ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2175027
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ, ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА
Имя изобретателя: Канарев Ф.М.; Конарев В.В.; Подобедов В.В.; Гармашов А.Б.
Имя патентообладателя: Закрытое акционерное общество "Неоэнергия"
Адрес для переписки: 445028, Самарская обл., г.Тольятти, Закрытое акционерное общество "Неоэнергия"
Дата начала действия патента: 1999.06.03
Устройство относится к физико-химическим
технологиям получения тепла, водорода и
кислорода. Устройство имеет корпус с осевым
отверстием и цилиндроконическим приливом и
нижнюю крышку, которые образуют совместно с
корпусом межэлектродную камеру с
сообщающимися между собой анодной и
катодной полостями. Плоский кольцевой анод
с отверстиями расположен в анодной полости.
Катод в виде цилиндрического стержня
вставлен в диэлектрический стержень,
который вводится в межэлектродную камеру
через резьбовое отверстие в нижней крышке.
Емкость для рабочего раствора с системой
автоматического регулирования его уровня в
катодной полости соединена с анодной
полостью. Охладительная камера для
кондиционирования пара и выделения
водорода соединена с входным патрубком
подачи рабочего раствора в анодную полость.
Патрубок для вывода кислорода введен в
верхнюю часть анодной полости. Патрубок для
подачи парогазовой смеси в охладительную
камеру введен посредством резьбы в осевое
отверстие корпуса. Данная установка
позволяет получить водород и кислород
путем электрического и термического
разложения воды одновременно за счет
энергии плазмы.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к физико-химическим
технологиям и технике для получения тепла,
водорода и кислорода.
Известны технические устройства (см.
Гольштейн А.Б., Серебрянский Ф.З.
Эксплуатация электролизных установок для
получения водорода и кислорода. М.: "Энергия",
1969) для получения водорода и кислорода.
Известно техническое решение (см. Патент
США 3969214, C 25 B 1/02, 1976), содержащее корпус,
патрубок ввода рабочего раствора,
межэлектродную камеру, анод, соединенный с
положительным полюсом источника питания,
катод, соединенный с отрицательным
источником питания.
Также известно техническое решение (см.
Патент Англии N 1139614, кл. C 01 B 13/06, 08.01. 1969),
содержащее корпус, изготовленный из
диэлектрического материала, со сквозным
отверстием, межэлектродную камеру,
патрубки для ввода и вывода рабочего
раствора, анод, соединенный с положительным
полюсом источника питания и катод,
соединенный с отрицательным полюсом
источника питания.
Недостатком известных изобретений
является то, что для получения водорода и
кислорода используется только процесс
электролитической диссоциации молекул
воды и не используется процесс ее
термической диссоциации.
Техническим решением задачи является
получение водорода и кислорода путем
электролитического и термического
разложения воды одновременно за счет
энергии плазмы, формирующейся у катода.
Устройство для получения тепловой энергии,
водорода и кислорода, содержащее корпус,
изготовленный из диэлектрического
материала, со сквозным отверстием,
межэлектродную камеру, патрубки для ввода и
вывода рабочего раствора, анод, соединенный
с положительным полюсом источника питания
и катод, соединенный с отрицательным
полюсом источника питания, отличающееся
тем, что корпус с осевым отверстием имеет
нижний цилиндроконический прилив и нижнюю
крышку, образующую совместно с корпусом
межэлектродную камеру, состоящую из
анодной и катодной полостей, сообщающихся
между собой в нижней части, плоский
кольцевой анод с отверстиями,
расположенный в анодной полости, катод в
виде цилиндрического стержня из
тугоплавкого материала, заключенный в
диэлектрический стержень с резьбой,
введенный в межэлектродную камеру с нижней
стороны через резьбовое отверстие в нижней
крышке с возможностью вертикального
перемещения вдоль осевой линии устройства,
емкость для рабочего раствора с системой
автоматического регулирования его уровня в
катодной полости, соединенной с анодной
полостью, охладительную камеру для
конденсации пара и выделения водорода,
полость которой соединена с входным
патрубком подачи рабочего раствора в
анодную полость, патрубок для подачи
парогазовой смеси в охладительную камеру
введен посредством резьбы в осевое
отверстие корпуса, патрубок для вывода
кислорода введен в верхнюю часть анодной
полости.
Новизна заявляемого устройства
обусловлена тем, что автоматическое
регулирование уровня раствора в катодной
полости обеспечивает максимальную
эффективность термоэлектролитического
процесса разложения воды на водород и
кислород, а также тем, что охлаждение и
конденсация пара повышают выход
получаемого водорода. Совокупность
перечисленных признаков уменьшает затраты
электрической энергии на получение
тепловой энергии, водорода и кислорода.
По данным патентно-технической литературы
не обнаружена аналогичная совокупность
признаков, при которых значительно
уменьшаются затраты энергии на получение
водорода и кислорода, что позволяет судить
об изобретательском уровне предложения.
Сущность изобретения поясняется чертежом,
где изображен общий вид устройства.
 |
Устройство для получения водорода и
кислорода содержит корпус 1, изготовленный
из диэлектрического материала с осевым
отверстием и цилиндроконическим приливом 2,
нижнюю крышку 3, образующую совместно с
корпусом анодную 4 и катодную 5 полости,
стержневой катод 6, размещенный в
диэлектрическом стержне 7, вводимом в
катодную полость 5 через резьбовое
отверстие 8 крышки 3, плоский кольцевой анод
9 с отверстиями расположен в анодной
полости; патрубок 10 для ввода в устройство
рабочего раствора соединен с поплавковой
камерой 11 регулятора уровня 12 и с помощью
трубки 13 - с полостью охладителя 14; катодная
и охладительная полости сообщаются между
собой с помощью патрубка 15; охладитель 14
содержит сформированную в спираль трубку 16
конической конфигурации с входным 17 и
выходным 18 патрубками для подачи
охлаждающей жидкости, отражатель 19
несконденсировавшегося пара, патрубок 20
для вывода водорода из охладителя 14;
патрубок 21 для вывода кислорода из анодной
полости.
|
Устройство работает следующим образом.
Рабочий раствор заливается в емкость 22, из
которой он проходит через дозирующее
устройство 12 и поплавковую камеру 11 в
анодную полость 4 и катодную - 5. После того,
как заполнение реактора раствором
достигает заданного уровня, поплавок
поплавковой камеры 11 закрывает входное
отверстие дозирующего устройства. Далее,
включается электрическая сеть и постепенно
повышается напряжение до момента появления
устойчивой плазмы в зоне катода 6.
Образующаяся парогазовая смесь у катода
поступает в охладитель 14. Пар, соприкасаясь
с охлажденной поверхностью трубки
охладителя, конденсируется, а выделившийся
газ выходит из-под отражателя 19 и поступает
к выходному патрубку 20. Конденсат пара
поступает в анодную полость 4 через трубку 13
и входной патрубок 10. Кислород,
выделившийся у анода 9, поступает в верхнюю
часть анодной полости 4 и удаляется из нее
через патрубок 21.
Поскольку уровень раствора в реакторе
регулируется автоматически, то данное
устройство для получения водорода и
кислорода работает в автоматическом режиме.
По мере расхода раствора, он доливается в
приемную емкость 22.
Сущность протекающих физико-химических
процессов заключается в том, что под
действием электрического поля между
многократно уменьшенной площадью катода по
отношению к площади анода, формируется
начальный, сфокусированный на катод, поток
ионов щелочного металла. Имея запас
кинетической энергии при движении к катоду,
ионы щелочного металла выбивают протоны
атомов водорода из молекул воды. Достигнув
катода, протоны приобретают электроны и
образуют атомы водорода, излучая фотоны,
которые формируют плазму атомарного
водорода с температурой 5000...10000oC.
Энергия этой плазмы и служит источником
термической диссоциации воды на водород и
кислород и источником дополнительной
энергии, наличие которой легко фиксируется
по энергии нагретого раствора,
испарившейся воды и собранных газов.
Одновременно с этим у анода идет
электролитический процесс выделения
кислорода.
Таким образом, водородная плазма у катода
является источником тепловой энергии,
передаваемой водному раствору, и
источником атомарного и молекулярного
водорода и кислорода одновременно.
Эффективность устройства определяет общий
показатель эффективности, учитывающий
электрическую энергию, вводимую в
устройство, тепловую энергию, передаваемую
паром охлаждающей жидкости, и энергию,
содержащуюся в выделившемся водороде. В
таблице приведены результаты испытаний
этого устройства.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство для получения
тепловой энергии, водорода и кислорода,
содержащее корпус, изготовленный из
диэлектрического материала, со сквозным
отверстием, межэлектродную камеру,
патрубки для ввода и вывода рабочего
раствора, анод, соединенный с
положительным полюсом источника питания,
и катод, соединенный с отрицательным
полюсом источника питания, отличающееся
тем, что с осевым отверстием имеет нижний
цилиндроконический прилив, нижнюю крышку,
образующую совместно с корпусом
межэлектродную камеру, состоящую из
анодной и катодной полостей,
сообщающихся между собой в нижней части,
плоский кольцевой анод с отверстиями,
расположенный в анодной полости, катод в
виде цилиндрического стержня из
тугоплавкого материала, заключенный в
диэлектрический стержень с резьбой,
введенный в межэлектродную камеру с
нижней стороны через резьбовое отверстие
в нижней крышке с возможностью
вертикального перемещения вдоль осевой
линии устройства, емкость для рабочего
раствора с системой автоматического
регулирования его уровня в катодной
полости, соединенную с анодной полостью,
охладительную камеру для конденсации
пара и выделения водорода, полость
которой соединена с входным патрубком
подачи рабочего раствора в анодную
полость, патрубок для подачи парогазовой
смеси в охладительную камеру введен
посредством резьбы отверстие корпуса,
патрубок для вывода кислорода введен в
верхнюю часть анодной полости.
Версия для печати
Дата публикации 02.03.2007гг
вверх
|
