Теплоперетворювач “капіляр” для здійснення прямого перетворення теплової енергії в електричну

Реферат: Теплоперетворювач для здійснення прямого перетворення теплової енергії і тепла навколишнього середовища в електричну енергію включає герметично закритий корпус з олово-свинцевим та графітовим електродами електроконтактно притиснутими з протилежних боків до просоченої електролітом роздільної капілярної мембрани. На дно герметично закритого корпусу установлена просочена донним електролітом роздільна капілярна мембрана, на зовнішній поверхні якої над рівнем донного електроліта розміщений електроконтактно намотаний з олово-свинцевого дроту у формі соленоїда електрод з відводом через переривач струму на клему «-», а на протилежному боці внутрішня поверхня просоченої електролітом роздільної капілярної мембрани у межах довжини соленоїда електроконтактно притиснута до поверхні графітового електрода з феромагнітним осердям і відводом на клему «+». UA 71081 U (54) ТЕПЛОПЕРЕТВОРЮВАЧ "КАПІЛЯР" ДЛЯ ЗДІЙСНЕННЯ ПРЯМОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ ТЕПЛОВОЇ ЕНЕРГІЇ В ЕЛЕКТРИЧНУ UA 71081 U UA 71081 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області нетрадиційної енергетики і може бути використана у різних сферах життєдіяльності людини. На дату подання заявки не було виявлено аналогів з загальнодоступних джерел інформації, а тому автор посилався на заявки UA A2010 01626, UA А 2010 00712 і UA A 2010 02868. Недоліком аналога UA A2010 01626 є те, що олово-свинцевий електрод має малу питому поверхню для поглинання інфрачервоного (14) випромінювання і, крім того, для інтенсифікації електролітних мембранних процесів необхідно мати додаткове обладнання - циркуляційний насос з трубопроводами. В основу корисної моделі поставлено задачу: збільшити питому поверхню олово-свинцевого електрода, на якому окислюють електроліт 14 випромінюванням і інтенсифікувати електролітні мембранні процеси немеханічним шляхом. Поставлену задачу вирішують заявлюваною конструкцією теплоперетворювача (ТП) "Капіляр" де: а) Збільшення питомої поверхні олово-свинцевого електрода здійснюють шляхом розчинення окисної плівки олово-свинцевого дроту, яким щільно обмотують у формі соленоїда просочену електролітом роздільну капілярну мембрану і після цього уся поверхня соленоїдного електрода стає активною до поглинання 14 випромінювання; б) Інтенсифікацію електролітних мембранних процесів проводять під впливом магнітного поля соленоїда, впливаючого на просочену електролітом роздільну капілярну мембрану, в якій електроконтактно знаходиться графітовий електрод з феромагнітним осердям. Описування заявлюваного ТП "Капіляр". 1. Використані матеріали: а) Герметичний корпус і кришка - непрозорі для спектра видимого світла; б) Електроди - олово-свинцевий (Sn 60+Рb 40, d=1 мм) і графітовий (лист, t=10 мм), заявка UA A 2010 00712; в) Електроліт - водний розчин KNаСО3+Li2CO3+NaOH темно-вишневого кольору, заявка UA A 2010 02868; г) Роздільна капілярна мембрана - міпласт, t=2 мм, заявка UA A 2010 00712; д) Феромагнітне осердя - маловуглецева сталь, гвинт М5. 2. Експериментальна конструкція ТП "Капіляр". Пристрій "Капіляр" складається з (див. креслення): герметичного корпусу 1, прокладки 2, кришки 3, регулюючого тиск вентиля 4, донного електроліта 5, мембранно-електродного вузла, що має роздільну капілярну мембрану 6, на зовнішній поверхні якої на відстані 15-20 мм від кінця електроконтактно намотаний з олово-свинцевого дроту у формі соленоїда електрод 7 з відводом 8 через кришку 3 на клему «-», а на протилежному боці у межах довжини соленоїда внутрішня поверхня роздільної капілярної мембрани електроконтактно притиснута до поверхні графітового електрода 9 з феромагнітним осердям 10 з відводом 11 через кришку 3 на клему «+». Відвід 8 має переривач 12 пульсуючого електричного струму. 3. Підготовка до роботи. На дно відкритого герметичного корпусу 1 установлюють мембранно-електродний вузол, а потім у корпус наливають електроліт 5 з таким розрахунком, щоб рівень його не був вище поверхні нижніх частин олово-свинцевого 7 і графітового 9 електродів, тобто електроди не повинні контактувати з донним електролітом 5. Після просочування донним електролітом роздільної капілярної мембрани 6, корпус герметично закривають кришкою 3 з прокладкою 2, відводами 8, 11 і вентилем 4, а розрив електричного кола здійснюють переривачем 12, який описаний в заявці UA А 2010 00712. Експерименти проводять при кімнатній температурі в умовах дня, ночі, цілодобово, захмареності, затінку. 4. Режими роботи: а) Перший режим - це коли експериментальний ТП "Капіляр" працює у замкненому електричному колі з навантаженням без переривача і до його складу входить карбонатногідроксидний лужний електроліт темно-вишневого кольору, який має початкову напругу на клемах 0,78 В. 30-ти денні цілодобові випробування показали, що при навантаженні 1,0-1,5 2 2 тА/см напруга зменшується до 0,70 В, а при навантаженні 15-20 mA/см напруга на клемах падає до 0,3-0,35 В. Таке різке падіння напруги (хоча потужність мало змінюється) викликано багатьма причинами: недостатнім надходженням 14 випромінювання, повільними окислювально-відновними процесами на електродах, температурою, чистотою застосованих електроліта, електродів та мембрани, опірністю електроліта в мембрані та інші; б) Другий режим - це коли експериментальний ТП "Капіляр" працює з переривачем у замкненому електричному колі з навантаженням. У цьому разі, в залежності від інтервалу вмикань й вимикань переривача, режимні параметри змінюються у таких межах: при вмиканні 1 UA 71081 U 2 5 10 15 20 струм 25-35 mA/см , напруга 0,2-0,3 В, а при вимиканні - напруга відновлюється до початкової. Вироблений пульсуючий електричний струм можна трансформувати з метою багаторазового підвищення вихідної напруги і таким чином його можна використовувати як нестандартний перемінний струм для дуже дешевого електроопалення житла, електроплит та інших побутових потреб. Важливо відмітить, що ТП "Капіляр" з переривачем і звичайний електричний акумулятор працюють в аналогічних режимах (зарядка-розрядка), однак ТП "Капіляр" заряджають напряму від безплатного тепла навколишнього середовища, а акумулятор - від дорогої електроенергії. 5. Олово-свинцевий електрод як каталізатор окислення електроліта ТП "Капіляр". До складу ТП "Капіляр" входить електроліт KNaCO 3+Li2CO3+NaOH темно-вишневого кольору. Водний розчин KNаСО3+Li2CO3+NaOH безколірний, але якщо в нього додати кусочок вуглецю і витримати тривалий (2-3 місяці) час в кімнатних умовах, то розчин насичується вуглецем і забарвлюється до темно-вишневого кольору. На думку автора, процес, що спостерігається, можна спрощено пояснити наступним чином: безколірний розчин з вуглецем, поглинаючи ІЧ випромінювання, яке синтезує його складові KNаСО3+Н2О+nC+hv до збільшення величини вільної енергії сполук KNa(HCO 2)2 з надлишком вуглецю, змінює колір розчину на темно-вишневий. Сполуки KNa(HCO2)2 адсорбуються поверхнею олово-свинцевого електрода, який не розчиняється, а проявляє себе як каталізатор. Після додаткового поглинання ІЧ випромінювання сполука KNa(HCO2)2+hv в присутності каталізатора (олово-свинцевої поверхні + електрода), маючи надлишок енергії, окисляється до KNa(HCO 2)2 +е , віддаючи електрони у зовнішнє замкнене електричне коло ТП "Капіляр". ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Теплоперетворювач для здійснення прямого перетворення теплової енергії і тепла навколишнього середовища в електричну енергію, що включає герметично закритий корпус з олово-свинцевим та графітовим електродами електроконтактно притиснутими з протилежних боків до просоченої електролітом роздільної капілярної мембрани, який відрізняється тим, що на дно герметично закритого корпусу установлена просочена донним електролітом роздільна капілярна мембрана, на зовнішній поверхні якої над рівнем донного електроліта розміщений електроконтактно намотаний з олово-свинцевого дроту у формі соленоїда електрод з відводом через переривач струму на клему «-», а на протилежному боці внутрішня поверхня просоченої електролітом роздільної капілярної мембрани у межах довжини соленоїда електроконтактно притиснута до поверхні графітового електрода з феромагнітним осердям і відводом на клему «+». 2 UA 71081 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3