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 28.01.2007гг
вверх
|
