способ работы энергетической установки

Формула изобретения

1. СПОСОБ РАБОТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ путем подачи в камеру окисления топлива и окислителя, проведения в ней реакции окисления и преобразования выделившейся энергии во вращение вала, причем часть вращательной энергии используют для привода электрогенератора, а полученную электрическую энергию используют для разложения воды в электролизере на водород и кислород для их последующего применения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, в камеру окисления дополнительно подают кислород, а водород сжигают в присутствии катализатора, обогащанные азотом продукты сжигают, охлаждают, конденсат сбрасывают в канализацию, а газообразные составляющие разделяют на два потока, первый из которых направляют потребителю, а второй смешивают с воздухом и полученную смесь направляют для сжигания водорода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в электролизере дополнительно используют электрическую энергию вспомогательного источника питания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к способам работы энергетических установок, использующих в качестве присадки вещества, активизирующие процесс сгорания.

Известен способ работы энергетической установки, заключающийся в том, что к всасывающему из атмосферы воздуху добавляют присадку кислорода, полученную смесь подают в камеру сгорания двигателя для сжигания топлива [1].

Присадки кислорода активизируют процесс сгорания, в результате чего снижается токсичность отработавших газов. Однако при этом в качестве источника кислорода используют кислородные баллоны, что существенно снижает эффективность способа, так как предъявляет повышение требования к безопасности эксплуатации.

Известен также способ работы энергетической установки путем разложения воды в электролизере на кислород и водород, последний используют в качестве присадки к свежему заряду, подаваемому в цилиндры двигателя [2].

Присадка водорода также активизирует процесс сгорания основного топлива. Однако кислород, получаемый в результате электролизера, при этом никак не используется, что снижает эффективность энергоустановки в целом.

Цель изобретения - повышение эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе работы энергетической установки путем подачи в камеpу окисления топлива и окисления, проведение в ней реакции окисления и преобразования выделившейся энергии во вращение вала, при этом часть вращательной энергии используют для привода электрогенератора, а полученную электрическую энергию используют для разложения воды в электролизере на водород и кислород для их последующего применения, согласно изобретению кислород, полученный в результате электролизера, подают в камеру окисления, а водород сжигают в присутствии катализатора, полученные продукты сжигания охлаждают, конденсат сбрасывают в канализацию, а газообразные составляющие разделяют на два потока, первый из которых направляют потребителю, второй смешивают с воздухом и полученную смесь направляют для сжигания водорода.

Кроме этого, в описываемом способе массовый расход водорода, воздуха и второго потока регулируют и выдерживают в интервале соотношений, обеспечивающем содержание кислорода в газообразных составляющих в интервале 2-21%, а в электролизере дополнительно используют электрическую энергию любого другого источника питания.

На чертеже изображена схема энергетической установки, реализующей описываемый способ.

Установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, снабженный впускным и выпускным патрубками 2 и 3 и системой 4 подачи горючего. Вал 5 электрогенератора 6 кинематически связан с валом 7 двигателя 1. Электролизер 8 снабжен магистралями 9 и 10 отвода соответственно кислорода и водорода и электрически связан с электрогенератором 5. Магистраль 9 отвода кислорода соединена с впускным патрубком 2 двигателя 1. Магистраль 10 отвода водорода подключена к каталитическому реактору 11. Вход 12 последнего связан с атмосферой, его выход 13 через холодильник 14 соединен со сборником 15 конденсата, снабженным газовой и жидкостной полостями 16 и 17. Газовая полость 16 сборника 15 конденсата подключена к отводящему трубопроводу 18 и при помощи рециркуляционного трубопровода 19 связана с входом 12 каталитического реактора 11. Электролизер 8 выполнен с возможностью подключения к источнику 20 питания. Кроме того, электролизер 8, каталитический реактор 11, холодильник 14, сборник 15 конденсата и рециркуляционный и отводящий трубопроводы 19 и 18 выполнены в виде автономного блока 21 с возможностью отключения электролизера от электрогенератора 6 и от впускного патрубка 2 двигателя 1.

Описываемый способ реализуется следующим образом.

В случае необходимости присадки кислорода во впускной патрубок 2 двигателя 1, например при его эксплуатации в высокогорных условиях или шахтах, вырабатываемый в электрогенераторе ток используют в электролизере 8 для получения водорода и кислорода. Последний в качестве присадки, активизирующей процесс сгорания топлива, подают во впускной патрубок 2 двигателя. Водород поступает в каталитический реактор, где он сгорает в смеси с атмосферным воздухом. Продукты сгорания (смесь азота, кислорода и водяных паров) направляют в холодильник 14 и далее в сборник 15 конденсата. Конденсат сбрасывают в канализацию, а часть продуктов сгорания через рециркуляционный трубопровод 19 направляют на вход 12 каталитического реактора 11. Другую часть продуктов сгорания подают в отводящий трубопровод 18. К этому трубопроводу подключается потребитель, характер потребления которого определяется условиями эксплуатации. В частности, при использовании описываемой установки в шахтах каталитический реактор выполняет функции утилизатора, поскольку в этих условиях водород взрывоопасен.

Применение описываемого способа наиболее предпочтительно в системах, в которых используются азото-кислородные смеси с содержанием кислорода ниже, чем в атмосферном воздухе. К упомянутым системам относятся овощехранилища, медицинские комплексы и др.