початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2059090

ЕНЕРГЕТИЧНА УСТАНОВКА

Ім'я винахідника: Нестеров Г.І .; Тихомиров А.Г .; Климентьєва Г.В .; Тихомиров А.А.
Ім'я патентовласника: Спеціалізоване проектно-конструкторське і технологічне бюро Територіального виробничого спеціалізованого об'єднання
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1992.05.28

Використання: в енергетиці, зокрема в області альтернативних джерел енергії. Суть винаходу: енергетична установка містить турбогенератор 1, светогідравліческую турбіну 2, електрогазодінаміческую турбіну 3, ємності 4,5 і 6 високого тиску з газоподібної середовищем, ємність 8 з рідиною, регулятор 7 складу суміші водень - повітря, регулятор 9 подачі рідини (води), генератор 10 високовольтних іскрових електроімпульсів з розподільником 11 електроімпульсів, станцію 12 управління і систему трубопроводів з приводними вентилями. Турбогенератор 1 складається з статора і ротора, що приводиться в обертання від генератора високовольтних іскрових електроімпульсів за допомогою електророзрядники. Турбогенератор заповнений газовим середовищем, що є активним середовищем газових квантових генераторів. У светогідравліческой турбіні 2, заповненої рідиною, встановлений приводний барабан з розташованими на ньому тангенціальними турбінними лопатками. Барабан приводиться в обертання гідравлічними ударними імпульсами, що виникають в рідині при поглинанні нею променя квантового генератора, розміщеного в роторі турбогенератора. У електрогазодінаміческой турбіні 3, заповненої газом під високим тиском, розміщені приводний барабан з тангенціальними турбінними лопатками, кільцеві і коаксіальні електророзрядники. При іскрових високовольтних розрядах виникають ударні хвилі, що призводять барабан в обертання.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до альтернативних джерел енергії, зокрема до енергетичних установок, і може знайти застосування в енергопостачанні галузей промисловості народного господарства.

Відома енергетична установка, яка містить силову турбіну, з'єднану з турбогенератором, електророзрядники, підключені до джерела імпульсного електроживлення, і магістралі водню і окислювача.

Недоліками цієї енергетичної установки є вузький діапазон регулювання потужності і відносно низький ККД. Крім того, установка небезпечна в експлуатації.

Технічний результат винаходу розширення діапазону регулювання потужності, підвищення ККД і безпеки установки.

Для досягнення технічного результату енергетична установка, яка містить силову турбіну, з'єднану з турбогенератором, електророзрядники, підключені до джерела імпульсного електроживлення, і магістралі водню і окислювача, забезпечена інерційним акумулятором енергії і светогідравліческой турбіною, корпус якої герметично з'єднаний з корпусом турбогенератора, при цьому светогідравліческая турбіна містить приводний барабан, закріплений на двох трубчастих півосях, одна з яких з'єднана з силовою турбіною, а інша з ротором турбогенератора, причому в стінці приводного барабана виконані радіальні наскрізні отвори, а на поверхні барабана закріплені тангенціальні турбінні лопатки, кожна з яких розташована навпроти відповідного радіального отвору , при цьому ротор турбогенератора містить допоміжний корпус, виконаний з можливістю обертання і з'єднаний з трубчастої полуосью светогідравліческой турбіни, а на зовнішній поверхні допоміжного корпусу встановлені магнітні полюси з обмоткою збудження і контактні кільця, підключені до обмотки збудження, причому у допоміжному корпусі розміщений корпус з трубчастими опорами, заповнений газовим середовищем, всередині якого встановлено квантовий генератор, розміщений в трубці, виконаної з прозорого матеріалу, при цьому в корпусі встановлені кільцеві електророзрядники, що охоплюють трубку, а в трубчастої піввісь співвісно квантовому генератору встановлено захисне прозоре скло, причому светогідравліческая турбіна заповнена рідиною.

Для досягнення технічного результату светогідравліческая турбіна може бути забезпечена посудиною високого тиску, що охоплює її корпус і повідомленими з турбіною через клапани з тарованими силовими елементами.

Силова турбіна може бути виконана у вигляді електрогазодінаміческой турбіни і містити приводний барабан з трубчастими півосями, розміщений в корпусі і електрично з ним з'єднаний, при цьому в стінці приводного барабана можуть бути виконані радіальні наскрізні отвори, а навпроти кожного отвору на приводному барабані тангенциально встановлені турбінні лопатки , причому в порожнині приводного барабана розміщені кільцеві електророзрядники, а в корпусі навпроти кожної турбінної лопатки встановлені коаксіальні електророзрядники, при цьому силова турбіна заповнена газовим середовищем.

Силова турбіна може бути забезпечена посудиною високого тиску, що охоплює її корпус, при цьому в корпусі доцільно виконати гальмівні канали, з'єднані через ємності з магістралями водню, окислювача і активного середовища газових квантових генераторів.

У трубчастої піввісь приводного барабана светогідравліческой турбіни може бути встановлений зворотний клапан з тарованим силовим елементом, що забезпечує сполучення порожнини приводного барабана електрогазодінаміческой турбіни з порожниною приводного барабана светогідравліческой турбіни. Інерційний акумулятор енергії доцільно розмістити в корпусі турбогенератора і з'єднати з трубчастої полуосью светогідравліческой турбіни. Джерело імпульсного електроживлення може бути виконаний у вигляді генератора високовольтних іскрових електроімпульсів, електрично з'єднаний зі статором турбогенератора і через розподільник високовольтних іскрових електроімпульсів з кільцевими електророзрядники ротора турбогенератора, з кільцевими електророзрядники електрогазодінаміческой турбіни і коаксіальними електророзрядники електрогазодінаміческой турбіни.

На трубчастої опори корпусу ротора турбогенератора і на трубчастої піввісь електрогазодінаміческой турбіни можуть бути встановлені на ізоляторах контактні провідні елементи, електрично з'єднані з джерелом імпульсного електроживлення.

Як газового середовища, що заповнює корпус ротора турбогенератора, доцільно використовувати активне середовище газових квантових генераторів.

Як газового середовища в електрогазодінаміческой турбіні можливе використання активного середовища газових квантових генераторів з домішкою водню (0,2-5,0)% від загального обсягу газу і сухого очищеного повітря (0,4-10,0)% від загального обсягу газу.

Фиг.1 зображена блок-схема енергетичної установки

Фиг.2 той же, вид зверху

Фіг.3 розріз А-А на фіг.2

Фіг.4 розріз Б-Б на фіг.2

Фіг.5 перетин В-В на фіг.3, на фіг.6 перетин Г-Г фіг.3

Фіг.7 перетин Д-Д на фіг.4

Фіг.8 і 9 електрична схема управління

Енергетична установка (фіг.1) містить турбогенератор 1, светогідравліческую турбіну 2, електрогазодінаміческую турбіну 3, допоміжне обладнання, джерело імпульсного електроживлення і регулюючу апаратуру, що включають ємність 4 високого тиску, заповнену, наприклад, інертним газом аргоном з присадкою парів хімічних елементів, ємність 5 високого тиску з газоподібним воднем, ємність 6 високого тиску з очищеним сухим повітрям, регулятор 7 співвідношення водень-повітря, ємність 8, заповнену водою, очищеною від домішок, регулятор 9 подачі води в светогідравліческую турбіну 2, генератор 10 високовольтних іскрових електроімпульсів з розподільником 11 високовольтних іскрових електроімпульсів, станцію 12 управління, систему технологічних трубопроводів і приводних вентилів 13-22, повідомляють ємності 4, 5 і 6 високого тиску з турбогенератором 1, з електрогазодінаміческой турбіною 3, з посудиною 23 середнього тиску турбогенератора 1 і із засобами виробництва та очищення газів, систему технологічних трубопроводів і приводних вентилів 24-27, повідомляють ємність 8 з светогідравліческой турбіною 2 і засобами очищення води для повторного використання (не показані), електричні зв'язку станції 12 управління з генератором 10 високовольтних іскрових електроімпульсів, з розподільником 11 високовольтних іскрових електроімпульсів і приводними вентилями , при цьому розподільник 11 високовольтних іскрових електроімпульсів електрично підключений через електричні колектори 28 і 29 до кільцевих електророзрядники 30 і 31 турбогенератора 1 і електрогазодінаміческой турбіни 3 і безпосередньо до коаксіальним електророзрядники 32 електрогазодінаміческой турбіни 3.

Турбогенератор 1 являє собою електричну машину, розміщену в посудині (корпусі) 23 середнього тиску, що заповнюється газоподібним воднем через штуцер 33, при цьому система відводу нагрітого водню умовно не відображено. Контроль тиску водню здійснюється манометром (не показаний). Електрична машина складається з відомого статора 34 і ротора 35, що включає корпус 36 з трубчастими опорами 37, одна з яких жорстко закріплена в посудині 23 середнього тиску, а інша встановлена ​​в трубчастому патрубку (піввісь) 38 допоміжного корпусу 39, розрядної камери 40, кільцевих електророзрядники 30, магнітних полюсів 41 з обмоткою 42 порушення, причому останні встановлені на зовнішній поверхні допоміжного корпусу 39. У внутрішній стінці корпусу 36 виконані поздовжні наскрізні напрямні вікна 43 під кутом до радіальних площинах, а на внутрішній стінці допоміжного корпусу 39 виконані профільовані виступи 44 і западини 45, при цьому допоміжний корпус 39 виконаний з можливістю обертання щодо корпусу 36 (фіг.1, 2, 3 і 5).

В розрядної камері 40 корпусу 36 змонтований відомий квантовий генератор 46. Квантовий генератор 46 складається, наприклад, з імпульсної лампи накачування, виконаної у вигляді кільцевого електророзрядники 30 і трубки 47, виготовленої з високоміцного прозорого матеріалу і закріпленої в трубчастих опорах 37 корпусу 36, активної речовини скла 48, в якості активатора якого використаний неодим Nd ^3+, оптичного резонатора, що включає призму повного внутрішнього відбиття (ПОВ) 49 і стопу плоскопараллельних кварцових пластин 50 з коефіцієнтом відображення оптичного резонатора для ПОВ r 1, а для плоскопаралельних пластин r 0,5, при цьому всі елементи твердотільного квантового генератора розміщені в трубці 47 з теплоотводом 51, виконаним у вигляді пластин, наприклад, з червоної міді, і тепловідводної болта 52 з аналогічного матеріалу.

У стінах лівої трубчастої опори 37 і корпусу 36 виконані канали (умовно не показані) для підведення під тиском нейтрального газу, наприклад аргону, з парами металу і електричної енергії високовольтних іскрових електроімпульсів від електричного колектора 28 до кільцевому електророзрядники 30. Електричний колектор 28 являє собою відому конструкцію, що складається з ізолятора, куди входять трубчасту опору 37, і контактного проводить елемента (фіг. 1-3). Між трубчастими півосями 38 допоміжного корпусу 39 і трубчастими опорами 37 корпусу 36 встановлені елементи ущільнювачів 53 відомої конструкції. На лівій трубчастої піввісь 38 допоміжного корпусу 39 на електроізолюючими кільці встановлені контактні кільця 55 для підключення обмотки 42 порушення. У посудині 23 середнього тиску змонтований інерційний акумулятор 56 енергії, призначений для забезпечення запасу енергії і плавного обертання осей турбін.

Светогідравліческая турбіна 2 являє собою встановлений в корпусі 57 високого тиску приводний барабан 58 з трубчастими півосями 59. Ліва трубчаста піввісь 59 є несучою опорою інерційного акумулятора 56 енергії і з'єднана з трубчастим патрубком (полуосью) 38 допоміжного корпусу 39 турбогенератора 1. Корпус 57 відомими засобами герметично приєднаний до посудини (корпусу) 23 середнього тиску турбогенератора 1. Трубчасті піввісь 59 встановлені в сферичної стінці 60 і в кришці 61, в маточинах яких змонтовані елементи ущільнювачів 62 відомої конструкції, що запобігають потраплянню рідини з корпусу 57 в посудину (корпус) 23 середнього тиску турбогенератора 1 і в атмосферу. Приводний барабан 58 забезпечений тангенциально розташованими на його циліндричної поверхні турбінними лопатками 63, навпроти кожної з них в стінці приводного барабана 58 виконані радіальні наскрізні отвори 64, повідомляють порожнину 65 розташування турбінних лопаток 63 з порожниною 66 приводного барабана, причому порожнини 65 і 66 заповнені рідиною, наприклад очищеної від домішок і газів водою. Турбінні лопатки 63 профільовані, увігнутість лопаток звернена до радіальних наскрізним отворам 64 приводного барабана, і розміщені по гвинтовій лінії (на фіг.3 турбінні лопатки показані схематично). Між торцями турбінних лопаток 63 і корпусом 57 виконані технологічні зазори (не показані). Площина 66 приводного барабана 58 виконана у вигляді камери поглинання рідиною світлового променя квантового генератора 46.

Навпаки виходу світлового променя квантового генератора 46 в трубчастої піввісь 59 приводного барабана 58 встановлено захисне високоміцне прозоре скло 67 в металевій оправі 68, причому коефіцієнт відображення скла 67 мінімальний, що не впливає на роботу оптичного резонатора квантового генератора 46. У прово трубчастої піввісь 59 приводного барабана 58 вмонтований зворотний клапан 69 з тарованим силовим елементом, що забезпечує повідомлення електрогазодінаміческой турбіни 3 з порожниною 66 приводного барабана 58 светогідравліческой турбіни 2.

Светогідравліческая турбіна 2 забезпечена посудиною 70 високого тиску, що охоплює її корпус 57 і повідомленими з турбіною через клапани 71 і 72 з тарованими силовими елементами. Навпроти кожного клапана в корпусі 57 виконані радіальні отвори 73 і 74. Клапани 71 і 72 і радіально розташовані отвори 73 і 74 розміщені через певні інтервали по довжині кола корпусу 57. Посудина 70 високого тиску герметично приєднаний до корпусу 57. У верхній частині судини 70 високого тиску виконаний гальмівної канал 75, повідомлений через ємність 76 з приводним вентилем 24 подачі води в турбіну. Верхня частина посудини 70 високого тиску не заповнена рідиною, причому її обсяг відповідає обсягу витісняється рідини при роботі светогідравліческой турбіни 2. В іншій модифікації замість судини 70 високого тиску може бути використаний поршневий пневмогидравлический акумулятор, розташований вище корпусу 57 турбіни, при цьому рідина подається безпосередньо в турбіну (пневматичний акумулятор умовно не показаний).

Електрогазодінаміческая турбіна 3 є силовою турбіною енергетичної установки і являє собою встановлений в корпусі 77 високого тиску і електрично пов'язаний з ним приводний барабан 78 з трубчастими півосями 79 і 80. Трубчата піввісь 79 приводного барабана 78 відомими засобами з'єднана з трубчастої полуосью 59 приводного барабана 58 светогідравліческой турбіни 2, причому з'єднання виконано герметичним. Трубчаста піввісь 80 заглушена герметичній заглушкою 81. До трубчастої піввісь 80 може бути приєднаний додатковий турбогенератор відомої конструкції (додатковий турбогенератор умовно не показаний). Трубчасті піввісь 79 і 80 встановлені в сферичних кришках 82 і 83, в маточинах яких змонтовані елементи ущільнювачів 84 і 85, що виключають протікання газового середовища в атмосферу. Приводний барабан 78 забезпечений тангенциально розташованими на його циліндричної поверхні турбінними лопатками 86, конструкція яких аналогічна турбінним лопаток светогідравліческой турбіни 2. Навпаки кожної турбінної лопатки в стінці приводного барабана виконані радіальні наскрізні отвори 87, повідомляють порожнину 88 розташування турбінних лопаток 86 з порожниною 89 приводного барабана 78 . Порожнина 89 приводного барабана 78 виконана у вигляді розрядної камери, уздовж поздовжньої осі якої встановлені кільцеві електророзрядники 31, підключені до електричного колектора 29, конструкція якого аналогічна електричному колектора 28. Електричний колектор 29 змонтований на трубчастої піввісь 80.

Крім того, в корпусі 77 навпроти кожної турбінної лопатки 86 встановлені коаксіальні електророзрядники 32, при цьому коаксіальні електророзрядники 32 електрично пов'язані з розподільником 11 високовольтних іскрових електроімпульсів. Коаксіальні електророзрядники 32 призначені для збільшення частоти обертання приводного барабана 78.

Порожнини 88 і 89 електрогазодінаміческой турбіни 3 заповнені газовим середовищем. Як газового середовища в електрогазодінаміческой турбіні 3 використана активне середовище газових квантових генераторів, наприклад газів аргон, криптон, неон з присадкою парів різних хімічних елементів для збільшення провідності середовища з домішкою водню (0,2-5,0)% від загального обсягу газу і сухого очищеного повітря (0,4-10,0)% від загального обсягу газу. Дані співвідношення підтримуються імпульсним регулятором 7 співвідношення водень-повітря (фіг.1). Вибрані співвідношення подачі домішки водню і очищеного сухого повітря в електрогазодінаміческую турбіну 3 виключають вибух гримучого газу при високовольтних іскрових розрядах. Для забезпечення безпеки роботи електрогазодінаміческой турбіни 3 в светогідравліческой турбіні 2 передбачений зворотний клапан 69, що знижує процентне співвідношення домішки водень-повітря в електрогазодінаміческой турбіні 3, внаслідок чого підвищується безпека в зазначеній турбіні.

Нижні граничні значення подачі домішки водню і сухого очищеного повітря використовуються при мінімальних навантаженнях турбогенератора 1, а верхні граничні значення при максимальних (пікових) його навантаженнях.

Для подачі в електрогазодінаміческую турбіну 3 зазначених газів в потовщеною частини 90 стінки корпусу 77 високого тиску виконані гальмівні канали 91 і 92, повідомлені через ємності 93 і 94 з приводними вентилями 16 і 20 (фіг. 1, 2, 4 і 7). Приводні вентилі 16 і 20 відповідно пов'язані з магістралями активного середовища газових квантових генераторів, водню і окислювача.

Для посилення конструкції електрогазодінаміческой турбіни 3 на її корпус 77 герметично встановлюється посудину 95 високого тиску, в порожнині якого закріплюються коаксіальні електророзрядники 32. До судині 95 підводиться високовольтний кабель 96.

Енергетична установка встановлюється в приміщеннях з дотриманням вимог техніки безпеки для посудин високого або надвисокого тиску з використанням високовольтних установок, при цьому ємності 4, 5 і 6 високого тиску встановлюються в окремих контрольованих і вентильованих приміщеннях, технологічні трубопроводи і приводні вентилі з високим ступенем герметизації, що виключають протікання газів, а регулятори 7 і 9 закритого типу, що задовольняють вимогам зазначених приміщень.

Генератор 10 високовольтних іскрових електроімпульсів (фіг.8) є джерелом імпульсного електроживлення установки і складається з високовольтного трансформатора 97, в первинному колі якого включений резистор R, а вторинне коло включає дві обмотки, одна з яких забезпечує високовольтна напруга в межах 10-20 кВ, а інша обмотка в межах 50-100 кВ, випрямлячів 98 і 99, іскрових розрядників 100 і 101 і розрядних конденсаторів 102 і 103. Іскрові розрядники 100 і 101 з формують проміжками виконані керованими за допомогою пускового блоку 104 і блоку 105 запізнювання, підключених до станції 12 управління, причому блок 105 запізнювання пов'язаний з іскровим розрядником 100 за допомогою, наприклад, котушки 106 індуктивності. Кожен іскровий розрядник 100 та 101 виконаний у вигляді двох основних електродів, один з яких може переміщатися для регулювання формує проміжку і пускового електрода, розташованого між основними електродами розрядника. Пускові електроди призначені для освіти іскрових розрядів в формують проміжках по керуючим імпульсам пускового блоку 104 і блоку 105 запізнювання.

Генератор високовольтних іскрових електроімпульсів електрично з'єднаний з розподільником 11 високовольтних іскрових електроімпульсів, що включає дві секції з індивідуальними приводами, при цьому секція 107 з електродвигуном 108 постійного струму розподіляє іскрові електроімпульси між електророзрядники 30 і 31 турбогенератора 1 і електрогазодінаміческой турбіни 3, а секція 109 з електродвигуном 110 постійного струму між коаксіальними електророзрядники 32 електрогазодінаміческой турбіни 3. Електродвигуни 108 і 110 підключені до станції 12 управління.

В енергетичній установці передбачені кошти її запуску, що складаються з оборотного електромашинного перетворювача 111, підключеного через нормально відкритий контакт силового контактора До _м до блоку 112 станції 12 управління, трифазного випрямляча 113, підключеного до фаз статора 34 турбогенератора 1, і блоку 114 акумуляторних батарей. Оборотний електромашинні перетворювач 111 механічно з'єднаний або з валом додаткового турбогенератора (не показаний), або з трубчастої полуосью 80 електрогазодінаміческой турбіни 3. Блок 112 станції 12 управління підключений через контактні кільця 55 до обмотці 42 збудження турбогенератора 1 (фіг.3, 8, 9) .

Слід зазначити, що всі піввісь і вали агрегатів енергетичної установки мають праве обертання (за годинниковою стрілкою), залежно від напрямку від оборотного електромашинного перетворювача до турбогенератора 1.

ЕНЕРГЕТИЧНА УСТАНОВКА працює наступним чином

У початковому стані всі агрегати не діють і відключені від джерела електроживлення. Ємності 4, 5 і 6 високого тиску відповідно заповнені активним середовищем газових квантових генераторів, наприклад аргоном з присадкою парів хімічних елементів, воднем і сухим очищеним повітрям, ємність 8 заповнена водою, блок 114 акумуляторних батарей заряджаючи до номінального значення.

За керуючим сигналам зі станції 12 управління відкривається приводний вентиль 21 ємності 5 високого тиску і по трубопроводу 2 газоподібний водень подається в посудину 23 середнього тиску турбогенератора 1, подача якого контролюється за манометром, потім відкриваються приводні вентилі 15 і 16 і з ємності 4 високого тиску по трубопроводах 13 і 14 подається активне середовище аргон в ротор 35 турбогенератора 1 і в електрогазодінаміческую турбіну 3, контроль подачі якої здійснюється по зростаючого тиску в порожнині 88 електрогазодінаміческой турбіни 3 і в розрядної камері 40 ротора 35 турбогенератора 1. Після цього відкривається вентиль 24 і відкривається регулятор 9 подачі води в светогідравліческую турбіну 2. Регулятор 9 відключає приводний вентиль 24 після заповнення турбіни 2 до заданого рівня, при цьому клапани 71 закриваються під дією гідравлічного тиску.

Відповідно до алгоритму управління відкриваються приводні вентилі 18 і 19 для подачі газоподібного водню і сухого очищеного повітря в регулятор 7 співвідношення водень-повітря, при цьому останній відповідно до уставкой задатчика співвідношення водню і сухого очищеного повітря нагнітає заданий обсяг суміші газів в електрогазодінаміческую турбіну 3 , попередньо по його керуючим сигналам відкривається приводний вентиль 20, а після завершення нагнітання суміші газів вентиль закривається.

Після здійснення допоміжних і основних операцій по керуючим сигналам зі станції 12 управління через блок 112 станції управління включають оборотний електромашинні перетворювач 111, для чого подають електроживлення на силовий контактор К _м. Після спрацьовування силового контактора До _м і підключення блоку 114 акумуляторних батарей до оборотного електромашинні перетворювач 111 вал останнього отримує обертальний рух. Під впливом крутного моменту оборотного електромашинного перетворювача 111 приводні барабани 58 і 78 відповідно светогідравліческой турбіни 2 і електрогазодінаміческой турбіни 3 і ротор 35 турбогенератора 1 набувають деяку кутову швидкість обертання, при цьому інерційний акумулятор 56 енергії запасає механічну енергію обертання валу оборотного електромашинного перетворювача 111. Після розкрутки зазначених агрегатів енергетичної установки оборотний електромашинні перетворювач 111 відключається від блоку 114 акумуляторних батарей.

Постійний струм для збудження ротора 35 виникає за допомогою випрямляча 113, підключеного до обмотці статора 34 (фіг.9). У перший момент слабке поле залишкового магнетизму крутного ротора 35 індукує в обмотці статора 34 незначну зміну ЕРС. Випрямляч 113 дає постійний струм, який через блок 112 станції 12 управління підсилює поле ротора 35 і напруга в статорі 34 турбогенератора 1 збільшується. Напруга від статора 34 подається до генератора 10 високовольтних іскрових електроімпульсів. Одночасно постійний струм підводиться через блок 112 станції 12 управління до електродвигунів 108 і 110 постійного струму розподільника 11 високовольтних іскрових електроімпульсів, змінна напруга до високовольтного трансформатора 97 генератора 10 високовольтних іскрових електроімпульсів, на вторинних обмотках якого виникає високовольтне змінну напругу. Змінна напруга випрямляється випрямлячами 98 і 99 в постійний струм високої напруги, що заряджає розрядні конденсатори 102 і 103. Внаслідок цього електродвигуни 108 і 110 постійного струму приводяться в обертання, при цьому вони через кінематичні зв'язку приводять в обертання секції 107 і 109 розподільника 11 високовольтних іскрових електроімпульсів .

За керуючим сигналам станції 12 управління включається пусковий блок 104, який формує керуючі імпульси для підпалу іскрового розрядника 100 з формує проміжком. При підпалі іскрового розрядника 100 між основними електродами виникають іскрові розряди. При цьому розрядний конденсатор 102, створює електроімпульси високої напруги, розряджається. Розрядні струми конденсатора 102 течуть через секцію 107 розподільника 11, контактні провідні елементи електричних колекторів 28 і 29 до кільцевих електророзрядники 30 і 31 відповідно ротора 35 турбогенератора 1 і електрогазодінаміческой турбіни 3 із заданою частотою повторення електроімпульсів. Між електродами кільцевих електророзрядники 30 і 31 в розрядних камерах 40 і 89 відбувається пробій міжелектродних проміжків, при цьому в газовому середовищі виникають кільцеві іскрові розряди.

При високовольтному розряді в кільцевому електророзрядники 30 виникають світяться стриммери і тиск, що впливає на стінки розрядної камери 40.

Світло, що виникає при високовольтному розряді, впливає через прозору трубку 47 на активну речовину 48 квантового генератора 46. Під дією світлового імпульсу атоми активатора неодиму Nd ³⁺ збуджуються і починають випромінювати. Народжений ними промінь посилюється в резонаторі. Потім він проходить через стопу плоскопараллельних кварцових пластин 50, прозоре скло 67 і потрапляє в порожнину 66 приводного барабана 58, виконану у вигляді камери поглинання рідиною світлового променя квантового генератора 46. Енергія (потужність) світлового променя в моноімпульсного режимі велика і становить 5000 Дж (5 x 10 ¹⁰⁾ Вт). У камері 66 під впливом світлового променя виникає гідравлічний ударний імпульс (светогідравліческій ефект).

Під дією гідравлічного ударного імпульсу вода з приводного барабана 58 різко викидається через радіальні наскрізні отвори 64 в напрямку турбінних лопаток 63, так як останні розташовані навпроти радіальних наскрізних отворів 64. Струмені води, що утворилися в радіальних наскрізних отворах 64, впливають на турбінні лопатки 63, внаслідок чого приводний барабан 58 набуває кутову швидкість обертання. У порожнині 65 розташування турбінних лопаток 63 різко зростає тиск, під дією якого відкриваються клапани 72 і вода перетікає з порожнини 65 розташування турбінних лопаток 63 в посудину 70 високого тиску, а після поглинання кінетичної енергії струменів води надлишкова вода знову протікає через верхні клапани 71 судини 70 високого тиску в порожнину 66 приводного барабана 58.

Крім того, світловий промінь квантового генератора має високу температуру, під дією якої вода миттєво випаровується. Новоутворена парогазова суміш, розширюючись, підсилює дію гідравлічного ударного імпульсу.

Тиск газового середовища, що виникло при високовольтному искровом розряді в кільцевому електророзрядники 30, через поздовжні наскрізні напрямні вікна 43, виконані в корпусі 36, впливає на профільовані западини 45 і виступи 44 допоміжного корпусу 39 ротора 35, внаслідок чого ротор 35 турбогенератора 1 набуває додаткової кутову швидкість обертання. Завдяки зазначеним діям збільшується частота обертання ротора 35 турбогенератора 1 і зазначених турбін 2 і 3.

У кільцевому електророзрядники 31 виникають світяться стриммери (канали сильно іонізованого газу). Гази в Стриммер нагріваються до високих температур, що призводить до окислення водню киснем з очищеного сухого повітря, внаслідок цього різко збільшується тиск газового середовища в розрядної камері 89, що впливає через радіальні наскрізні отвори 87 на турбінні лопатки 86. Приводний барабан 78 з турбінними лопатками 86 набуває додаткове збільшення швидкості обертання, причому чим вище інтенсивність високовольтних іскрових електроімпульсів в газовому середовищі, тим вище тиск газового середовища в розрядної камері, внаслідок чого збільшується як швидкість обертання ротора 35 турбогенератора 1, так і швидкість обертання приводних барабанів 58 і 78 зазначених турбін 2 і 3 .

Під впливом тиску газового середовища в розрядної камері 89 відкривається зворотний клапан 69 з тарованим силовим елементом в светогідравліческой турбіні 2, при цьому частина газового середовища перетікає з електрогазодінаміческой турбіни 3 в порожнину 66 приводного барабана 58 светогідравліческой турбіни 2. Перетікання газового середовища тим менше, ніж на більше зусилля розрахований тарований силовий елемент зворотного клапана 69.

Після заданої витримки часу блок 105 запізнювання сигналу подає керуючий імпульс в іскровий розрядник 101. При підпалі іскрового розрядника 101 між основними електродами виникають іскрові розряди. Розрядні струми високої напруги течуть через секцію 109 розподільника 11 високовольтних іскрових електроімпульсів до коаксіальним електророзрядники 32 електрогазодінаміческой турбіни 3. У кожному коаксіальному електророзрядники 32 виникають потужні стриммери, спрямовані від позитивного електрода до негативного електроду, внаслідок цього в порожнині 88 розташування турбінних лопаток 86 виникають потужні ударні хвилі, що прискорюють лінійну швидкість турбінних лопаток 86 щодо піввісь 79 і 80.

Під впливом ударних хвиль газове середовище проникає через радіальні наскрізні отвори 87 в порожнину 89 приводного барабана 78, так як після іскрових розрядів між кільцевими електророзрядники 31 в порожнині 89 виникає розрідження газового середовища, внаслідок цього в порожнині 89 і в порожнині піввісь 79 наростає тиск газового середовища , що впливає на зворотний клапан 69, останній відкривається і пропускає частину газового середовища з електрогазодінаміческой турбіни 3 в светогідравліческую турбіну 2, причому в даний момент надлишковий тиск води в порожнині 66 приводного барабана 58 светогідравліческой турбіни 2 падає.

Описаний процес здійснюється циклічно.

Регулювання частоти обертання ротора 35 турбогенератора 1 здійснюється за рахунок інтенсивності високовольтних іскрових електроімпульсів, частоти повторення високовольтних іскрових електроімпульсів, частоти подач і витрати водню і сухого очищеного повітря, що подаються в електрогазодінаміческую турбіну 3.

Завдяки описаних прийомів турбогенератор 1 виводиться на номінальну потужність генерується електроенергії при номінальних оборотах трубчастих піввісь зазначених турбін 2 і 3, при цьому оборотний електромашинні перетворювач 111 після запуску енергетичної установки використовується для потреб описаної установки.

Таким чином, запропонована сукупність істотних ознак винаходу забезпечує досягнення технічного результату.

Техніко-економічна ефективність енергетичної установки полягає в тому, що потужність генерується електроенергії для споживачів не пов'язана з екологічними проблемами навколишнього середовища в зв'язку з використанням в установці водню, очищеного сухого повітря і інертних газів, що виробляються за місцем розташування установки.

Енергетична установка безпечна в експлуатації.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. ЕНЕРГЕТИЧНА УСТАНОВКА, що містить силову турбіну, з'єднану з турбогенератором, електророзрядники, підключені до джерела імпульсного електроживлення, і магістралі водню і окислювача, що відрізняється тим, що вона забезпечена інерційним акумулятором енергії і светогідравліческой турбіною, корпус якої герметично з'єднаний з корпусом турбогенератора, при цьому светогідравліческая турбіна містить приводний барабан, закріплений на двох трубчастих півосях, одна з яких з'єднана з силовою турбіною, а інша з ротором турбогенератора, причому в стінці приводного барабана виконані радіальні наскрізні отвори, а на поверхні барабана закріплені тангенціальні турбінні лопатки, кожна з яких розташована навпроти відповідного радіального отвору, при цьому ротор турбогенератора містить допоміжний корпус, виконаний з можливістю обертання і з'єднаний з трубчастої полуосью светогідравліческой турбіни, а на зовнішній поверхні допоміжного корпусу встановлені магнітні полюси з обмоткою збудження і контактні кільця, підключені до обмотки збудження, причому у допоміжному корпусі розміщений корпус з трубчастими опорами, заповнений газовим середовищем, всередині якого встановлено квантовий генератор, розміщений в трубці, виконаної з прозорого матеріалу, при цьому в корпусі встановлені кільцеві електророзрядники, що охоплюють трубку, а в трубчастої піввісь співвісно з квантовим генератором встановлено захисне прозоре скло, причому светогідравліческая турбіна заповнена рідиною.

2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що светогідравліческая турбіна забезпечена посудиною високого тиску, що охоплює її корпус і повідомленими з турбіною через клапани з тарованими силовими елементами.

3. Установка по п. 1, яка відрізняється тим, що силова турбіна виконана у вигляді електрогазодінаміческой турбіни і містить приводний барабан з трубчастими півосями, розміщений в корпусі і електрично з ним з'єднаний, при цьому в стінці приводного барабана виконані радіальні наскрізні отвори, а навпроти кожного отвори на приводному барабані тангенциально встановлені турбінні лопатки, причому в порожнині приводного барабана розміщені кільцеві електророзрядники, а в корпусі навпроти кожної турбінної лопатки встановлені коаксіальні електророзрядники, при цьому силова турбіна заповнена газовим середовищем.

4. Установка по пп. 1 і 3, яка відрізняється тим, що силова турбіна забезпечена посудиною високого тиску, що охоплює її корпус, при цьому в корпусі виконані гальмівні канали, з'єднані через ємності з магістралями водню, окислювача і активного середовища газових квантових генераторів.

5. Установка за п. 3, яка відрізняється тим, що в трубчастої піввісь приводного барабана светогідравліческой турбіни встановлений зворотний клапан з тарованим силовим елементом, що забезпечує сполучення порожнини приводного барабана електрогазодінаміческой турбіни з порожниною приводного барабана светогідравліческой турбіни.

6. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що інерційний акумулятор енергії розміщений в корпусі турбогенератора і з'єднаний з трубчастої полуосью светогідравліческой турбіни.

7. Установка по пп. 1 і 3, яка відрізняється тим, що джерело імпульсного електроживлення виконаний у вигляді генератора високовольтних іскрових електроімпульсів, електрично з'єднаний зі статором турбогенератора і через розподільник високовольтних іскрових електроімпульсів з кільцевими електророзрядники ротора турбогенератора, з кільцевими електророзрядники електрогазодінаміческой турбіни і коаксіальними електророзрядники електрогазодінаміческой турбіни.

8. Установка по пп. 1, 3 і 7, яка відрізняється тим, що на трубчастої опори корпусу ротора турбогенератора і на трубчастої піввісь електрогазодінаміческой турбіни встановлені на ізоляторах контактні провідні елементи, електрично з'єднані з джерелом імпульсного електроживлення.

9. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що в якості газового середовища, що заповнює корпус ротора турбогенератора, використана активне середовище газових квантових генераторів.

10. Установка по пп. 1 і 3, яка відрізняється тим, що в якості газового середовища в електрогазодінаміческой турбіні використана активне середовище газових квантових генераторів з домішкою водню 0,2 5,0% від загального обсягу газу і сухого очищеного повітря 0,4 10,0 від загального обсягу газу.

Версія для друку
Дата публікації 07.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів