RU2285144C2 - Method of and device for producing and converting energy of working medium into mechanical work - Google Patents
Method of and device for producing and converting energy of working medium into mechanical work Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285144C2 RU2285144C2 RU2000125881/63A RU2000125881A RU2285144C2 RU 2285144 C2 RU2285144 C2 RU 2285144C2 RU 2000125881/63 A RU2000125881/63 A RU 2000125881/63A RU 2000125881 A RU2000125881 A RU 2000125881A RU 2285144 C2 RU2285144 C2 RU 2285144C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- working medium
- energy
- liquid component
- liquid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике, паросиловым установкам н двигателям, работающим на горячих газах, а также устройствам для обработки горячих газов электровозбуждающими средствами.The invention relates to energy, steam-powered plants and engines operating on hot gases, as well as devices for treating hot gases with electrically exciting means.
Известно явление холодной плазмохимии, при которой с атомов кислорода, азота, аргона и других газов слетают верхние электронные оболочки, образуются ионы и другие активные частицы, с выделением теплоты за счет частичного ядерного распада атомов. Условия для протекания плазмохимии определяются температурой около 3000°С и могут быть созданы за счет электрических разрядов (журнал "Промышленный вестник", №9,1999, стр.19).The phenomenon of cold plasma chemistry is known, in which the upper electron shells fly off the atoms of oxygen, nitrogen, argon and other gases, ions and other active particles are formed, with the release of heat due to the partial nuclear decay of atoms. The conditions for the flow of plasma chemistry are determined by a temperature of about 3000 ° C and can be created due to electric discharges (the journal "Industrial Herald", No. 9.1999, p.19).
Известен способ повышения энергии рабочей среды для совершения полезной работы, заключающий в себя процессы всасывания рабочей среды, ее сжатия, пропускание через сжатую рабочую среду электровозбуждающей среды (электрической дуги или лазерного луча) с повышением энергии рабочей среды и расширение этой рабочей среды с получением полезной работы. Для реализации данного способа поршневая машина снабжена цилиндром, в верхней части которого расположены впускной и выпускной клапана и электроды, связанные с генератором электрической энергии электрическими цепями, а также поршнем, совершающим возвратно-поступательное движения в цилиндре (заявка Великобритании №2241746, F 02 G 1/02. Реферативный журнал "Изобретения стран мира", выпуск №65, №5, 1993, стр 22). Однако для ионизации и получения избыточной энергии в рабочей среде (воздухе) необходим достаточно мощный генератор электрической энергии.A known method of increasing the energy of the working environment to perform useful work, which includes the processes of suction of the working environment, its compression, passing through a compressed working medium of an electrically exciting medium (electric arc or laser beam) to increase the energy of the working medium and expanding this working medium to obtain useful work . To implement this method, the piston machine is equipped with a cylinder, in the upper part of which there is an inlet and outlet valve and electrodes connected to an electric energy generator by electric circuits, as well as a piston reciprocating in the cylinder (UK application No. 2241746, F 02 G 1 / 02. Review journal "Inventions of the World", issue No. 65, No. 5, 1993, p. 22). However, a sufficiently powerful generator of electrical energy is needed to ionize and produce excess energy in the working medium (air).
Известен способ преобразования теплоты в механическую работу и силовая установка для его осуществления, заключающийся в использовании энергии расширения двухкомпонентного рабочего тела, при этом газообразную компоненту первоначально сжимают отдельно от жидкостной, затем в сжатую газообразную компоненту впрыскивают жидкостную компоненту, причем жидкостную компоненту предварительно нагревают до температуры, равной или превышающей температуру сжатой компоненты, а также известна установка для реализации этого способа, содержащая машину сжатия-расширения, выполненную в виде поршневой машины, в верхней части цилиндра которой установлены входные и выходные клапана для пропуска рабочей среды и форсунка для подачи жидкостной компоненты, автономный источник теплоты, систему нагрева и подачи жидкостной компоненты, систему обработки и подачи газообразной компоненты (Патент РФ №2075599, F 01 К 21/00. Бюл. №8 от 20.03.97). Однако для получения тепловой энергии не используется внутренняя энергия двухкомпонентной рабочей среды.A known method of converting heat into mechanical work and a power plant for its implementation, which consists in using the expansion energy of a two-component working fluid, the gaseous component is initially compressed separately from the liquid, then the liquid component is injected into the compressed gaseous component, and the liquid component is preheated to a temperature equal to or higher than the temperature of the compressed component, and also known installation for implementing this method, containing inu compression expansion, made in the form of a piston machine, in the upper part of the cylinder of which there are inlet and outlet valves for passing the working medium and an nozzle for supplying a liquid component, an autonomous heat source, a heating and supply system for a liquid component, a system for processing and supplying a gaseous component ( RF patent No. 2075599, F 01 K 21/00. Bull. No. 8 from 03.20.97). However, the internal energy of a two-component working medium is not used to obtain thermal energy.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения на основе предлагаемого способа получения и преобразования энергии рабочей среды заключается в повышении КПД силовых установок и двигателей, работающих на горячих газах, решении вопросов экологической чистоты перспективных энергетических установок.The technical result that can be obtained by carrying out the invention on the basis of the proposed method for producing and converting the energy of the working medium is to increase the efficiency of power plants and engines operating on hot gases, solving environmental issues of promising power plants.
Для достижения данного технического результата в предлагаемом способе получения и преобразования энергии рабочей среды в механическую работу, заключающимся в преобразовании энергии расширения двухкомпонентного рабочего тела в полезную работу, в котором газообразную компоненту первоначально сжимают отдельно от жидкостной, затем в сжатую газообразную компоненту впрыскивают жидкостную компоненту, причем жидкостную компоненту предварительно нагревают до температуры, равной или превышающей температуру сжатой компоненты, и полученную двухкомпонентную среду расширяют с получением механической энергии, смешивают газообразную и жидкостную компоненты равномерно в смесительной камере, а затем через образовавшуюся двухкомпонентную среду пропускают электрический разряд мощностью, обеспечивающей парообразование жидкостной составляющей среды и разрушение молекул рабочей среды с образованием плазмы.To achieve this technical result in the proposed method for obtaining and converting the energy of the working medium into mechanical work, which consists in converting the expansion energy of the two-component working fluid into useful work, in which the gaseous component is initially compressed separately from the liquid, then the liquid component is injected into the compressed gaseous component, moreover the liquid component is preheated to a temperature equal to or higher than the temperature of the compressed component, and the resulting expanded two-component medium to obtain mechanical energy mixed gaseous and liquid components uniformly in the mixing chamber, and then through the resulting two-component medium is passed electric discharge capacity, providing evaporation of liquid medium and the component molecules destruction of working fluid to form a plasma.
Введение в предлагаемый способ получения и преобразования энергии рабочей среды равномерного смешивания газоообразной и жидкостной компонент и пропускание через образовавшуюся двухкомпонентную среду электрического разряда мощностью, обеспечивающей парообразование жидкостной составляющей среды и разрушение молекул рабочей среды с образованием плазмы, позволяет получить новое свойство, заключающееся в комбинированном повышении энергии рабочей среды за счет парообразования с ростом давления, а также ионизации этой среды посредством электрического разряда, обеспечивающего разрушение молекул рабочей среды, что приводит к выделению теплоты и увеличению температуры рабочей среды в начале процесса расширения.Introduction to the proposed method for producing and converting the energy of the working medium of uniform mixing of the gaseous and liquid components and passing through the formed two-component medium an electric discharge with a power that ensures the vaporization of the liquid component of the medium and the destruction of the molecules of the working medium with the formation of plasma, allows to obtain a new property consisting in a combined increase in energy working medium due to vaporization with increasing pressure, as well as ionization of this medium through ohm of an electric discharge, which ensures the destruction of the molecules of the working medium, which leads to the release of heat and an increase in the temperature of the working medium at the beginning of the expansion process.
Предлагаемый способ получения и преобразования энергии рабочей среды в механическую работу может быть осуществлен в описываемом ниже устройстве.The proposed method for producing and converting the energy of the working medium into mechanical work can be carried out in the device described below.
Устройство для получения и преобразования энергии рабочей среды, включающее в себя машину сжатия-расширения, выполненную в виде поршневой машины, в верхней части цилиндра которой установлены входные и выходные клапана для пропуска рабочей среды и форсунка для подачи жидкостной компоненты, автономный источник теплоты, систему нагрева и подачи жидкостной компоненты, систему обработки и подачи газообразной компоненты, снабжено смесительной камерой округлой конфигурации, в которую введены через изоляционные втулки электроды, связанные электрическими цепями с генератором электрической энергии, при этом форсунка для подачи жидкостной компоненты расположена в верхней части смесительной камеры между электродами, а смесительная камера соединена с верхней торцевой частью цилиндра проходным каналом.A device for receiving and converting energy of the working medium, including a compression-expansion machine, made in the form of a piston machine, in the upper part of the cylinder of which inlet and outlet valves are installed for passing the working medium and a nozzle for supplying a liquid component, an autonomous heat source, a heating system and supplying the liquid component, the processing and supply system of the gaseous component is provided with a mixing chamber of a rounded configuration, into which electrodes connected through electric circuits with an electric energy generator, while the nozzle for supplying the liquid component is located in the upper part of the mixing chamber between the electrodes, and the mixing chamber is connected to the upper end part of the cylinder by a passage channel.
На чертеже изображена поршневая машина устройства, реализующего предлагаемый способ получения и преобразования энергии рабочей среды в механическую энергию.The drawing shows a piston machine device that implements the proposed method for producing and converting the energy of the working medium into mechanical energy.
Поршневая машина для преобразования теплоты в механическую работу, реализующая предлагаемый способ, содержит цилиндр 1, внутри которого расположен поршень 2. Цилиндр 1 поршневой машины в верхней торцевой части снабжен впускным 3 и выпускным 4 клапанами и соединен проходным каналом 5 со специальной смесительной камерой 6, в которую входят электроды 7 и 8, связанные электрическими цепями 9 и 10 с генератором электрической энергии 11. Между электродами 7 и 8 расположена форсунка 12 для подачи сжатой жидкостной компоненты. Электроды 7 и 8 установлены в цилиндре 1 с помощью втулок 13 и 14, выполненных из изолирующего материала.The piston machine for converting heat into mechanical work that implements the proposed method comprises a cylinder 1, inside of which a piston 2 is located. Cylinder 1 of the piston machine in the upper end part is equipped with inlet 3 and 4 outlet valves and is connected through passage 5 with a special mixing chamber 6, in which includes electrodes 7 and 8, connected by electrical circuits 9 and 10 with an electric energy generator 11. Between the electrodes 7 and 8 there is a nozzle 12 for supplying a compressed liquid component. The electrodes 7 and 8 are installed in the cylinder 1 using the bushings 13 and 14, made of insulating material.
Предлагаемый способ осуществляют в описанной поршневой машине следующим образом.The proposed method is carried out in the described piston machine as follows.
При движении поршня 2 вниз от BMT через впускной клапан 3 из окружающей среды и цилиндр 1 засасывается воздух (газовая часть рабочей среды). При достижении НМТ, поршень 2 начинает двигаться вверх к ВМТ, начинается процесс сжатия газовой компоненты рабочей среды, при этом сжатая газовая компонента через проходной канал 5, в основном, сосредоточивается в специальной смесительной камере 6. При достижении поршнем 2 ВМТ в смесительную камеру 5 под давлением через форсунку 12 впрыскивается, предварительно нагретая, жидкостная компонента (например, вода), которая за счет округлой конфигурации смесительной камеры 6 равномерно перемешивается с газообразной компонентой. Через образовавшуюся двухкомпонентную среду пропускают электрический разряд между электродами 7 и 8, связанными электрическими цепями 9 и 10 с генератором электрической энергии 11. Электрический разряд приводит к увеличению давления рабочей среды за счет парообразования жидкостной составляющей части среды и дополнительному нагреву рабочей среды, что в целом резко повышает энергию рабочей среды.When the piston 2 moves down from the BMT through the intake valve 3 from the environment and cylinder 1, air is sucked in (the gas part of the working medium). Upon reaching the BDC, the piston 2 begins to move upward to the TDC, the process of compressing the gas component of the working medium begins, and the compressed gas component through the passage 5 is mainly concentrated in a special mixing chamber 6. When the piston 2 reaches the TDC in the mixing chamber 5 under pre-heated liquid component (for example, water) is injected with pressure through the nozzle 12, which, due to the rounded configuration of the mixing chamber 6, is uniformly mixed with the gaseous component. An electric discharge is passed through the resulting two-component medium between the electrodes 7 and 8, connected by electric circuits 9 and 10 to an electric energy generator 11. An electric discharge leads to an increase in the pressure of the working medium due to vaporization of the liquid component of the medium and additional heating of the working medium, which is generally sharp increases the energy of the working environment.
Выделившиеся теплота и давление парообразования рабочей среды реализуется в механическую работу при расширении рабочей среды и движении поршня 2 от ВМТ к НМТ. Отработанная рабочая среда выпускается из цилиндра 1 через выпускной клапан 4, при движении поршня 2 от НМТ к ВМТ с последующим ее восстановлением в естественных условиях. Затем цикл поршневой машины повторяется.The released heat and pressure of vaporization of the working medium is realized in mechanical work during expansion of the working medium and movement of the piston 2 from TDC to BDC. The spent working medium is discharged from the cylinder 1 through the exhaust valve 4, when the piston 2 moves from the BDC to the TDC with its subsequent restoration in natural conditions. Then the piston machine cycle is repeated.
Для безопасности работы электроды 7 и 8 установлены в смесительной камере 6 с помощью втулок 13, 14, выполненных из изолирующего материала.For safe operation, the electrodes 7 and 8 are installed in the mixing chamber 6 using bushings 13, 14 made of insulating material.
Источники информацииInformation sources
1. Журнал "Промышленный вестник", №9, 1999, стр.19.1. The journal "Industrial Herald", No. 9, 1999, p. 19.
2. Заявка Великобритании №2241746, F 02 G 1/02. Реферативный журнал "Изобретения стран мира", выпуск №65, №5, 1993, стр.22.2. UK application No. 2241746, F 02 G 1/02. Abstract journal "Inventions of the World", issue No. 65, No. 5, 1993, p. 22.
3. Патент РФ №2075599, F 01 К 21/00. Бюл. №8 от 20.03.97 - прототип.3. RF patent No. 2075599, F 01 K 21/00. Bull. No. 8 dated 03/20/97 - the prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000125881/63A RU2285144C2 (en) | 2000-10-09 | 2000-10-09 | Method of and device for producing and converting energy of working medium into mechanical work |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000125881/63A RU2285144C2 (en) | 2000-10-09 | 2000-10-09 | Method of and device for producing and converting energy of working medium into mechanical work |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000125881A RU2000125881A (en) | 2002-09-10 |
RU2285144C2 true RU2285144C2 (en) | 2006-10-10 |
Family
ID=36388379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000125881/63A RU2285144C2 (en) | 2000-10-09 | 2000-10-09 | Method of and device for producing and converting energy of working medium into mechanical work |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2285144C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779718C1 (en) * | 2021-04-01 | 2022-09-12 | Игорь Макарович Терашкевич | Method for determining the elemental composition of dropping liquids |
-
2000
- 2000-10-09 RU RU2000125881/63A patent/RU2285144C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779718C1 (en) * | 2021-04-01 | 2022-09-12 | Игорь Макарович Терашкевич | Method for determining the elemental composition of dropping liquids |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2000125881A (en) | 2002-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105027685B (en) | The method and apparatus for handling two-phase fragment shape or pulverulent material by non-isothermal reaction plasma auxiliary agent | |
KR20000035438A (en) | Apparatus and method for increasing the power output of a gas turbine system | |
RU2004111005A (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH STEAM EXTENSION | |
CN106937470A (en) | Heating means, heater and application based on plasma arc | |
RU2285144C2 (en) | Method of and device for producing and converting energy of working medium into mechanical work | |
US3251183A (en) | Internally generated steam engine | |
JPH0780287A (en) | High frequency induction heating plasma generating method and organohalogen compound decomposing method | |
TWI777033B (en) | Working medium property difference power generation system and working medium property difference power generation method that uses the power generation system | |
US20110187124A1 (en) | Power generating apparatus and process | |
RU2000120393A (en) | METHOD OF WORK OF THE COMBINED GAS-TURBINE INSTALLATION OF THE GAS DISTRIBUTION SYSTEM AND THE COMBINED GAS-TURBINE INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2179649C1 (en) | Method of increasing energy of working medium for producing useful work | |
US3826092A (en) | Closed cycle energy conversion system | |
CN206674288U (en) | Heater based on plasma arc | |
WO2016177268A1 (en) | Internal combustion engine having independent combustion chamber | |
RU95105594A (en) | Method of operation of gas turbine | |
RU2784165C1 (en) | Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant | |
JP4288845B2 (en) | Gas turbine system | |
JP2005074344A (en) | Method for mass producing small particle pure water reusing steam purification and heat of vaporization | |
US5318423A (en) | Device for transformation of the graphite into the diamonds | |
RU2057387C1 (en) | Method for preparing working mixture for gas-dynamic laser | |
RU2068029C1 (en) | Method of plasma-chemical application of coating | |
RU2738792C1 (en) | Combined cycle power plant | |
RU2165561C2 (en) | Method for use of plasma for production oh heat-transfer agent | |
RU2310700C1 (en) | Hydrogen-oxygen mixture generator | |
RU66649U1 (en) | PLASMOTRON |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA94 | Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees) |
Effective date: 20060215 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20060215 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061010 |