Устройства экономии топлива для теплового двигателя

Мэйер заявил, что конвертер водородно-кислородной смеси работает у него уже в течение последних 4 лет, и состоит из цепочки из 6 цилиндрических ячеек. Он также заявил, что фотонное стимулирование пространства реактора светом лазера посредством оптоволокна увеличивает производство газа. 

 

Рис. Изменения молекул  воды при работе установки

 

Эффекты, наблюдаемые при работе установки электролитического разложения воды:

• последовательность состояний молекулы воды и/или водорода/кислорода/других атомов;
• ориентация молекул воды вдоль силовых линий поля;
• поляризация молекулы воды;
• удлиннение молекулы воды;
• разрыв ковалентной связи в молекуле воды;
• освобождение газов из установки;

Причём, оптимальный  выход газа достигается в резонансной  схеме. Частота подбирается равной резонансной частоте молекул.

Для изготовления пластин конденсатора отдается предпочтение нержавеющей стали марки Т-304, которая не взаимодействует с  водой, кислородом и водородом. Начавшийся выход газа управляется уменьшением эксплуатационных параметров. Поскольку резонансная частота фиксирована, производительностью можно управлять с помощью изменения импульсного напряжения, формы или количества импульсов.

Повышающая  катушка намотана на обычном тороидальном ферритовом сердечнике 1.50 дюйма в диаметре и 0.25 дюйма толщиной. Первичная катушка содержит 200 витков 24 калибра, вторичная 600 витков 36 калибра.

Диод типа 1ISI1198 служит для выпрямления переменного  напряжения. На первичную обмотку  подаются импульсы скважности 2. Трансформатор  обеспечивает повышение напряжения в 5 раз, хотя оптимальный коэффициент  подбирается практическим путем.

Дроссель содержит 100 витков калибра 24, в диаметре 1 дюйм. В последовательности импульсов  должен быть короткий перерыв.

Через идеальный  конденсатор ток не течет. Рассматривая воду как идеальный конденсатор, энергия не будет расходоваться  на нагрев воды. В процессе электрического резонанса может быть достигнут любой уровень потенциала, поскольку емкость зависит от диэлектрической проницаемости воды и размеров конденсатора.

Однако, следует помнить, что водород – чрезвычайно опасное взрывоопасное соединение. Его детонационная составляющая в 1000 раз сильнее бензина. Помимо всего, у Стэна Мэйера было два инфаркта, после которых он скончался, возможно, от отравления водородом.

Другой, совершенно отличный по конструкции двигатель  внутреннего сгорания, работающей на воде, был разработан ещё в 1994 году нашим изобретателем В.С. Кащеевым.

 

На рисунке приведена  его конструкция в разрезе.

 

Двигатель внутреннего  сгорания на воде, разработанный изобретателем  В.С. Кащеевым.

Двигателя внутреннего  сгорания на воде включает цилиндр 1, в  котором размещен поршень 2, связанный, например, кривошипно-шатунным механизмом с коленчатым валом двигателя (на фиг. 1 не показаны). Цилиндр 1 снабжен головкой 3, образующей совместно со стенками цилиндра 1 и днищем поршня 2 камеру сгорания 4. Подпоршневая полость 5 сообщена с атмосферой. В головке 3 цилиндра установлены:

-впускной клапан 6, сообщающий камеру сгорания 4 с  атмосферой при движении поршня 2 от верхней мертвой точки  к нижней и приводимый, например, от распределительного вала двигателя;

-обратные клапаны  7, обеспечивающие выхлоп в атмосферу  продуктов из камеры сгорания 4 и герметизирующие камеру после  осуществления выхлопа.

Камера сгорания 4 выполнена по крайней мере с одной предкамерой 8, в которой установлен приводимый, например, от распределительного вала клапан 9 подачи топливной смеси и свеча зажигания 10. Предпочтительно предкамеру 8 (или предкамеры) выполнить в боковой стенке цилиндра 1 над поршнем при его расположении в нижней мертвой точке.

Двигатель работает следующим образом:

При движении поршня 2 от верхней мертвой точки к нижней впускной клапан 6 открыт и камера сгорания 4 сообщена с атмосферой. Давление, действующее на обе стороны поршня 2, одинаково и равно атмосферному.

При приближении  поршня 2 к нижней мертвой точке  герметизируют камеру сгорания 4, закрывая впускной клапан 6; через клапаны 9 в  предкамеры 8 подают топливную смесь  и воспламеняют ее. В качестве топливной  смеси используют стехиометрическую  смесь водорода с кислородом, так  называемый гремучий газ.

При сгорании топливной  смеси резко повышается давление в камере сгорания 4; этим давлением  открываются установленные в  головке 3 цилиндра обратные клапаны  7 и происходит выхлоп в атмосферу продуктов из камеры сгорания. Давление в камере сгорания 4 резко понижается и обратные клапаны 7 закрываются, герметизируя камеру сгорания 4.

Поршень 2 атмосферным  давлением, действующим со стороны  подпоршневой полости 5, перемещается от нижней мертвой точки к верхней, совершая рабочий ход.

По достижении поршнем 2 верхней мертвой точки  открывается впускной клапан 6 и  цикл повторяется. Выбрасываемые из камеры сгорания продукты представляют собой увлажненный воздух.

Получение топливной  смеси для силовой установки  транспортного средства с предлагаемым двигателем внутреннего сгорания может  осуществляться электролизом воды в  электролизере, установленном на этом транспортном средстве.

Другой наш  изобретатель москвич Михаил Весенгириев, лауреат премии журнала «Изобретатель и рационализатор», вообще предложил использовать в качестве устройства, разлагающего воду на кислород и водород самый что ни на есть обычный поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Он утверждает, что существующие двигатели внутреннего сгорания можно заставить работать на обычной воде с помощью электродов вольтовой дуги.

Камера двигателя  сгорания по-мнению изобретателя, идеально подходит для всех видов воздействия на воду, вызывающих ее диссоциацию и последующее образование рабочей смеси, ее воспламенение и утилизацию выделившейся энергии.

Для этого изобретатель М. Весенгириев предложил использовать четырехтактный ДВС (положительное решение по заявке на патент РФ № 2004111492). Он содержит один цилиндр с жидкостной системой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной клапан, систему подачи электролита (водного раствора электролита) и систему зажигания. Система подачи электролита в цилиндр выполнена в виде плунжерного насоса высокого давления и форсунки с кавитатором (местное сужение канала). Причем насос высокого давления либо кинематически, либо через блок управления связан с кривошипно-шатунным механизмом двигателя.

Система зажигания  выполнена в виде электродов и  вольтовой дуги, установленных в  камере сгорания. Зазор между ними можно регулировать, а ток на них  идет от прерывателя-распределителя, также  кинематически или через блок управления связанного с кривошипно-шатунным механизмом.

Перед пуском двигателя  в работу бак заправляют электролитом (например, водным раствором едкого натра). Регулируя катод, устанавливают  зазор между электродами. И, включив  зажигание, на электроды подают постоянный ток. Затем стартером раскручивают вал двигателя.

Поршень от верхней  мертвой точки (ВМТ) перемещается к  нижней мертвой точке (НМТ). Выпускной  клапан закрыт. В цилиндре создается  разрежение. Насос высокого давления забирает из электролитного бака цикловую дозу электролита и через форсунку с кавитатором подает ее в цилиндр. В кавитаторе за счет повышения скорости и падения давления до критического значения происходит частичная диссоциация воды и тончайшее распыление капелек электролита. Затем в камере сгорания за счет протекания постоянного электрического тока через электролит происходит дополнительная, уже электролитическая диссоциация.

Поршень от НМТ  перемещается к ВМТ – такт сжатия. Объем, занимаемый рабочей смесью, уменьшается, а ее температура возрастает: теперь идет уже термическая диссоциация. Третий такт – рабочий ход. Электрод пружиной и кулачково-распределительным валом (кинематически либо через блок управления связанный с кривошипно-шатунным механизмом) перемещается до соприкосновения с электродом, и зажигается вольтова дуга. Под воздействием ее тепла рабочая смесь в камере сгорания окончательно диссоциирует и воспламеняется. Расширяющиеся газы перемещают поршень от ВМТ к НМТ. Еще до прихода поршня к НМТ прерыватель-распределитель размыкает контакты, на короткое время прерывает подачу постоянного тока на электроды вольтовой дуги и тушит ее. Затем контакты прерывателя-распределителя вновь замыкаются, и постоянный ток опять поступает на электроды.

И, наконец, четвертый  такт – выпуск. Поршень перемещается вверх от НМТ к ВМТ. Выпускной  клапан открывает выпускное окно, и цилиндр освобождается от отработавших продуктов. В дальнейшем процесс  работы двигателя беспрерывно повторяется. При этом цилиндр и головка  цилиндра охлаждаются системой охлаждения двигателя. Таким образом, старый-новый ДВС может работать на воде.

Конструкции двигателей внутреннего сгорания на воде, реализуются  на практике различными западными фирмами. Например, совсем недавно Японская компания Genepax представила в Осаке (Osaka, Япония) электромобиль, который использует воду в качестве топлива. Как сообщает агентство Reuters, всего одного литра достаточно, чтобы ехать на нем в течение часа со скоростью 80 километров в час.

Как утверждает разработчик, машина может использовать воду любого качества – дождевую, речную и даже морскую. Силовая установка  на топливных ячейках получила название Water Energy System (WES). Она устроена по тому же принципу, что и другие силовые установки на топливных элементах, использующие водород в качестве топлива. Главной особенностью системы Genepax является то, что она использует коллектор электродов мембранного типа (MEA), который состоит из специального материала, способного при помощи химической реакции полностью расщепить воду на водород и кислород.

 

Этот процесс, как утверждают разработчики, аналогичен механизму производства водорода путем  реакции металлогидрида и воды. Однако главное отличие WES – это получение водорода из воды в течение длительного времени. Кроме того, MEA не требует специального катализатора, а редкие металлы, в частности платина, необходимы в том же количестве, что и в обычных фильтрующих системах бензиновых автомобилей. Также нет необходимости использовать преобразователь водорода и водородный резервуар высокого давления.

Помимо полного  отсутствия вредных выбросов, силовая  установка Genepax, по словам разработчика, является более долговечной, так как катализатор не портится от загрязняющих веществ.

"Автомобиль  будет продолжать ехать до  тех пор, пока у вас есть  бутылка с водой, чтобы заправлять  его время от времени", - сказал  генеральный директор Genepax Киеси Хирасава (Kiyoshi Hirasawa). «Для пополнения энергией батарей не требуется создавать инфраструктуру, в частности, станции подзарядки, как для большинства современных электромобилей».

Продемонстрированный  в Осаке автомобиль является единственным образцом, и будет использован  для получения патента на изобретение. В будущем Genepax планирует начать сотрудничать с японскими автопроизводителями и снизить себестоимость топливных элементов за счет массового производства.

Имеются и другие схемы двигателей на основе воды, теплогенераторы и др., при раскручивании потока воды в которых теоретически должно выделяться в виде излучений или тепла 2 Дж внутренней энергии воды на каждый Джоуль энергии, затрачиваемой насосом на раскручивание воды. В такой схеме двигатель внутреннего сгорания как бы берет взаймы у воды ее тепло на время рабочего хода, чтобы через мгновение вернуть это тепло ей из своих выхлопных газов.

 

 Рис. Схема вихревого теплогенератора

 

Вода с ее уникальными свойствами в этом процессе служит тем промежуточным телом, которое помогает полнее использовать тепло от сгорания органического  топлива. В результате тепловой КПД  двигателя, обычно составляющий не более 30%, повышается.

Вихревой теплогенератор работает так. Вихревую трубу теплогенератора присоединяют инжекторным патрубком 1 к фланцу центробежного насоса (на рисунке не показан), подающему воду под давлением 4 – 6 атм. Попадая в улитку 2, поток воды сам закручивается в вихревом движении и поступает в вихревую трубу 3, длина которой в 10 раз больше ее диаметра. Закрученный вихревой поток в трубе 3 перемещается по винтовой спирали у стенок трубы к ее противоположному (горячему) концу, заканчивающемуся донышком 4 с отверстием в его центре для выхода горячего потока. Перед донышком 4 закреплено тормозное устройство 5 – спрямитель потока, выполненный в виде нескольких плоских пластин, радиально приваренных к центральной втулке, сосной с трубой 3. Когда вихревой поток в трубе 3 движется к этому спрямителю 5, в осевой зоне трубы 3 образуется противоток. В нем вода тоже вращаясь движется к штуцеру 6, врезанному в плоскую стенку улитки 2 соосно с трубой 3 и предназначенному для выпуска «холодного» потока. В штуцере 6 установлен еще один спрямитель потока 7, аналогичный тормозному устройству 5. Он служит для частичного превращения энергии вращения «холодного» потока в тепло. Выходящая теплая вода направляется по байпасу 8 в патрубок 9 горячего выхода, где она смешивается с горячим потоком, выходящим из вихревой трубы через выпрямитель 5. Из патрубка 9 нагретая вода поступает либо непосредственно к потребителю, либо в теплообменник, передающий тепло в контур потребителя. В последнем случае отработанная вода первичного контура (уже с меньшей температурой) возвращается в насос, который вновь подает ее в вихревую трубу через патрубок 1.