Пристрій для перетворення електричної енергії у теплову

Реферат: Пристрій для перетворення електричної енергії в теплову містить корпус, внутрішній об'єм якого містить порожнину з розміщеним у ньому анодом, виконаним у вигляді об'ємного тіла із зовнішньою й внутрішньою поверхнею, співвісно розташованими катодами, та вхідний і вихідний патрубки, які розташовані співвісно із анодом. При цьому поверхня анода виконана водопроникною і містить мінімум одну пару катодів, їхні робочі закінчення розташовані поза порожниною анода, а вісь, на якій розташовані катоди, й вісь, на якій розташовані патрубки, паралельні. UA 85753 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ У ТЕПЛОВУ UA 85753 U UA 85753 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, яка заявляється, належить до галузі перетворення електричної енергії у теплову, а саме до пристроїв, що працюють за принципом плазмоелектролітичного реактора, і може бути використана для одержання теплової енергії для промислових і побутових потреб. З існуючого рівня техніки, який належить до розглянутої галузі, найбільш близьким до корисної моделі, яка заявляється, є пристрій для перетворення електричної енергії у теплову, який містить корпус, виконаний з діелектричного матеріалу, внутрішній об'єм якого містить порожнину, в якій розташовано анод, виконаний у вигляді об'ємного тіла із зовнішньою й внутрішньою поверхнею, та має форму труби, і два порожніх катоди, розташованих співвісно та концентрично аноду, при цьому закінчення катодів входять у порожнину анода, при цьому катоди виконують функцію патрубків, через які в об'єм порожнини подається/виходить вода [Патент Російської Федерації № 2157862 МКП: Н05Н 1/03, публ. 2000 p.]. Корисна модель, яка заявляється, збігається з відомим пристроєм для перетворення електричної енергії у теплову по наступній сукупності суттєвих ознак: містить корпус, внутрішній об'єм якого містить порожнину з розміщеним у ньому анодом, виконаним у вигляді об'ємного тіла із зовнішньою й внутрішньою поверхнею, співвісно розташованими катодами, вхідний і вихідний патрубки, які розташовані співвісне із анодом. Однак, відомий пристрій для перетворення електричної енергії у теплову не забезпечує технічного результату корисної моделі, яка заявляється, що обумовлено його конструкцією, а саме: через виконання вхідного й вихідного патрубка у вигляді порожніх катодів, що при зміні режиму швидкості проточної води в об'ємі порожнини приводить до зриву процесу утворення плазми, та, відповідно, вимагає підвищення сили струму в системі анод-катод, зменшується інтенсивність процесу утворення продуктів електрохімічного розкладання води на кисень і водень, згоряння яких в умовах плазми забезпечує одержання теплової енергії. Задача, на вирішення якої спрямована корисна модель, полягає в стабілізації процесу утворення плазми, і, відповідно, зниженні сили струму в системі для здійснення плазмоелектричного процесу шляхом усунення впливу на нього проточного режиму рідини в об'ємі порожнини. Поставлена задача вирішується в пристрої для перетворення електричної енергії в теплову, який містить корпус, внутрішній об'єм якого містить порожнину з розміщеним у ньому анодом, виконаним у вигляді об'ємного тіла із зовнішньою й внутрішньою поверхнею, співвісно розташованими катодами, вхідний і вихідний патрубки, які розташовані співвісно з анодом, згідно з корисною моделлю, поверхня анода виконана водопроникною і містить мінімум одну пару катодів, причому їх робочі закінчення розташовані поза порожниною анода, при цьому вісь, на якій розташовані катоди, й вісь, на якій розташовані патрубки, паралельні. Зазначена сукупність суттєвих ознак забезпечує в корисної моделі, що заявляється, стабілізацію процесу утворення плазми, і відповідно зниження сили струму в системі для здійснення плазмоелектричного процесу шляхом усунення впливу на нього змін проточного режиму рідини в об'ємі порожнини. Наявність кількох пар катодів забезпечує додатковий технічний результат - підвищення виходу тепла при однакових габаритах пристрою. Корисна модель, яка заявляється, пояснюється кресленням поздовжнього перерізу корпусу, яке наведене на фіг. 1, кресленням, на якому показана принципова електрична схема електродів пристрою, яке наведене на фіг. 2, а робота запропонованого пристрою для перетворення електричної енергії в теплову, пояснюється графіком, який наведено на фіг. 3. Запропонований пристрій для перетворення електричної енергії у теплову складається з корпуса 1, який виконано з діелектричного матеріалу та має форму об'ємного тіла, наприклад циліндра, що забезпечує максимальний об'єм внутрішньої порожнини 2 при мінімальній його поверхні. Корпус 1, для зниження конвенційних тепловтрат від його поверхні, може мати зовні захисний корпус 3, що повторює його форму, при цьому між корпусом 1 і захисним корпусом 3, який також може бути виконаним з діелектричного матеріалу, розташований теплоізолюючий шар 4, виконаний зі звичайно застосовуваних для цих цілей теплоізолюючих матеріалів, наприклад параніту. Для зручності експлуатації захисний корпус 3 виконаний розбірним, наприклад у поперечному напрямку. У порожнині 2 корпусу 1 розташований, симетрично до його вертикальної й горизонтальної осі, анод 5, що має форму об'ємного тіла, яке має зовнішню та внутрішньою поверхнею, яка виконана водопроникною, наприклад, має вигляд труби, поверхня якої містить перфорації, або може бути виконана у вигляді циліндричної або конічної спіралі. Анод 5 зв'язаний із джерелом струму, як таке використовується, наприклад, електрична мережа, за допомогою стрижня 6, і, мінімум однієї пари катодів 7, які виконані з тугоплавкого металу, наприклад вольфраму, або іншого металу або сплаву, що не плавиться при температурах плазмоелектролітичного процесу (>1200 °C), і пов'язаний із джерелом 1 UA 85753 U 5 10 15 20 25 30 35 електричного струму. Пари катодів 7 розташовані співвісно, а їхня вісь розташована паралельно з віссю анода, який розташовано співвісно із віссю порожнини 2. Доступ у порожнину 2 корпусу 1 забезпечується завдяки наявності на його торцевих поверхнях знімних кришок 8 з діелектричного матеріалу, які з'єднані з корпусом 1, наприклад, різьбовим з'єднанням (на кресленні не показане), які також містять вхідний і вихідний патрубки 9, розташовані співвісно з анодом 5, за допомогою яких здійснюється течія води через порожнину 2 корпусу 1, які розташовані співвісно, і по осі порожнини 2. На поверхні захисного корпуса 3 розташовані клеми 10, які електрично зв'язують анод 5 і катоди 7 із джерелом електричного струму 11 через діодний місток 12, після якого в схему паралельно підключений конденсатор 13. Запропонований пристрій для перетворення електричної енергії в теплову працює в наступний спосіб. Пристрій для перетворення електричної енергії в теплову підключено трубопроводом до радіатора або до групи радіаторів, які звичайно використовуються для цих цілей у побуті або промисловості. Корпус 1, при необхідності, поміщений у захисний корпус 3, може розташовуватися безпосередньо в приміщенні, де розміщені радіатори, при цьому кожний з радіаторів може бути оснащений самостійним пристроєм або обслуговувати кілька радіаторів, тоді в систему циркуляції можна вводити додатково водяний насос (на фіг. 1 не позначений), або перебувати в окремому приміщенні, що визначається потребою в генерації тепла і відповідно призводить до збільшення його габаритів. Внутрішня порожнина 2 корпуса 1 пов'язана із трубопроводами, які живлять радіатори, завдяки наявності вхідного й вихідного патрубків 9. У замкнутій системі перебуває задана кількість води (рН>7). При замиканні електричного ланцюга на анод 5 і катоди 7 з електричної мережі через діодний міст надходить постійний електричний струм, що приводить до виникнення електрохімічних процесів на катодах 7, які, у міру розігріву води в порожнині 2, переходять з доплазмових у плазмові, внаслідок чого відбувається розкладання води на водень і кисень з наступним утворенням води в результаті синтезу, що приводить до утворення тепла, яке з потоком циркулюючої в системі води по трубопроводах направляється до радіаторів. При цьому надлишкова кількість газів, які виділяються при плазмоелектрохімічних процесах, може виділятися через клапан високого тиску, що розташований за межами корпуса 1 (на кресленнях не позначений). Для обслуговування пристрою для перетворення електричної енергії в теплову, наприклад обслуговування анода 5 й катодів 7, здійснюють зняття захисного корпуса 3, після чого відокремлюють торцеві кришки 8 від корпусу і виконують обслуговування необхідних елементів. Для підвищення потужності пристрою для перетворення електричної енергії в теплову, без збільшення розмірів корпусу 1, він може містити додаткову пару катодів 7, які розташовано відносно анода 5 аналогічно, як описано вище. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 1. Пристрій для перетворення електричної енергії в теплову, який містить корпус, внутрішній об'єм якого містить порожнину з розміщеним у ньому анодом, виконаним у вигляді об'ємного тіла із зовнішньою й внутрішньою поверхнею, співвісно розташованими катодами, вхідний і вихідний патрубки, які розташовані співвісно із анодом, який відрізняється тим, що поверхня анода виконана водопроникною і містить мінімум одну пару катодів, причому їхні робочі закінчення розташовані поза порожниною анода, при цьому вісь, на якій розташовані катоди, й вісь, на якій розташовані патрубки, паралельні. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить дві пари катодів. 2 UA 85753 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