Патенты автора Глухих Игорь Николаевич (RU)
Изобретение относится к ракетно-космической технике и может использоваться при разработке реактивных двигательных установок (ДУ), предназначенных для маневрирования пилотируемых космических аппаратов (КА). Способ создания реактивной тяги пилотируемого космического аппарата, включающий получение на борту космического аппарата водорода и кислорода путем электролиза воды с направлением части электролизного кислорода на дыхание экипажа, хранение водорода и оставшегося кислорода под избыточным давлением, направление в заданный момент этих газов в камеру сгорания ракетного двигателя и поджиг этих газов, а также выделение углекислого газа из воздуха обитаемых отсеков, выделенный из воздуха углекислый газ собирают, компримируют и хранят на борту космического аппарата, а после воспламенения кислородоводородной смеси в камере сгорания туда направляют собранный углекислый газ с расходом, не прерывающим процесс горения кислородоводородной смеси. При этом в двигатель водород и кислород подают в массовом соотношении приблизительно 1:4. Изобретение обеспечивает повышение тяговооруженности пилотируемого КА, а также в возможности осуществления более длительных его полетов. 1 з.п. ф-лы.
Электрохимический компрессор водорода // 2660695
Изобретение относится к электрохимии, в том числе к «зеленой энергетике», и может использоваться в транспортных энергосистемах и космосе. Электрохимический компрессор водорода включает прочный корпус с входным и выходным штуцерами. Пакет электроизолированных мембранно-электродных блоков состоит из протонопроводящей мембраны, установленной между плоскими газопроницаемыми катодом и анодом, контактирующими с поверхностью мембраны. Блоки размещены внутри корпуса и разделяют его на пневматически изолированные полости, в каждой из которых, за исключением крайних, находятся разделенные газопроницаемыми изоляторами катод и анод двух соседних блоков. Аноды и катоды всех мембранно-электродных блоков подключены к соответствующим общим шинам электропитания компрессора. Аноды подключены напрямую, катоды - через переключатели. Пневматически изолированные полости корпуса соединены пневмоперемычками с установленными на них предохранительными электропневмоклапанами, которые включены последовательно в электрическую цепь соответствующих мембранно-электродных блоков. Отключение тока в каждом из них приводит к открытию его электропневмоклапана, и наоборот, открытие электропневмоклапана размыкает электрическую цепь упомянутого блока. Повышаются надежность и безопасность, делающие возможным применение компрессора в автономных наземных энергоустановках и в космосе. 1 ил.
Изобретение относится к электрохимии, в том числе к «зеленой энергетике», и может использоваться в транспортных энергосистемах и космосе. Компрессор водорода включает корпус с входным и выходным штуцерами, а также пакет электроизолированных мембранно-электродных блоков, состоящих из протонопроводящей мембраны, установленной между газопроницаемыми электродами - катодом и анодом, контактирующих с поверхностью мембраны. Мембранно-электродные блоки размещены внутри корпуса и разделяют его на пневматически изолированные полости. В каждой полости, за исключением крайних, находятся разделенные газопроницаемым изолятором катод и анод двух соседних блоков. Пакет мембранно-электродных блоков сформирован из вложенных друг в друга отдельных блоков, выполненных в виде полых цилиндров. Внешний электрод пакета подключен к общей анодной шине электропитания коаксиального электрохимического компрессора водорода, внутренний - центральный электрод - к общей катодной шине электропитания компрессора. Выходной штуцер компрессора сообщается с находящейся на оси пакета внутренней катодной полостью внутреннего мембранно-электродного блока пакета. Входной штуцер - с находящейся под корпусом компрессора внешней анодной полостью внешнего мембранно-электродного блока пакета. Повышаются надежность и безопасность компрессора, улучшаются его массогабаритные и расходные характеристики, позволяющие его использовать в транспортных и космических энергоустановках. 1 ил.
Электрохимический генератор // 2614242
Изобретение относится к электрохимии, точнее к энергоустановкам с электрохимическими генераторами (ЭХГ). Электрохимический генератор включает батарею топливных элементов и ее систему охлаждения с контуром циркуляции жидкого теплоносителя, включающим охлаждающий теплообменник, установленный на выходе этой системы, и электрический насос. Электрический насос установлен на ее входе и электрически связан с батарей топливных элементов. В контур циркуляции жидкого теплоносителя дополнительно введены газовая турбина с электрогенератором, а также газожидкостный эжектор и подключенный к его выходу газожидкостный сепаратор, установленные на входе охлаждающего теплообменника. Жидкостная полость сепаратора соединена со входом этого теплообменника, а газовая полость сепаратора - со входом газовой турбины, выход которой подключен к газовому входу эжектора. Изобретение позволяет повысить эффективность ЭХГ, особенно, если его мощность значительна. 1 ил.
Изобретение относится к космической технике и может использоваться для корректировки орбиты обитаемых космических аппаратов (КА). Импульсная реактивная двигательная установка космического аппарата включает твердополимерный электролизер воды, вход водородной полости которого гидравлически связан с герметичным резервуаром с водой, имеющим штуцер наддува, газожидкостной сепаратор, подключенный к выходу водородной полости электролизера и связанный с ее входом байпасной гидромагистралью, на которой установлен насос, баллон для хранения водорода и реактивный двигатель, соединенные пневмомагистралью с клапаном, а также управляемый источник тока, подключенный к электролизеру. В установку введен подключенный к управляемому источнику тока электрохимический компрессор водорода, вход которого пневматически соединен с газовой полостью газожидкостного сепаратора, а выход - с баллоном для хранения водорода и штуцером наддува резервуара с водой пневмомагистралями с клапанами, причем на второй из них установлен также редуктор давления, при этом электрохимический компрессор водорода имеет байпасную разгрузочную пневмомагистраль с клапаном, соединяющую выход компрессора с его входом. Изобретение обеспечивает повышение ресурса и надежности импульсной реактивной двигательной установки космического аппарата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Группа изобретений относится к газодинамическим баллистическим установкам. Водяная баллистическая установка космического назначения включает газовую пушку, состоящую из секционированного ствола, соединенного герметизируемым мембранным узлом с отсеком высокого давления. Отсек высокого давления снабжен датчиком давления и устройством поджига газа, штуцерами для водорода и кислорода. Установка дополнительно содержит подключенный к управляемому источнику электропитания электролизер воды. Выходные магистрали электролизера по водороду и кислороду соединены с соответствующими штуцерами отсека высокого давления. Выход по кислороду подключен к магистрали выдачи кислорода потребителю. Герметичный резервуар с водой снабжен датчиком давления, внутренним вкладышем из пористого гидрофильного материала и штуцером наддува. Способ подготовки водяной баллистической установки к работе включает размещение снаряда в стволе ее газовой пушки, герметизацию мембранного узла, заполнение отсека высокого давления водородом и кислородом до контрольного давления с регистрацией парциальных давлений газов. Техническим результатом группы изобретений является упрощение конструкции и снижение массогабаритных характеристик бортовой водяной баллистической установки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к космическим двигательным системам и может использоваться при создании в будущем орбитального заправочного комплекса (ОЗК) или лунной базы. Способ включает доставку на ОЗК воды и получение из неё электролизом водорода и кислорода. Эти газы предварительно охлаждают при контакте с холодной поверхностью ОЗК, затем компримируют и повторно охлаждают, сжижают дросселированием и собирают в виде жидких компонентов топлива. Процессы электролиза воды и компримирования осуществляют поочередно, пневматически изолируя электролизер от получаемых газов. При компримировании сначала сжимают водород электрохимическим способом, а затем этим водородом сжимают кислород. После сжижения кислорода использованный для его компримирования водород перед дросселированием охлаждают полученным жидким кислородом до температуры ниже температуры инверсии при данном давлении. Техническим результатом изобретения является повышение технологичности производства жидкого ракетного топлива, увеличение срока его хранения на ОЗК с повышением надежности и ресурса ОЗК в целом.
Изобретение относится к космическим двигательным системам и может использоваться при создании в будущем орбитального заправочного комплекса (ОЗК). Способ включает доставку на ОЗК воды и получение из неё электролизом водорода и кислорода. Эти газы предварительно охлаждают при контакте с холодной поверхностью ОЗК, затем компримируют и повторно охлаждают, сжижают дросселированием и собирают в виде жидких компонентов топлива. Процессы электролиза воды и компримирования осуществляют поочередно, пневматически изолируя электролизер от получаемых газов. При компримировании сначала сжимают водород электрохимическим способом, а затем этим водородом изотермически сжимают кислород. После сжижения кислорода использованный для его компримирования водород перед дросселированием охлаждают полученным жидким кислородом до температуры ниже температуры инверсии при данном давлении. Техническим результатом изобретения является повышение технологичности производства жидкого ракетного топлива, увеличение срока его хранения на ОЗК, с повышением надежности и ресурса ОЗК в целом.
Изобретение относится к «водородной» энергетике и может быть использовано на станциях заправки перспективного автотранспорта на топливных элементах. Способ эксплуатации электролизной системы, работающей при высоком давлении, включает процесс разложения воды электрическим током с раздельным генерированием водорода и кислорода, сбор полученных газов в емкостях с соотношением объемов соответственно 2:1 и регистрацию давления этих газов, после регистрации давления кислорода
P
O
2
объем водородной емкости
V
H
2
увеличивают до значения, определяемого соотношением:
V
H
2
=
V
O
2
ρ
O
2
8
ρ
H
2
, где
V
O
2
- объем кислородной емкости;
V
H
2
- объем водородной емкости;
ρ
O
2
- плотность кислорода при давлении
P
O
2
(в кислородной емкости);
ρ
H
2
- плотность водорода при давлении
P
O
2
(в водородной емкости). Техническим результатом изобретения является обеспечение надежной «закачки» в баллоны водорода и кислорода при высоких давлениях при соблюдении равенства давлений этих газов в процессе электролиза. 1 ил.
Изобретение относится к способу электролиза воды под давлением в электролизной системе, входящей в состав накопителей электроэнергии, работающих с замкнутым по воде рабочим циклом. Способ включает подачу постоянного напряжения от источника питания и воды, частичное разложение воды током в процессе электролиза воды с раздельным генерированием водорода и кислорода, отделение упомянутых газов от воды в газоотделителях с обеспечением в процессе генерирования равенства давлений упомянуты газов и заправку полученными газами баллонов системы, при этом генерирование газов и заправку ими баллонов производят поочередно, с пневматическим изолированием газоотделителей системы от ее баллонов при генерировании водорода и кислорода, а во время заправки баллонов - от электролизера, причем перед заправкой баллонов газоотделители изолируют друг от друга, а после окончания заправки их снова соединяют. Обеспечивается возможность генерирования водорода и кислорода с одинаковым давлением, без силовых нагрузок на мембраны ячеек и заполнения баллонов электролизной системы газами с различными давлениями без потери газов благодаря двухстадийному алгоритму работы электролизного накопителя газов, т.е. разделению по времени процессов генерирования газов и заполнения ими баллонов.
Изобретение относится к способу эксплуатации твердополимерного электролизера воды, включающему подачу в него постоянного напряжения питания и реакционной воды, нагрев твердополимерного электролизера и реакционной воды до рабочей температуры, соответствующей заданному значению тока электролиза с контролем текущих значений тока электролиза и температуры, фиксацию рабочей температуры твердополимерного электролизера воды, обеспечивающей заданное значение тока электролиза, и последующее разложение воды при данной температуре и токе электролиза на водород и кислород. Способ характеризуется тем, что фиксацию рабочей температуры твердополимерного электролизера воды осуществляют после того, как ток электролиза в процессе нагрева достигнет своего максимального значения и начнет падать, достигнув заданного значения. Использование настоящего изобретения позволяет обеспечить быстродействующую тепловую стабилизацию электролизной ячейки. 1 ил.
Изобретение относится к способу эксплуатации твердополимерного электролизера, включающему подачу в него постоянного напряжения питания и воды, нагрев твердополимерного электролизера и воды до температуры, обеспечивающей заданную производительность и соответствующее значение тока электролиза, контроль текущих значений температуры, давления, тока электролиза, производительности в процессе нагрева твердополимерного электролизера, фиксирование рабочего давления и рабочей температуры, последующую работу электролизера в стационарном режиме при фиксированной рабочей температуре с заданной производительностью и давлением. Способ характеризуется тем, что ток электролиза фиксируют после достижения заданной производительности в процессе нагрева, а рабочую температуру - после достижения рабочего давления, при полученном фиксированном токе электролиза и минимальном напряжении питания. Использование способа позволяет достичь заданных показателей процесса электролиза (давления и производительности) при минимальных энергозатратах, т.е. при максимальном КПД электролизера. 2 ил.
Изобретение относится к электролизной установке космического назначения, включающей электролизный модуль с выходными пневмомагистралями кислорода и водорода, снабженными конденсаторами пара, выполненными из пористого гидрофильного материла и имеющими водоотвод в окружающую среду, резервуар с водой, снабженный датчиком температуры, гидравлически связанный с электролизным модулем и работающий под избыточным давлением, газобаллонную систему хранения кислорода и водорода с пневмомагистралями выдачи этих газов с запорными элементами, имеющую, по крайней мере, по два последовательно связанных друг с другом пневмомагистралями баллона для каждого из газов, с установленными на баллонах датчиками давления, а также систему контроля параметров, подключенную к этим датчикам, датчику внешнего давления и датчику температуры. При этом конденсаторы пара связаны с резервуаром с водой гидромагистралями с запорными элементами, на пневмомагистралях, связывающих баллоны, установлены запорные элементы, при этом внутри баллонов размещены вкладыши из пористого гидрофильного материала для сбора конденсата, а сами баллоны снабжены гидромагистралями для удаления собранного во вкладышах конденсата, причем данные гидромагистрали снабжены запорными элементами и сообщаются с соответствующими конденсаторами пара. Также изобретение относится к способу. Использование настоящего изобретения позволяет снизить влагосодержание продуцируемых газов, повысить энергетическую эффективность и надежность работы устройства. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к оборудованию космических аппаратов (КА) и, в частности, к их энергодвигательным системам. Электролизная установка КА включает в себя твердополимерный электролизер, подключенный к системе электропитания КА, и систему водоснабжения. Последняя содержит циркуляционный насос, кислородный и водородный контуры циркуляции воды. Каждый из контуров включает в себя соответствующую полость электролизера и газоотделитель в виде центробежного сепаратора. Сепараторы соединены с общим электроприводом постоянного тока циркуляционного насоса. Этот электропривод подключен к системе электропитания КА последовательно с электролизером. Кислородный контур снабжен входной водяной магистралью с клапаном и в нем установлен теплообменник, подключенный к системе терморегулирования КА. Техническим результатом изобретения является стабилизация режима работы электролизера и повышение надежности бортовой электролизной установки. 1 ил.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ВОДЯНОЙ НАСОС // 2524606
Изобретение относится к насосной технике и может применяться при создании систем водоснабжения и силовых гидравлических установок, в том числе малогабаритных гидросистем высокого давления для космических аппаратов (КА). Электрохимический водяной насос включает твердополимерные электролизные ячейки и топливные элементы, гидравлически связанные друг с другом через резервуар сбора воды, который имеет входной штуцер для воды, газоотделители водорода и кислорода, гидравлически связанные с соответствующими полостями электролизных ячеек, а пневматически - с соответствующими полостями топливных элементов, при этом газоотделитель кислорода гидравлически сообщается с резервуаром сбора воды, газоотделитель водорода снабжен выходным штуцером для воды, а электролизные ячейки и топливные элементы соединены силовой электрической связью. Изобретение позволяет снизить МГХ ЭВН, уменьшить удельный расход энергии на перекачку воды, повысить производительность ЭВН. 1 ил.
Изобретение относится к энергетике, к системе энергоснабжения космических аппаратов и напланетных станций. Электрохимическая система энергоснабжения космического аппарата с замкнутым по воде рабочим циклом включает электролизер воды и кислородо-водородный генератор, гидравлически связанные друг с другом через резервуар сбора воды и пневматически сообщающиеся с баллонами хранения водорода и кислорода, последний из которых соединен с системой обеспечения жизнедеятельности космического аппарата пневмомагистралью с запорным элементом, металло-водородный аккумулятор, имеющий штуцер для водорода, через который он соединен с баллоном хранения водорода пневмомагистралью с запорным элементом. Способ эксплуатации указанной системы включает осуществление замкнутого цикла реакций разложения воды током на водород и кислород, стехиометрическое соединение этих газов с получением электричества и воды с отбором из этого цикла кислорода, избыток водорода используют в качестве реагента в металло-водородном аккумуляторе, который предварительно заряжают, удаляя из него образующийся при этом водород. Технический результат - сохранение энергоемкости утилизация избыточного водорода, повышение безопасности системы. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Группа изобретений относится к энергетике, и может использоваться в автономных энергоустановках. Устройство для электролиза воды содержит электролизер с пневматически изолированными полостями для водорода и кислорода, подключенный к блоку питания, который электрически связан с системой контроля параметров процесса, а также систему водоснабжения с запасом реакционной воды, включающую газоотделители водорода и кислорода, и систему охлаждения газоотделителя водорода, входная гидромагистраль которого снабжена датчиком температуры. После запуска электролизера регистрируют величину тока электролиза и в случае ее меньшего значения по сравнению с заданной величиной тока подачу реакционной воды прерывают, а после достижения заданной величины тока возобновляют подачу воды через полость для водорода электролизера с расходом, обеспечивающим постоянство температуры воды на выходе из этой полости. При падении тока возобновляют подачу реакционной воды в полость для кислорода. Изобретение повышает энергоэффективность, быстродействие и безопасность работы устройства для электролиза воды, а также позволяет снизить его зависимость от вспомогательных источников энергии и условий окружающей среды. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к энергоустановкам с электрохимическими генераторами (ЭХГ) на основе водородно-кислородных топливных элементов (ТЭ) и может быть использовано при производстве и эксплуатации указанных энергоустановок
Изобретение относится к «водородной» энергетике и может быть использовано на станциях заправки водородом перспективного автотранспорта на топливных элементах
Изобретение относится к космической технике, в частности к системам терморегулирования объектов, расположенных на космических аппаратах, и может быть использовано на предприятиях, занимающихся разработкой и эксплуатацией космической техники
ЭЛЕКТРОЛИЗНАЯ СИСТЕМА ЗАПРАВКИ ВОДОРОДОМ, РАБОТАЮЩАЯ ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ, И СПОСОБ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ // 2455394
Изобретение относится к «водородной» энергетике и может быть использовано на станциях заправки водородом перспективного автотранспорта на топливных элементах
Изобретение относится к энергоустановкам с электрохимическими генераторами (ЭХГ) на основе водородно-кислородных топливных элементов (ТЭ)
Изобретение относится к «водородной» энергетике и может использоваться в космических системах электропитания, работающих на базе водородно-кислородных электрохимических генераторов (ЭХГ)
Изобретение относится к области энергетики летательных аппаратов
Изобретение относится к области автономных систем энергопитания (АСЭП) отдельных объектов, удаленных от линии электропередачи, а именно к АСЭП, включающим возобновляемые источники энергии в качестве внешнего источника электроэнергии, электрохимический генератор (ЭХГ), электролизер и баллоны для хранения реагентов (водорода и кислорода)
ЭНЕРГОДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ДИРИЖАБЛЯ // 2368514
Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств для воздухоплавания
Изобретение относится к системам энергообеспечения космических аппаратов, содержащих как ракетные двигатели (РД), так и электрохимические генераторы (ЭХГ) с топливными элементами
Изобретение относится к энергоустановкам (ЭУ), предназначенным для хранения электроэнергии
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано как в стационарных энергоустановках (ЭУ), так и на транспорте
Изобретение относится к энергетике и может использоваться в стационарных и мобильных энергоустановках, работающих на кислородоводородных электрохимических генераторах
Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может использоваться для получения водорода как в стационарных установках, так и на транспорте
Изобретение относится к способам генерирования водорода и может использовать в энергоустановках (ЭУ) с топливными элементами, работающих на транспортных средствах
ЖИДКОСТНАЯ РАКЕТНАЯ ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА // 2295052
Изобретение относится к жидкостным ракетным двигательным установкам (ЖРДУ) с турбонасосными агрегатами (ТНА)
Изобретение относится к энергетике и может использоваться в стационарных и транспортных энергоустановках (ЭУ), включающих в свой состав электрохимические генераторы (ЭХГ), использующие в качестве компонентов топлива водород и воздух
Изобретение относится к источникам питания постоянного тока, точнее к энергоустановкам (ЭУ) на топливных элементах (ТЭ), работающим на кислороде, водороде и проточном щелочном электролите
Изобретение относится к энергетическим установкам (ЭУ), содержащим электрохимический генератор (ЭХГ) с кислородо-водородными топливными элементами и может использоваться в составе ЭУ подводных аппаратов (ПА)
Изобретение относится к области водородной энергетики и может использоваться в энергоустановках (ЭУ), работающих на водородно-кислородных топливных элементах (ТЭ), входящих в состав электрохимических генераторов (ЭХГ)
Изобретение относится к области источников питания постоянного тока, а именно к системам электропитания постоянного тока, работающих на водороде и кислороде
