|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, имеющего камеру детонации и по меньшей мере один поршень камеры детонации, установленный в камере детонации для возвратно-поступательного движения из первого положения во второе положение, содержащий детонирование гранул, содержащих трипероксид триацетона (ТАР) и воду в твердом состоянии, в камере детонации для инициирования движения указанного по меньшей мере одного поршня камеры детонации из указанного первого положения во второе указанное положение; возврат указанного по меньшей мере одного поршня камеры детонации в первое положение. 2. Способ по п.1, в котором по меньшей мере одна указанная камера детонации содержит магнитный материал; указанный по меньшей мере один поршень камеры детонации снабжен обмотками, выполненными таким образом, что при возвратно-поступательном движении указанного поршня в указанных обмотках генерируется электрический ток. 3. Способ по п.1, дополнительно включающий выкачивание ацетона и озона, образованных при детонировании указанных гранул трипероксид триацетона (ТАР) в качестве побочных продуктов, из указанной камеры детонации и отделение ацетона и озона друг от друга; взаимодействие откачанного озона с газообразной Н 2 О с образованием пероксида водорода, который затем охлаждают с получением первого источника жидкого пероксида водорода; смешивание откачанного ацетона с первым источником жидкого пероксида водорода и H 2 O в реакторе образования трипероксид триацетона (ТАР) с получением гранул трипероксид триацетона (ТАР); подачу указанных гранул трипероксид триацетона (ТАР) в камеру детонации. 4. Способ по п.3, в котором ацетон из внешнего источника и пероксид водорода из внешнего источника смешивают с откачанным ацетоном и первым источником пероксида водорода. 5. Способ по п.1, в котором указанный двигатель внутреннего сгорания дополнительно содержит газовую пружину, представляющую камеру, соединенную с указанным по меньшей мере одним поршнем камеры детонации; теплообменные змеевики, находящиеся с противоположной стороны указанной внутренней камеры по отношению к указанной камере детонации; причем газовая пружина и теплообменные змеевики выполнены так, что движение указанного по меньшей мере одного поршня камеры детонации при детонировании гранул трипероксид триацетона (ТАР) вызывает сжатие газа в газовой пружине, а теплообменные змеевики поглощают тепло, образующееся при сжатии газа в газовой пружине, посредством передачи выделенного тепла хладагенту в теплообменных змеевиках. 6. Способ по п.1, дополнительно включающий получение этана и метилацетата в качестве побочных продуктов детонирования гранул трипероксид триацетона (ТАР) в первом цикле двигателя внутреннего сгорания; сжигание этана и метилацетата из первого цикла внутреннего сгорания во втором цикле внутреннего сгорания с получением перегретой воды; впрыск указанной перегретой воды на гранулы трипероксид триацетона (ТАР) для инициирования детонирования указанных гранул трипероксид триацетона (ТАР) для приведения в действие указанного двигателя внутреннего сгорания. 7. Способ по п.1, согласно которому подачу в камеру детонации гранул трипероксид триацетона (ТАР) осуществляют из криогенной камеры, при этом криогенная камера выполнена с возможностью подачи раствора меди/воды для обеспечения возможности затопления камеры для предотвращения детонации трипероксид триацетона (ТАР). 8. Способ по п.2, в котором двигатель дополнительно содержит второй поршень камеры детонации, установленный на 180 ° относительно первого. 9. Способ по п.5, в котором по меньшей мере один поршень камеры детонации соединен с газовой пружиной через передатчик. 10. Способ по п.9, в котором передатчик содержит магнитный материал. 11. Способ по п.10, в котором магнитный материал представляет собой постоянный магнит. 12. Способ по п.10, в котором магнитный материал выполнен из материалов с регулируемым магнитным сопротивлением. 13. Способ по п.1, в котором указанный двигатель внутреннего сгорания дополнительно содержит второй поршень камеры детонации, установленный в камере детонации с возможностью возвратно-поступательного движения; первый поршень камеры детонации соединен с первой газовой пружиной посредством первого передатчика; второй поршень камеры детонации соединен со второй газовой пружиной посредством второго передатчика.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, имеющего камеру детонации и по меньшей мере один поршень камеры детонации, установленный в камере детонации для возвратно-поступательного движения из первого положения во второе положение, содержащий детонирование гранул, содержащих трипероксид триацетона (ТАР) и воду в твердом состоянии, в камере детонации для инициирования движения указанного по меньшей мере одного поршня камеры детонации из указанного первого положения во второе указанное положение; возврат указанного по меньшей мере одного поршня камеры детонации в первое положение. 2. Способ по п.1, в котором по меньшей мере одна указанная камера детонации содержит магнитный материал; указанный по меньшей мере один поршень камеры детонации снабжен обмотками, выполненными таким образом, что при возвратно-поступательном движении указанного поршня в указанных обмотках генерируется электрический ток. 3. Способ по п.1, дополнительно включающий выкачивание ацетона и озона, образованных при детонировании указанных гранул трипероксид триацетона (ТАР) в качестве побочных продуктов, из указанной камеры детонации и отделение ацетона и озона друг от друга; взаимодействие откачанного озона с газообразной Н 2 О с образованием пероксида водорода, который затем охлаждают с получением первого источника жидкого пероксида водорода; смешивание откачанного ацетона с первым источником жидкого пероксида водорода и H 2 O в реакторе образования трипероксид триацетона (ТАР) с получением гранул трипероксид триацетона (ТАР); подачу указанных гранул трипероксид триацетона (ТАР) в камеру детонации. 4. Способ по п.3, в котором ацетон из внешнего источника и пероксид водорода из внешнего источника смешивают с откачанным ацетоном и первым источником пероксида водорода. 5. Способ по п.1, в котором указанный двигатель внутреннего сгорания дополнительно содержит газовую пружину, представляющую камеру, соединенную с указанным по меньшей мере одним поршнем камеры детонации; теплообменные змеевики, находящиеся с противоположной стороны указанной внутренней камеры по отношению к указанной камере детонации; причем газовая пружина и теплообменные змеевики выполнены так, что движение указанного по меньшей мере одного поршня камеры детонации при детонировании гранул трипероксид триацетона (ТАР) вызывает сжатие газа в газовой пружине, а теплообменные змеевики поглощают тепло, образующееся при сжатии газа в газовой пружине, посредством передачи выделенного тепла хладагенту в теплообменных змеевиках. 6. Способ по п.1, дополнительно включающий получение этана и метилацетата в качестве побочных продуктов детонирования гранул трипероксид триацетона (ТАР) в первом цикле двигателя внутреннего сгорания; сжигание этана и метилацетата из первого цикла внутреннего сгорания во втором цикле внутреннего сгорания с получением перегретой воды; впрыск указанной перегретой воды на гранулы трипероксид триацетона (ТАР) для инициирования детонирования указанных гранул трипероксид триацетона (ТАР) для приведения в действие указанного двигателя внутреннего сгорания. 7. Способ по п.1, согласно которому подачу в камеру детонации гранул трипероксид триацетона (ТАР) осуществляют из криогенной камеры, при этом криогенная камера выполнена с возможностью подачи раствора меди/воды для обеспечения возможности затопления камеры для предотвращения детонации трипероксид триацетона (ТАР). 8. Способ по п.2, в котором двигатель дополнительно содержит второй поршень камеры детонации, установленный на 180 ° относительно первого. 9. Способ по п.5, в котором по меньшей мере один поршень камеры детонации соединен с газовой пружиной через передатчик. 10. Способ по п.9, в котором передатчик содержит магнитный материал. 11. Способ по п.10, в котором магнитный материал представляет собой постоянный магнит. 12. Способ по п.10, в котором магнитный материал выполнен из материалов с регулируемым магнитным сопротивлением. 13. Способ по п.1, в котором указанный двигатель внутреннего сгорания дополнительно содержит второй поршень камеры детонации, установленный в камере детонации с возможностью возвратно-поступательного движения; первый поршень камеры детонации соединен с первой газовой пружиной посредством первого передатчика; второй поршень камеры детонации соединен со второй газовой пружиной посредством второго передатчика.
Евразийское 033389 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.10.31
(21) Номер заявки 201591719
(22) Дата подачи заявки 2014.03.11
(51) Int. Cl. F02B 51/00 (2006.01)
(54) СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
(31) 61/778,981
(32) 2013.03.13
(33) US
(43) 2016.08.31
(86) PCT/IB2014/001044
(87) WO 2014/140869 2014.09.18
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
айЭнтропия СпА (CL)
(72) Изобретатель:
Стоун Кристофер С. (CL)
(74) Представитель:
Нилова М.И. (RU)
(56) US-A1-20120125288 US-A1-20100236511
Felix-Rivera et al., Triacetone triperoxide thermogravimetric study of vapor pressure and enthalpy of sublimation in 303-338K temperature range", Thermochimica Acta, 514, 37-43 (2011), 07 December 2010 (07.12.2010), p 39, Fig 1b
US-A-2344865
Dubnikova et al., "Decomposition of Triacetone Triperoxide Is an Entropic Explosion", Journal of the American Chemical Society, 127(4), 1146-1159 (2005), 05 January 2005 (05.01.2005), pp 1146, 1148, 1151, 1158, 1159
US-A-6030526
Kim et al., "Formation of acetone cyclic triperoxide over titania-incorporated mesoporous materials", Reaction Kinetics and Catalysis Letters, 79(2), 287-293 (2003), pp 288, 290
Oxley et al., "Factors Influencing Triacetone Triperoxide (ТАТР) and Diacetone Diperoxide (DADP) Formation: Part I", Propellents, Explosives, Pyrotechnics, 38(2), 244-254 (2005), 22 January 2013 (22.01.2013), p 252
(57) Настоящее изобретение относится к новой топливной системе, которая обеспечивает возможность эксплуатации крупных электрогенерирующих установок с меньшими затратами, чем при эксплуатации установок, работающих на угле или природном газе, и которая не выделяет значительного количества тепла, отработанных выхлопных газов или загрязняющих веществ в виде твердых частиц. Благодаря природе химической реакции, используемой в системе, она получила название "Система мгновенной энтропии" (IES). Топливо, используемое в новой IES, вызывает расширение газа, но не в результате реакции окисления/сжигания, и оно не приводит к получению тепла экзотермической реакции окисления. В IES используют материал, который был впервые получен в начале двадцатого столетия - трипероксид триацетона (ТАР).
Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на патент США 61/778981, поданной 13 марта 2013 года, озаглавленной "Система мгновенной энтропии" (Instant Entropy System), полное содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится в целом к получению электрической энергии и к топливам для него, более конкретно к энтропийному взрывному топливу для применения на установках по генерированию электроэнергии и еще более конкретно к системе использования гранул трипероксида триацетона в энтропийном взрывном генераторе для применения при генерации электричества.
Уровень техники
Современное общество базируется на выработке (и в значительной мере зависит от выработки) электричества в результате сжигания углеродных видов топлива, главным образом угля и природного газа. Указанные виды топлива сжигают/окисляют на центральных электрогенерирующих установках, которые работают с эффективностью превращения топлива в электричество менее 40%. Горячие отходящие газы обычно очищают для удаления сильных загрязнителей, а затем сбрасывают в атмосферу.
Многие полагают, что такое потребление в совокупности с применением других нефтехимических продуктов, используемых для транспортных средств, значительно способствует усилению каскадов событий, ухудшающих климат. Действительно, этот вопрос является спорным лишь в политических и религиозных кругах, но не вызывающим сомнения у ученых.
Несмотря на то, что могут остаться некоторые споры о реальном вкладе использования природного топлива в явление глобального потепления, несомненным является исчерпаемость указанных видов топлива или тот факт, что их добыча со временем станет экономически нецелесообразной. По общему мнению, вполне вероятно, что экономически выгодный доступ к электричеству будет снижен и, следовательно, рост современных социальных тенденций постепенно прекратится или изменит направление на обратное. Альтернативные и экологически безопасные источники энергии, такие как ветряные, гидроэлектрические, спиртовые, биотопливные, приливные, геотермальные и солнечные источники энергии, ограничены областью их действия и высокой стоимостью. Ядерная энергия остается дискуссионной из-за опасности ее получения и долговременного воздействия на окружающую среду.
Все углеродсодержащие виды топлива, используемые в настоящее время для производства электрической энергии, сжигают в экзотермической реакции, которая может быть описана различными формулами теплового цикла. Твердые или жидкие (квазижидкие для природного газа) виды топлива сначала подлежат испарению, а затем окислению с применением атмосферного кислорода. Независимо от первоначального состояния, жидкого или твердого, сегодня лишь углеродные виды топлива обеспечивают концентрацию и скорость реакции окисления, обусловливающие расширение газа, сопровождающееся тепловыми потерями, достаточными для работы энерготурбины или двигателей внутреннего сгорания. Эффективность такого превращения энергии представляет собой общую взаимосвязь эффективности окисления/сжигания, учитываемой для КПД генератора. Хотя современные генераторы обеспечивают достижение КПД более 90%, эффективность работы окисления/сжигания редко превышает 40%, при этом большинство потерь приписывают тепловым потерям.
Кроме того, полезную работу в результате окисления/сжигания указанных видов топлива получают лишь в результате расширения реагирующего газа. Твердые или жидкие виды топлива испаряют, а затем подвергают быстрым реакциям окисления/сжигания, в результате которых через сотни реакционных стадий образуется бесчисленное множество газов с одновременным выделением тепла. Такое экзотермическое выделение тепла является основным фактором снижения КПД при любом сжигании углеродного топлива.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предложена новая топливная система, которая обеспечивает возможность эксплуатации крупных электрогенерирующих установок с меньшими затратами, чем при эксплуатации установок, работающих на угле или природном газе, и которая не выделяет значительного количества тепла, отработанных выхлопных газов или загрязняющих веществ в виде твердых частиц. Благодаря природе химической реакции, используемой в системе, она получила название система мгновенной энтропии (IES). Топливо, используемое в новой IES, вызывает расширение газа, но не в результате реакции окисления/сжигания, и оно не приводит к получению тепла экзотермической реакции окисления. В IES используют материал, который был впервые получен в начале двадцатого столетия - трипероксид три-ацетона (ТАР).
ТАР представляет собой кристаллическое твердое вещество с потенциалом расширения газа, равным 83% взрывной силы тринитротолуола TNT, по массе. ТАР часто используют террористы для изготовления оружия благодаря простоте получения из легко доступных и недорогих сырьевых материалов: ацетона, обычного растворителя, пероксида водорода, обычного отбеливателя.
Первое авторитетное исследование ТАР представлено в документе "Decomposition of Triacetone Triperoxide is an Entropic Explosion", опубликованном в журнале американского общества химиков (Journal of the American Chemical Society) в 2005 году. Этот документ стал результатом совместной работы университетов Германии, Израиля и независимых исследовательских институтов в США. В указанном
документе реакция ТАР получила название "энтропийный взрыв" (ЕВ).
ТАР представляет собой очень нестабильное кристаллическое твердое вещество, которое подвергается ЕВ, реакции превращения твердой фазы в газообразную фазу, протекающей с детонационной скоростью, с минимальным потреблением энергии. Реакцию ЕВ в данном случае может вызвать слабый удар или вибрация. Реакция ЕВ представляет собой каскадное событие, включающее разборку твердой кристаллической решетки ТАР на молекулы газа с детонационной скоростью реакции. Поскольку ЕВ не является экзотермической реакцией окисления, то образующиеся газообразные реагенты представляют собой преимущественно ацетон и озон. В небольших количествах образуются также этан и метилацетат. Газофазный озон может быть подвергнут реакции с газовой фазой Н2О с образованием пероксида водорода, который затем может быть смешан газофазным ацетоном, образованным в реакции ЕВ, охлажден до жидкой фазы и переработан в ТАР. Материальные потери есть, но примерно 80% материала, первоначально использованного для получения кристаллического ТАР, могут быть выделены после реакции ЕВ и переработаны в новые кристаллы ТАР. Такая существенная характеристика обеспечивает принципиальное преимущество настоящего изобретения.
Для обеспечения возможности применения ТАР в IES ацетон (99%) и пероксид водорода (50%) смешивают в условиях с регулируемой температурой. Полученный раствор, содержащий полимеризо-ванный ацетон и воду, пропускают через неподвижный слой кислотного катализатора, поддерживая при этом температуру раствора ниже 0°С. Указанный процесс принципиально отличается от обычного применения жидкого кислотного катализатора. Кристаллы ТАР образуются в результате контакта полимери-зованного ацетона с твердым кислотным катализатором, что приводит к образованию твердых кристаллов ТАР в воде. Воду удаляют посредством фильтрации, так что объем ТАР находится в определенном процентном соотношении с водой. Указанный процент зависит от устройства, приводимого в движение, т.е. от того, является ли оно турбиной или двигателем внутреннего сгорания. Затем раствор ТАР охлаждают с определенной скоростью для регулирования степени кристаллизации воды с получением замороженной топливной гранулы ТАР. Замороженная топливная гранула ТАР имеет повышенную устойчивость и меньшую сублимацию. Поскольку топливную гранулу охлаждают до некоторого значения с определенной скоростью, то существует постоянная доминантная резонансная частота, которая может быть использована для простого инициирования энтропийного взрыва топливной гранулы ТАР. Альтернативно ЕВ топливной гранулы ТАР может быть вызван термическим или механическим импульсом. Указанный импульс может быть обеспечен посредством сжигания небольшого количества газов ЕВ, этана и метилацетата, с получением перегретой воды. Впрыск перегретой воды на топливную гранулу обеспечит топливной грануле достаточный механический и термический импульс (MTS) для инициирования ЕВ. В зависимости от требуемой скорости генератора для сокращения времени задержки до начала взрыва может быть использовано сочетание обоих вариантов инициирования взрыва.
Топливные гранулы ТАР хранят в криогенной камере, которая может быть быстро заполнена раствором меди/воды в случае возникновения аварийной ситуации. Раствор меди/воды полностью нейтрализует реакционный потенциал ТАР. Гранулы ТАР из хранилища вводят в камеру для расширения газа в устройстве, приводимом в движение.
Предпочтительный вариант реализации камеры сжигания представляет собой камеру сжигания трубчатого линейного генератора с движущимися в противоположные стороны поршнями (OPTLG), которая является общеизвестной и не требует подробного описания в настоящем документе. Однако важно отметить, что основные компоненты OPTLG и цикла превращения включают возвратно-поступательное движение и линейное перемещение противоположно движущихся поршней, которые обеспечиваются за счет расширения газа в результате энтропийного взрыва топливной гранулы ТАР, инициированного ультразвуком или MTS. Каждый поршень напрямую соединен с передатчиком, эквивалентом ротора в обычном генераторе. Передатчик может состоять из постоянных магнитов или материалов с регулируемым магнитным сопротивлением. Сторона передатчика, противоположная поршню ЕВ, соединена с поршнем, движущимся в пружинящей камере с газовой пружиной. Сторона пружинящей камеры, противоположная указанному поршню, частично состоит из змеевика, который является частью абсорбционной холодильной установки. Указанную систему используют для облегчения охлаждения процесса образования ТАР и замораживания топливной гранулы ТАР. Змеевик поглощает тепло, образованное при сжатии газа газовой пружины, посредством передачи энергии, выделенной в результате ЕВ ТАР.
Присоединяют статорные обмотки, постоянно контролируют электрический выход каждого индукционного кольца для обеспечения точного расположения передатчиков, поэтому положение рабочих поверхностей поршня всегда известно. Это обеспечивает возможность управления ходом противоположно движущихся поршней посредством увеличения/снижения давления газовой пружины или с помощью вспомогательной обмотки подмагничивания в статоре для ускорения или замедления передатчика посредством магнитной силы.
Когда противоположно движущиеся поршни становятся разведенными в разные стороны под действием ЕВ, а газовая пружина начинает возвращать их в исходное положение, т.е. в место вспышки, открывают выпускной клапан для выхода отработавших газов из взрывной камеры. Газы напрямую направляют в модифицированное фракционирующее устройство для частичной конденсации и разделения.
Газофазные реагенты, озон и H2O, выкачивают в отдельную емкость, где они реагируют с образованием Н2О2 (пероксида водорода), который затем охлаждают до жидкого состояния. Ацетон, сжиженный в фракционирующем устройстве, смешивают с жидким Н2О2 и возвращают в реактор синтеза ТАР вместе с дополнительным количеством ацетона, Н2О2 и H2O для получения новых гранул ТАР. Этан и метилаце-тат удаляют из модифицированного фракционирующего устройства и используют в двигателе сгорания для выработки энергии для эксплуатации вспомогательных устройств.
В изложенном выше кратком описании представлен широкий обзор наиболее важных особенностей настоящего изобретения для более полного понимания следующего подробного описания и лучшего понимания вклада настоящего изобретения в существующую технику. Существуют дополнительные особенности настоящего изобретения, которые представлены в подробном описании предпочтительных вариантов реализации изобретения, которые образуют объект формулы изобретения, включенной в настоящий документ, и всех последующих применений, испрашивающих приоритет даты подачи настоящей заявки.
Краткое описание чертежа
При рассмотрении следующего подробного описания настоящее изобретение станет более понятно и станут очевидны цели изобретения, отличные от изложенных выше. Подробное описание изложено со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором представлена иллюстрация схематичной технологической схемы, на которой показана система IES согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
На чертеже схематически изображена технологическая схема предпочтительного варианта реализации IES согласно настоящему изобретению. В системе 10 для выработки электроэнергии предпочтительно используют трубчатый линейный генератор с движущимися в противоположные стороны поршнями (OPTLG). Однако указанная IES будет работать во всех двигателях внутреннего сгорания или турбинных двигателях. Она особенно хорошо подходит для применения в турбинах Прандтля, известных также как турбины пограничного слоя или турбины Тесла. На иллюстрации показано получение IES, ее техническая эксплуатация и улавливание газа "энтропийного взрыва" (ЕВ) трипероксида триацетона (ТАР).
Химические компоненты для получения ТАР хранят в емкостях для ацетона 12, пероксида водорода 15 и воды 16. Дозированное количество ацетона и пероксида водорода вводят в реактор 13 полимеризации с регулируемой температурой. После начала полимеризации ацетона через реактор 18 с неподвижным слоем кислотного катализатора вводят дозированное количество ацетона/воды. Указанный реактор поддерживают при постоянной температуре, давлении и скорости потока для достижения минимального времени кристаллизации ТАР с одновременным ограничением образования мономеров и димеров перок-сида ацетона.
После образования на водяной бане кристаллов ТАР их направляют через фильтр 20 для фильтрации с получением раствора с определенным процентным содержанием ТАР/воды. Избыток воды возвращают в контейнер 16 хранения воды. Дозированное количество указанной воды возвращают в контейнер 14 пероксида водорода для поддержания концентрации раствора пероксида 50%, а отфильтрованный раствор ТАР-воды затем направляют в камеру 22 получения топливной гранулы ТАР.
В камере 22 заморозки топливной гранулы ТАР раствор ТАР-воды быстро замораживают с определенной скоростью отвода тепла с получением топливных гранул одинакового размера. Замораживание жидкой воды начинается на поверхности кристаллов ТАР. Кристаллы воды связываются с субстратом ТАР в строгом порядке, обеспечивая продолжение роста кристаллической структуры ТАР в кристаллической матрице воды до нескольких нанометров. Такое связывание создает кристаллическую каркасную структуру, в которую заключены кристаллы ТАР. Указанная кристаллическая каркасная структура эффективно стабилизирует кристаллы ТАР и препятствует сублимации ТАР. Поскольку топливную гранулу ТАР получают с определенной скоростью отвода тепла до конкретного размера топливной гранулы, определяемого размером и типом устройства, приводимого в движение, топливная гранула ТАР имеет доминантную резонансную частоту. При обычном образовании лед представляет собой амальгаму кристаллов разного размера, каждый из которых имеет разную потенциальную частоту резонанса. Размер кристалла обычно зависит от примесей в водной матрице и от скорости замораживания. При наличии только одной примеси (т.е. ТАР) и при регулировании скорости быстрого отвода теплоты для получения топливной гранулы определенного размера доминантная резонансная частота будет имитировать резонансную частоту кристалла ТАР. Гармонические колебания указанной частоты будут реализованы акустически посредством ультразвука для инициирования ЕВ ТАР вместе с MTS или без него.
Из камеры 22 заморозки топливные гранулы ТАР направляют в холодное хранилище 24 топливных гранул. Камера хранения сообщается по текучей среде с баней 26 из водного раствора меди/воды ("медного" раствора), поддерживаемой при 150°F (65,6°C). При возникновении аварийной ситуации в IES камеру хранения топливных гранул ТАР заливают медный раствор. Медный раствор быстро растворит топливные гранулы ТАР и исключит риск взрыва. Хранилище топливных гранул оснащено электрическими нагревателями для компенсации тепловых потерь из медного раствора в топливные гранулы ТАР.
Затем топливные гранулы ТАР подают во взрывную камеру 28 OPTLG 30. ЕВ топливной гранулы ТАР инициируют при помощи ультразвукового устройства 32 вместе с MTS или без него, обеспечивая
гармонические колебания доминантной резонансной частоты во взрывной камере 28. Взрывная волна и расширение газа в результате энтропийного взрыва ТАР создают очень высокое давление в первоначальном замкнутом пространстве взрывной камеры 28. Сначала взрывная волна взаимодействует с кристаллической структурой льда, сжимая водородные связи в матрице молекул воды в результате экстремальной температуры и давления в линзе взрывной волны. Такое резкое сжатие и расслабление после прохождения взрывной волны, происходящее до ухода ударной волны сотни раз, приводит к разрушению "хрупких" (из-за кристаллизации) водородных связей. Огромное давление, развивающееся под действием ударной волны, является достаточным для повышения температуры во взрывной камере до температуры фазового перехода воды в перегретый пар. Перегретый пар приводит в движение поршни 34 взрывной камеры 28 и разводит их в разные стороны. Поршни 34 взрывной камеры представляют собой внутреннюю часть узлов передатчиков 36 противоположно движущихся поршней, которые содержат также поршни 38 пружинящей камеры, расположенные в противоположных пружинящих камерах 40. Передатчик выполняет ту же функцию, что и ротор обычного роторного генератора, создавая магнитную индукцию в обмотке 42. Передатчик предпочтительно представляет собой постоянный магнит, но также может быть пакетом из металлостекла (Metalglas), аналогичного аморфного стального материала для применения в устройстве с регулируемым магнитным сопротивлением или из других подходящих материалов.
Когда силы, действующие на поршни взрывной камеры, разводят узлы передатчика в разные стороны, магнитное поле, созданное передатчиком, переходит по медным обмоткам 42 возбуждения, генерируя в обмотках электрический ток. Кроме того, поршни пружинящей камеры сжимают газ в пружинящей камере, тем самым повышая температуру и давление в пружинящей камере. Степень сжатия рассчитывают так, чтобы получить теплоту сжатия более 300°F (150°С), которую используют в качестве источника тепла для абсорбционной холодильной установки 44. Указанная установка работает вместе со вспомогательными холодильными установками 46 для охлаждения, замораживания и холодного хранения продукции ТАР.
Время срабатывания газовой пружины в пружинящей камере регулируют так, чтобы достичь синхронного времени перехода двух противоположно движущихся поршней. Давление газовой пружины в пружинящей камере может быть повышено добавлением газа из устройства 48 хранения газа для пружинящей камеры или может быть снижено с помощью насоса 50 пружинящей камеры, выводящего газ из камеры и возвращающего его в устройство хранения газа для пружинящей камеры. Кроме того, обмотки генератора постоянно контролируют для определения точного положения передатчика. При необходимости микроперестановки любого из передатчиков для обеспечения их синхронного движения могут быть использованы вспомогательные электрические контуры статорной обмотки, чтобы посредством магнитных сил, воздействующих на постоянные магниты передатчика, ускорить или замедлить его движение. По достижении узлом передатчика максимального сжатия газа в пружинящей камере и при начале обратного движения открывают отверстие, расположенное во взрывной камере, для обеспечения выхода газов ЕВ в фракционирующее устройство 52.
Модифицированное фракционирующее устройство имеет насадки для охлаждения ацетона и перок-сида водорода, возвращаемых из камеры, в которой протекает газофазная реакция H2O и O3. В указанной реакционной камере получают газофазный пероксид водорода (Н2О2). Газофазный Н2О2 вместе с газофазным ацетоном, полученным при ЕВ, собирают на конденсирующих насадках фракционирующего реактора и возвращают в соответствующие накопительные емкости 12, 14. Побочные газы, образованные в результате взрывной реакции (т.е. этан и метилацетат) собирают из модифицированного фракционирующего устройства и направляют в двигатель сгорания для питания холодильного компрессора и/или получения перегретой воды в зависимости от типа конкретного генератора.
Представленное выше описание является достаточным для обеспечения возможности практического осуществления изобретения специалистами в данной области техники, и оно обеспечивает наилучший способ реализации настоящего изобретения, предполагаемый его автором в настоящее время. Несмотря на то, что в настоящем документе предложено полное и исчерпывающее описание предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения, оно не предназначено для ограничения изобретения до точной изображенной и описанной конструкции, размерных соотношений и способа эксплуатации. Специалисты в данной области техники могут легко обнаружить различные модификации, альтернативные конструкции, замены и эквиваленты, и они могут быть использованы, если это уместно, без отклонения от общей идеи и границ объема настоящего изобретения. Такие изменения могут включать альтернативные материалы, компоненты, структурное расположение, размеры, конфигурации, формы, функции, технологические особенности и т.п.
Таким образом, представленное выше описание и иллюстрацию не следует толковать как ограничение границ объема настоящего изобретения, которое определено прилагаемой формулой изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, имеющего камеру детонации и по меньшей мере один поршень камеры детонации, установленный в камере детонации для возвратно
поступательного движения из первого положения во второе положение, содержащий
детонирование гранул, содержащих трипероксид триацетона (ТАР) и воду в твердом состоянии, в
камере детонации для инициирования движения указанного по меньшей мере одного поршня камеры
детонации из указанного первого положения во второе указанное положение;
возврат указанного по меньшей мере одного поршня камеры детонации в первое положение.
2. Способ по п.1, в котором
по меньшей мере одна указанная камера детонации содержит магнитный материал;
указанный по меньшей мере один поршень камеры детонации снабжен обмотками, выполненными таким образом, что при возвратно-поступательном движении указанного поршня в указанных обмотках генерируется электрический ток.
3. Способ по п.1, дополнительно включающий
выкачивание ацетона и озона, образованных при детонировании указанных гранул трипероксид триацетона (ТАР) в качестве побочных продуктов, из указанной камеры детонации и отделение ацетона и озона друг от друга;
взаимодействие откачанного озона с газообразной Н2О с образованием пероксида водорода, который затем охлаждают с получением первого источника жидкого пероксида водорода;
смешивание откачанного ацетона с первым источником жидкого пероксида водорода и H2O в реакторе образования трипероксид триацетона (ТАР) с получением гранул трипероксид триацетона (ТАР);
подачу указанных гранул трипероксид триацетона (ТАР) в камеру детонации.
4. Способ по п.3, в котором ацетон из внешнего источника и пероксид водорода из внешнего источника смешивают с откачанным ацетоном и первым источником пероксида водорода.
5. Способ по п.1, в котором указанный двигатель внутреннего сгорания дополнительно содержит газовую пружину, представляющую камеру, соединенную с указанным по меньшей мере одним
поршнем камеры детонации;
теплообменные змеевики, находящиеся с противоположной стороны указанной внутренней камеры по отношению к указанной камере детонации;
причем газовая пружина и теплообменные змеевики выполнены так, что движение указанного по меньшей мере одного поршня камеры детонации при детонировании гранул трипероксид триацетона (ТАР) вызывает сжатие газа в газовой пружине, а
теплообменные змеевики поглощают тепло, образующееся при сжатии газа в газовой пружине, посредством передачи выделенного тепла хладагенту в теплообменных змеевиках.
6. Способ по п.1, дополнительно включающий
получение этана и метилацетата в качестве побочных продуктов детонирования гранул триперок-сид триацетона (ТАР) в первом цикле двигателя внутреннего сгорания;
сжигание этана и метилацетата из первого цикла внутреннего сгорания во втором цикле внутреннего сгорания с получением перегретой воды;
впрыск указанной перегретой воды на гранулы трипероксид триацетона (ТАР) для инициирования детонирования указанных гранул трипероксид триацетона (ТАР) для приведения в действие указанного двигателя внутреннего сгорания.
7. Способ по п.1, согласно которому подачу в камеру детонации гранул трипероксид триацетона (ТАР) осуществляют из криогенной камеры, при этом
криогенная камера выполнена с возможностью подачи раствора меди/воды для обеспечения возможности затопления камеры для предотвращения детонации трипероксид триацетона (ТАР).
8. Способ по п.2, в котором двигатель дополнительно содержит второй поршень камеры детонации, установленный на 180° относительно первого.
9. Способ по п.5, в котором по меньшей мере один поршень камеры детонации соединен с газовой пружиной через передатчик.
10. Способ по п.9, в котором передатчик содержит магнитный материал.
11. Способ по п.10, в котором магнитный материал представляет собой постоянный магнит.
12. Способ по п.10, в котором магнитный материал выполнен из материалов с регулируемым магнитным сопротивлением.
13. Способ по п.1, в котором
указанный двигатель внутреннего сгорания дополнительно содержит второй поршень камеры детонации, установленный в камере детонации с возможностью возвратно-поступательного движения;
первый поршень камеры детонации соединен с первой газовой пружиной посредством первого передатчика;
второй поршень камеры детонации соединен со второй газовой пружиной посредством второго передатчика.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
033389
- 1 -
(19)
033389
- 1 -
(19)
033389
- 1 -
(19)
033389
- 4 -
(19)
033389
- 6 -
|
