WO2010128878A1 - Газовый реактор - Google Patents

Газовый реактор Download PDF

Info

Publication number
WO2010128878A1
WO2010128878A1 PCT/RU2009/000217 RU2009000217W WO2010128878A1 WO 2010128878 A1 WO2010128878 A1 WO 2010128878A1 RU 2009000217 W RU2009000217 W RU 2009000217W WO 2010128878 A1 WO2010128878 A1 WO 2010128878A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
chamber
energy
cooling jacket
cavity
Prior art date
Application number
PCT/RU2009/000217
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владимир Анатольевич МАТВЕЕВ
Александр Александрович ЗВОНОВ
Original Assignee
Matveev Vl Dimir N T L Vi H
Zvonov L Ks Ndr L Ks Ndr Vi H
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matveev Vl Dimir N T L Vi H, Zvonov L Ks Ndr L Ks Ndr Vi H filed Critical Matveev Vl Dimir N T L Vi H
Priority to PCT/RU2009/000217 priority Critical patent/WO2010128878A1/ru
Publication of WO2010128878A1 publication Critical patent/WO2010128878A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K44/00—Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
    • H02K44/08—Magnetohydrodynamic [MHD] generators
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/4645—Radiofrequency discharges
    • H05H1/466—Radiofrequency discharges using capacitive coupling means, e.g. electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2245/00—Applications of plasma devices
    • H05H2245/10—Treatment of gases
    • H05H2245/15—Ambient air; Ozonisers

Definitions

  • the field of technology relates to plasma technology, specifically to gas reactors using electromagnetic radiation and / or electric discharge in a gas medium to activate and release the potential energy of gases.
  • the invention can be used for the disposal of flue waste from industrial enterprises and / or for the economical use of natural gases in energy, transport and aviation.
  • a known gas reactor for pumping a laser, containing a vessel with walls transparent to electromagnetic waves (EMW) of a hydrogen reagent, equipped with nozzles for introducing / removing hydrogen into the inner cavity of the vessel and a nozzle (waveguide) for supplying electromagnetic energy to the reaction zone of this cavity.
  • EMW electromagnetic waves
  • the quantum energy of the gas reactor is then used to pump the active medium of the laser.
  • the frequency spectrum of the gas reactor covers the electromagnetic field from soft x-ray radiation to short-wave radiation.
  • a disadvantage of the known gas reactor is the insufficient use of energy of the gas reactor, proportional to the ratio of the narrow frequency absorption spectrum of the active medium of the laser to the wide frequency spectrum of the radiation of the hydrogen reagent. This leads to the fact that the cost of exciting the hydrogen reagent of a gas reactor can significantly exceed the useful energy (in this case, laser energy).
  • Gas reactors are also known (KR 20060008888, IPC: C01BZ / 00, B0Sh9 / 08, B0Sh9 / 12, 2006; JP 2007163503, IPC: G21B1 / 00; G21BZ / 00; C01BZ / 00, 2007; WO2008134451, MIL: C01BZ / 02; C01BZ / 00, 2008; EP1941415, IPC: G06F19 / 00, G06F19 / 00, 2008; AU2002311772, IPC: F03G7 / 10, G21B ⁇ / 00, B01J19 / 08, 2006; US2005209788, IPC: C01BZ / 00, G01N31 / 00, C01BZ / 00, 2005; US6024935, IPC: F02G1 / 043, G21BZ / 00, F02G1 / 00, 2000), containing a metal vessel with double walls
  • the thermal energy of the gas reactor is then used to generate steam, rotate the steam turbine and the rotor of the electric power generator.
  • the cost of electric energy for hydrogen production and activation of the latter in the reaction zone is at least 40% of the useful (thermal) energy of the gas reactor.
  • a disadvantage of the known reactor is the insufficient utilization of the internal energy of the gas associated with the partial use of the energy of the hydrogen reagent (thermal radiation) from the entire frequency spectrum of its radiation, as well as the additional energy costs of extracting hydrogen from natural sources, for example from water.
  • Other disadvantages of the reactor are the lack of natural sources of hydrogen and the explosion hazard of the latter.
  • a gas reactor emits quantum energy in a frequency band from soft x-rays to the millimeter range of electromagnetic waves.
  • An extended range of electromagnetic wave radiation allows you to increase the useful work of the reactor and reduce the cost of electric energy to activate the reagent in the reaction zone.
  • the thermal energy of the coolant (infrared radiation) of a gas reactor is used to generate steam, rotate a steam turbine and the rotor of an electric energy generator.
  • the quantum energy of shorter ranges of electromagnetic waves extending beyond the walls of a transparent reactor can be used for direct conversion into electrical energy using matrices of photocells mounted on the outside of the reactor.
  • the power of the gas reactor was reached at 650 kW with an electric energy consumption of 68 kW for reactant activation.
  • air was used in the chamber, in the volume of the gas reactor, as well as other non-combustible in the normal state gases with a density not exceeding the density of atmospheric air in the surface layers of the atmosphere.
  • the specific potential energy of the gas plasma in the gas reactor practically depended little on the type of gas reagent and its location in the periodic table.
  • the closest in design of these gas reactors to the claimed invention relates to a gas reactor (US 69369761, NKI: 315.111.91; 315.108, 2005), including a chamber with nozzles for introducing a gas reagent and electromagnetic radiation, a cooling jacket with pipes for supplying and withdrawing coolant, as well as refractory electrodes for supplying high-voltage voltage to the chamber cavity.
  • a gas reactor US 69369761, NKI: 315.111.91; 315.108, 2005
  • the chamber is closed (the chamber cavity is isolated from the external air environment) and limited in volume.
  • the chamber and its cooling jacket are made of quartz glass.
  • the cooling jacket is equipped with nozzles for connecting to a heat exchanger. Water was used as a heat carrier, heated by radiation of a gas plasma generated in the chamber cavity.
  • the disadvantages of this reactor are: a relatively small output power associated with the insufficient strength of the quartz chamber; the difficulty of operational control of the output power of the gas reactor, associated with the instability and relatively large required time for the formation of the "energetic core" of the plasma in an insufficiently strong glass vessel; as well as relatively large dimensions due to limitations on the strength of the chamber (on the specific energy of pressure on the walls of the glass vessel in the reaction zone).
  • An object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype and, first of all, increasing the output power of a gas reactor and the ability to control its energy in real time.
  • the technical result that provides a solution to this problem is the pulsed conversion of the potential energy of the gas into kinetic energy and the adjustment of the average output power of the gas reactor by the frequency of the activation pulses.
  • a gas reactor including a chamber with nozzles for introducing a gas reagent and electromagnetic radiation, a cooling jacket with nozzles for supplying and outputting a coolant, as well as refractory electrodes for supplying high-voltage voltage to the chamber cavity
  • the chamber is additionally equipped with a nozzle for withdrawing plasma from the reaction zone of the gas reagent
  • the chamber body and the cooling jacket body are made of metal
  • the cooling jacket is coated with a layer of lead on the outside
  • the inlet pipe for introducing a gas reagent into the chamber cavity is equipped with a check valve
  • the inlet pipe for supplying electromagnetic radiation is isolated from the chamber cavity by a screen made of electromagnetic waves transparent material.
  • the refractory dielectric coating material of the inner chamber cavity is made of porcelain or ceramic.
  • Refractory electrodes are made of tungsten or graphite.
  • the nozzle for outputting high plasma pressure from the chamber cavity is made in the form of a Loval or Mach nozzle.
  • FIG. 1 shows the construction of a gas reactor
  • FIG. 2 - its cross section.
  • the gas reactor contains a chamber 1 with inlet pipes 2, 3 for supplying a gas reagent (air, flue gases, water vapor and other combustible or non-combustible materials in a gaseous state) and electromagnetic radiation 4 into the cavity 5 of the chamber 1, respectively.
  • a gas reagent air, flue gases, water vapor and other combustible or non-combustible materials in a gaseous state
  • Refractory electrodes 6 and 7 are installed on opposite sides of chamber 1 accordingly, for input into the cavity 5 of the chamber 1 high voltage from an external source of high voltage.
  • the chamber 1 is equipped with a nozzle 8 for adiabatic cooling of the outflowing plasma from the cavity 5 and pairing the pressure of the chamber 1 with a consumer of the kinetic energy of the gas.
  • the chamber 1 is made of metal with double walls, coated on the outside with a layer of 9 lead, and with the inside - a layer 10 of refractory dielectric material.
  • the cavity between the walls of the chamber 1 forms a cooling jacket, connected by nozzles to a heat exchanger (not shown in the figures) and filled with a coolant 11, mainly lithium.
  • the volume of the chamber 1 of the gas reactor is selected from the condition that the energy of the external energy sources is sufficient to create an energy density in the entire volume of the chamber 1 to initiate an avalanche chemical reaction and to eliminate the rupture of the chamber 1 during the explosion of the mass of the gas reagent contained in it.
  • the inlet pipe 2 for supplying gas to the chamber cavity is equipped with a check valve 12.
  • the cavity of the inlet pipe for supplying electromagnetic radiation 4 is isolated from the cavity of the gas reactor chamber by a screen 13 made of a material transparent to electromagnetic waves, mainly in the form of a lens for focusing electromagnetic radiation and creating microwave energy density sufficient to initiate an electrical breakdown of the gas reagent in the cavity 5 of the chamber 1.
  • the refractory dielectric coating material 10 of the inner cavity 5 of the chamber 1 full of porcelain or ceramic.
  • Refractory electrodes 6 and 7 used to supply high voltage to the reaction zone of chamber 1 are made of tungsten or graphite.
  • the nozzle for outputting high plasma pressure from the chamber cavity is made in the form of a Loval or Mach nozzle. Description in dynamics.
  • the gas reactor operates as follows.
  • a high voltage source for example, a capacitive energy storage device, is connected to electrodes 6 and 7.
  • the cavity 5 of the chamber 1 through the pipe 2 and its valve 11 is filled with air from the atmosphere, the chimney of an industrial enterprise or through a reducer - dispenser from a cylinder with a compressed gas reagent.
  • an electromagnetic pulse 4 with an energy density of at least 1 J / cm 3 and with a filling frequency corresponding to one or more resonant frequencies of EMW absorption by the gas reagent is supplied to the waveguide pipe 3 from an external source of electromagnetic waves.
  • An electromagnetic pulse passing through the lens 13 is focused in the center of the cavity 5 of the chamber 1 and creates a power density between the electrodes that is sufficient for electric breakdown of the gas reagent, for example, for air at a normal atmospheric pressure of 10 W / cm 3 .
  • a power density between the electrodes that is sufficient for electric breakdown of the gas reagent, for example, for air at a normal atmospheric pressure of 10 W / cm 3 .
  • current carriers, electrons and ions are formed, causing the electrodes 6-7 to short-circuit in a high-voltage voltage source.
  • a powerful electric discharge occurs between electrodes 6-7 and the complete separation of all electrons from their atoms.
  • the positively charged atomic nuclei freed from electron shells are combined (due to freedom of movement and the possibility of approaching the boundary of the action of powerful gravitational forces) into a common positive nucleus 14 and an electron cloud 15 above the combined nucleus 14.
  • the electrons jump at high energy levels relative to remote from them cores.
  • quantum energy is released, causing the gas reagent to instantly heat up in chamber 1 and energy is released through nozzle 8 primarily in the form of kinetic plasma energy (shock wave).
  • the thermal energy of the reactor is transferred to the coolant 11 and then used to rotate the steam, rotate the steam turbine and receive mechanical and electrical energy.
  • a vacuum vacuum is formed in its cavity 5, breaking the current between the electrodes 6 and 7.
  • the formation of a vacuum leads to the tearing of the check valve 13 and the collection of the next batch of gas reagent through the pipe 2 into the cavity of the chamber 1.
  • the pulse the operation mode of the gas reactor is repeated.
  • the kinetic energy of a gas reactor can be used to rotate electric power generators, vehicle engines, aircraft, and directly convert the energy of a plasma flowing through nozzle 8 into electrical energy by induction and conduction methods.
  • the output power of the gas reactor can be controlled by the repetition rate of high-frequency pulses 4.
  • nuclei freed from electron shells can be explained by the action of gravitational forces exceeding the electric force of repulsion of positively charged protons due to the relatively large mass of nuclei compared to the mass of individual electrons and due to small interatomic distances.
  • the combination of nuclei and a jump-like increase in the energy of a gas plasma are explained by the tunneling effect, in the works of Chukanov KB (Bulgaria) - previously unknown laws of classical physics.
  • the specified invention is not limited to the above examples of its implementation.
  • the activation of a gas reagent is possible with various combinations of parameters and types of sources of electrical energy and a gas medium.
  • the high-voltage voltage supplied to the electrodes 6 and 7 can be pulsed with a pulse repetition rate corresponding to the Fraunhofer lines (resonance frequencies) of absorption of the gas reagent used. Catalysts can also be used for this.
  • the invention was developed at the level of technical proposal and physical modeling of the activation of a gaseous medium by the combined action of microwave radiation and electric discharge in a limited volume.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение относится к плазменной технике, конкретно к газовым реакторам с использованием электромагнитного излучения и электрического разряда в газовой среде для активации и высвобождения потенциальной энергии газов в форме тепловой и кинетической энергии. Газовый реактор включает камеру, снабженную рубашкой охлаждения с патрубками для подвода и вывода теплоносителя, сопло для вывода плазмы из зоны реакции газового реагента. Корпус камеры и корпус рубашки охлаждения выполнены из металла. С внутренней стороны корпус камеры покрыт слоем тугоплавкого диэлектрического материала, с внешней стороны рубашка охлаждения покрыта слоем свинца. Камера снабжена входным патрубком с обратным клапаном для ввода газового реагента, а также - патрубком для подвода электромагнитного излучения. Реактор может быть использован в энергетике, транспорте и авиации в качестве источника тепловой, механической и электрической энергии, а также для утилизации дымовых отходов промышленных предприятий или для экономного использования природных газов в энергетике.

Description

Газовый реактор
Область техники. Изобретение относится к плазменной технике, конкретно к газовым реакторам с использованием электромагнитного излучения и/или электрического разряда в газовой среде для активации и высвобождения потенциальной энергии газов. Изобретение может быть использовано для утилизации дымовых отходов промышленных предприятий и/или для экономного использования природных газов в энергетике, транспорте и авиации.
Уровень техники.
Известен газовый реактор (EP1702212, МПК: H01SЗ/00, H01SЗ/223, 2006) для накачки лазера, содержащий сосуд со стенками, прозрачными для электромагнитных волн (ЭМВ) водородного реагента, снабженный патрубками для ввода/вывода водорода во внутреннюю полость сосуда и патрубком (волноводом) для подвода электромагнитной энергии в зону реакции этой полости. Квантовая энергия газового реактора далее используется для накачки активной среды лазера. При этом частотный спектр газового реактора охватывает диапазон ЭМВ от мягкого рентгеновского излучения до коротковолнового радиоизлучения.
Недостатком известного газового реактора является недостаточное использование энергии газового реактора, пропорциональное отношению узкого частотного спектра поглощения активной среды лазера к широкому частотному спектру излучения водородного реагента. Это приводит к тому, что затраты на возбуждение водородного реагента газового реактора могут существенно превышать полезную энергию (в данном случае лазерную энергию).
Известны также газовые реакторы (KR 20060008888, МПК: C01BЗ/00, B0Ш9/08, B0Ш9/12, 2006; JP 2007163503, МПК: G21B1/00; G21BЗ/00; C01BЗ/00, 2007; WO 2008134451, МIЖ: C01BЗ/02; C01BЗ/00, 2008; EP1941415, МПК: G06F19/00, G06F19/00, 2008; AU2002311772, МПК: F03G7/10, G21BЗ/00, B01J19/08, 2006; US2005209788, МПК: C01BЗ/00, G01N31/00, C01BЗ/00, 2005; US6024935, МПК: F02G1/043, G21BЗ/00, F02G1/00, 2000), содержащие металлический сосуд с двойными стенками, снабженный патрубками для ввода/вывода водорода во внутреннюю полость сосуда, патрубками для ввода/вывода теплоносителя в полость между стенками сосуда и патрубком (волноводом) для подвода электромагнитной энергии во внутреннюю полость сосуда. Тепловая энергия газового реактора далее используется для выработки пара, вращения паровой турбины и ротора генератора электрической энергии. Затраты электрической энергии на получение водорода и активацию последнего в зоне реакции составляют не менее 40% от полезной (тепловой) энергии газового реактора.
Недостатком известного реактора является недостаточный коэффициент использования внутренней энергии газа, связанный с частичным использованием энергии водородного реагента (теплового излучения) из всего частотного спектра его излучения, а также с дополнительными затратами энергии на извлечение водорода из природных источников, например из воды. Другими недостатками реактора является отсутствие природных источников водорода и взрывоопасность последнего.
Указанные недостатки устранены в газовых реакторах (US2003094911, МПК: G21B1/00, G21K1/00, G2 IB 1/00, 2003; US6936971; WO03044806; AU2002360936; US5537009, МПК: H05B41/24, H05B41/24, 1996), содержащем сосуд из кварцевого стекла с двойными стенками, снабженный патрубками для ввода/вывода атмосферного воздуха во внутреннюю полость сосуда, патрубками для ввода/вывода теплоносителя в полость между стенками сосуда и патрубком (волноводом) для подвода электромагнитной энергии во внутреннюю полость сосуда. Газовый реактор излучает квантовую энергию в полосе частот от мягкого рентгеновского излучения до миллиметрового диапазона электромагнитных волн. Расширенный диапазон излучения электромагнитных волн позволяет увеличить полезную работу реактора и снизить затраты электрической энергии на активизацию реагента в зоне реакции. Тепловая энергия теплоносителя (инфракрасное излучение) газового реактора используется для выработки пара, вращения паровой турбины и ротора генератора электрической энергии. Квантовая энергия более коротких диапазонов электромагнитных волн, выходящих за пределы стенок прозрачного реактора, может использоваться для прямого преобразования в электрическую энергию с помощью матриц из фотоэлементов, установленных с внешней стороны реактора. Согласно указанным выше источникам и публикациям на сайте www.сhukапоvепеrgу.соm достигнута мощность газового реактора 650 кВт при затратах электрической энергии 68 кВт на активацию реагента. При этом в камере, объемом газового реактора использовался воздух, а также другие негорючие в нормальном состоянии газы с плотностью, не превышающей плотность атмосферного воздуха в приземных слоях атмосферы. Удельная потенциальная энергия газовой плазмы в газовом реакторе, практически мало зависела от вида газового реагента и его местоположения в таблице Менделеева.
Наиболее близким по конструкции из этих газовых реакторов к заявляемому изобретению относится газовый реактор (US 69369761, НКИ: 315.111.91; 315.108, 2005), включающий камеру с патрубками для ввода газового реагента и электромагнитного излучения, рубашку охлаждения с патрубками для подвода и вывода теплоносителя, а также тугоплавкие электроды для подвода высоковольтного напряжения в полость камеры. При этом для исключения возможности релаксации плазмы и снижения затрат на ионизацию камера выполнена закрытой (полость камеры изолирована от внешней воздушной среды) и ограниченной по объему. Камера и ее рубашка охлаждения выполнены из кварцевого стекла. Рубашка охлаждения снабжена патрубками для соединения с теплообменником. В качестве теплоносителя использована вода, нагреваемая излучением газовой плазмы, генерируемой в полости камеры.
Недостатками этого реактора являются: относительно небольшая выходная мощность, связанная с недостаточной прочностью кварцевой камеры; трудность оперативного управления выходной мощностью газового реактора, связанная с неустойчивостью и относительно большим требуемым временем формирования «энepгeтичecкoгo ядpa» плазмы в недостаточно прочном стеклянном сосуде; а также относительно большие габариты, обусловленные ограничениями на прочность камеры (на удельную энергию давления на стенки стеклянного сосуда в зоне реакции).
Постановка задачи. Технической задачей изобретения является устранение недостатков прототипа и, в первую очередь, повышение выходной мощности газового реактора и возможность управления его энергетикой в реальном масштабе времени.
Техническим результатом, обеспечивающим решение этой, задачи является импульсное преобразование потенциальной энергии газа в кинетическую энергию и регулировка средней выходной мощности газового реактора частотой следования импульсов активации.
Сущность изобретения. Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной технической задачи достигается тем, что газовый реактор, включающий камеру с патрубками для ввода газового реагента и электромагнитного излучения, рубашку охлаждения с патрубками для подвода и вывода теплоносителя, а также тугоплавкие электроды для подвода высоковольтного напряжения в полость камеры, согласно изобретению камера дополнительно снабжена соплом для вывода плазмы из зоны реакции газового реагента, корпус камеры и корпус рубашки охлаждения выполнены из металла, с внутренней стороны корпус камеры покрыт слоем тугоплавкого диэлектрического материала, с внешней стороны рубашка охлаждения покрыта слоем свинца, при этом входной патрубок для ввода газового реагента в полость камеры снабжен обратным клапаном, а входной патрубок для подвода электромагнитного излучения изолирован от полости камеры экраном из прозрачного для электромагнитных волн материала.
При этом тугоплавкий диэлектрический материал покрытия внутренней полости камеры выполнен из фарфора или керамики. Тугоплавкие электроды выполнены из вольфрама или графита. Сопло для вывода высокого давления плазмы из полости камеры выполнено в виде сопла Ловаля или Маха.
Описание чертежей. На фиг. 1 представлена конструкция газового реактора, на фиг. 2 - его поперечный разрез.
Описание в статике. Газовый реактор содержит камеру 1 с входными патрубками 2, 3 для подвода газового реагента (воздуха, дымовых газов, паров воды и других горючих или негорючих материалов в газообразном состоянии) и электромагнитного излучения 4 в полость 5 камеры 1 соответственно. С противоположных сторон камеры 1 установлены тугоплавкие электроды 6 и 7 соответственно для ввода в полость 5 камеры 1 высоковольтного напряжения от внешнего источника высоковольтного напряжения. Камера 1 снабжена соплом 8 для адиабатического охлаждения истекающей плазмы из полости 5 и сопряжения по давлению камеры 1 с потребителем кинетической энергии газа. Камера 1 выполнена из металла с двойными стенками, покрыта с внешней стороны слоем 9 свинца, а с внутренней - слоем 10 из тугоплавкого диэлектрического материала. Полость между стенками камеры 1 образует рубашку охлаждения, соединенную патрубками с теплообменником (на фигурах не показано) и заполненную теплоносителем 11, преимущественно литием. Обьём камеры 1 газового реактора выбирают из условия достаточности энергетики внешних источников энергии для создания во всем объеме камеры 1 плотности энергии, достаточной для инициирования лавинной химической реакции и исключения разрыва камеры 1 при взрыве заключенной в ней массы газового реагента. Входной патрубок 2 для подвода газа в полость камеры снабжен обратным клапаном 12. Полость входного патрубка для подвода электромагнитного излучения 4 изолирована от полости камеры газового реактора экраном 13 из прозрачного для электромагнитных волн материала, преимущественно в форме линзы для фокусировки электромагнитного излучения и создания плотности СВЧ энергии, достаточной для инициирования электрического пробоя газового реагента в полости 5 камеры 1. Тугоплавкий диэлектрический материал покрытия 10 внутренней полости 5 камеры 1 выполнен из фарфора или керамики. Тугоплавкие электроды 6 и 7, используемые для подвода высоковольтного напряжения в зону реакции камеры 1 выполнены из вольфрама или графита. Сопло для вывода высокого давления плазмы из полости камеры выполнено в виде сопла Ловаля или Маха. Описание в динамике. Газовый реактор работает следующим образом. К электродам 6 и 7 подключают источник высоковольтного напряжения, например емкостной накопитель энергии. Полость 5 камеры 1 через патрубок 2 и его клапан 11 заполняют воздухом из атмосферы, дымовой трубы промышленного предприятия или через редуктор - дозатор из баллона со сжатым газовым реагентом. После заполнения полости 5 газовым реагентом к патрубку-волноводу 3 от внешнего источника электромагнитных волн подводят электромагнитный импульс 4 с плотностью энергии не менее 1 Дж/см3 и с частотой заполнения, соответствующей одной или нескольким резонансным частотам поглощения ЭМВ газовым реагентом. Электромагнитный импульс проходя через линзу 13 фокусируется в центре полости 5 камеры 1 и создает между электродами плотность мощности, достаточную для электрического пробоя газового реагента, например для воздуха при нормальном атмосферном давлении 10 Вт/см3. При этом в зоне электрического пробоя образуются носители тока электроны и ионы, вызывающее замыкание электродов 6-7 высоковольтного источника напряжения. Происходит мощный электрический разряд между электродами 6-7 и полный отрыв всех электронов от своих атомов. Освобожденные от электронных оболочек положительно заряженные ядра атомов объединяются (за счет свободы движения и возможности приближения к границе действия мощных гравитационных сил) в общее положительное ядро 14 и облако электронов 15 над объединенным ядром 14. При этом ввиду затруднения доступа нейтральных атомов в зону реакции из внешней среды (преобладания процесса ионизации над процессом релаксации) и объединения ядер в одну общую массу электроны скачкообразно оказываются на высоких энергетических уровнях относительно удаленных от них ядер. При переходе возбужденных электронов на нижестоящие энергетические орбиты происходит выделение квантовой энергии, вызывающей мгновенный нагрев газового реагента в камере 1 и выделение энергии через сопло 8 преимущественно в форме кинетической энергии плазмы (ударной волны). Одновременно тепловая энергия реактора передается теплоносителю 11 и далее используется для вращения получения пара, вращения паровой турбины и получения механической и электрической энергии. После разлета плазмы и выхода ударной волны из камеры 1 в ее полости 5 образуется вакуумное разряжение, разрывающее ток между электродами 6 и 7. Образование вакуума приводит к отрыванию обратного клапана 13 и забор очередной партии газового реагента через патрубок 2 в полость камеры 1. Далее импульсный режим работы газового реактора повторяется. Кинетическая энергия газового реактора может быть использована для приведения во вращение генераторов электрической энергии, двигателей транспортных средств, летательных аппаратов, а также прямого преобразования энергии плазмы, протекающей через сопло 8, в электрическую энергию индукционным и кондукционным методами. Выходная мощность газового реактора может регулироваться частотой следования высокочастотных импульсов 4.
Объединение ядер, освобожденных от электронных оболочек, можно объяснить действием гравитационных сил, превышающих электрическую силу отталкивания положительно заряженных протонов, за счет относительно большой массы ядер по сравнению с массой отдельных электронов и в связи с малыми межатомными расстояниями. В работах Миллса Р.Л. (США) объединение ядер и скачкообразное повышение энергии газовой плазмы объяснятся туннельным эффектом, в работах Чуканова К.Б. (Болгария) - неизвестными ранее законами классической физики. Указанное изобретение не ограничивается выше приведенными примером его осуществления. В рамках указанного изобретения возможна активация газового реагента при различных сочетаниях параметров и видов источников электрической энергии и газовой среды. Так для уменьшения энергетических затрат на возбуждение газового реагента высоковольтное напряжение, подаваемее на электроды 6 и 7, может быть импульсным с частотой следования импульсов, соответствующей Фраунгоферовым линиям (резонансным частотам) поглощения используемого газового реагента. Для этого также могут быть использованы катализаторы.
Промышленная применимость. Изобретение разработано на уровне технического предложения и физического моделирования активации газовой среды комплексным воздействием СВЧ - излучения и электрического разряда в ограниченном объеме.

Claims

Формула изобретения
1. Газовый реактор, включающий камеру с патрубками для ввода газового реагента и электромагнитного излучения, рубашку охлаждения с патрубками для подвода и вывода теплоносителя, а также тугоплавкие электроды для подвода высоковольтного напряжения в полость камеры, отличающийся тем, что камера дополнительно снабжена соплом для вывода плазмы из зоны реакции газового реагента, корпус камеры и корпус рубашки охлаждения выполнены из металла, с внутренней стороны корпус камеры покрыт слоем тугоплавкого диэлектрического материала, с внешней стороны рубашка охлаждения покрыта слоем свинца, при этом входной патрубок для ввода газового реагента в полость камеры снабжен обратным клапаном, а входной патрубок для подвода электромагнитного излучения изолирован от полости камеры экраном из прозрачного для электромагнитных волн материала.
2. Газовый реактор по п. 1, отличающийся тем, что тугоплавкий диэлектрический материал покрытия внутренней полости камеры выполнен из фарфора или керамики.
3. Газовый реактор по п. 1, отличающийся тем, что тугоплавкие электроды выполнены из вольфрама или графита.
4. Газовый реактор по п. 1, отличающийся тем, что сопло для вывода плазмы из полости камеры выполнено в виде сопла Ловаля или Маха.
PCT/RU2009/000217 2009-05-05 2009-05-05 Газовый реактор WO2010128878A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2009/000217 WO2010128878A1 (ru) 2009-05-05 2009-05-05 Газовый реактор

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2009/000217 WO2010128878A1 (ru) 2009-05-05 2009-05-05 Газовый реактор

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010128878A1 true WO2010128878A1 (ru) 2010-11-11

Family

ID=43050240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000217 WO2010128878A1 (ru) 2009-05-05 2009-05-05 Газовый реактор

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010128878A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU256116A1 (ru) * М. Щеголев, Ю. П. Кукота , В. М. Слепцов Институт теплоэнергетики Украинской ССР Пористый токосъемный электрод для кондукциоиного мгд-генератора
JPH0398458A (ja) * 1989-09-11 1991-04-24 Mitsubishi Electric Corp Ｍｈｄ発電装置
DE19959604A1 (de) * 1999-12-10 2001-06-13 Volkswagen Ag Reaktor für Plasmabeschichtungen und Plasmadiffusionsbehandlungen
WO2004092058A2 (en) * 2003-04-15 2004-10-28 Blacklight Power, Inc. Plasma reactor and process for producing lower-energy hydrogen species
RU74389U1 (ru) * 2007-12-19 2008-06-27 Общество с ограниченной отвественностью "ДОМСАТ" Установка для термической обработки монокристаллов

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU256116A1 (ru) * М. Щеголев, Ю. П. Кукота , В. М. Слепцов Институт теплоэнергетики Украинской ССР Пористый токосъемный электрод для кондукциоиного мгд-генератора
JPH0398458A (ja) * 1989-09-11 1991-04-24 Mitsubishi Electric Corp Ｍｈｄ発電装置
DE19959604A1 (de) * 1999-12-10 2001-06-13 Volkswagen Ag Reaktor für Plasmabeschichtungen und Plasmadiffusionsbehandlungen
WO2004092058A2 (en) * 2003-04-15 2004-10-28 Blacklight Power, Inc. Plasma reactor and process for producing lower-energy hydrogen species
RU74389U1 (ru) * 2007-12-19 2008-06-27 Общество с ограниченной отвественностью "ДОМСАТ" Установка для термической обработки монокристаллов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10255998B2 (en) Rotating high-density fusion reactor for aneutronic and neutronic fusion
RU2436729C2 (ru) Безуглеродная диссоциация воды и сопутствующее получение водорода и кислорода
US7482607B2 (en) Method and apparatus for producing x-rays, ion beams and nuclear fusion energy
US20140126679A1 (en) Renewable energy production process with a device featuring resonant nano-dust plasma, a cavity resonator and an acoustic resonator
JP6640180B2 (ja) レーザー核融合炉及び核融合方法
US5041760A (en) Method and apparatus for generating and utilizing a compound plasma configuration
US5015432A (en) Method and apparatus for generating and utilizing a compound plasma configuration
US20120097532A1 (en) Apparatus for hot fusion of fusion-reactive gases
CN105027222B (zh) 用于无中子和中子聚变的旋转高密度聚变反应器
RU2008150241A (ru) Пособ и система для реакций управляемого термоядерного синтеза
WO2010128877A1 (ru) Устройство для получения энергии из дымовых газов
Garanin et al. An ICF system based on Z-pinch radiation produced by an explosive magnetic generator
WO1980000045A1 (en) Method and apparatus for generating and utilizing a compound plasma configuration
RU2408418C2 (ru) Газовый реактор
RU2596605C2 (ru) Водородный генератор электрической энергии
WO2012003524A1 (en) Reactor for producing controlled nuclear fusion
WO2010128878A1 (ru) Газовый реактор
Fisenko et al. The Conception of Thermonuclear Reactor on the Principle of Gravitational Confinement of Dense High-temperature Plasma
EP3401921A1 (en) An electric generator and a method for generating electricity
RU116973U1 (ru) Устройство для получения энергии из дымовых газов
US20130294558A1 (en) Fusion reactor
WO2015012807A1 (en) Fusion reactor
RU91498U1 (ru) Газовый реактор с свч-возбуждением
RU2776324C1 (ru) Прямоточный релятивистский двигатель
Krasik et al. Underwater electrical wire explosion

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09844417

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09844417

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1