Устройство для получения тепловой энергии, водорода и кислорода

Авторы патента:

C25B1/04 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2288972:

Кубанский государственный аграрный университет (RU)

Изобретение относится к физико-химическим технологиям получения тепла, водорода и кислорода. Устройство содержит корпус и крышку, выполненные из диэлектрического материала, анод, катод и патрубок для ввода рабочего раствора, расположенный в средней части анодной полости. Корпус имеет внутренний прилив с осевым отверстием. Анодная полость сообщена с катодной полостью посредством щели в виде зазора между торцевой поверхностью внутреннего прилива корпуса и нижним торцом крышки, при этом зазор выполнен с возможностью его регулирования посредством перемещения крышки. Анод имеет вид вертикально расположенного в анодной полости цилиндра, катод имеет форму цилиндра с осевым отверстием и вставлен в верхнюю часть осевого отверстия внутреннего прилива корпуса. Осевое отверстие катода и внутреннего прилива корпуса образуют канал для выхода нагретого раствора, осевое отверстие крышки служит каналом для выхода газов, а анод и катод подсоединены к блоку питания, имеющему генератор импульсов. 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, соединенный 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 содержит корпус и крышку, выполненные из диэлектрического материала, анод, катод и патрубок для ввода рабочего раствора, расположенный в средней части анодной полости. Корпус имеет внутренний прилив с осевым отверстием, анодная полость сообщена с катодной полостью посредством щели в виде зазора между торцевой поверхностью внутреннего прилива корпуса и нижним торцом крышки, при этом зазор выполнен с возможностью его регулирования посредством перемещения крышки, анод имеет вид вертикально расположенного в анодной полости цилиндра, катод имеет форму цилиндра с осевым отверстием и вставлен в верхнюю часть осевого отверстия внутреннего прилива корпуса, осевое отверстие катода и внутреннего прилива корпуса образуют канал для выхода нагретого раствора, осевое отверстие крышки служит каналом для выхода газов, а анод и катод подсоединены к блоку питания, имеющему генератор импульсов.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что раствор проходит через осевое отверстие катода, а зазор между анодной и катодной полостями регулируется с помощью резьбы крышки. За счет этого увеличивается активность воздействия на молекулы воды и повышается энергетическая эффективность процесса. Кроме того, в зазоре между крышкой и диэлектрическим стержнем формируется электрическая цепь с большим сопротивлением. В результате появляется асимметричная нагрузка на катод и формируется неоднородное электрическое поле. Если эту неоднородность усилить меняющейся частотой, то при таком воздействии на молекулы воды они легче разрушаются на ионы, водород и кислород, которые выходят через осевое отверстие крышки.

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 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 чертежом.

Устройство для получения тепловой энергии водорода и кислорода содержит корпус 1, изготовленный из диэлектрического материала и имеющий внутренний прилив 2 с осевым отверстием 3, диэлектрическую крышку 4 с осевым отверстием 5 и наружной резьбой 6. Цилиндрический анод 7 вставлен в анодную полость 8, образованную стенками корпуса и внутреннего прилива корпуса, и соединен с положительным полюсом источника питания. Цилиндрический катод 9 с осевым отверстием 10 вставлен посредством резьбы в верхнюю часть внутреннего прилива 2 соосно с его осевым отверстием 3 и соединен с отрицательным полюсом источника питания. Зазор между цилиндрической поверхностью катода и внутренней стенкой отверстия внутреннего прилива образует катодную полость 11. Раствор поступает в анодную полость 8 через патрубок 12 и проходит в катодную полость 11 через регулируемый зазор 13 между внутренним приливом 2 корпуса 1 и крышкой 4 и далее выходит через осевое отверстие 10 катода 9 и осевое отверстие 3 внутреннего прилива 2. Смесь газов выходит через осевое отверстие 5 крышки 4. Анод и катод подсоединяются к блоку питания 14, имеющему генератор импульсов.

Устройство работает следующим образом. Устанавливается заданный расход раствора, проходящего через устройство. Включается блок питания 14 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, разности температур раствора на входе и выходе из устройства (см. таблицу).

Таблица
Показатели	1	2	3	Сред.
1 - масса раствора, прошедшего через реактор m, кг.	0,354	0,339	0,322	0,338
2 - температура раствора на входе в реактор, t₁, град.	28	28	28	28
3 - температура раствора на выходе из реактора, t₂, град.	81	82	83	82,0
2 - разность температур раствора Δt=t₂-t₁, град.	53	54	55	54
3 - длительность эксперимента Δτ, с	300	300	300	300
4 - показания вольтметра V, В	5,0	5,0	5,0	5,0
5 - показания амперметра I, А	2,1	2,1	2,1	2,1
6 - расход электроэнергии по показаниям вольтметра и амперметра E₁=I·V·Δτ, кДж	3,15	3,15	3,15	3,15
7 - энергия нагретого раствора, Е₂=4,19·m·Δt, кДж	78,61	76,70	74,20	76,50
8 - показатель эффективности реактора К=E₂/E₁	24,96	24,35	23,56	24,29

Устройство для получения тепловой энергии, водорода и кислорода, содержащее корпус и крышку, выполненные из диэлектрического материала, анод, катод и патрубок для ввода рабочего раствора, расположенный в средней части анодной полости, отличающееся тем, что корпус имеет внутренний прилив с осевым отверстием, анодная полость сообщена с катодной полостью посредством щели в виде зазора между торцевой поверхностью внутреннего прилива корпуса и нижним торцом крышки, при этом зазор выполнен с возможностью его регулирования посредством перемещения крышки, анод имеет вид вертикально расположенного в анодной полости цилиндра, катод имеет форму цилиндра с осевым отверстием и вставлен в верхнюю часть осевого отверстия внутреннего прилива корпуса, осевое отверстие катода и внутреннего прилива корпуса образуют канал для выхода нагретого раствора, осевое отверстие крышки служит каналом для выхода газов, а анод и катод подсоединены к блоку питания, имеющему генератор импульсов.

Изобретение относится к способу получения галогенированных парафинов, включающий проведение электролиза высших -олефинов фракций C16-C28 и выше в присутствии водного раствора галогеноводородной кислоты (соляной или бромистоводородной) и ее соответствующей соли (натриевой или калиевой).

Способ очистки нефтяного газа от серосодержащих соединений типа сероводорода или сероуглерода // 2287617

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам очистки нефтяного, природного газов от серосодержащих соединений типа сероводорода или сероуглерода путем их разложения с получением элементарной серы, а также может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и металлургической промышленности.

Способ химико-термической обработки магнетитовых анодов // 2287607

Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к области изготовления анодов для процессов электролиза водных сред с рН 2-14. .

Система получения водорода и кислорода плазмохимическим и электролизным методами // 2286402

Изобретение относится к системе получения водорода и кислорода и может быть использовано в области энергетики. .

Плазмохимотронный способ получения кислородосодержащей парогазовой смеси и аппарат для его осуществления // 2285753

Изобретение относится к физико-химическим технологиям и технике обработки воды и водных растворов. .

Анод фторного среднетемпературного электролизера // 2285062

Изобретение относится к области электрохимического получения фтора, а более конкретно к вопросу эксплуатационной стойкости материала анода фторного среднетемпературного электролизера.

Электролизер для получения озона // 2285061

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности, к конструкции электролизеров для получения экологически чистого окислителя - озона и может найти широкое применение в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в технологиях водоочистки промышленных и бытовых стоков, в химической - для синтеза ряда лекарственных препаратов, в микроэлектронике для очистки поверхности полупроводниковых пластин от органических загрязнений.

Рама корпуса электролизера с горизонтальным ртутным катодом // 2284371

Изобретение относится к области электрохимического производства хлора и каустической соды и может быть использовано в электролизерах с горизонтальным ртутным катодом.

Электрод и способ его изготовления // 2288973

Изобретение относится к электрохимическим производствам, в частности к технологии изготовления электродов, применяемых при электролизе, в электромембранных процессах, а также в электрофорезе и электросинтезе

Способ автоматического управления фторным электролизером // 2288974

Изобретение относится к усовершенствованному способу управления фторным электролизером путем поддержания заданной кислотности расплава электролита с использованием датчика контроля уровня или датчика контроля кислотности, обеспечивающему стабилизацию и оптимальные показатели работы фторного электролизера

Способ автоматического управления фторным электролизером // 2288974

Способ изготовления газодиффузионных электродов // 2290454

Изобретение относится к способу изготовления пористого газодиффузионного электрода

Реактор для получения водорода и кислорода плазмохимическим и электролизным методами // 2291228

Изобретение относится к области энергетики

Способ электролиза воды и устройство для определения состава стабильных изотопов водорода и кислорода // 2291229

Способ обработки графита и реактор для его осуществления // 2291837

Изобретение относится к атомной, химической промышленности, металлургии и теплоэнергетике и может быть использовано для получения гибкой графитовой фольги, сорбентов, катализаторов, химических источников тока

Способ получения алкоксидов четвертичного аммония // 2292334

Изобретение относится к способу получения алкоксидов четвертичного аммония, которые могут применяться в качестве катализаторов в различных реакциях, протекающих в межфазных условиях, в качестве реагентов дегидрохлорирования полихлоралканов, а так же при синтезе простых эфиров взаимодействием с моногалоидпроизводными

Способ получения и транспортировки водорода // 2292406

Изобретение относится к области получения и транспортировки чистого водорода, который может быть использован как энергоноситель для добавки к топливу и как источник поступления чистого водорода к потребителю

Способ получения и выделения салициловой кислоты // 2293076

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения и выделения салициловой кислоты путем электролиза салицилата натрия в трехкамерном электролизере, в котором в среднюю камеру дополнительно добавляют раствор сульфита натрия, процесс ведут при плотности тока 0,1-0,3 А/см2, а в качестве катодного материала используется сталь 3