Новая электроогневая технология

Различие между этим известным  в электрооптике явлением и нашим  случаем состоит в том, что  поляризованные молекулы газа остаются подвижными вдоль силовых линий  электрического поля, в отличие от жидких кристаллов, что и приводит к перераспределению параметров тепловой энергии (давления, температуры  и теплопроводности) дипольных молекул  нагретого газа именно вдоль силовых  линий поля. Естественно, степень  упорядочения зависит от соотношения  тепловой энергии частиц и напряженности  электрического поля. Чем больше напряженность  этого поля при первоначальной температуре  рабочего тела, тем больше разница  давлений на боковые стенки камеры и рабочий орган, например, поршень  двигателя. Комбинацией трех знакопостоянных электрических полей по всем трем осям координат можно вообще затормозить тепловое движение поляризованных частиц нагретого газа, а, следовательно, существенно и быстро снизить его температуру и давление. В этом случае тепловая энергия нагретого газа скачком переходит в электромагнитное излучение. 

 

Редактор: Исторически именно этот метод, то есть удержание плазмы электрическим полем был предложен  в 1948 году Олегом Лаврентьевым, который  имел всего 7 классов образования  и служил в Вооруженных Силах  в должности сержанта на Сахалине. После того, как Лаврентьев отправил Сталину письмо с фразой «Я знаю секрет водородной бомбы», он был вызван в Москву для того, чтобы изложить свои идеи академикам. Его идеи не пропали, но схему электростатического удержания  плазмы не использовали. (Журнал «ЭКСПЕРТ»  №23, 18 июня 2001 г.). В 1950 году Сахаров и  Тамм предложили схему тороидального  магнитного термоядерного реактора, который пытаются развивать до сих  пор. Почему? Это сложно, дорого и  практически нереально…

Таким образом, введение сильных  электрических полей в тепловые машины позволяет существенно повысить эффективность преобразования тепловой энергии рабочего тела в механическую и кинетическую энергию рабочих  элементов машин путем направленного  регулирования температуры и  давления нагретого газа, например, в начале и конце рабочего хода поршня, т.е. улучшить их КПД. 

 

СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ НОВОЙ ЭЛЕКТРОГНЕВОЙ  ТЕХНОЛОГИИ 

 

Практическое применение новых огневых и тепловых технологий  

 

Новая технология не только крайне эффективна, но и универсальна, т.к. она применима практически  во всех сферах техники. Поэтому мы считаем, что дальнейшее развитие и  внедрение этой новой технологии сжигания топлива и отходов крайне важно для радикального совершенствования  всех тепловых машин и всех огневых  технологий. Именно эта новая технология призвана решить острые экологические  и энергетические проблемы цивилизации.

В ограниченных рамках одной  статьи невозможно подробно рассмотреть  все перспективные технические  решения, основанные на применении данной технологии [1-26], поэтому приведем только один яркий пример.

Экологически чистый двигатель  для автотранспорта

Поскольку наибольший экологический  вред окружающей среде наносит транспорт, использующий тепловые двигатели внутреннего  сгорания (ДВС), то вначале обсудим  пути их экологического и энергетического  совершенствования. Несколько лет  назад мною уже был запатентован «Способ интенсификации работы ДВС»[7]. Сущность изобретения состоит во введении регулируемого электрического поля в камеры сгорания на все время  работы двигателя через специальные  одноэлектродные свечи зажигания (Рис.2). 

 

 

  

 

 

  

 

 

 

Рис. 2а

Блок-схема экологически чистого ДВС (для транспорта)

1  — камера сгорания

2   — поршень; 2 — а термостойкое покрытие поршня (зона электроискрового заряда)

3, 4 — впускной и выпуской клапаны (их каналы не обозначены)

5       — комбинированная однолектродная свеча зажигания — форсунка с полным центральным электродом и торцевым дисковым электродом 5-а

6   — электроизолятор свечи — форсунки

7   — топливный насос ( например, электростатический)

8   — высоковольтный регулированный преобразователь (источник электрического поля)

9    — силовой блоквысоковольтного преобразователя напрежения (= 12 в/25 кВ)

10    — система управления источником электрическим полем (9)

11    — бортовая электрическая сеть = 12 в. (АБ — аккумуляторная батарея автомобиля)

На данной блок-схеме упрощенно  показаны основные узлы нового ДВС  с направленным давлением газов  на поршень. В частности, здесь реализованы  многие изобретения автора: использованы гибридная свеча зажигания —  электростатическая форсунка (5), электростатический насос топлива (7). Реализован новый  режим объемного воспламенения  топливной смеси «искра с дискового  электрода (5-а) на поршень (2-а)». Благодаря  регулированию напряженности электрического поля от высоковольтного источника  напряжения (8) можно регулировать угол опережения воспламенения топливной  смеси и давление газов на поршень  в рабочем такте работы ДВС. 

 

На Рис. 2б упрощенно  показана в объеме конструкция предлагаемого энергетически и экологически совершенного ДВС. На нем видны камера сгорания, поршень, клапаны, одноэлектродная свеча зажигания и совмещенная с ней электростатическая топливная форсунка (по центру, сверху). В центре камеры сгорания изображено воспламенение топливной смеси при возникновении искры с торцевого электрода на поршень.

В результате, достигается  суммарный положительный эффект экологического, конструктивного и  энергетического совершенствования  ДВС: эффективная очистка выхлопных  газов непосредственно в камерах  сгорания двигателя, существенное упрощение  и усовершенствование систем впрыска  топлива, распределения и электрозажигания топливной смеси. В таком двигателе вообще устранен трамблер (либо его электронные аналоги), поскольку искрообразование и интенсивное воспламенение топливной смеси автоматически возникает между центральным электродом свечи, постоянно находящимся под высоким напряжением, и поршнем при подходе последнего к верхней «мертвой» точке, а регулирование угла опережения зажигания достигается изменением напряженности электрического поля. В результате мощного многоискрового зажигания происходит интенсивное воспламенение топливной смеси сразу по всему объему камеры, а электрическое поле, являясь мощным катализатором горения, интенсифицирует процесс сжигания смеси на рабочем такте двигателя и дожигания отходящих газов непосредственно в камерах сгорания на последующем выпускном такте работы двигателя. Это электрическое поле, направленное вдоль оси поршней в камерах сгорания, служит и преобразователем тепловой энергии газов в механическую энергию поршней теплового двигателя, поскольку оно ориентирует тепловое движение расширяющихся газов в его камерах сгорания на рабочем такте ДВС именно вдоль оси поршней. Это приводит к перераспределению тепловой энергии и увеличению давления этих газов именно на поршни, что значительно улучшает эффективность преобразования тепловой энергии от сгорания топлива в механическую энергию движения поршня (теоретически в два-три раза), т.е. вдвое-втрое повышая КПД классического теплового двигателя, доводя его до 70-80%.

Электрическое поле, введенное  в камеры сгорания двигателя внутреннего  сгорания, обеспечивает также существенную экономию топлива (до 30% — 40%) при сохранении его рабочих характеристик. Это  происходит за счет тонкого электростатического  распыления и электризации топлива, озонирования окислителя, вследствие глубокого дожига углеводородных компонент топлива горящей смеси и отходящих выхлопных газов. Данный метод позволяет эффективно регулировать температуру сжигания смеси в камерах при сохранении требуемой компрессии в цилиндрах, например, для минимизации образования окиси азота в выхлопных газах.  

 

На основе данных технологий автором настоящей статьи запатентованы  и другие технические решения  по совершенствованию котельных  и факельных установок, газотурбинных  и реактивных двигателей, а также  многих других тепловых машин и установок. Данные разработки позволяют повысить эффективность подобных установок  при одновременном существенном улучшении их экологических показателей. Для примера использования данной технологии в теплоэнергетике показана диаграмма операций технологии чистого сжигания отходов нефтепереработки в качестве топлива в котельных установках (рис.3). К сожалению, ограниченные рамки одной статьи не позволяют более подробно рассказать об этих изобретениях, однако автор готов осуществить это в последующих публикациях. 

 

 

 

 

  

 

 

 

В результате, вообще отпадает необходимость во внешних устройствах  очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, при одновременном  улучшении экологической чистоты  выхлопных газов. Дополнительная аэрозольная  водо-щелочная обработка этих газов  позволит окончательно очистить выхлопные  газы транспорта, работающего на тепловых двигателях.

Экспериментально продемонстрирована работоспособность такого экологически чистого двигателя в двухтактном  и четырехтактном вариантах, снижение на порядок (и более) всех токсичных компонент в выхлопных газах, повышение полезной мощности двигателя на 20-30% при одновременном снижении расхода топлива.

Таким образом, практическое применение новой электроогневой технологии может оказать решающее влияние на развитие двигателестроения и повышение экологичности и эффективности транспорта, работающего на тепловых двигателях. 

 

ВЫВОДЫ:

1.                     Существующие методы решения экологических проблем и организации экологической и природоохранной деятельности малоэффективны, поскольку направлены на поиск и устранение следствий, а не причин экологического загрязнения природы нашей планеты.

2.          В статье раскрыты истинные причины глобальных экологических проблем, состоящие именно в несовершенстве технологий получения и преобразования энергии.

3.                     Использование сильных электрических и электромагнитных полей малой мощности в качестве катализаторов горения позволяет существенно (на порядки) улучшить экологические показатели огневых технологий и устройств, их реализующих, т.е. реализовать «чистое» сжигание топлив и отходов и «чистую» теплотехнику.

4.                     Применение электрических и электромагнитных полей в огневых технологиях позволяет существенно повысить эффективность преобразования химической и тепловой энергии топлива в механическую и электрическую энергии.

5.                     Электроогневая технология позволяет осуществить принципиально новые способы управления процессом горения, а также многими тепловыми и кинетическими процессами (давления, теплопроводности, температуры и т.д.), то есть существенно улучшить КПД тепловых тепловых машин.

6.                     Новая электроогневая технология является универсальным методом решения экологических и энергетических проблем цивилизации, а также радикального усовершенствования техники (транспорта, котельных, установок нефтегазовой переработки, установок огневой утилизации отходов и т.д.).