Способ и устройство для получения и использования тепла
Изобретение относится к физико-химическим технологиям получения тепла. Для снижения потребления электрической энергии на нагревание воды и других теплоносителей согласно изобретению в воду добавляют слабый раствор щелочи и воздействуют электрическими импульсами, передний фронт которых с крутым подъемом, а задний - с пологим спадом, с частотой 130-200 Гц, с напряжением 800-1000 В и током 50-100 А. Способ получения тепловой энергии и использования тепла реализуется с помощью устройства, в котором согласно изобретению корпус снизу имеет крышку с осевым отверстием, цилиндрический прилив расположен сверху на цилиндрическом диэлектрическом стержне, который имеет несквозное осевое отверстие, сквозные радиальные отверстия, диэлектрическую гайку и введен посредством резьбы в увеличенную часть осевого отверстия нижней крышки, анод имеет радиальные отверстия и зафиксирован между цилиндрическим приливом и диэлектрической гайкой, а катод введен посредством резьбы в осевое отверстие нижней части верхней крышки с возможностью регулирования электролитического зазора между торцами верхней крышки и цилиндрического прилива, при этом источник электрических импульсов содержит установленные последовательно на одном валу электродвигатель, генератор электрических импульсов, передний фронт которых с крутым подъемом, а задний - с пологим спадом, с частотой 130-200 Гц, с напряжением 800-1000 В и током 50-100 А и гидронасос 26 для прокачки раствора. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к физико-химическим технологиям и технике для получения тепла.
Известны способы обработки воды путем электрофизического воздействия.
Например, известно техническое решение (см. авт. св. СССР №731839, С23F 15/00), в котором воду обрабатывают электрогидравлическими ударами.
Также известно техническое решение (см. патент России №2223921, С02F 1/48), где воду обрабатывают электрическим полем напряженностью 300 кВ/м и частотой переменного тока 500 Гц.
Недостатком известных технических решений является то, что не обеспечивается получение достаточной тепловой энергии.
Известно устройство для получения тепловой энергии (см. авт. св. СССР №487665, С02F 1/48, 1975 г.), содержащее корпус, нижнюю и верхнюю крышки, патрубки для подвода и отвода обрабатываемого раствора, анод, соединенный с положительным полюсом источника питания, и катод, соединенный с отрицательным полюсом источника питания.
Известно устройство для получения тепловой энергии водорода и кислорода (патент России №2258097, С02F 1/48), содержащее корпус из диэлектрического материала с резьбовым осевым отверстием, в которое вкручены верхняя крышка с резьбовым осевым отверстием с цилиндрическим анодом, надетым на цилиндрический диэлектрический стержень с осевым отверстием, цилиндрический прилив, цилиндрический катод с осевым отверстием, электролитический зазор, источник электрических импульсов, соединенный с анодом и катодом.
Недостатком известных устройств является высокая энергоемкость процесса нагрева. Она выражается в том, что электрическая энергия, вводимая в нагревательные процессы, всегда больше получаемой тепловой энергии. Отношение электрической энергии, вводимой в нагревательные процессы, к получаемой тепловой энергии называется показателем энергетической эффективности нагревательного процесса или устройства. Все существующие способы получения тепловой энергии и устройства для их реализации имеют показатели энергетической эффективности меньше единицы. Кроме того, существующие способы получения тепловой энергии и устройства для их реализации полностью исчерпали возможности для снижения энергопотребления на нагревание воды и других теплоносителей.
Техническим решением задачи является снижение потребления электрической энергии на нагревание воды и других теплоносителей.
Поставленная задача достигается в способе получения тепловой энергии и использования тепла, включающем электрическое воздействие на воду, согласно изобретению в воду добавляют слабый раствор щелочи и воздействуют электрическими импульсами, передний фронт которых с крутым подъемом, а задний - с пологим спадом, с частотой 130-200 Гц, с напряжением 800-1000 В и током 50-100 А.
Способ получения тепловой энергии и использования тепла реализуется с помощью устройства, содержащем корпус из диэлектрического материала с резьбовым осевым отверстием, в которое вкручены верхняя крышка с резьбовым осевым отверстием с цилиндрическим анодом, надетым на цилиндрический диэлектрический стержень с осевым отверстием, цилиндрический прилив, цилиндрический катод с осевым отверстием, электролитический зазор, источник электрических импульсов, соединенный с анодом и катодом, согласно изобретению корпус снизу дополнительно имеет крышку с осевым отверстием, цилиндрический прилив расположен сверху на цилиндрическом диэлектрическом стержне, который имеет несквозное осевое отверстие, сквозные радиальные отверстия, диэлектрическую гайку и введен посредством резьбы в увеличенную часть осевого отверстия нижней крышки, анод имеет радиальные отверстия и зафиксирован между цилиндрическим приливом и диэлектрической гайкой, а катод введен посредством резьбы в осевое отверстие нижней части верхней крышки с возможностью регулирования электролитического зазора между торцами верхней крышки и цилиндрического прилива, при этом источник электрических импульсов содержит установленные последовательно на одном валу электродвигатель, генератор электрических импульсов, передний фронт которых с крутым подъемом, а задний - с пологим спадом, с частотой 130-200 Гц, с напряжением 800-1000 В и током 50-100 А, и гидронасос для прокачки раствора.
Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что нагревание молекул воды, ее ионов и кластеров осуществляется импульсами напряжения с крутым подъемом и пологим спадом, которые синхронно генерируют аналогичные импульсы тока. При этом электродинамическое воздействие на молекулы, ионы и кластеры воды осуществляется в специальном электролитическом зазоре, где они поляризуются.
По данным патентно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства для получения и использования тепловой энергии; на фиг.2 показана схема включения устройства для получения и использования тепловой энергии в систему отопления помещений; на фиг.3 показан общий вид источника электрических импульсов напряжения с крутым подъемом и пологим спадом.
Способ получения и использования тепловой энергии реализуется следующим образом.
В течение всего периода обогрева помещения на слабый водный раствор щелочи воздействуют электрическими импульсами, передний фронт которых с крутым подъемом, а задний - с пологим спадом, с частотой 130-200 Гц, с напряжением 800-1000 В и током 50-100 А, в результате молекулы, ионы и кластеры воды диссоциируют за счет импульсного электродинамического воздействия на них; в результате повторного синтеза молекул, ионов и кластеров воды выделяется дополнительная энергия в виде тепла нагретого раствора в устройство.
Устройство для получения тепловой энергии и использования тепла содержит корпус 1 из диэлектрического материала с внутренней резьбой 2 и 3 на концах, верхнюю 4 и нижнюю 5 крышки, также изготовленные из диэлектрического материала с осевыми отверстиями 6 и 7 и выполняющие роль входного и выходного патрубков. Внутренний диэлектрический стержень 8 имеет верхний цилиндрический прилив 9, несквозное осевое отверстие 10 и сквозные радиальные отверстия 11 и введен посредством резьбы 12 в увеличенную часть осевого отверстия 7 нижней крышки 5. Анод 13 цилиндрической формы имеет радиальные отверстия 14 и надет на цилиндрический стержень 8 и зафиксирован на нем посредством цилиндрического прилива 9 и нижней диэлектрической гайки 15. Цилиндрический катод 16 с осевым отверстием 17 введен посредством резьбы 18 в осевое отверстие 6 нижней части верхней крышки 4 с возможностью регулирования электролитического зазора 19, образованного между нижним торцом верхней крышки 4 и торцом цилиндрического прилива 9 диэлектрического стержня 8. Анодная полость 20 образована между внутренней станкой корпуса 1 и наружной поверхностью анода 13, а катодная полость 21 образована между внутренней стенкой увеличенной части осевого отверстия 6 верхней крышки 4 и наружной поверхностью катода 16. Анод 13 и катод 16 соединены с источником электрических импульсов 22, который содержит последовательно установленные на одном валу 23 электродвигатель 24, генератор электрических импульсов 25, генерирующий импульсы, передний фронт которых с крутым подъемом, а задний - с пологим спадом, с частотой 130-200 Гц, с напряжением 800-1000 В и током 50-100 А, и гидронасос 26 для прокачки раствора во входной патрубок, роль которого выполняет осевое отверстие 7 нижней крышки 5. В качестве выходного патрубка использовано осевое отверстие 6 верхней крышки 4, откуда обработанный раствор поступает в полость отопительной батареи 27, которая имеет расширительный бак 28 с поглотителем газа 29. Пример конкретного осуществления способа получения тепловой энергии и использования тепла.
Предварительно полость отопительной батареи 27 (фиг.2) и полости 20 и 21 через осевое отверстие заполняются слабым водным раствором щелочи. Источник электрических импульсов 22 включается в электрическую сеть. Импульсы напряжения, подаваемые на анод 13 и катод 16 (фиг.1), генерируют тепло. При этом насос 26 (фиг.3) источника электрических импульсов 22 (фиг.2) прокачивает раствор через анодную и катодную полости 20 и 21 и полость батарей отопления.
Для получения импульсов для обработки раствора включают электродвигатель 24, который приводит в движение генератор импульсов 25, вырабатывающий импульсы, передний фронт которых с крутым подъемом, а задний - с пологим спадом, с частотой 130-200 Гц, с напряжением 800-1000 В и током 50-100 А. После обработки раствор поступает в насос 26, затем проходит через осевое отверстие 7 (входного патрубка) нижней крышки 5 и отверстие 10 внутреннего диэлектрического стержня 8, затем через радиальные отверстия 11 и 14 в анодную полость 20 и далее через электролитический зазор 19 в катодную полость 21. Из катодной полости 21 раствор выходит через осевое отверстие 6 верхней крышки 4 и далее в отопительные батареи 27.
1. Способ получения тепловой энергии и использования тепла, включающий электрическое воздействие на воду, отличающийся тем, что в воду добавляют слабый раствор щелочи и воздействуют электрическими импульсами, передний фронт которых с крутым подъемом, а задний - с пологим спадом, с частотой 130-200 Гц, с напряжением 800-1000 В и током 50-100 А.
2. Устройство для получения тепловой энергии и использования тепла, содержащее корпус из диэлектрического материала с резьбовым осевым отверстием, в которое вкручены верхняя крышка с резьбовым осевым отверстием с цилиндрическим анодом, надетым на цилиндрический диэлектрический стержень с осевым отверстием, цилиндрический прилив, цилиндрический катод с осевым отверстием, электролитический зазор, источник электрических импульсов, соединенный с анодом и катодом, отличающееся тем, что корпус снизу дополнительно имеет крышку с осевым отверстием, цилиндрический прилив расположен сверху на цилиндрическом диэлектрическом стержне, который имеет несквозное осевое отверстие, сквозные радиальные отверстия, диэлектрическую гайку и введен посредством резьбы в увеличенную часть осевого отверстия нижней крышки, анод имеет радиальные отверстия и зафиксирован между цилиндрическим приливом и диэлектрической гайкой, а катод введен посредством резьбы в осевое отверстие нижней части верхней крышки с возможностью регулирования электролитического зазора между торцами верхней крышки и цилиндрического прилива, при этом источник электрических импульсов содержит установленные последовательно на одном валу электродвигатель, генератор электрических импульсов, передний фронт которых с крутым подъемом, а задний - с пологим спадом, с частотой 130-200 Гц, с напряжением 800-1000 В и током 50-100 А и гидронасос для прокачки раствора.
