устройство для получения тепловой энергии, водорода и кислорода

Формула изобретения

Устройство для получения тепловой энергии, водорода и кислорода, содержащее корпус, выполненный из диэлектрического материала, крышку, анодную и катодную полости, плоский кольцевой анод с отверстиями, расположенный в анодной полости и соединенный с положительным полюсом источника питания, катод, выполненный в виде стержня из тугоплавкого материала, вставленный в диэлектрический стержень с наружной резьбой и соединенный с отрицательным источником питания, и патрубок для ввода рабочего раствора, расположенный в средней части анодной полости, отличающееся тем, что крышка выполнена из диэлектрического материала и снабжена цилиндроконическим приливом со сквозным отверстием, образующим совместно с корпусом анодную и катодную полости, диэлектрический стержень введен в межэлектродную камеру посредством наружной резьбы через резьбовое отверстие в корпусе и центрирован в сквозном отверстии крышки, образующем верхнюю катодную полость, анодная полость сообщена с верхней катодной полостью посредством канала, состоящего из вертикальной и горизонтальной частей, расположенных в крышке, при этом зазор между верхней и нижней катодными полостями установлен с возможностью регулирования его величины посредством перемещения диэлектрического стержня, устройство имеет также патрубок для вывода раствора, расположенный сбоку в крышке, и патрубок для выхода смеси газов, расположенный в верхней части крышки соосно верхней катодной полости, а катод и анод подсоединены к блоку питания, состоящему из генератора импульсов и цепи управления.

Описание изобретения к патенту

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.: 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.

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 отрицательным 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 благодаря тому, что устройство для получения тепловой энергии, водорода и кислорода, содержащее корпус, выполненный из диэлектрического материала, крышку, анодную и катодную полости, плоский кольцевой анод с отверстиями, расположенный в анодной полости и соединенный с положительным полюсом источника питания, катод, выполненный в виде стержня из тугоплавкого материала, вставленный в диэлектрический стержень с наружной резьбой и соединенный с отрицательным источником питания, и патрубок для ввода рабочего раствора, расположенный в средней части анодной полости, крышка выполнена из диэлектрического материала и снабжена цилиндроконическим приливом со сквозным отверстием, образующим совместно с корпусом анодную и катодную полости, диэлектрический стержень введен в межэлектродную камеру посредством наружной резьбы через резьбовое отверстие в корпусе и центрирован в сквозном отверстии крышки, образующем верхнюю катодную полость, анодная полость сообщена с верхней катодной полостью посредством канала, состоящего из вертикальной и горизонтальной частей, расположенных в крышке, при этом зазор между верхней и нижней катодными полостями установлен с возможностью регулирования его величины посредством перемещения диэлектрического стержня, устройство имеет также патрубок для вывода раствора, расположенный сбоку в крышке, и патрубок для выхода смеси газов, расположенный в верхней части крышки соосно верхней катодной полости, а катод и анод подсоединены к блоку питания, состоящему из генератора импульсов и цепи управления.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что зазор между нижней и верхней катодными полостями регулируется с помощью резьбы диэлектрического стержня. За счет этого в зазоре между крышкой и диэлектрическим стержнем формируется электрическая цепь с большим сопротивлением, чем цепь, соединяющая анодную полость с верхней катодной полостью. В результате появляется асимметричная нагрузка на катод и формируется неоднородное электрическое поле. Если эту неоднородность усилить меняющейся частотой электрических импульсов, то при таком воздействии на молекулы воды они легче разрушаются на ионы, водород и кислород. Часть водорода и кислорода вновь соединяется, образуя воду и генерируя тепло, а часть оказывается свободной и выходит через патрубок.

При такой схеме устройства можно подобрать резонансную частоту воздействия на молекулы воды и таким образом резко уменьшить затраты энергии на их разрушение. При последующем синтезе части молекул 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 чертежами на фиг.1 и фиг.2. На фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 - электрическая схема блока питания.

Устройство для получения тепловой энергии водорода и кислорода содержит корпус 1, изготовленный из диэлектрического материала, крышку 2 с приливом 3 и сквозным осевым отверстием 4, изготовленную также из диэлектрического материала, при этом межэлектродная камера имеет анодную 5, нижнюю 6 и верхнюю 7 катодные полости. Анодная полость сообщается каналом 8 с верхней катодной полостью 7, роль которой выполняет осевое отверстие 4 в крышке 2. Анод 9 выполнен плоским кольцевым и расположен в анодной полости 5 и соединен с положительным полюсом блока питания, состоящего из генератора импульсов 10 и цепи управления 11. Катод 12 из нетугоплавкого материала цилиндрической формы соединен со стержнем 13 и вставлен в диэлектрический стержень 14 с наружной резьбой, посредством которой он введен в нижнюю межэлектродную камеру 15 через резьбовое отверстие 16 в нижней части корпуса и центрирован в сквозном отверстии 4 крышки 2 и соединен с отрицательным полюсом блока питания, состоящего из генератора импульсов 10 и цепи управления 11. Патрубок 17 для ввода рабочего раствора расположен в средней части анодной полости 5. Патрубок 18 для вывода раствора расположен в боковой части крышки, а патрубок 19 для выхода смеси газов - в верхней части крышки соосно с ее осевым отверстием.

Электрическая схема блока питания (фиг.2) представляет собой электрическую схему генератора импульсов. Она состоит из двух частей: генератора импульсов 1 и цепи управления 2.

Цепь управления предназначена для управления тиристором VD10, основным элементом управления. Генератор частоты при взаимодействии с тиристором VD10, генерирует импульсы с частой до 2000 Гц. Преимуществами этих приборов являются: стабильное напряжение отпирания (переключения), очень малый ток отпирания, широкий диапазон рабочих температур и большое допустимое амплитудное значение тока эмиттера, транзистора VT1.

Воздействие генератора импульсов на электролитическую установку, обозначенную на (фиг. 2), как сопротивление Rн происходит следующим образом. На выходе из генератора частота варьирует от 13 до 2000 Гц. Проведенные эксперименты показали зависимость выхода газов и энергетической эффективности устройства от частоты импульсов. Максимальные показатели зарегистрированы в диапазоне частот 300-500 Гц.

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.).