Generovanie studenej plazmy prostredníctvom žiarenia v sústave tepelného stroja

Číslo patentu: U 6622

Dátum: 02.12.2013

Autor: Šulek Anton

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technické riešenie sa týka generovania studenej plazmy prostredníctvom žiarenia v sústave tepelného stroja, ktorýje určený na cestnú, vodnú, leteckú a kozmickú dopravu alebo alternatívne pohony.V súčasnej dobe je tepelný stroj inak spaľovací motor skoro výhradným zdrojom energie dopravných pro 10 striedkov pre cestnú, vodnú a leteckú dopravu. Situácia sa v najbližšej dobe takmer nezmení. Problematikou tepelných strojov je energetická účinnosť spaľovacíeho procesu, čo má za následok nedokonalosť horenia paliva a tým nárast nežiaducich emisií. To výrazne ovplyvňuje kvalitu života a má značný dopad na životné prostredie. Na zvyšovanie účinnosti spaľovacíeho procesu tepelného stroja boli doteraz známe konštrukcie,ktoré korónovým výbojom vytvárajú ionízovaný plyn, ako sa opisuje V technickom riešení vynálezu CZ 200515 -778 A 3, ktorý sa obmedzuje na výhradně použite v spaľovacích kotloch. Nevýhodou tohto a podobných zariadení je, že svojou konštrukciou nemohli dosiahnuť požadovanú hustotu ionizovaného plynu na úkor svojho príkonu, aby výrazne ovplyvnili efektivitu spaľovacíeho procesu. Zároveň z konštrukčného riešenia hrozí,že môže dôjsť k neriadeným explóziám pre priamu elektrickú väzbu v nasávacom priestore. V doteraz známom konštrukčnom riešení nebola riešená kontrola pohybu nasávaného plynu a tým možnosť ovplyvniť pa 20 lívovú zmes v pracovnom priestore a zamedziť zhoršeniu procesu horenia. Doteraz to riešili mechanické rezonátory nasávacieho potrubia. Použitím studenej plamy je možnosť širokého zásahu do procesu horenia od samotného štartu v extrémnych teplotných podmienkach až po samotný chod tepelného stroja. To však nebolo v doterajších konštrukciách dostatočne vyriešené.Predmetom technického riešeniaje generovanie studenej plazmy prostredníctvom emisie žiarenia v sústave tepelného stroja, ktoré je podľa technického riešenia tvorené zdrojom jednosmemého elektrického napätia, 30 a/alebo menič elektrického napätia a už známym alebo neznámym zdrojom žiarenia, ktorý je umiestnený vnútri pevného obalu a/alebo obal tvorí súčasť tepelného stroja. Podľa technického riešenia podstata je v zdroji žiarenia, ktoré generuje studenú plazmu tak, že ožaruje priestor pevného obalu, kde prúdi plynné médium, napr. vzduch, tvorené molekulami dvojatómového kyslíka a to tak, že emitované častice žiarenia excitujú molekuly kyslíka, pričom dochádza k rozštiepeniu molekuly na dva atómy kyslíka s voľnými elektrónmi35 a následne voľne atómy kyslíka ihned reagujú s okolitými molekulami kyslíka za vzniku trojatómového kyslíka - ozónu, ktorý tvorí studenú plazmu nasávanú nasávacím potrubím do pracovného priestoru tepelného stroja, kde dochádza k zmiešaniu s palivom, tým zvyšuje plniacu a spaľovaciu účinnosť.Ďalej podstata technického riešenia spočíva v tom, že je využitý zdroj jednosmemého elektrického napätia s meničom elektrického napätia, pričom je výhodné použiť výbojku, napr. ortuťovú, ako zdroj žiarenia a40 výhodne využiť v elektrickom zapoj ený riadiacujednotku, ktorá ma vstupy a výstupy pre už známe alebo neznáme komunikačné rozhranie.Podstata technického riešenia spočíva tiež vtom, že je výhodné doplnit pevný obal rádionuklidom s potrebnou ionizačnou energiou, ktorý je zdrojom žiarenia pre ionizáciu nasávaného média, napr. vzduchu, bez potreby napájania iným zdrojom elektrickej energie.45 Ďalej podstata technického riešenia spočíva v obsahu voľných elektrónov v studenej plazme, pričom je výhodné zariadenie podľa technického riešenia prepojiť na efektívny magnetohydrodynamický generátor zostavený z dvoch permanentných magnetov a elektród, ktorý je umiestnený na rozhraní výstupu pevného obalu a vstupu pracovného priestoru tepelného stroja tak, aby generoval elektrickú energiu napr. pre riadiacu jednotku a prídavné prístrojové vybavenie, a/alebo detegoval a riadil prúdenie studenej plazmy v nasávacomZároveň je výhodné doplniť elektromagnetickú cievku, ktorá je umiestnená tak, aby bolo možné dosiahnuť rezonanciu v studenej plazme budenim voľných elektricky nabitých častíc a tak kompenzovať rezonančné kmitanie prúdiacej studenej plazmy pevným obalom a/alebo nasávacím potrubím a dosiahnuť rovnomerné zmiešanie paliva a studenej plazmy v pracovnom priestore tepelného stroja a tým zvýšiť plniacu a spaľovaciuPrehľad obrázkov na výkresochV nasledujúcej časti opisu bude technické riešenie bližšie opísané na názomom prevedení zobrazenom na pripojených výkresoch. Toto názomé prevedenie má iba ilustračný charakter a vlastný rozsah technického riešenia daný defmiciou nárokov na ochranu vôbec nijakým spôsobom neobmedzuje. Na pripojených výkresoch obr. l znázorňuje zdroj jednosmemého elektrického napätia s meničom napätia a riadiacou jednotkou s použitím výbojky, napr. ortuťovej, ako zdroj žiarenia, na obr. 2 je znázornená elektromagnetická cievka, na obr. 3 je mázomený magnetohydrodynamický generátor, na obr. 4 je znázomené umiestnenie rádionuklidu.Znázorňuje na obr. l základné uskutočnenie technického riešenia so zdrojom jednosmerného elektrického napätia g, meničom napätia l a riadiacou jednotkou z, kde je zdrojom žiarenia výbojka x, napr. ortuťová,umiestnená v pevnom obale 2, ktorý tvorí súčasť tepelného stroja Q. Činnosť zariadenia na generovanie studenej plazmy § v tepelnom stroji Q prostredníctvom žiarenia je iniciovaná pripojením jednosmemého zdroja elektrického napätia A k meniču napätia l, ktorý konvertuje vstupné nízke jednosmemé elektrické napätie na striedavé, alebo jednosmemé elektrické napätie potrebné na činnosť výbojky it, napr. ortuťovej, ktorá generuje ionizačné žiarenie v pevnom obale 2 a časticami žiarenia excituje molekuly kyslíka V nasávanom plynnom médiu 1, z ktorého vznika studená plazma § nasávaná nasávacím potrubim Q do pracovného priestoru Q tepelného stroja Q. Jednosmemý zdroj napätia g je zároveň pripojený k riadiacej jednotke z, ktorá má vstup ll a výstup Q na ovládanie meničom napätia 1 a zároveň ovládanie výbojky g, napr. ortuťovej.znázorňuje uskutočnenie na obr. l s použitím elektromagnetickej cievky à, obr. 2, kde elektromagnetická cievka Q je pripojená cez vstup alebo výstup lg s riadiacou jednotkou z, ktorá elektromagnetickú cievku g dostáva do nabudeného stavu tak, že vzniká priestor s magnetickým poľom Q s frekvenciu, ktorú kontroluje riadiaca jednotka z a nabudl voľné elektróny v studenej plazme § tak, že dochádza k riadenej rezonancii prúdiacej studenej plazmy § do pracovného priestoru l() tepelného stroja Q a tým dochádza k aktívnej regulácii spaľovacieho procesu.znázorňuje prevedenie z obr. l rozšírené o magnetohydrodynamický generátor ltt, obr. 3 zostavený z dvoch permanentných magnetov Q a elektród 1 Q, ktoré sú pripojené cez vstup l 1 s riadiacou jednotkou z. Magnetohydrodynamický generátor H je umiestnený na rozhraní výstupu pevného obalu 2 a vstupu pracovného priestoru m tepelného stroja Q, pričom ich môže deliť nasávacie potrubie 19 a do činnosti ho uvádza prúdiaca studená plazma Q. Elektrický prúd vmikajúci V magnetohydrodynamickom generátore H je privedený cez elektródy lQ do riadiacej jednotky 2, ktorá reguluje rozdelenie elektrickej energie dodanej magnetohydrodynamickým generátorom l 4 do prístrojového vybavenia riadiacej jednotky g a výstupov lg.Znázorňuje uskutočnenie na obr. 4 zostavené z pevného obalu 2 doplnený rádionuklidom i, ktorý je zdrojom ionizujúceho žiarenia na efektívne ožarovanie priestoru pevného obalu g. Rádionuklid QQ je v ochrannom obale Q vybavený štrbinou lg s krytom štrbiny 2 l na kontrolu prevádzky v zapnutom alebo vypnutom stave tepelného stroja Q. Pevný obal 2 je doplnený štítom E, ktorý pohlcuje žiarenie a zabraňuje úniku žiarenia z pevného obalu 9. Nestabilitou jadra rádionuklidu QQ dochádza k emitovaniu ionizujúceho žiarenia do pevného obalu 2, pričom žiarenie excituje molekuly kyslíka v nasávanom plynnom médiu 1,z ktorého vzniká studená plazma §, ktorá prúdi nasávacím potrubim l 9 do pracovného priestoru lg tepelného stroja Q, tým zvyšuje plniacu a spaľovaciu účinnosť.Uvedené príklady uskutočnenia technického riešenia sú v prevádzke tepelného stroja Q aplikované ako s otvoreným, uzavretým alebo polouzavretým pracovným obehom. Zvlášť uzavreté pracovné obehy sú aplikovateľné vo vesmíre a na vesmímych telesách.Priemyselná využiteľnost Zariadenie podľa technického riešenia je určené na tepelné stroje, ako sú spaľovacie motory v cestnej, vodnej a leteckej doprave, i na stacionáme elektrické generátory využívané na zálohu alebo trvalú prevádzku na Zemi alebo vo vesmíre. Rovnako je určené na spaľovacie motory zaťažené v extrémnych podmienkach, 10kde funkčnosť obmedzuje nízka teplota prostredia, ako je Sibír a jemu podobné oblasti. Zariadenie sa neobmedzuje na typ paliva a preto má V priemyselnom využití širší potenciál aj vo využití doteraz neznámych alebo altematívnych druhov palív pre tepelné stroje.NÁROKY NA OCHRANUÍ, 1. Zariadenie generujúce studenú plazmu prostrednictvom žiarenia V sústave tepelného stroja, V y z n a č u j ú c e s a t ý m , že je tvorené zdrojom jednosmemého elektrického napätia (4), riadiacou jednotkou(2) spojenou vstupmi (11) a výstupmi (12) s meničom napätia (1) a zdrojom ionizujúceho žiarenia Výbojkou(Sa), ktorá je umiestnená vnútri pevného obalu (9) a V ktorom je plynné médium (7), sú spojené s nasávacím potrubím (19), V ktorom je studená plazma (8), pričom nasávacie potrubie (19) je spojené s pracovným priestorom (10) V tepelnom stroji (6).2. Zariadenie generujúce studenú plazmu prostredníctvom žiarenia V sústave tepelného stroja podľa nároku 1, V y z n a č u j ú c e s a t ý m , že zdrojom ionizujúceho žiarenia je rádionuklid (Sb).3. Zariadenie generujúce studenú plazmu prostredníctvom žiarenia V sústave tepelného stroja podľa nároku l a 2, V y z n a č u j ú c e s a t ý m , že rádionuklid (Sb) je umiestnený v ochrannom obale (20) so štrbinou (18) a krytom štrbiny (21) na kontrolu prevádzky V zapnutom alebo vypnutom stave tepelného stroja(6) 4. Zariadenie generujúce studenú plazmu prostrednictvom žiarenia V sústave tepelného stroja podľa nároku 2 až 3, V y z n a č u j ú c e s a t ý m , že pevný obal (9) je vybavený na zabránenie úniku ionizujúceho žiarenia štítom (17).5. Zariadenie generujúce studenú plazmu prostredníctvom žiarenia V sústave tepelného stroja podľa nároku 1 až 4, V y z n a č u j ú c e s a t ý m , že na rozhrani pevného obalu (9) pracovného priestoru (10) a tepelného stroja (6)je umiestnený magnetohydrodynaruický generátor (14).6. Zariadenie generujúce studenú plazmu prostrednictvom žiarenia V sústave tepelného stroja podľa nároku 5, V y z n a č u j ú c e s a t ý m , že magnetohydrodynamický generátor (14) je spojený cez elektródy (16) s riadiacoujednotkou (2) a výstupmi (12).7. Zariadenie generujúce studenú plazmu prostrednictvom žiarenia V sústave tepelného stroja podľa nároku 1 až 6, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že na rozhraní pevného obalu (9) pracovného priestom (10) a tepelného stroja (6) je umiestnená elektromagnetické cievka (3).8. Zariadenie generujúce studenú plazmu prostredníctvom žiarenia V sústave tepelného stroja podľa jedného nároku 1 až 6, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že elektromagnetické cievka (3) je pripojená cez Vstup (11) alebo výst-up (12) s riadiacou jednotkou (2).9. Zariadenie generujúce studenú plazmu prostrednictvom žiarenia V sústave tepelného stroja podľa nároku 7 a 8, v y z n a č u j ú c e s a tý m , že elektromagnetické cievka (3) je umiestnená v priestore s magnetickým poľom (13).10. Zariadenie generujúce studenú plazmu prostrednictvom žiarenia V sústave tepelného stroja podľa nároku 7 a 9, V y z n a č u j ú c e s a t ý m , že V priestore s magnetickým poľom (13) je studená plazma

MPK / Značky

MPK: F02M 27/04, H01J 17/00

Značky: tepelného, studenej, sústave, generovanie, plazmy, stroja, žiarenia, prostredníctvom

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-u6622-generovanie-studenej-plazmy-prostrednictvom-ziarenia-v-sustave-tepelneho-stroja.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Generovanie studenej plazmy prostredníctvom žiarenia v sústave tepelného stroja</a>

Podobne patenty