энергетическая установка для получения тепла и электроэнергии

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 300 664
(13)
C1
(51) МПК
F03G 7/00
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006106851/06, 03.03.2006
(72) Автор(ы):
Моисеев Александр В чеславович (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
03.03.2006
(73) Патентообладатель(и):
Моисеев Александр В чеславович (RU)
(45) Опубликовано: 10.06.2007 Бюл. № 16
R U
Адрес дл переписки:
140200, Московска обл., г. Воскресенск,
ГЛАВПОЧТАМТ, до востребовани , А.В.
Моисееву
2 3 0 0 6 6 4
R U
(57) Реферат:
Энергетическа установка предназначена дл получени тепла и электроэнергии, топливом дл которой вл етс взрывчатое вещество. Установка
содержит
две
установленные
вертикально
цилиндрические емкости, гидроагрегат, дозатор
взрывчатого вещества с трубопроводами подачи к
нему компонентов взрывчатого вещества, баллон с
пропан-бутановым газом. Указанные элементы
соединены
трубопроводами
с
обратными
электромагнитными клапанами, а именно дл соединени дозатора с верхней частью первой
емкости, дл соединени последней с нижней
частью второй емкости, дл соединени нижней
части первой емкости с гидроагрегатом, а также
дл подключени к баллону с пропан-бутановым
газом. Гидроагрегат подключен к верхней части
второй емкости, сообщенной с атмосферой.
Емкости частично заполнены водой. При этом по
вертикальной оси первой емкости установлена
колонна с выступающим над водой чашеобразным
углублением, а незаполненна водой ее верхн часть представл ет собой взрывную камеру и
снабжена запальником, выполненным, например, в
виде электрической свечи зажигани , а в
заполненную водой часть второй емкости помещен
теплообменник. В трубопровод дл подачи
взрывчатого вещества во взрывную камеру после
электромагнитного
клапана
вварен
дополнительный трубопровод с аналогичным
электромагнитным клапаном. Установка также
снабжена электронным контроллером, снабженным
программой дл управлени последовательностью
работы электромагнитных клапанов, дозатора и
свечи зажигани . Гидроагрегат может быть
соединен с маховиком. Конструкци установки
позвол ет обеспечить надежную работу, а
потребител - теплом и электричеством. 2 з.п. флы, 2 ил.
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
2 3 0 0 6 6 4
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 9301591 А, 20.02.1998. SU 1776844
A1, 23.11.1992. SU 23035 А, 30.09.1931. GB
464323 А1, 15.04.1937. US 4851183 А,
25.07.1985. US 3817687 А, 18.06.1974.
C 1
C 1
2 3 0 0 6 6 4
2 3 0 0 6 6 4
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 300 664
(13)
C1
(51) Int. Cl.
F03G 7/00
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006106851/06, 03.03.2006
(72) Inventor(s):
Moiseev Aleksandr Vjacheslavovich (RU)
(24) Effective date for property rights: 03.03.2006
(73) Proprietor(s):
Moiseev Aleksandr Vjacheslavovich (RU)
(45) Date of publication: 10.06.2007 Bull. 16
R U
Mail address:
140200, Moskovskaja obl., g. Voskresensk,
GLAVPOChTAMT, do vostrebovanija, A.V. Moiseevu
C 1
2 3 0 0 6 6 4
R U
analogical electromagnetic valve. Device is also
provided with electronic controller, including a
program for controlling operation sequence of
electromagnetic valves, batcher and spark plug.
Hydraulic unit may be connected to a balance wheel.
EFFECT:
ensured
reliable
operation
and
provision of heat and electricity to consumer.
3 cl, 2 dwg
Страница: 3
EN
C 1
(57) Abstract:
FIELD: engineering of energy plants for
producing heat and electric energy, fueled by
explosive substance.
SUBSTANCE: in accordance to invention, device
contains
two
vertically
mounted
cylindrical
vessels, hydraulic unit, batcher of explosives
with pipelines for supplying components of
explosives,
tank
with
propane-butane
gas.
Aforementioned
elements
are
connected
by
pipelines
to
reverse
electromagnetic
valves,
namely, for connection of batcher to upper part
of first vessel, for connection of the latter to
lower part of second vessel, for connection of
lower part of first vessel to hydraulic nit, and
also for connection to tank with propane-butane
gas. Hydraulic unit is connected to upper part of
second vessel, connected to atmosphere. Vessels
are
partially
filled
with
water.
Along
the
vertical axis of first vessel a column is mounted
having cup-shaped recess projecting above the
water, and its upper part which is not filled
with water is the explosion chamber and is
equipped with igniter, made, for example, in form
of electric spark plug, while a heat exchange is
situated in the water-filled part of the second
vessel. An additional pipeline is welded into
pipeline for supplying explosives to explosion
chamber
after
the
electromagnetic
valve,
aforementioned additional
pipeline having
an
2 3 0 0 6 6 4
(54) ENERGY PLANT FOR PRODUCING HEAT AND ELECTRIC ENERGY
RU 2 300 664 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к области энергетики, а более конкретно к устройствам дл получени электрической и тепловой энергии, топливом дл которых вл етс взрывчатое
вещество.
Известна турбина внутреннего горени (см. авторское свидетельство СССР 23035, кл.
46 f, 1, опубл. 30.09.1931), работающа горением твердых взрывчатых веществ,
содержаща камеру, предназначенную дл горени взрывчатого вещества и снабженную
р дом сопел с поперечными сечени ми, увеличивающимис по мере удалени от
вводимого дл вещества отверсти . В камеру через отверстие вводитс определенное
количество твердого взрывчатого вещества, после чего отверстие закрываетс замковым
приспособлением и ударом в капсюль производитс взрыв последовательно в каждой
камере. Образующиес газы распростран ютс по камере, вырываютс через сопла и,
действу на лопатки, вращают вал турбины.
В данном устройстве трудно обеспечить дозировку и периодический подвод твердого
взрывчатого вещества, а также замену капсюлей.
Известна энергетическа установка (см. авторское свидетельство СССР №1765487 А1,
МПК F03G 3/08, опубл. 30.09.1992), содержаща корпус, внутри которого расположен
статор и маховик с электрогенератором. Статор выполнен в виде перегородки и
оборудован камерой сгорани , каналом подачи зар дов взрывчатого вещества, затвором,
запирающим камеру сгорани в момент подрыва зар да взрывчатого вещества. Затвор
оборудован электрическим устройством, посредством которого осуществл етс подрыв
зар да взрывчатого вещества и его удержание в центре камеры сгорани . Зар д
взрывчатого вещества может быть выполнен из широкого спектра взрывчатых веществ:
например, тротил, а также жидких или газообразных взрывчатых веществ. Статор
оборудован статорными обмотками и раздел ет корпус на две изолированные
вакуумированные камеры, внутри которых размещен маховик, выполненный в виде двух
дисков с центральными коническими отверсти ми и обтекател ми, каждый из которых
одним концом закреплен на камере сгорани с образованием направл ющих каналов, а
другим концом - в конических отверсти х с образованием кольцевого зазора, в котором
на дисках установлены лопатки. Диски оборудованы корными обмотками или посто нными
магнитами, образующими со статорными обмотками магнитную цепь электрогенератора.
При подрыве зар да в полости камеры сгорани образуютс продукты сгорани , которые,
расшир сь, устремл ютс через направл ющие каналы на лопатки. В результате этого
диски маховика приход т во вращение, что измен ет состо ние магнитной цепи статорных
и корных обмоток, при этом возникает электрический ток. Генераци электрического
тока поддерживаетс за счет кинетической энергии маховика.
Данна энергетическа установка имеет сложную конструкцию, при этом не использует
тепловую энергию, образующуюс при взрыве.
Наиболее близким аналогом к за вленному изобретению относитс взрывна электростанци (см. за вку Российской Федерации №93015912 А, МПК F03G 7/00, опубл.
20.02.1998), содержаща корпус, внутри которого установлены турбины, кажда из
которых кинематически св зана с электрогенератором и маховиком. В торце внутренней
полости корпуса выполнена взрывна камера, в которую через трубу подаетс зар д
взрывчатки, выполненный в виде шариков, изготовленных, например, из динамита или
аммонала. При взрыве посредством электрического устройства ударна газова волна
раскручивает турбины, электрогенераторы и маховики. Израсходовав энергию, взрывна вода выходит в атмосферу через выхлопную трубу с глушителем. Взрывы осуществл ютс периодически, обеспечива равномерность вращени электрогенераторов.
Однако и данна взрывна электростанци имеет сложную конструкцию, не позвол ет
обеспечить одинаковую скорость вращени всех турбин и электрогенераторов, при этом
также не используетс теплова энерги взрывной газовой волны, воздействующа на
лопатки турбин и элементы конструкции, вызыва их разрушение.
Задачей изобретени вл етс создание энергетической установки, позвол ющей
вырабатывать помимо электрической энергии дополнительно и тепловую энергию,
Страница: 4
DE
RU 2 300 664 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
обеспечива при этом надежность работы, так как значительно снижаетс тепловое
воздействие взрывной газовой волны, особенно на лопатки турбины.
Указанный технический результат достигаетс за счет того, что энергетическа установка дл получени электроэнергии и тепла содержит две установленные
вертикально цилиндрические емкости, гидроагрегат, дозатор взрывчатого вещества с
трубопроводами подачи к нему компонентов взрывчатого вещества и трубопроводы с
обратными электромагнитными клапанами дл соединени дозатора с верхней частью
первой емкости, дл соединени последней с нижней частью второй емкости, а также дл соединени нижней части первой емкости с гидроагрегатом, подключенным трубопроводом
к верхней части второй емкости, сообщенной с атмосферой, емкости частично заполнены
водой, причем по вертикальной оси первой емкости установлена выполненна из стали
колонна с выступающим над водой чашеобразным углублением, а незаполненна водой
верхн часть первой емкости представл ет собой взрывную камеру и снабжена
запальником, выполненным, например, в виде электрической свечи зажигани ,
работающей аналогично автомобильной, при этом во второй емкости размещен
теплообменник. В трубопровод дл подачи взрывчатого вещества во взрывную камеру
после электромагнитного клапана вварен дополнительный трубопровод с аналогичным
электромагнитным клапаном, подключенный к баллону с пропан-бутановым газом,
обеспечивающим детонацию взрывчатого вещества. Кроме того, установка снабжаетс электронным контроллером, имеющим компьютерную программу дл управлени последовательностью срабатывани электромагнитных клапанов, дозатора и свечи
зажигани .
Изобретение по сн етс графическим материалом, где на фиг.1 изображена блок-схема
установки, а на фиг.2 - конструкци первой емкости, имеющей взрывную камеру.
Энергетическа установка содержит две установленные вертикально и частично
заполненные водой цилиндрические емкости 1 и 2, гидроагрегат 3, дозатор 4 взрывчатого
вещества с трубопроводами 5 подачи к нему компонентов взрывчатого вещества и
трубопроводы с обратными электромагнитными клапанами 6, трубопроводом 7 дл соединени дозатора 4 с верхней частью, незаполненной водой, первой емкости 1,
трубопроводом 8 дл соединени ее нижней части с гидроагрегатом 3, трубопроводом 9
дл соединени гидроагрегата 3 с верхней частью, незаполненной водой, второй емкости
2, трубопроводом 10 дл соединени нижней части второй емкости 2 с незаполненной
водой верхней частью емкости 1, а также трубопроводом 11 дл подключени верхней
части емкости 2 к атмосфере. По вертикальной оси емкости 1 установлена выполненна из
стали колонна 12 с выступающим над водой чашеобразным углублением 13, а
незаполненна водой ее верхн часть представл ет собой взрывную камеру 14 и
снабжена расположенной над чашеобразным углублением 13 колонны 12 электрической
свечой зажигани 15, при этом во второй емкости 2 помещен теплообменник 16. В
трубопровод 7 дл подачи взрывчатого вещества во взрывную камеру после
электромагнитного клапана 6 вварен дополнительный трубопровод 31 с аналогичным
электромагнитным клапаном 6, подключенный к баллону (на фиг. не показан) с пропанбутановым газом, обеспечивающим детонацию взрывчатого вещества.
Кроме того, установка снабжаетс контроллером (на фиг. не показан) дл управлени дозатором 4, свечой зажигани 15 и электромагнитными клапанами 6, а также может иметь
маховик дл обеспечени равномерности вращени гидроагрегата (на фиг. не показан).
В данной установке в качестве топлива используетс жидкое водонаполненное
взрывчатое вещество - акватол (жидкий тол), преимущество которого по сравнению с
бензином заключаетс в гораздо более высокой энергоемкости и более низкой стоимости.
В цел х безопасности используетс бинарный способ получени акватола, например,
путем смешени двух абсолютно безопасных веществ: 85% аммиачной селитры и 15%
сол рки. При бинарном способе получени взрывчатого вещества смешивание
компонентов происходит непосредственно при дозировке.
Емкость 1, имеюща в верхней части взрывную камеру 14, вл етс одним из наиболее
Страница: 5
RU 2 300 664 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
ответственных элементов установки, так как во врем взрыва давление в ней может
достигать 300 атм, при этом возникает мощный динамический удар, поэтому необходимо
обеспечить ее прочность, что будет и определ ть долговечность работы всей установки.
Емкость 1 выполнена следующим образом. Ее крышка 17 и днище 18 изготовлены из
листовой стали толщиной 40 мм и диаметром 1600 мм. В середине к ним приварена
металлическа труба диаметром 800 мм с толщиной стенки 8 мм, образующа боковую
стенку 19. В таком виде перва емкость 1 напоминает катушку дл электрического
кабел . В центральной части крышки 17 выполнено отверстие 20 под смотровой люк с
установленным посредством болтов 21 непроницаемым люковым закрытием 22
(уплотнени на фиг. не показаны). В люковое закрытие 22 с наружной и внутренней
стороны вварен трубопровод 7 дл подачи взрывчатого вещества, причем в данный
трубопровод после клапана 6 вварен дополнительный трубопровод 31 с аналогичным
электромагнитным клапаном 6, подключенный к баллону с пропан-бутановым газом (на
фиг. не показан). Крышка 17 и днище 18 снаружи от боковой стенки 19 ст нуты между
собой расположенными в два р да стальными прутками 25 диаметром 20 мм с гайками по
концам, при этом снаружи к торцам крышки 17 и днищу 18 приварен наружный кожух 26,
изготовленный из листовой стали толщиной 2 мм. Все пространство между крышкой 17,
днищем 18, боковой стенкой 19 и наружным кожухом 26 через верхние технологические
отверсти в крышке 17 (на фиг. не показаны) заполнено бетоном 27. По оси емкости 1 к
днищу 18 приварена упом нута ранее стальна колонна 12 диаметром 300 мм, котора может быть выполнена в зависимости от мощности установки целиком кованной или
трубчатой. В боковую стенку 19 и кожух 26 вварены трубопроводы 10 и 8 дл подачи в
емкость 1 воды и нагнетани воды на гидроагрегат 3 соответственно. В люковое закрытие
22 ввернут электрический запальник, выполненный в виде электрической свечи зажигани 15.
Энергетическа установка работает следующим образом. Взрывчатое вещество
(например, акватол) по трубопроводам 5 поступает в дозатор 4, далее через трубопровод
7 электромагнитный клапан 6 попадает в чашеобразное углубление 13 колонны 12. Через
трубопровод 10 емкость 1 заполн етс водой до уровн на 100 мм ниже верхнего торца
чашеобразного углублени 13, на этом уровне установлен поплавковый клапан или датчик,
имеющий св зь с клапаном 6, обеспечивающим перекрытие трубопровода 10 и сохранение
взрывной камеры 14. Затем из баллона с пропан-бутановым газом через клапан 6 и
трубопроводы 31 и 7 во взрывную камеру 14 подаетс смесь пропан-бутана 10% и воздуха
90%, котора поджигаетс посредством запальника, например электрической свечой
зажигани 15, при этом происходит детонационный взрыв расположенного в чашеобразном
углублении 13 взрывчатого вещества. При взрыве вода разогреваетс в результате
действи мощной ударной волны и температуры гор чих газов, выдел ющихс при горении
пропан-бутановой смеси и взрыве. Расход пропан-бутановой смеси дл обеспечени детонации невелик и одного 50-литрового баллона может хватить на несколько мес цев.
После взрыва вода под давлением через трубопровод 8 и открытый клапан 6 поступает в
гидроагрегат 4, вырабатывающий электрический ток, подающийс потребителю. Раскрутив
гидроагрегат 4, вода за счет остаточного давлени по трубопроводу 9 поднимаетс в
емкость 2, где повышенна температура воды отбираетс теплообменником 16 и подаетс потребителю. Из второй емкости 2 вода через трубопровод 10 и электромагнитный
магнитный клапан 6 заполн ет емкость 1, и процесс повтор етс снова. Электроэнерги снимаетс с помощью гидроагрегата 4, а теплова энерги - с помощью теплообменника
16. Дл сглаживани пульсаций можно использовать маховик, св занный с гидроагрегатом
4, а также устанавливать две и более идентичных установок. Работой устройства
управл ет контроллер, снабженный программой дл управлени последовательностью
срабатывани дозатора 4, свечи зажигани 15 и электромагнитных клапанов 6.
Формула изобретени 1. Энергетическа установка дл получени тепла и электроэнергии, содержаща две
Страница: 6
CL
RU 2 300 664 C1
5
10
15
установленные вертикально цилиндрические емкости, гидроагрегат, дозатор взрывчатого
вещества с трубопроводами подачи к нему компонентов взрывчатого вещества и
трубопроводы с обратными электромагнитными клапанами дл соединени дозатора с
верхней частью первой емкости, дл соединени последней с нижней частью второй
емкости, а также дл соединени нижней части первой емкости с гидроагрегатом,
подключенным трубопроводом к верхней части второй емкости, сообщенной с атмосферой,
емкости частично заполнены водой, причем в трубопровод дл подачи взрывчатого
вещества во взрывную камеру после электромагнитного клапана вварен дополнительный
трубопровод с аналогичным электромагнитным клапаном, подключенный к баллону с
пропан-бутановым газом, при этом по вертикальной оси первой емкости установлена
выполненна из стали колонна с выступающим над водой чашеобразным углублением, а
незаполненна водой ее верхн часть представл ет собой взрывную камеру и снабжена
запальником, выполненным, например, в виде электрической свечи зажигани , а во второй
емкости размещен теплообменник.
2. Установка по п.1, отличающа с тем, что гидроагрегат соединен с маховиком.
3. Установка по п.1, отличающа с тем, что она снабжена контроллером, имеющим
программу дл управлени последовательностью срабатывани электромагнитных
клапанов, дозатора и свечи зажигани .
20
25
30
35
40
45
50
Страница: 7
RU 2 300 664 C1
Страница: 8
DR