, вентилятор, радиатор, электролизер, дозатор жидкой щелочи, реле времени, аккумулятор, багажник, капот, отличающийся тем, что парогенератор содержит камеру сгорания цилиндрической формы, вокруг которой закреплена спираль шнека, выполненная с возможностью образования направляющих для перемещения воды вокруг камеры сгорания, а турбина содержит вал, на котором установлен барабан с венцами подвижных лопаток, и неподвижные лопатки, укрепленные в корпусе, емкость электролизера снабжена вакуум-насосом и вакуум-регулятором, выполненным с возможностью ускорения растворения щелочи и расщепления воды на водород и кислород, электроды связаны с переключателем, изменяющим направления тока, и снабжены электрическим трансформатором, выполненным с возможностью повышения напряжения, корпус парогенератора снабжен термоэлектрическим генератором, соединенным с термомодулями для преобразования тепла на поверхности парогенератора в электрическую энергию и преобразования электрической энергии в холод для охлаждения воздуха в люке автомобиля, в багажнике и под капотом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конденсатор пара выполнен в виде радиатора.

Images