172324. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hőenergiának közvetlenül elektromos energiává alakítására és ehhez energia-átalakító generátor
3 172324 4 A találmány szerinti eljárás révén a kitűzött feladatot azáltal oldjuk meg, hogy az égéstérbe adagolt tüzelőanyagot elégetjük, az égési folyamat befejeződése után az égéstermékekben lökőhullámot keltünk, a lökőhullámot az égéstérben irányítjuk és az égéstéren többször végigvezetjük, így az égéstermékeket ionizáljuk, majd az ionizált égéstermékeket — ismert módon — mozgási irányukra merőleges mágneses téren vezetjük át és elektromos áramot hozunk létre. A találmány szerinti eljárás további jellemzője, hogy az égéstérbe adagolt tüzelőanyag elégésének befejeződése idején az égéstérbe folyékony vagy szilárd robbanóanyagot adagolunk, ezt gyújtjuk és ezáltal az égéstermékekben lökőhullámot keltünk. A találmány szerinti energia-átalakító generátor jellemzője, hogy az égéskamrában a tüzelőanyag elégését és robbanóanyag égéskamrába jutását észlelő érzékelője, az érzékelő és tüzelőanyagot adagoló készülék, illetve az érzékelő és a robbanóanyagot adagoló készülék közé kapcsolt szabályozó rendszere, valamint a robbanóanyagot adagoló készülékhez kapcsolt, az égéskamrán levő belépő ablakon keresztül az égéskamrába adagolt robbanóanyagra lézersugarat bocsátó, impulzus üzemű lézere van. A találmány szerinti energia-átalakító generátor további jellemzője, hogy égéskamrája kettős paraboloid alakú égésteret képez. A találmány szerinti eljárást részleteiben egy,' a rajzon vázolt példaképpeni energia-átalakító generátor kivitellel kapcsolatban ismertetjük. Az energia-átalakító generátor 1 égéskamrája lényegében egy vastagfalú edény, melynek belső égéstere kettős paraboloid alakú. A két paraboloid Fi és F2 fókusza egymáshoz közel hehelyezkedik el. Az 1 égéskamrához 2 Laval fúvóka csatlakozik, melynek külső 3 szakasza körül mágneses tér, illetve mágneses lencserendszer van. A 2 Laval-fúvóka 3 szakaszában egymással szemben 4 elektródok vannak, amelyek a 3 szakasz falától elszigetelten vannak beépítve és 5 vezetékek révén valamilyen 6 fogyasztóval vannak összekötve. Az 1 égéskamra falában levő 7 nyíláshoz 8 tüzelőanyagot adagoló készülék 9 bevezető csöve csatlakozik. A 8 tüzelőanyagot adagoló készülék 10 vezetéken keresztül 11 szabályozó rendszerrel van összeköttetésben. Az 1 égéskamra falában levő 12 nyíláshoz 13 robbanóanyagot adagoló készülék 14 bevezető csöve csatlakozik. A 13 robbanóanyagot adagoló készülék a 15 vezetéken keresztül all szabályozó rendszerhez és 16 vezetéken keresztül 17 impulzus ütemű lézerhez csatlakozik, amely itt a robbantógép szerepét tölti be. Az 1 égéskamra belsejében levő, rögzített helyzetű 18 érzékelő 19 vezetéken keresztül szintén a 11 szabályozó rendszerrel áll összeköttetésben. Az 1 égéskamra falában levő nyílást lefedő 20 belépő ablak a 17 impulzus üzemű lézer tengelyében van elhelyezve. A rajzon várölt energia-átalakító generátor üzemeltetése folyamán a 8 tüzelőanyagot adagoló készülékből valamilyen tüzelőanyagot, például benzint, Diesel-olajat, szénport stb. adagolunk az I égéskamra égésterébe. A beadagolt tüzelőanyag mennyiségét és a beadagolás időpontját a II szabályozó rendszer határozza meg. A tüzelőanyagba már beadagolás előtt keverhetünk az ionizáció fokozására szolgáló, könnyen ionizálódó alkáli vegyületet is, valamint oxigént, illetve oxigénhordozó anyagot is. Ezek az anyagok a tüzelőanyagba juttathatók a beadagolás folyamán is. A beadagolást valamilyen ismert módon, például befecskendezéssel, befúvással, porlasztással stb. végezzük. Az 1 égéskamra égésterébe adagolt tüzelőanyagot begyújthatjuk valamilyen szokásos módon, például plazmaégővel, izzófejjel, szikrával stb., azonban begyújthatjuk a 17 impulzus üzemű lézer segítségével is. Az 1 égéskamra égésterében levő tüzelőanyagot aránylag lassan elégetjük, azaz a tüzelőanyagban levő teljes hőenergiát felszabadítjuk. Az égési folyamat befejeződése időpontjában érzékelheti a 18 érzékelő, amely a 11 szabályozó rendszeren keresztül kiváltja a 13 robbanóanyagot adagoló készülék működését, amikor e készülék a 14 bevezető csövön és 12 nyíláson keresztül robbanóanyagot juttat az égéstérbe, mégpedig előnyösen az Ft és F-j fókuszok közé. A robbanóanyag fókuszok közé jutásakor a 13 robbanóanyagot adagoló készülékkel összeköttetésben álló 17 impulzus üzemű lézer a 20 belépő ablakon keresztül lézersugarat bocsát az égéstérben levő robbanóanyagra, amely lézersugár a robbanást indítja. A lézersugár á folyékony vagy szilárd robbanóanyag robbanását azért tudja beindítani, mert azt találtuk, hogy kellő fotonmennyiséggel és fotonteljesítménnyel a folyékony és szilárd robbanóanyagok indíthatók. Az indításhoz 0,1—1 Joule energia és 0,1 MW—1 MW teljesítmény szükséges, amely követelményeknek a lézer megfelel. Az impulzus üzemű lézer találmányunknál robbantógépként szolgál, amely az égéstermékekbe beadagolt robbanóanyagot kellő helyzetében fényimpulzussal indítja. Az 1 égéskamra égésterében bekövetkezett robbanás után és eredményeként az égéstermékekben lökőhullám jön létre, amely az üregrezonátorként kiképzett égéskamra égésterében többször, alternálva végighalad a két paraboloid felület között, és az égéstermékekben nagymértékű ionizációt hoz létre. Az égéstermékek végül a 2 Laval fúvókán keresztül nagy sebességgel hagyják el az égésteret és kiáramlásuk közben mozgási irányukra merőlegesen mágneses téren haladnak át, amely a pozitív és negatív töltéseket különböző irányban, egy-egy 4 elektródra tereli. A 4 elektródok a termelt elektromos áramot 5 vezetékeken keresztül szállítják a 6 fogyasztóhoz. Az energia-átalakító generátorban az ismertetett folyamat periodikusan ismétlődik. A folyamatok periodikus egymásra következését és a részfolyamatok sorrendjét lényegében a 11 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
