Тепловая машина, способ работы и варианты исполнения

 

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к двигателестроению, и предназначено для использования в машинах наземного, водного и воздушного транспорта, в стационарных наземных и космических энергоустановках. Способ работы тепловой машины заключается в том, что заполняют рабочий объем двигателя рабочей смесью из топливного бака и сжимают, выхлоп направляют сначала в ресивер, а затем последовательно в преобразователь и охладитель, после которого через ловушку в топливный бак. Отфильтрованные ловушкой частицы возвращают на вход ресивера. Тепловая машина включает топливный бак, насос, дроссельную заслонку, двигатель внутреннего сгорания и охладитель, причем между двигателем внутреннего сгорания и охладителем дополнительно установлены ресивер и преобразователь, а после охладителя установлена ловушка, связанная рабочим выходом через насос с топливным баком и фильтровальным выходом со входом ресивера. В тепловой машине преобразователь выполнен в виде проточной индукционной катушки, наполненной вольфрамовой проволокой. В тепловой машине ловушка выполнена в виде фильтра. Технический результат изобретения заключается в работе тепловой машины без постоянного расходования топлива и без выхлопа в атмосферу отработанных газов. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, а более конкретно к тепловым машинам, работающим по замкнутому циклу без сообщения с внешней средой.

Известен способ работы тепловой машины (см. "Малую советскую энциклопедию", второе издание, М.: "ОГИЗ РСФСР", 1936, том 3, стр. 668), характеризующийся наполнением рабочего объема горючей смесью из топливного бака, сжатием горючей смеси и выпуском отработанной смеси из рабочего объема в атмосферу. Недостаток этого способа заключается в том, что во время работы происходит постоянное расходование горючей смеси из топливного бака, а в атмосферу выбрасываются продукты сгорания.

Известен обычный двигатель внутреннего сгорания, включающий топливный бак, блок цилиндров и выхлопной коллектор (см., например, "Политехнический словарь", М. : 1976, "Советская энциклопедия", стр. 132), выбранный нами за прототип тепловой машины. В таком двигателе топливо, сгорая, выделяет энергию, совершает работу по вращению маховика и в виде выхлопных газов выбрасывается в атмосферу. Недостатки этого двигателя заключаются в расходовании необходимых для работы топлива и воздуха и в загрязнении окружающей среды.

Предлагаемое изобретение "Способ работы тепловой машины" решает задачу создания экономичного и экологически чистого двигателя.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в экономии топлива и исключении выхлопа в атмосферу.

Для этого, в известном способе работы тепловой машины, характеризующемся наполнением рабочего объема горючей смесью из топливного бака, сжатием горючей смеси, выпуском обработанной смеси из рабочего объема в охладитель, отработанную смесь после выпуска из рабочего объема и перед охладителем направляют сначала в ресивер, а затем в преобразователь, а после охладителя через ловушку направляют в топливный бак, причем отфильтрованные ловушкой частицы возвращаются обратно на вход ресивера.

Предлагаемое изобретение "Тепловая машина" решает задачу создания автономного, не связанного с окружающим пространством источника механической энергии. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения заключается в работе двигателя внутреннего сгорания без постоянного расходования топлива и без выхлопа отработанных газов в окружающее пространство.

Для реализации указанной выше задачи предлагается изобретение "Тепловая машина", причем в известную машину, включающую топливный бак, насос, дроссельную заслонку, двигатель внутреннего сгорания и охладитель, дополнительно установлены ресивер и преобразователь, расположенные между двигателем внутреннего сгорания и охладителем, а после охладителя установлена ловушка, связанная рабочим выходом через насос с топливным баком, а фильтровальным выходом со входом в ресивер. Дополнительно предлагаемая тепловая машина отличается тем, что преобразователь выполнен в виде проточной индукционной катушки, наполненной вольфрамовой проволокой, а ловушка выполнена в виде фильтра.

Фиг.1 - структурная схема предлагаемой тепловой машины. Условно изображены входящие элементы, их взаимные связи, движение и преобразование топливной смеси.

Фиг. 2 - схематичное изображение внутреннего устройства преобразователя рабочей смеси.

Фиг. 3 - схематичное изображение внутреннего устройства охладителя смеси и ловушки случайно не преобразованных молекул смеси.

Способ работы тепловой машины характеризуется тем, что имеющаяся в топливном баке 1 (см. фиг.1) горючая смесь посредством насоса 2, через дроссельную заслонку 3 подается в рабочий объем двигателя 4 внутреннего сгорания. Горючая смесь представляет собой находящуюся под давлением газообразную пропорциональную смесь двух частей водорода (H₂) и одной части кислорода (O₂), (Н₂+0 t^o(20^o-80^oС)), что являет собой горючую смесь, которая может вступить в цепную реакцию при нагревании смеси в любой ее части до температуры t^o(700^o-800^oC) (взрыв). В соответствующих цилиндрах двигателя 4 внутреннего сгорания происходит сжатие горючей смеси и ее принудительное, посредством электрического разряда воспламенение. В результате воспламенения смесь вступает в цепную реакцию и меняет свое молекулярное строение - Н₂+О+t^o(700^o-800^oС)=Н₂О+t^o(1800^oС) - перегретый пар. Изменение молекулярного строения сопровождается резким изменением температуры t^o(1800^oC), что ведет к резкому увеличению объема смеси, которая, толкая поршень (не показан) двигателя 4 внутреннего сгорания к его нижней мертвой точке, производит при этом механическую работу. Отработанная смесь, представляющая собой перегретый пар, после выпуска из рабочего объема сначала попадает в ресивер 5, где происходит сглаживание пульсации давления, а затем в преобразователь 6. Здесь отработанная смесь с температурой t^o(1800^oC) разогревается до температуры t^o(2000^oC) и меняет свои молекулярные свойства, преобразовываясь в горючую смесь с формулой Н₂+0t^o(2000^oC). Далее смесь поступает в охладитель 7 и охлаждается до температуры t^o(40^o-80^oС), после чего попадает в ловушку 8, где отфильтровываются не преобразованные частицы пара, которые возвращаются на вход ресивера 5. Готовая к использованию горючая смесь насосом 9 закачивается в топливный бак 1 для возобновления замкнутого цикла.

Следовательно, совокупность существенных признаков позволяет обеспечить возможность работы двигателя внутреннего сгорания по замкнутой схеме, т.е. отработанное топливо после соответствующих преобразований снова возвращается в топливный бак. Таким образом, не происходит расходования топлива и воздуха, а в окружающую атмосферу не выбрасываются выхлопные газы.

"Тепловая машина" состоит из: топливного бака 1 (фиг.1), насоса 2, дроссельной заслонки 3, двигателя 4 внутреннего сгорания, ресивера 5, преобразователя 6, охладителя 7, ловушки 8 и насоса 9.

"Тепловая машина" работает следующим образом: В топливном баке 1 (фиг.1) находится под давлением горючая смесь, представляющая собой пропорциональную смесь двух частей водорода (Н₂) и одной части кислорода (O₂). Химическая формула H₂+O. С помощью насоса 2 горючая смесь через дроссельную заслонку 3 подается в двигатель 4 внутреннего сгорания, а более конкретно - в его рабочий объем (не показан). В соответствии с циклом работы двигателя 4 внутреннего сгорания в соответствующих цилиндрах происходит сжатие горючей смеси и ее воспламенение. Отработанная смесь в виде перегретого пара (химическая формула Н₂O t^o(1800^oC)) попадает в ресивер 5, представляющий собой металлическую емкость достаточного объема для сглаживания пульсаций, возникающих на выхлопе работающего двигателя. Далее отработанная смесь (перегретый пар) поступает в преобразователь 6, представляющий собой (см. фиг.2) корпус 1, в котором размещена индукционная катушка 2, постоянно разогревающая наполнитель 3, в качестве которого используется вольфрамовая проволока или опилки, до температуры t^o(2000^oC).

В преобразователе 6 (фиг.1) отработанная смесь с температурой t^o(l800^oC) разогревается до температуры t^o(2000^oC). При этом отработанная смесь меняет свои молекулярные свойства и преобразовывается в горючую смесь с формулой Н₂+0 t^o(2000^oC).

Преобразованная горючая смесь направляется в охладитель 7 (фиг.1), представляющий собой радиатор (см. фиг.3), в котором она протекает из нижнего патрубка в верхний и охлаждается до температуры t^o(40^o-80^oC). Охлажденная горючая смесь проходит через ловушку 8, выполненную в виде фильтра. Здесь не преобразованные частицы пара задерживаются и направляются на вход ресивера.

Далее, подготовленная к использованию горючая смесь с помощью насоса 9 возвращается в топливный бак 1 для последующего использования.

Таким образом, совокупность существенных признаков обеспечивает возможность получения технического результата, заключающегося в работе двигателя внутреннего сгорания без постоянного расходования топлива и без выхлопа отработанных газов в окружающее пространство.

Формула изобретения

1. Способ работы тепловой машины, характеризующийся наполнением рабочего объема горючей смесью из топливного бака, сжатием горючей смеси, выпуском отработанной смеси из рабочего объема в охладитель, отличающийся тем, что после выпуска из рабочего объема и перед охладителем отработанную смесь направляют сначала в ресивер, а затем в преобразователь, а после охладителя через ловушку - в топливный бак, причем отфильтрованные ловушкой частицы возвращаются на вход ресивера.

2. Тепловая машина, включающая топливный бак, насос, дроссельную заслонку, двигатель внутреннего сгорания и охладитель, отличающаяся тем, что между двигателем внутреннего сгорания и охладителем дополнительно установлены ресивер и преобразователь, а после охладителя установлена ловушка, связанная рабочим выходом через насос с топливным баком и фильтровальным выходом со входом ресивера.

3. Тепловая машина по п. 2, отличающаяся тем, что преобразователь выполнен в виде проточной индукционной катушки, наполненной вольфрамовой проволокой.

4. Тепловая машина по п. 2, отличающаяся тем, что ловушка выполнена в виде фильтра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3