Metoda de obținere a energiei termice și electrice și a dispozitivului pentru realizarea acesteia

H01J45 / 00 - Dispozitive de descărcare care funcționează ca generatoare termionice


Proprietarii brevetului RU 2554512:

Compania cu răspundere limitată "New Inflow" (ÎF)







Invenția se referă la energie electrică și poate fi utilizată în surse de energie termică și electrică. Metoda conform invenției prevede formarea unei descărcări de înaltă tensiune electrică între secvențial anod set (3) și electrod catodic (4) electrod realizat dintr-o hidrură de metal, formarea unui flux turbionar de gaz inert de-a lungul axei dintre electrozi și injectarea în acest curent de vapori de apă fierbinte. O descărcare electrică de înaltă tensiune între electrozii anodici și catodi se formează prin aplicarea unei tensiuni combinate la acestea. Sunt plasați electrozi (6) între electrozii pentru a elimina energia electrică. Dispozitivul conform invenției cuprinde un tub de cuarț (1), un electrod anod și un catod realizat dintr-o hidrură de metal, un generator vortex al curentului de gaz inert (2) și cel puțin o pereche de electrozi de sondă configurate pentru a elimina energia electrică. Un electrod anod format ca un injector de abur, electrodul catodic este format ca o duză (8), cu o deschidere pentru evacuarea aburului fierbinte. Generatorul de energie electrică (5) este configurat pentru a genera o tensiune combinată incluzând o componentă constantă și o frecvență înaltă. Rezultatul tehnic este o creștere a intensității procesului de generare simultană a energiei termice și electrice. 2 bp. f-ly, 1 il.

Invenția se referă la ingineria de putere și pot fi folosite pentru a crea surse autonome de energie termică și electrică, a cărui funcționare se bazează pe interacțiunea dintre particule nanocluster hidrogen de metal ionizate în fluxul vortical de gaz (gaz inert și vapori de apă) de lucru, în cazul în care ca principalul furnizor de hidrogen ionizat utilizat vaporii de apă care au trecut zona de descărcare electrică, iar furnizorul de particule de metal nanoclusters este catodul eroziv din această regiune revolta.

Dezavantajul metodei este un nivel relativ scăzut al energiei termice produse, precum și un câmp relativ îngust de aplicare, datorită imposibilității producerii simultane de energie electrică.

generarea de căldură are loc prin interacțiunea dintre hidrogen ionizat și particulele erozive (nanoclusters) emise de materialul catodului pentru a forma o hidrură de paladiu, care este însoțită de generarea de căldură a energiei de ionizare a hidrogenului (deuteriu) cu plasmă de înaltă tensiune de descărcare electrică generată între electrozi. Cantitatea de căldură generată (puterea termică), calculată prin cantitatea de căldură eliberată de suporturile electrice cu răcire cu apă, este de 300 W. Puterea specifică de căldură, raportată la dimensiunile (volumul) reactorului (tub de cuarț de 50 mm în diametru și 500 mm lungime) este de 0,3 W / cm3.

Dezavantajul metodei celei mai apropiate în esența sa tehnică față de metoda propusă este o eficiență relativ scăzută a generării energiei termice, precum și un câmp relativ îngust de aplicare, care se datorează imposibilității producerii simultane de energie electrică.

Sarcina, pentru a rezolva invenția propusă este direcționată către metodă, este creșterea eficienței generării energiei termice în timp ce se extinde domeniul de aplicare prin asigurarea posibilității de obținere a energiei electrice.

Rezultatul tehnic necesar constă în creșterea eficienței generării de energie termică cu extinderea simultană a domeniului de aplicare prin asigurarea posibilității de obținere a energiei electrice.

Problema este rezolvată, iar rezultatul tehnic necesar se realizează prin aceea că în metoda bazată pe formarea de descărcare electrică de înaltă tensiune între secvențial set un electrod anod și un electrod de catod realizat dintr-un metal care formează hidrură, conform invenției, o metodă de forma unui flux turbionar de gaz inert de-a lungul axei între anod electrod și electrodul catodic în direcția electrodului catod și este injectat în curentul de abur fierbinte, în care de înaltă tensiune electrică p s la dezamorsarea între electrozii anodice și catodice sunt formate prin aplicarea pentru ei o tensiune combinată, care cuprinde componente constante și de înaltă frecvență, electrodul catodic este realizată sub forma unei duze cu o deschidere prin care eliberarea fierbinte vapori de apă și este așezat între electrozi, cel puțin o pereche zondov- electrozii pentru îndepărtarea energiei electrice, dintre care una este așezată pe axa fluxului vortexului, iar cealaltă - pe periferia sa.

Relația cauzală dintre trăsăturile esențiale nou introduse ale procesului și obținerea rezultatului tehnic dorit se explică prin faptul că electrozii formează curgere turbionară a gazului inert și abur fierbinte, care determină formarea rapidă și separarea hidrogenului ionizată și semnificativ mai puternic (în comparație cu prototipul) formarea particule metalice de tip cluster (produse de eroziune cu catod electrod) emise de materialul din care este fabricat catodul electrodului. Ca urmare, prin intermediul unei descărcări electrice având atât o componentă constantă cât și o componentă alternativă, se formează un curent puternic de hidrogen ionizat. Aceasta determină o eficiență mai mare a generării de energie termică față de metoda prototipului. Turbionară debitului permite stabilizarea concentrat descărcări electrice pe hidrogen axa (disociată de abur) și se separă ionii în pozitive și negative pentru posibilitatea de retragere a energiei electrice prin intermediul electrozilor, perechi de sonde.

Există, de asemenea, dispozitive pentru obținerea energiei termice.

Dezavantajul dispozitivului este un nivel relativ scăzut al energiei termice rezultate în timpul funcționării.

generarea de căldură are loc prin interacțiunea dintre hidrogen ionizat și particulele erozive (nanoclusters) emise de materialul catodului pentru a forma o hidrură de paladiu, care este însoțită de producerea de energie termică de recombinare a hidrogenului ionizat (deuteriu) cu plasmă de înaltă tensiune de descărcare electrică generată între electrozi. Căldura rezultată este scoasă din suporturile electrice cu răcire cu apă. Cantitatea de căldură generată (puterea termică) este de 300 W. Puterea termică specifică, raportată la volumul dispozitivului, este de 0,3 W / cm3.

Dezavantajul dispozitivului cel mai apropiat de esența sa tehnică este eficiența relativ scăzută a obținerii energiei termice și a funcționalității relativ înguste datorită faptului că nu există posibilitatea producerii simultane de energie electrică.

Sarcina de a rezolva invenția propusă pe dispozitiv este de a crește eficiența generării de energie termică și de a asigura posibilitatea producerii simultane de energie electrică.







Rezultatul tehnic necesar constă în creșterea eficienței producerii energiei termice și a posibilității producerii simultane de energie electrică.

Problema este rezolvată, iar rezultatul tehnic necesar este atins prin faptul că într-un aparat care cuprinde un tub de cuarț, în care se montează în mod succesiv pe un catod singur anod electrod axă și electrod la care este conectat un generator de energie electrică, în care electrodul un catod din metal care formează hidrură, conform invenției un formator de curgere a gazului inert gazos, instalat la capătul de admisie al tubului de cuarț și configurat pentru a forma un flux inert vortex -Gaz axial între electrodul anod și electrodul catodic în direcția electrodului catodic, și cel puțin o pereche de electrozi de sondă configurate pentru a elimina energia electrică, dintre care unul este plasat pe axa dintre electrod anod și electrodul catod și cealaltă - la periferia fluxului turbionar, în timp ce electrodul anod este format ca un injector de abur, electrodul catodic este format ca un orificiu al duzelor pentru evacuarea aburului fierbinte, și un generator de energie electrică conectată la electrodul anodul și catodul electrodului, este configurat pentru a forma o tensiune combinată care include o componentă constantă și o frecvență înaltă.

Relația cauzală dintre trăsăturile esențiale nou introduse ale dispozitivului și obținerea unui rezultat tehnic dorit datorită faptului că hardware-ul de intrare (formatorul turbionar de gaz inert, montat la capătul de intrare al tubului de cuarț și adaptat pentru a genera un flux vortical de gaz inert de-a lungul axei dintre electrod anod și un electrod catodic în direcția electrodului catodic și cel puțin o pereche de electrozi de sonde configurat pentru a fi îndepărtați Ia energie electrică, dintre care unul este plasat pe axa dintre electrod anod și electrodul catod, iar celălalt - la periferia fluxului turbionar, în timp ce placa electrodului este realizat sub forma unui injector electrod de abur catodic este format ca un orificiu al duzelor pentru evacuarea aburului fierbinte și generatorul de energie electrică conectat la anodul electrodului și catodul electrodului este configurat pentru a forma o tensiune combinată incluzând componentele de frecvență constantă și de înaltă frecvență) descărcare, pentru a forma un flux puternic de hidrogen ionizat. Acest lucru determină o eficiență mai mare a generării de energie termică față de dispozitivul prototip, precum și posibilitatea de a obține energie electrică. Fluxul vortex ajută divizat ionii grele și ușoare și electronii și se concentrează fluxul de hidrogen la axa vortex, în care montat anodice și catodice electrozi ai reactorului. oferind astfel optim modul de interacțiune lumină flux de ioni de hidrogen si nanoparticule erozive emise de materialul de electrod catodic. Împreună cu această pereche de intrare de electrozi asigură îndepărtarea sonde potențial electric la diferite puncte ale fluxului turbionar (pe axa dintre electrod anod și electrodul catod și periferia fluxului vortex).

În desen este prezentat un exemplu de dispozitiv pentru producerea energiei termice și a energiei electrice.

In desen: 1 - un tub din cuarț, de exemplu, 50 mm diametru și 500 mm lungime, 2 - formatorul de curgere turbionară de gaz inert, 3 - electrod un anod realizat sub forma unui abur injector 4 - electrod catod sub forma unei duze cu o deschidere pentru descărcarea gaz fierbinte, 5 - un generator de energie electrică, o pereche de electrozi 6 sonde.

Într-un aparat pentru producerea energiei termice și electrice în tubul de cuarț 1 făcută, de exemplu, cu un diametru de 50 mm și o lungime de 500 mm, instalate în serie pe aceeași axă a electrodului electrod anod 3 și catod 4, care este conectat la generatorul de energie electrică 5. generator de energie electrică 5 este conectat la electrodul anod și electrodul catodic poate fi format, de exemplu, sub forma generatorului RF cu o sursă de curent constant (6 kV, 2,5 A) pentru a genera o tensiune combinată, care cuprinde componente constante și de înaltă frecvență.

Mai mult, în cadrul aparatului pentru producerea termice și a energiei electrice cu electrod catodic 4 este realizat dintr-o hidrură care formează generatorul metalic 2 al fluxului turbionar de gaz inert este fixat la capătul de intrare al tubului de cuarț 1 și adaptat pentru a genera un flux turbionar de gaz inert de-a lungul axei dintre electrod electrod anod 3 și catod 4 în direcția electrodului catodic 4, o pereche de sonde de 6 electrozi pot fi formate ca un electrozi standard de energie electrica amovibilă. Pentru a maximiza eliminarea energiei electrice, o pereche de electrozi de sondă, din care una este plasat pe axa fluxului de turbionare dintre electrod 4 electrod anod 3 și catod, iar celălalt - la periferia fluxului turbionar.

Într-un aparat pentru producerea de energie electrică și termică a plăcii electrod 3 este realizat sub forma unui injector de vapori de apă și este conectat, de exemplu, la generator 7 abur electrod catodic 4 este format ca o duză 8 cu o deschidere pentru evacuarea aburului fierbinte, și un generator de 5, de înaltă frecvență, conectat la anodul electrodului 3 și catoda electrodului 4 este configurată pentru a forma o tensiune combinată incluzând o componentă constantă și o frecvență înaltă. Un astfel de aranjament permite generatorului 5 pentru a crea neechilibru în impulsuri repetitively descărcare electrică între electrodul anod și un catod 3 4, care prevede o eroziune eficientă a crea particule de metal nanoscale (4 catod eroziune material de electrod).

Dispozitivul pentru implementarea metodei propuse pentru obținerea căldurii și energiei electrice funcționează după cum urmează.

Într-un exemplu particular de realizare a dispozitivului de tubul de cuarț 1 are un diametru de 50 mm și o lungime de 500 mm, un electrod anod 3 este realizat din stud oțel molibden aliat, electrodul catodic 4 este format ca un con de blocare - o duză cu o deschidere pentru evacuarea gazului fierbinte și generatorul de energie electrică este cu o sursă de alimentare de 6 kV, 2,5 A

Moleculele de vapori de apă se disociază și se ionizează într-o plasă creată de o descărcare electrică combinată de înaltă tensiune între electrozii anodului 3 și catodului 4, datorită conectării la acestea a generatorului de energie electrică 5. Curgerea vortexului separă ionii în funcție de masă. Prin urmare, fluxul de hidrogen ionizat este concentrat pe axa vortexului. Descărcarea electrică este de asemenea utilizată pentru a crea particule de metale erozionale nanosimetrice (material de eroziune cu electrozi catodici 4). În camera de lucru a reactorului (în tubul de cuarț 1), are loc o interacțiune eficientă a acestor nanoclusteri și a fluxului de hidrogen ionizat. Aceasta determină producerea de hidruri metalice în care pot apărea reacții nucleare cu consum redus de energie. La ieșire, se obține un flux plasmatic eterogen înalt cu o conductivitate ridicată (Tn

3000-4000 K). Un astfel de flux fierbinte este utilizat pentru a genera căldură în reactor gazul fierbinte și energie electrică prin intermediul electrozilor perechi de sonde, dintre care unul este montat pe periferia fluxului turbionar, iar cealaltă pe axa sa.

Cercetările efectuate asupra configurației experimentale fac posibilă compararea rezultatelor utilizării metodei cunoscute și a dispozitivului corespunzător acesteia și a metodei și dispozitivului propus.

După cum sa arătat mai sus, în dispozitivul cunoscut care implementează metoda cunoscută, puterea de ieșire termică a fost de 300 W, care corespunde capacității calorice specifice (puterea împărțită la mărimea (volumul) al tubului de reactor (cuarț cu un diametru de 50 mm și o lungime de 500 mm)) 0,3 W / cm3.

Astfel, metoda și dispozitivul propus pentru obținerea energiei termice și electrice măresc în mod substanțial cantitatea de energie termică primită în comparație cu prototipul și asigură generarea de energie electrică.

1. Procedeu de obținere a energiei termice și electrice, bazată pe formarea de descărcare electrică de înaltă tensiune între electrodul anod montat în serie și electrod catodic făcut dintr-o hidrură metalică, caracterizată prin aceea că forma fluxului turbionar de gaz inert de-a lungul axei dintre electrod anod și electrodul catod în direcția catodului electrod și este injectat în curentul de abur fierbinte, în care se formează descărcarea electrică de înaltă tensiune între electrozii anodice și catodice prin furnizarea de a le o tensiune combinată, care cuprinde componente constante și de înaltă frecvență, electrodul catodic este realizată sub forma unei duze cu o deschidere prin care este stabilit eliberarea de vapori de apă caldă și între electrozii, cel puțin o pereche de electrozi de sondă pentru a elimina energia electrică singur din care este plasat pe axa fluxului vortex, iar celălalt - la periferia sa.

2. Dispozitiv pentru implementarea metodei conform revendicării 1, care cuprinde un tub de cuarț, în care se montează în mod succesiv pe un electrod singur electrod axa anod și catod, care este conectat la generatorul de energie electrică, în care un electrod catodic făcut dintr-o hidrură metalică, caracterizată prin aceea că formatorul a introdus turbionară fluxul de gaz inert montat la capătul de intrare al tubului de cuarț și adaptat pentru a genera un flux vortical de gaz inert de-a lungul axei dintre electrod anod și electrodul catod pe bord la un electrod catodic și cel puțin o pereche de electrozi de sondă configurate pentru a elimina energia electrică, dintre care unul este plasat pe axa dintre electrod anod și electrodul catod, iar celălalt - la periferia fluxului turbionar, în timp ce placa electrodului configurat ca un injector de abur, electrodul catodic este format ca un orificiu al duzelor pentru evacuarea aburului fierbinte, și un generator de energie electrică conectată la electrodul anod și electrodul catodic, configurat pentru a genera Tensiunea ombinirovannogo care cuprinde o componente constantă și de înaltă frecvență.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: