Устройство для получения тепловой энергии, водорода и кислорода
Изобретение относится к физико-химическим технологиям получения тепла, водорода и кислорода. Устройство содержит корпус, выполненный из диэлектрического материала, крышку, также выполненную из диэлектрического материала. Анод выполнен плоским кольцевым без отверстий и установлен под диэлектрическим цилиндрическим приливом анодно-катодного диэлектрического стержня и удерживается стопорным диэлектрическим кольцом. Катод установлен в верхней увеличенной части осевого отверстия анодно-катодного диэлектрического стержня, анодно-катодный диэлектрический стержень вместе с плоским кольцевым анодом и цилиндрическим катодом введен посредством резьбы в осевое отверстие дна корпуса соосно с осевым отверстием крышки, в которое введен патрубок для выхода нагретого раствора и газов, при этом анод и катод подсоединены к источнику питания, который генерирует импульсы. Технический эффект - повышение энергетических показателей устройства. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к физико-химическим технологиям и технике для получения тепла, водорода и кислорода.
Известно техническое решение (см. Яковлев С.В., Краснобородько И.Г. и Рогов В.М. «Технология электрохимической очистки воды. Л.: Строй-издат, 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.
Известно техническое решение, описанное в SU 487665, 15.10.75, С 25 В 9/00, содержащее корпус, верхнюю и нижнюю крышки, патрубки для ввода и вывода рабочего раствора, анод, соединенный с положительным полюсом источника питания, и катод, соединенным с отрицательный полюсом источника питания.
Также известно техническое решение, описанное в патенте России №2157861 (прототип), для получения тепловой энергии водорода и кислорода, содержащее корпус, выполненный из диэлектрического материала, крышку, также выполненную из диэлектрического материала, которая имеет цилиндроконический прилив со сквозным отверстием, образующий совместно с корпусом анодную и катодную полости, анод выполнен плоским, кольцевым с отверстиями, расположен в анодной полости и соединен с положительным полюсом источника питания, катод - в виде стержня из тугоплавкого материала, вставлен в диэлектрический стержень с наружной резьбой, посредством которой он введен в межэлектродную камеру через резьбовое отверстие в корпусе и центрирован в сквозном отверстии крышки, и соединен с отрицательным полюсом источника питания, патрубок для ввода рабочего раствора расположен в средней части анодной полости.
Недостатком известных изобретений является то, что они имеют низкую энергетическую эффективность.
Техническим решением задачи является повышение энергетических показателей устройства.
Поставленная задача решается тем, что устройство для получения тепловой энергии водорода и кислорода содержит корпус, выполненный из диэлектрического материала, крышку, также выполненную из диэлектрического материала. Анод выполнен плоским кольцевым без отверстий и установлен под диэлектрическим цилиндрическим приливом анодно-катодного диэлектрического стержня и удерживается стопорным диэлектрическим кольцом, катод установлен в верхней увеличенной части осевого отверстия анодно-катодного диэлектрического стержня, анодно-катодный диэлектрический стержень вместе с плоским кольцевым анодом и цилиндрическим катодом введен посредством резьбы в осевое отверстие дна корпуса соосно с осевым отверстием крышки, в которое введен патрубок для выхода нагретого раствора и газов, при этом анод и катод подсоединены к источнику питания, который генерирует импульсы.
Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что анод имеет плоскую кольцевую форму без отверстий, что позволило увеличить площадь зазора между диэлектрическим дном корпуса и торцевой поверхностью диэлектрического цилиндрического прилива анодного диэлектрического стержня. Поскольку в указанном зазоре идет поляризация молекул и ионов воды, то увеличенная площадь этого зазора значительно повышает устойчивость процесса электродинамического разрушения и диссоциации молекул и ионов воды. Повышение устойчивости процесса исключает необходимость установки автоматических систем для регулирования его параметров. Все это повышает эффективность устройства для получения тепловой энергии, водорода и кислорода.
При такой схеме устройства можно подобрать резонансную частоту воздействия на молекулы и ионы воды и таким образом резко уменьшить затраты энергии на их разрушение. При последующем синтезе молекул и ионов воды, разрушенных резонансным электромагнитным полем, выделяется дополнительная тепловая энергия. Таким образом, устройство генерирует одновременно тепловую энергию и смесь газов: водород и кислород.
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 тепловой энергии водорода и кислорода содержит корпус 1, изготовленный из диэлектрического материала и имеющий осевое отверстие в дне; диэлектрическую крышку 2 также с осевым отверстием. Корпус 1 и крышка 2 образуют анодную полость 3. Плоский кольцевой анод 4 расположен под диэлектрическим приливом 5 анодно-катодного диэлектрического стержня 6 и удерживается стопорным кольцом 7. Цилиндрический катод 8 вставлен в осевое отверстие 9 анодно-катодного диэлектрического стержня 6, который вместе с анодом 5 и катодом 8 посредством резьбы 10 введен в осевое отверстие на дне корпуса 1. Катодная полость 11 образуется увеличенной частью осевого отверстия 9 анодно-катодного диэлектрического стержня 6. Зазор 12 между нижней поверхностью диэлектрической крышки 2 и торцевой поверхностью диэлектрического прилива 5 на анодно-катодном диэлектрическом стержне 6 изменяется перемещение анодно-катодного диэлектрического стержня 6 в осевом отверстии дна корпуса 1 посредством резьбы 10. Патрубок 13 для подачи раствора в анодную полость 3 установлен на боковой стенке корпуса 1. Патрубок 14 для выхода кислорода введен в осевое отверстие крышки 2 посредством резьбы 15.
Устройство работает следующим образом. Устанавливается заданный расход раствора, проходящего через устройство. Включается блок питания и устанавливается заданное напряжение. Через несколько минут процесс приобретает установившийся характер. После этого задается необходимая частота импульсов и начинается процесс фиксирования расхода раствора, напряжения, тока и разности температур раствора на входе и выходе из устройства (табл.). При этом раствор поступает в анодную полость 3, а затем в щель 12, где под действием электрических импульсов происходит поляризация молекул и ионов воды. После разрушения их химических связей и последующей диссоциации нагретый раствор и газы выходят через осевое отверстие 16 патрубка 14.
| Таблица | ||||
| Показатели | 1 | 2 | 3 | Сред. |
| 1-масса раствора, прошедшего через устройство m, кг. | 0,352 | 0,342 | 0,242 | 0,312 |
| 2-температура раствора на входе в реактор t1, град. | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 3-температура раствора на выходе из устройства t2,град. | 85 | 83 | 94 | 80,3 |
| 4-разность температур раствора Δt=t2-t1, град. | 65 | 63 | 74 | 67,3 |
| 5-длительность эксперимента Δτ, с | 300 | 300 | 300 | 300 |
| б-показания вольтметра V, В | 5,5 | 5,0 | 5,0 | 5,17 |
| 7-показания амперметра I, А | 1,90 | 1,90 | 1,50 | 1,77 |
| 8-расход электроэнергии E1=I·V·Δτ, кДж | 3,14 | 2,85 | 2,25 | 2,75 |
| 9-энергия нагретого раствора, Е2=4,19·m·Δt, кДж | 98,59 | 90,28 | 75,03 | 87,97 |
| 10-показатель эффективности устройства К=Е2/Е1 | 31,40 | 31,68 | 33,35 | 32,14 |
Устройство для получения тепловой энергии, водорода и кислорода, содержащее корпус, выполненный из диэлектрического материала, крышку из диэлектрического материала, анод, катод и патрубок для ввода рабочего раствора, отличающееся тем, что анод выполнен плоским кольцевым без отверстий и установлен под диэлектрическим цилиндрическим приливом анодно-катодного диэлектрического стержня и удерживается стопорным диэлектрическим кольцом, катод установлен в верхней увеличенной части осевого отверстия анодно-катодного диэлектрического стержня, анодно-катодный диэлектрический стержень вместе с плоским кольцевым анодом и цилиндрическим катодом введен посредством резьбы в осевое отверстие дна корпуса соосно с осевым отверстием крышки, в которое введен патрубок для выхода нагретого раствора и газов, при этом анод и катод подсоединены к источнику питания, генерирующему импульсы.
