устройство для получения тепла

Формула изобретения

1. Устройство для получения тепла, содержащее емкость с жидким электролитом и погруженные в него электроды, а также внешний источник постоянного тока, к полюсам которого подключены электроды, отличающееся тем, что использованы металлические электроды, относящиеся к электродам первого рода, при этом электроды изготовлены из одного и того же металла, а в качестве электролита использован водный раствор сульфата того металла, из которого изготовлены электроды.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство для изменения полярности тока на электродах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к конструкциям устройств для получения тепла, в основе работы которых лежит процесс электролиза.

Известно устройство для получения тепла [RU 2225515], содержащее электролизер и каталитический реактор, связанный с электролизером посредством трубопровода. В электролизере в процессе электролиза выделяются кислород и водород, которые затем поступают в реактор, где из них образуется вода. Процесс синтеза воды сопровождается выделением тепла, отводимого из устройства через тепловую трубу.

Рассматриваемый источник тепловой энергии является сложным по конструкции.

В качестве ближайшего аналога автором выбрано устройство для получения тепла [WO 9300683], которое содержит емкость с жидким электролитом, а также погруженные в него и подключенные к полюсам источника постоянного тока анод и катод. В качестве электролита использован раствор дейтерооксида лития в тяжелой воде. Анод изготовлен из металлов, таких как палладий, платина, а катод имеет поверхностную пленку, образованную главным образом палладием.

В рассматриваемом устройстве в процессе электролиза выделяется избыточное количество тепловой энергии по отношению к количеству электрической энергии, поступающей на электроды от источника тока. Это позволяет использовать данное устройство в качестве источника тепла.

Однако использование данного устройства ограничено тем, что применяемый в нем электролит и материалы, из которых изготовлены электроды, являются дорогостоящими, при этом электролит и продукты электролиза относятся к экологически небезопасным веществам.

Задачей заявляемого изобретения является снижение стоимости и повышение экологичности устройства для получения тепла.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в устройстве для получения тепла, содержащем емкость с жидким электролитом и погруженные в него электроды, а также внешний источник постоянного тока, к полюсам которого подключены электроды, согласно изобретению использованы металлические электроды, относящиеся к электродам первого рода, при этом электроды изготовлены из одного и того же металла, а в качестве электролита использован водный раствор сульфата того металла, из которого изготовлены электроды.

Целесообразно, чтобы устройство дополнительно содержало средство для изменения полярности тока на электродах.

В основу заявляемого изобретения положены проведенные автором экспериментальные исследования, в ходе которых обнаружено, что при проведении процесса электролиза с использованием металлических электродов первого рода, при условии, что оба электрода изготовлены из одного и того же металла, в частности такого металла как медь, железо, и при использовании в качестве электролита водного раствора сульфата того металла, из которого изготовлены электроды, наблюдается выделение в несколько раз (в 2-5 раза) большего количества тепловой энергии по отношению к количеству электрической энергии, затраченной на проведение электролиза.

Это позволило создать базирующееся на вышеописанном явлении устройство, которое является эффективным источником тепловой энергии и при этом в нем используются относительно недорогие и экологически приемлемые электролит и материал для изготовления электродов.

Поскольку в заявляемом устройстве использованы электроды первого рода, на катоде происходит восстановление атомов металла с образованием переходящих в раствор катионов металла, а на аноде происходит окисление находящихся в растворе катионов металла с образованием свободного металла, который оседает на поверхности анода, при этом с течением времени катод разрушается. С целью увеличения срока эксплуатации электродов в состав заявляемого устройства включают средство для изменения полярности тока на электродах. При изменении полярности тока на электродах катод становится анодом и в последующий период работы устройства восстанавливает свою массу вследствие осаждения на его поверхности свободного металла.

На чертеже представлен общий вид заявляемого устройства.

Устройство содержит емкость 1, заполненную электролитом 2, в который погружены электроды 3. В качестве электродов 3 использованы металлические электроды первого рода, при этом электроды 3 выполнены из одного и того же металла, в частности из технической меди, из железа (например, из железоуглеродистого сплава - стали марки СТ3). В качестве электролита 2 использован водный раствор сульфата того металла, из которого изготовлены электроды 3. В частности, в случае, когда электроды 3 изготовлены из технической меди, в качестве электролита использован водный раствор сульфата двухвалентной меди, в случае, когда электроды 3 изготовлены из стали марки СТ3, в качестве электролита использован водный раствор сульфата трехвалентного железа. Устройство также содержит внешнюю электрическую цепь с источником 4 постоянного тока, к полюсам которого подключены электроды 3. Кроме того, устройство содержит включенное во внешнюю электрическую цепь средство 5 для изменения полярности тока на электродах. 3, поступающего от источника 4 постоянного тока. Устройство также снабжено (не показано) известным из уровня техники средством для съема тепловой энергии и ее дальнейшего полезного использования.

Устройство работает следующим образом.

От источника 4 постоянного тока подают электрическую энергию на электроды 3, каждый из которых в зависимости от того, к какому полюсу источника 4 постоянного тока он подключен, является катодом или анодом. При протекании тока через электроды 3 и электролит 2 в системе электроды-электролит осуществляется электролизный процесс, в ходе которого происходят электрохимические реакции, сопровождающиеся выделением большого количества тепловой энергии. Указанная тепловая энергия снимается с устройства с помощью средства для съема тепловой энергии с целью ее полезного использования. В ходе работы устройства периодически (при заметном разрушении того из электродов 3, который выполняет роль катода) меняют полярность тока на электродах 3 с помощью средства 5 для изменения полярности.