ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
POWER PLANT

Область техники
Изобретение относится к воздухонезависимым энергоустановкам и может быть использовано для подводных транспортных средств и для других устройств при отсутствии наружного воздуха.
Уровень техники
Известны воздухонезависимые энергоустановки с запасенными водородом и кислородом в сжатом или криогенном виде (например, патент РФ №2417487). Недостатком таких энергоустановок является то, что масса реагентов составляет малую долю от массы хранилища, что значительно уменьшает удельную энергию установки.
Известна энергоустановка (патент РФ №2284078), в которой источником водорода служат аноды вспомогательного источника тока при взаимодействии с водой. Недостатками такого технического решения являются, с одной стороны, хранение окислителя в виде кислорода с недостатком предыдущего аналога, а с другой стороны, низкая надежность установки в целом из-за зависимости работы основного источника тока от работы вспомогательного.
В патенте РФ №2230401 (опубл. 10.06.2004 бюллетень «Изобретения. Полезные модели» №), принятым за прототип, окислитель хранится в виде кислорода, а источником водорода служит алюминий, выделяющий водород при взаимодействии со щелочным раствором. Недостатками этого технического решения являются ограниченная удельная энергия установки из-за использования кислорода и алюминия, необходимость иметь дополнительный запас щелочи, а также сложная схема приготовления раствора щелочи и подачи в емкость с алюминием, что снижает надежность установки.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение удельной энергии энергоустановки за счет использования в качестве источника окислителя перекиси водорода, а источника водорода боргидрида натрия, причем вода, образующаяся при разложении перекиси водорода, используется для разложения боргидрида натрия, и повышение надежности работы установки за счет сокращения числа узлов энергоустановки.
Технический результат достигается тем, что предложена энергетическая установка, содержащая электрохимический генератор с магистралями питания кислородом и водородом, емкостями хранения топлива и окислителя и регулируемыми насосами подачи жидкостей, при этом в нее включены сепаратор кислорода, соединенный с ним реактор разложения перекиси водорода и емкость хранения катализатора, причем вход реактора разложения перекиси водорода соединен с емкостью хранения перекиси водорода через регулируемый насос, а емкость с катализатором соединена с магистралью подачи воды через регулируемый насос.
Краткое описание графических материалов
Признаки и сущность заявленного изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежом, где показано следующее.
На фигуре приведена схема заявленной энергетической установки, где:
1 - электрохимический генератор (ЭХГ),
2 - емкость хранения перекиси водорода,
3 - реактор разложения перекиси водорода,
4 - сепаратор кислорода,
5 - емкость хранения катализатора,
6 - емкость хранения боргидрида натрия,
7 - регулируемый насос,
8 - магистраль питания кислородом ЭХГ,
9 - магистраль питания водородом ЭХГ,
10 - магистраль подачи воды.
Осуществление изобретения
Энергетическая установка содержит электрохимический генератор 1 с магистралями питания кислородом 8 и водородом 9, емкостями хранения топлива боргидрида натрия 6 и окислителя перекиси водорода 2 и регулируемыми насосами подачи жидкостей 7, причем установка дополнитель содержит сепаратор кислорода 4, соединенный с ним реактор разложения перекиси водорода 3 и емкость хранения катализатора 5, вход реактора разложения перекиси водорода 3 соединен с емкостью хранения перекиси водорода 2 через регулируемый насос 7, а емкость с катализатором 5 соединена с магистралью подачи воды 10 через регулируемый насос 7.
Заявленная энергетическая установка работает следующим образом. Перекись водорода насосом 7 подается в реактор разложения 3, где разлагается с выделением кислорода и воды, которые разделяются при поступлении в сепаратор 4. Из сепаратора 4 кислород поступает по магистрали 8 в ЭХГ 1, а вода насосом 7 подается в магистраль 10, в которой к ней подмешивается с помощью насоса 7 катализатор из емкости 5. Далее эта смесь подается в емкость с боргидридом натрия 6, где происходит разложение боргидрида с образованием водорода, который подается в ЭХГ 1 по магистрали 9.
Содержание водорода в боргидриде натрия с учетом водорода, получаемого из воды, взаимодействующей с боргидридом, составляет около 23%, а содержание кислорода в перекиси водорода составляет около 47%, таким образом, суммарное содержание водорода и кислорода в окислителе и топливе составляет около 42%. Поскольку перекись водорода и боргидрид натрия не требуют особых условий для хранения, то вес емкостей для них невелик и не влияет существенно на удельную энергию энергоустановки. Масса катализатора для разложения боргидрида составляет несколько процентов от массы боргидрида и также мало влияет на удельную энергию.
Таким образом, в предлагаемом техническом решении достигается заявленный технический результат по повышению удельной энергии и надежности работы за счет сокращения числа узлов энергоустановки.