Пульсирующий детонационный генератор электрической энергии. Эксперименты, второй подход.
https://youtu.be/sajX5Jb7qrg
Изобретение относится к генераторам электрической энергии на ударных волнах и пульсирующим реактивным двигателям детонационного сгорания топлива с дополнительным ускорением ионизированных продуктов сгорания электрическим полем высокого напряжения (ПДДЭУ) .
Fig1
Генератор на рис. 1 работает следующим образом. При начальном атмосферном давлении в рабочем канале (1) производят запуск ударной волны путём подачи достаточно мощного электрического разряда между рабочими электродами одного из блоков (2). Каждый следующий электрический разряд подают на следующий блок по ходу движения основной ударной волны с блока управления (3), имеющего три или более фаз (каналов управления) для трёх, или более, блоков рабочих электродов. Тогда последовательность разрядов, подаваемых в фазе с основной ударной волной, усиливает эту ударную волну, а встречные и отражённые волны быстро затухают. Фронт ударной волны достигает такой скорости, которой достаточно для детонации топливной смеси, подаваемой в камеры сгорания (4). Последовательность микровзрывов в камерах сгорания продолжает поддерживать движение ударной волны в рабочем канале после отключения стартовых электрических разрядов, вплоть до отключения подачи топлива. Каждый микровзрыв создаёт температуру до 10000 градусов и давление до 600 атмосфер за время 6-10 мкс. Далее с регулятора напряжения (5) высокое постоянное напряжение поступает на изолированные электроды возбуждения (6). При достаточно высоком уровне данного напряжения в пространстве между рабочими электродами каждого блока появляется избыток электрических зарядов одного знака. Сквозь это пространство движется ударная волна, создавая импульс высокого напряжения на рабочих электродах, который трансформируют и используют. Ударная волна переносит заряды с одного электрода на другой против сил электрического поля. Таким образом, ударная волна совершает работу по переносу зарядов и теряет свою скорость (кинетическую энергию). Совершение этой работы и приводит к выработке электрической энергии. Диэлектрические вставки (7) служат изоляторами для электродов возбуждения и рабочих электродов.
Fig2
Устройство работает следующим образом. После запуска генератора электрической энергии микровзрывы в камере сгорания приводят к появлению импульсных ударных волн в выходном сопле (8) из диэлектрического материала. Продукты сгорания попадают в сопло в виде плазмы с температурой около 10000 градусов Цельсия. В этот момент времени с блока (11) подают импульс высокого напряжения на электроды ионизации (9) и импульс высокого напряжения противоположной полярности на ускоряющие электроды (10). Таким образом, выходная ударная волна приобретает электрический заряд одного знака и под действием сильного электрического поля между электродами получает дополнительное ускорение. В тот момент времени, когда ударная волна движется сквозь пространство вблизи ускоряющих электродов, количество ионов и электронов в ней выравнивается.
Изобретение позволяет уменьшить вес и размеры, а также повысить КПД и удельную мощность предлагаемых устройств.
Протототип
https://www.currenttime.tv/a/28679710.html
Подведём итог:
1. По проекту генератора сделан предварительный этап разработки. Он включил в себя формирование основной идеи (способа): первое - запуска ударной волны с помощью последовательности электрических разрядов синхронно с движением формируемой ударной волны, второе - способ снятия электрической энергии с помощью электрода возбуждения. Далее построен прототип с двумя каналами управления и проверена работоспособность формирователя мощных электрических разрядов между рабочими электродами в рабочем канале диаметром 50 мм и длиной 1500 мм. В результате экспериментов была подтверждена необходимость построения схемы управления с четырьмя каналами управления напряжением на рабочих электродах. А также необходимость построения схемы синхронизации каждого следующего электрического разряда с движением основной ударной волны в рабочем канале. Определён диаметр рабочего канала для экспериментов с четырёхканальной схемой управления - диаметр следующего экспериментального образца 28 мм, длина 1200 мм. Количество электродов в каждом блоке 4 штуки.
ПРОТОТИП ГЕНЕРАТОРА ЧЕТЫРЁХКАНАЛЬНЫЙ
На фото показан прототип генератора, имеющий 4 блока электродов. На блоки "1" "2" "3" подаются мощные электрические разряды с блоков формирования этих разрядов. С четвёртого блока "4" происходит процесс снятия импульсов напряжения переменного тока с помощью выходного трансформатора. Таким образом создана модель для оценки всех физических эффектов прямого преобразования тепловой энергии в электрическую без реальной подачи топлива.
Запасы нефти не бесконечны. Требуется плавный переход к транспорту на других видах топлива. Предлагается способ прямого преобразования детонационного сгорания топливной смеси в электрическую энергию. На первом этапе в качестве топлива используют бензин марки 66-76 (без присадок). Склонность топлива к детонации для данного генератора это плюс. На втором этапе в тот же генератор подают водородную топливную смесь. Водород начинают использовать всё больше по мере развития возобновляемой энергетики и сети водородных заправок. Таким образом в одном источнике энергии используют два вида топлива. Двухтопливная система питания генератора гибридного автомобиля (бензин - водород) позволит осуществить плавный переход от углеводородной энергетики к чистой водородной энергетике без срочной и болезненной переделки существующей инфраструктуры.
Принцип работы генератора заключается в преобразовании детонационного сгорания топлива в кинетическую энергию движения ударной волны. Разработан способ прямого преобразования движения ударной волны сквозь блок электродов в напряжение переменного тока между электродами. Ударная волна в рабочем канале движется возвратно-поступательно между двумя встречно направленными камерами сгорания. Переменное напряжение получается за счёт изменения направления движения ударной волны в каждом такте микро взрывного сгорания топлива.
Экологическая чистота таких преобразований тепловой энергии в электроэнергию обусловлена отсутствием подвижных механических деталей. В генераторе с высокой скоростью, около 2-2,5 М, движется только ударная волна газов - продуктов реакции сгорания топлива. Поэтому генератор не имеет системы смазки.
КПД преобразования тепловой энергии сгорания топлива в электрическую энергию 60-70%.
Стоимость корпуса генератора с 4 блоками электродов и двумя камерами сгорания 15000 рублей. При серийном производстве не более 10000 рублей.
Прототип реализует все физические эффекты преобразования тепловой энергии в электрическую. Три блока электродов использованы для поддержания ударной волны в рабочем канале. Ударная волна возбуждается путём последовательности мощных электрических разрядов (импульс 250 кВт, 10 мкс). Частота и фаза подачи таких импульсов на данный блок электродов согласована с моментом прохождения пучности ударной волны сквозь этот блок.
Четвёртый блок электродов использован для снятия напряжения переменного тока с ударной волны. Для этого подано регулируемое высокое напряжение (25000 - 100000 Вольт) на изолированный электрод возбуждения. Между рабочими электродами данного блока включена первичная обмотка высоковольтного импульсного трансформатора. Низкое напряжение вторичной обмотки подключено к нагрузке.
2. Изобретение позволяет построить эффективный генератор электрической энергии с КПД 60-70%, топливо - водород, но возможно применение других видов топлива;
3. Мощность одного устройства составляет 25 - 30 кВт;
4. При скорости около 1000 м/с ударная волна в рабочем канале заменяет поршень;
5. Детонация - наиболее эффективный вид сгорания топлива.
6. Всё в одном корпусе, и камеры сгорания, и устройства извлечения электрической энергии из возвратно-поступательного движения ударной волны, что уменьшает удельную массу генератора до 0,3-0,5 кг/кВт.
Предлагаемые изобретения - один из вариантов развития водородной энергетики для гибридного электротранспорта, воздушного и космического электротранспорта.
Топливо - ВОДОРОД!
Водород нарабатывают электростанции на основе искусственного торнадо, размещённые вдоль дорог с шагом 15-20 км.!
электростанции типа "искусственное торнадо"
https://business-platform.ru/projects/9098.html
Приложения:
Пульсирующий детонационный двигатель с электрическим ускорителем.
Пульсирующий детонационный генератор электроэнергии для электромобиля.
патент 1
патент 2
генератор электроэнергии, пульсирующий детонационный двигатель, pulse detonation engine