УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ, ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ, ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА


RU (11) 2177512 (13) C1

(51) 7 C25B1/02, C25B9/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000119666/12 
(22) Дата подачи заявки: 2000.07.24 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.07.24 
(45) Опубликовано: 2001.12.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 3969214 А, 13.07.1976. GB 1139614 А, 08.01.1969. RU 2013469 C1, 30.05.1991. US 4107008 А, 15.08.1978. 
(71) Заявитель(и): Кубанский государственный аграрный университет 
(72) Автор(ы): Канарев Ф.М.; Пейсахович Ю.А.; Подобедов В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Кубанский государственный аграрный университет 
Адрес для переписки: 350044, г.Краснодар, ул. Калинина, 13, Куб ГАУ, ПИО 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ, ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА 

Устройство относится к физико-химическим технологиям и технике для получения электричества, тепловой энергии, водорода и кислорода. В устройстве корпус, изготовленный из диэлектрического материала, имеет нижний прилив и нижнюю крышку, образующие межэлектродную камеру, разделенную нижним цилиндрическим приливом на анодную и катодную полости. Анод выполнен плоским кольцевым с отверстиями и расположен в анодной полости межэлектродной камеры. Стержневой катод, выполненный из тугоплавкого материала, расположен в диэлектрическом стержне с наружной резьбой, посредством которой он введен в межэлектродную камеру через резьбовое отверстие в нижней крышке и центрирован в отверстии выходного патрубка, образующего совместно с корпусом прикатодную полость. Устройство для создания переменного магнитного поля цилиндрической формы с обмотками надето на нижнюю крышку и своим магнитным полем охватывает катод и прикатодную полость. Электроды для съема генерируемого электрического тока расположены в цилиндрической части анодной полости. Патрубок для вывода парогазовой смеси расположен в корпусе концентрично катоду. Патрубки для вывода кислорода установлены в верхней части анодной полости. Устройство отличается повышенными энергетическими показателями. 1 ил. , 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к физико-химическим технологиям и технике для получения электричества, тепла, водорода и кислорода.

Известно техническое решение (см. Яковлев С.В., Краснобородько И.Г. и Рогов В.М. Технология электрохимической очистки воды. Л.: Стройиздат, 1987, с. 207-211, 227-231), содержащее корпус с патрубками для подвода и отвода обрабатываемого раствора, электроразрядную камеру с размещенными в ней плоским и игольчатым электродом.

Также известно техническое решение (см. Патент США N3969214, кл. С 25 В 1/02, 1976), содержащее корпус с осевым отверстием, патрубок ввода рабочего раствора, расположенный в нижней части межэлектродной полости, межэлектродную камеру, анод, соединенный с положительным полюсом источника питания, и катод, соединенный с отрицательным источником питания, устройство создания переменного магнитного поля.

Недостатком известных изобретений является то, что анод и катод находятся в одной полости межэлектродной камеры. В результате кислород, выделившийся у анода, смешивается с водородом, который выделяется у катода. Процесс смешивания указанных газов сопровождается эндотермическими реакциями образования перекиси водорода H2O2 и озона O3, которые, поглощая энергию, снижают общее количество энергии, генерируемой электролитическим процессом, и таким образом снижают энергетические показатели устройства. Кроме того, указанное устройство нагревает раствор без образования пара.

Техническим решением задачи является повышение энергетических показателей устройства.

Цель достигается тем, что в устройстве для получения электричества, тепловой энергии, водорода и кислорода, содержащем корпус с осевым отверстием, патрубок ввода рабочего раствора, межэлектродную камеру, анод, соединенный с положительным источником питания, катод, соединенный с отрицательным полюсом источника питания, и устройство для создания переменного магнитного поля, корпус, изготовленный из диэлектрического материала, имеет нижний прилив и нижнюю крышку, образующие межэлектродную камеру, разделенную нижним цилиндрическим приливом на анодную и катодную полости, при этом анод выполнен плоским кольцевым с отверстиями и расположен в анодной полости межэлектродной камеры, а стержневой катод, выполненный из тугоплавкого материала, расположен в диэлектрическом стержне с наружной резьбой, посредством которой он введен в межэлектродную камеру через резьбовое отверстие в нижней крышке и центрирован в отверстии выходного патрубка, образующего совместно с корпусом прикатодную полость, устройство для создания переменного магнитного поля цилиндрической формы с обмотками надето на нижнюю крышку и своим магнитным полем охватывает анод и анодную полость, катод и прикатодную полость, электроды для съема генерируемого электрического тока расположены в цилиндрической части анодной полости, патрубок ввода рабочего раствора расположен в нижней части межэлектродной полости, патрубок для вывода парогазовой смеси расположен в корпусе концентрично катоду, патрубки для вывода кислорода установлены в верхней части анодной полости.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что катод, вокруг которого формируется плазма, помещен в регулируемое переменное магнитное поле, которое совместно с электрическим полем активизирует электрохимические процессы парообразования, разложения молекул воды на водород и кислород и вызывает генерацию электрического тока в кольцевом объеме полости анода, что ведет к повышению энергетических показателей устройства.

По данным патентно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства.

Устройство для получения электричества, тепловой энергии, водорода и кислорода содержит корпус 1, изготовленный из диэлектрического материала, который имеет нижний прилив 2 с осевым отверстием 3 и нижнюю крышку 4, межэлектродную камеру 5, разделенную нижним цилиндрическим приливом 2 на анодную 6 и катодную 7 полости, при этом анод 8 выполнен плоским кольцевым с отверстиями и расположен в анодной полости межэлектродной камеры, а стержневой катод 9, выполненный из тугоплавкого материала, расположен в диэлектрическом стержне 10 с наружной резьбой, посредством которой он введен в межэлектродную камеру через резьбовое отверстие 11 в нижней крышке и центрирован в отверстии выходного патрубка, образующего совместно с нижним цилиндрическим приливом корпуса прикатодную полость, устройство для создания переменного магнитного поля 12 цилиндрической формы с обмотками 13 надето на нижнюю крышку 4 устройства и своим магнитным полем охватывает катод и прикатодную полость, при этом патрубок 14 ввода рабочего раствора расположен в средней части анодной полости, а патрубки 15 для вывода кислорода установлены в верхней части анодной полости, причем патрубок 16 для вывода парогазовой смеси расположен в корпусе 1 концентрично катоду 9. В верхней части кольцевой анодной полости 6 введены электроды 17, с которых снимается вырабатываемый устройством электрический ток.

Устройство для получения электричества, тепловой энергии, водорода и кислорода работает следующим образом.

Анодную 6 и катодную 7 полости заполняют слабым раствором щелочи или кислоты через патрубок 14 и устанавливают необходимый расход раствора. Затем устройство подключают к электрической сети постоянного тока и постепенно повышают напряжение до появления устойчивой плазмы. В катодной полости 7 происходит нагрев раствора до температуры кипения при частичном разложении воды на водород и кислород. Кислород, выделившийся у анода, поднимается в верхнюю часть анодной полости 6 и через патрубки 15 удаляется из анодной полости.

Газообразный молекулярный водород, формирующийся на границе плазма-жидкость, собирается в верхней части катодной полости и выходит вместе с водяным паром через выходной патрубок.

Под действием электрического поля между многократно уменьшенной площадью катода 9 по отношению к площади анода 8 формируется сфокусированный на катод поток ионов щелочного металла. Имея запас кинетической энергии при движении к катоду, ионы щелочного металла отделяют от молекул воды протоны атомов водорода и атомы водорода. В результате в прикатодной полости формируется плазма атомарного водорода. Источником тепловой энергии являются процессы синтеза атомов и молекул водорода.

Наличие в зоне плазмы, кроме электрического поля, переменного магнитного поля интенсифицирует процесс нагревания воды и разложения ее на водород и кислород. За счет этого повышается энергетическая эффективность процесса.

Таким образом, водородная плазма у катода является источником тепловой энергии, передаваемой водному раствору, и источником атомарного и молекулярного водорода и кислорода одновременно.

Эффективность технологического процесса зависит от многих факторов. Главными из этих факторов являются коэффициент центрирования КC катода 9 и коэффициент его фокусировки S. Величина коэффициента центрирования определяется по формуле

KC= D/d, (1)

где D - диаметр сквозного отверстия 3; d - диаметр катода 10.

Экспериментально установлено, что оптимальная величина коэффициента центрирования КC катода 9 находится в пределах 1,3<K<1,7, а коэффициент фокусировки S, определяющий величину входа катода 9 в цилиндрическую часть сквозного отверстия патрубка 16, изменяется в пределах (-0,5d < S < +0,5d). Знак минус означает, что катод 9 не доходит до отверстия выходного патрубка на величину 0,5d, а знак плюс - вход катода 9 в отверстие на величину 0,5d.

Эффективность устройства определяет общий показатель эффективности КО, учитывающий электрическую энергию Ee, вводимую в устройство, тепловую энергию Еt которая аккумулируется в нагретом водном растворе и водяном паре, и энергию Еg, содержащуюся в выделившихся газах: водороде и кислороде.



Экспериментально установлено, что при учете только энергии, содержащейся в нагретом водном растворе и водяном паре, показатель эффективности принимает значения КО= 1,7 0,20 Приближенный учет выделившихся газов повышает этот показатель до 1,9 0,2 (табл. 1, 2), a учет и генерируемой электрической энергии - до 2,1 0,2. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для получения электричества, тепловой энергии, водорода и кислорода, содержащее корпус с осевым отверстием, патрубок ввода рабочего раствора, межэлектродную камеру, анод, соединенный с положительным источником питания, катод, соединенный с отрицательным полюсом источника питания, и устройство для создания переменного магнитного поля, корпус, изготовленный из диэлектрического материала, имеет нижний прилив и нижнюю крышку, образующие межэлектродную камеру, разделенную нижним цилиндрическим приливом на анодную и катодную полости, при этом анод выполнен плоским кольцевым с отверстиями и расположен в анодной полости межэлектродной камеры, а стержневой катод, выполненный из тугоплавкого материала, расположен в диэлектрическом стержне с наружной резьбой, посредством которой он введен в межэлектродную камеру через резьбовое отверстие в нижней крышке и центрирован в отверстии выходного патрубка, образующего совместно с корпусом прикатодную полость, устройство для создания переменного магнитного поля цилиндрической формы с обмотками надето на нижнюю крышку и своим магнитным полем охватывает катод и прикатодную полость, электроды для съема генерируемого электрического тока расположены в цилиндрической части анодной полости, патрубок для вывода парогазовой смеси расположен в корпусе концентрично катоду, патрубки для вывода кислорода установлены в верхней части анодной полости.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы получения, хранения водорода, кислорода и биогаза






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+водород -молекулярный".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "водород" будут найдены слова "водорода", "водородный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("водород!").


Устройства и способы получения кислорода и водорода | Устройства и способы хранения водорода и кислорода | Устройства и способы получения и хранения биогаза


Рейтинг@Mail.ru