RU134075U1 - Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии - Google Patents
Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU134075U1 RU134075U1 RU2013128722/05U RU2013128722U RU134075U1 RU 134075 U1 RU134075 U1 RU 134075U1 RU 2013128722/05 U RU2013128722/05 U RU 2013128722/05U RU 2013128722 U RU2013128722 U RU 2013128722U RU 134075 U1 RU134075 U1 RU 134075U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- energy conversion
- catalyst
- thermochemical decomposition
- steam
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 10
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 17
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920001967 Metal rubber Polymers 0.000 description 1
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000004851 dishwashing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
1. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии, содержащее модуль нагрева и модуль парогенератора, имеющий емкость и катализатор, отличающееся тем, что оно содержит два катализатора: катализатор-испаритель и катализатор-воспламенитель, а также модуль подготовки воды, подсоединенный к парогенератору.2. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что модуль подготовки воды содержит емкость с активированной водой, структуризатор воды и кран-регулятор подачи воды.3. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что модуль парогенератора содержит прочную емкость с днищем в нижней части и коническим концентратором пара в верхней части, катализатор-испаритель, уложенный на днище, регулятор-клапан пара на выходе из конического концентратора пара, по меньшей мере, один подводящий патрубок, на конце которого установлена, по меньшей мере, одна паровая форсунка, расположенная под днищем и против катализатора-воспламенителя.4. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что модуль нагрева выполнен в виде устройства подачи пускового топлива.5. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.4, отличающееся тем, что устройство подачи пускового топлива содержит топливную емкость с топливопроводом, кран-регулятор топлива и основную горелку, ось которой направлена на катализатор-воспламенитель.6. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что моду�
Description
Полезная модель относится к энергетическим установкам с применением термохимического разложения воды на кислород и водород с последующим сжиганием полученного водорода и получением других видов энергии: механической или электрической.
Известно устройство для разложения воды на водород и кислород по патенту РФ на изобретение №2232829, МПК C25B 1/04, опубл. 20.07.2004 г.
Изобретение относится к физико-химическим технологиям получения водорода и кислорода. Устройство имеет цилиндрический корпус, изготовленный из диэлектрического материала, межэлектродную камеру, катод с конической наружной поверхностью с нижним патрубком и осевым отверстием для подачи раствора, анод с конической внутренней поверхностью с верхним патрубком и осевым отверстием для выхода газов. В корпус вставлены полые электроды конической формы с осевыми отверстиями, имеющими диаметр, постепенно увеличивающийся в направлении от катода к аноду. Электроды изолированы друг от друга уплотнительными диэлектрическими кольцами. Технический эффект - получение водорода и кислорода низкоамперным электролитическим разложением воды, уменьшение энергетических затрат.
Недостаток: устройство не может быть использовано для преобразования энергии.
Известно устройство для получения энергии по патенту РФ на полезную модель №1085, МПК F01B 23/10, опубл. 15.11.1995 г., содержащее электролизер, генератор Пелье, а также двигатель внутреннего сгорания и паровую турбину, соединенные с валами электрогенераторов, отличающееся тем, что входы двигателя внутреннего сгорания подключены к электролизеру, выход его - к входу паровой турбины, выход которой связан с входом генератора Пелье, выход которого соединен с входом электролизера, причем электролизер заполнен водой, в которой растворен катализатор реакции разложения воды на кислород и водород, например едкий натрий или сернокислый натрий, при этом все генераторы электроэнергии соединены в общую электрическую цепь, к которой подсоединяется полезная нагрузка, например аккумулятор.
Недостаток сложность схемы преобразования энергии.
Известно устройство для реализации способов получения водорода термохимическим разложением воды по патенту РФ на изобретение №1699062, МПК B01G 7/00, опубл. 27.02.1996 г. Оно позволяет интенсифицировать процесс получения водорода и повысить его производительность, снизить его энергоемкость, создать экологически чистую технологию, а также расширить функциональные возможности установки при упрощении ее, а также расширить функциональные возможности установки при упрощении ее технологической схемы. Установка содержит, установленные в соответствии с технологической схемой процесса бункеры для металла и углерода, емкости с водой и угарным газом, теплогенератор и соединенные с теплогенератором реактор окисления и реактор восстановления, связанные между собой транспортной системой, причем реактор восстановления выполнен из двух отдельных реакторов восстановления соответственно окиси и закиси металла, где реактор восстановления окиси металла построен по принципу реактора виброкипящего слоя, а реактор восстановления закиси металла снабжен встроенным в общую транспортную цепь спиральным вибрирующим лотком с тепловодом в виде тепловой трубки, находящейся в непосредственном тепловом контакте с теплоносителем теплового аккумулятора, в корпус которого вмонтирована обмотка электромагнитного индуктора, питаемого от генератора тока высокой частоты. Резервуар-хранилище готового продукта-водорода заполнен материалом вакуумного химического поглотителя водорода, в качестве которого взят коллоидный палладий.
Признаки, общие с прототипом: модуль пускового топлива и модуль парогенератора, имеющий катализатор.
Известно устройство по патенту РФ на изобретение №2040328, МПК B01J 7/00, опубл. 25.07.1005 г., прототип.
Это изобретение относится к химической технологии и энергетике, в частности к оборудованию для реализации способов получения водорода термохимическим разложением воды, и может быть использовано, например, для обеспечения высококалорийным топливом силовых установок ледоколов. Установка содержит установленные в соответствии с технологической схемой процесса бункер с исходным компонентом, емкость для воды, емкость для хранения готового продукта (водорода), теплогенератор для обеспечения соответсвующих температурных режимов термохимических циклов, соединенные с теплогенератором тепловодами реактор окисления и реактор восстановления, связанные между собой системой транспортирования исходных компонентов, промежуточных продуктов термохимических циклов и готового продукта с запорно-регулирующей арматурой, а также емкость для катализатора (иода) и емкость для хранения кислорода. При этом реактор окисления выполнен с перемешивающим устройством в виде установленных на кинематически связанных с вибратором штоках, размещенных в зоне жидкой фазы реактора поршня и набора перфорированных тарелок. Реактор восстановления выполнен из установленных со смещением вверх в вертикальной плоскости относительно реактора окисления в виде нисходящей ступени двух вертикальных колонн.
Недостатки низкий КПД устройства и его конструктивная сложность и опасность в обслуживании в связи с хранением и применением концентрированного водорода.
Задачи создания полезной модели, совпадающие с техническим результатом, состоят в повышении КПД установки и уменьшении расхода топлива.
Решение указанных задач достигнуто в устройстве для термохимического разложения воды и преобразования энергии, содержащее модуль нагрева и модуль парогенератора, имеющий емкость и катализатор, тем, что согласно полезной модели оно содержит модуль подготовки воды, подсоединенный к парогенератору. Модуль подготовки воды может содержать емкость с активированной водой, структуризатор воды и кран-регулятор подачи воды. Модуль парогенератора может содержать прочную емкость с днищем в нижней части и коническим концентратором пара в верхней части, катализатор-испаритель, уложенный на днище, регулятор-клапан пара на выходе из конического концентратора пара, по меньшей мере, один подводящий патрубок, на конце которого установлена по меньшей мере, одна форсунка, расположенная под днищем и против катализатора. Модуль нагрева может быть выполнен в виде устройства подачи пускового топлива. Устройство подачи пускового топлива может содержать топливную емкость с топливопроводом, кран-регулятор топлива и основную горелку, ось которой направлена на катализатор-испаритель.. Модуль нагрева может быть выполнен в виде системы индукционного нагрева. Система индукционного нагрева может содержать индуктивную катушку, размещенную снаружи или внутри емкости парогенератора и высокочастотный преобразователь напряжения, электрический по выходу присоединенный к данной индуктивной катушке. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии может содержать паровую турбину, на общем валу с которой установлен электрогенератор. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии может содержать блок управления, соединенный электрическими связями с кран-регулятором подачи воды, кран регулятором топлива и регулятор - клапаном пара. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии может содержать датчики давления и температуры, установленные в емкости и соединенные электрическими связями с блоком управления.
Катализатор-воспламенитель может быть выполнен в виде чугунной металлической плиты. Катализатор-воспламенитель может быть установлен против паровой форсунки. Катализатор-испаритель может быть выполнен из шунгита.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг.1…7, где:
на фиг.1 приведена упрощенная схема устройства,
на фиг.2 приведена полная схема устройства,
на фиг.3 приведена схема устройства с паровой турбиной,
на фиг.4 приведена схема устройства с блоком управления,
на фиг.5 приведена схема устройства с датчиками контроля его работы,
на фиг.6 приведена конструкция форсунки,
на фиг.7 приведена схема установки с индукционной системой нагрева.
Состав основных узлов и элементов устройства превращения воды в топливный газ. Описание устройства в статике.
Устройство термохимического разложения воды и сжигания водорода упрощенно показано на фиг.1 и содержит три основных модуля: модуль подготовки воды 1 и модуль парогенератора 2 модуль нагрева топливного газа 3 соединенные между собой. В модуле парогенератора 2 применено два катализатора: катализатор-испаритель и катализатор-воспламенитель.
Поясним подробнее конструкцию и состав этого устройства (фиг.1…7.)
Модуль подготовки и структурирования воды 1 содержит емкость 4 с активированной водой 5, структуризатор воды 6, дозатор и кран-регулятор подачи воды 7.
Модуль парогенератора 2 предназначен для образования и активирования перегретого водяного пара включает в себя прочную емкость 8 из нержавеющей стали, конический концентратор пара - 9, катализатор-испаритель 10, служащий для ускорения испарения воды и термоионизации пара, с активной зоной термоионизации 11, регулятор-клапан пара 12 и узел подачи и сжигания пара 13.
Катализатор-испаритель 10 выполнен из шунгита и предназначен для инициирования процесса разложения воды на водород и кислород.
Шунгит - это минерал, который содержит очень большое количество элементов, едва ли не всю периодическую таблицу, но основой является его углеродистая основа.
Шунгит - группа твердых углеродистых минеральных веществ, представляющих в главной массе аморфные разновидности углерода, близкие по составу графиту. Химический состав шунгита непостоянен: в среднем содержит 60-70% углерода и 30-40% золы. В золе содержится: 35-50% окиси кремния, 10-25% окиси алюминия, 4-6% окиси калия, 1-5% окиси натрия, 1-4% окиси титана, а также примеси других элементов. Шунгит встречается в сплошных массах черного (с сильным блеском) или графитного серого цвета с раковистым или мелкозернистым изломом. Твердость - по Моосу - 3-4, удельный вес - 1,8-2 г/кв. см (что указывает на значительную пористость. - Авт.). Шунгит представляет собой органическое вещество, концентрировавшееся в древних (допалеозойских) кремнисто-глинистых и карбонатных осадках, впоследствии превращенных процессами метаморфизма в кремнистые сланцы и доломиты.
Узел подачи и сжигания перегретого пара 13 содержит подводящие патрубки 14, паровые форсунки 15 и 16 и массивный металлический катализатор - нагреватель 17, плотно совмещенный с модулем парогенератора 2. Перегретый термоионизированный водяной пар поступает по подводящим патрубкам 14 и направленными струями из паровых форсунок 15 и 16 направлен в пламя 17 основной горелки 18. Прочная емкость 8 содержит днище 19, под которым установлен катализатор-воспламенитель 20. Катализатор-воспламенитель выполнен в виде чугунной металлической плиты. Струи из форсунок 15 и 16 и основной горелки 18 также направлены на поверхность катализатора-воспламенителя 20. Катализатор-воспламенитель 20 предназначен для инициирования процесса горения пара.
Паровые форсунки 14 и 15 имеют регуляторы подачи пара (на фиг.1 не показаны).
Пламя 17 основной горелки 18 направлено на днище 19 емкости 8 и частично на катализатор-воспламенитель 20 для окончательной термоионизации и воспламенения перегретого пара (зоны распыления пара 21 и 22). Катализатор-воспламенитель 20, как уже упоминалось, установлен под днищем 19 (фиг.2) и предназначен для инициирования воспламенения пара..
Модуль нагрева топливного газа 3 может быть выполнен в двух вариантах:
- в виде системы нагрева топливом,
- в виде системы индукционного нагрева.
В первом варианте этот модуль содержит топливную емкость 23, топливопровод 24 и кран-регулятор топлива 25. (фиг.2). Второй вариант описан ниже.
Кроме того, устройство может содержать паровую турбину 26, имеющую общий вал 27, соединенный с электрогенератором 28 (фиг.3) для получения электрической энергии и передачи ее потребителям.
Устройство может содержать блок управления 29, который электрические связями 30 соединен с кран-регуляторами 7, 12 и 25 (фиг.4).
Для контроля работы устройства оно может быть оборудовано датчиком давления 31 и датчиком температуры 32, установленными внутри прочной емкости 8. (фиг.5), которые электрическими связями 30 соединены с блоком управления 29.
Паровые форсунки 15 и 16 имеют сложную конструкцию (фиг.6).
Эта паровая форсунка 15, аналогично 16 (фиг.6) присоединена к концу патрубка 14 и состоит из цилиндрического корпуса 33, в виде полой металлической трубки 34, имеющего сквозной топливный канал 35 и распылительное сопло 36. На цилиндрическом корпусе 34 топливной форсунки 15 размещена диэлектрическая цилиндрическая трубка 37, например в виде фторопластового цилиндра со сквозным отверстием, с диаметром этого отверстия, равным внешнему диаметру сопла топливной форсунки, на торце которого, размещенном за распылительным соплом 36 форсунки укреплен кольцевой электропроводящий электрод 38, с внутренним диаметром отверстия, равным диаметру проходного отверстия сопла 36, для соприкосновения этого кольцевого электрода 38 с топливом. На выходе модернизированной топливной форсунки 15 размещен также полый кольцевой вихревой смеситель 39, имеющий наклонные выходные отверстия в этой полости и сквозное отверстие для прохода электростатически распыленного топлива и тангенциальные вводы 40 в полость смесителя, например, в виде одного или нескольких тангенциальных отверстий в корпусе (показано только одно отверстие), для тангенциального ввода и интенсивного вихревого смешивания различных дополнительных компонентов топливовоздушной смеси, а именно атмосферного воздуха, отходящих горячих газов двигателя, воды пара, внутри этого вихревого смесителя 39, с последующей подачей их в конический патрубок 41, в зону вихревой закрутки основного потока окислителя - воздуха. Причем этот вихревой смеситель 39 может быть конструктивно совмещен с кольцевым электродом 39 - деталь 42. Для простоты чертежа на фиг.6 показан вынесенный отдельный вихревой смеситель 39, который соединен коническим патрубком 41 с впускным отверстием 43 рабочего цилиндра камеры сгорания 44 теплового инжекторного двигателя внутреннего сгорания, показанной упрощенно. В камере сгорания 44 двигателя также размещена штатная электрическая свеча зажигания 45, содержащая центральный электрод 46, электроизолятор 47 и корпус 48 с ввертной частью и боковым электродом 49, электрически соединенного с массой двигателя. Электроды 46, 49 свечи зажигания и электроды 38, 46 электростатического распылителя топлива присоединены соответственно к источникам 50 и 51 знакопостоянного высоковольтного импульсного напряжения к источнику питания, например, к аккумуляторной батарее 52. На фиг.6 также упрощенно показаны корпус 8, зона электростатического распыления топлива 53, зоны интенсивного вихревого смешивания топлива и окислителя 54, зона зажигания 55.
Возможно применение системы индукционного нагрева (фиг.7). В этом случае модуль нагрева 3 может быть выполнен в виде системы индукционного нагрева. Система индукционного нагрева может содержать индуктивную катушку 56, размещенную снаружи или внутри прочной емкости 8 парогенератора и высокочастотный преобразователь напряжения 57, электрический подсоединенный проводами 58 по выходу к данной индуктивной катушке 56.
Вход в индуктивную катушку 56 соединен проводами 59 с электрогенератором 27 или другим источником электроэнергии.
Описание работы устройства
Вначале подготавливают к работе модуль подготовки и подачи структурированной воды 1. Для этого пропускают обычную водопроводную воду через структуризатор воды 6 и наливают ее в емкость 4. При этом в исходном положении кран-регулятор подачи воды 7 закрыт, и воды в емкости 4 нет. Затем открывают кран-регулятор топлива 25 и подают топливо из топливной емкости 23 по топливопроводу 24 в основную топливную горелку 18, где одновременно осуществляют подачу воздуха в нее и производят зажигание.
Пламя 17 от основной топливной горелки 18 за определенное время нагревает докрасна емкость 8 и особенно днище 19 и катализатор-испаритель 10. Затем подают через кран-регулятор подачи воды 7 структурированную воду в емкость 8 с направлением струи на катализатор-испаритель 10. В качестве катализатора - испарителя 10 в самом простом варианте может быть использована «металлорезина» или обычная металлическая сетка для мытья посуды. В исходном положении клапан-регулятор пара 12 закрыт.
Далее, по мере испарения воды, и его нагрева, давление пара в емкости 8 возрастает и с этого момента перегретый, частично ионизированный пар подается через патрубки 14 в паровые форсунки 15 и 16 и дозировано распыляется на нагретую поверхность катализатора-воспламенителя 20, выполненного из металла - чугуна и в само пламя 17. Благодаря воздействию катализатора-воспламенителя 20 и вследствие термической ионизации происходит его частичная диссоциация на Н2 и 02 и превращение в топливный газ, который вспламеняется и начинает гореть. С ростом температуры давления перегретого пара на поверхности катализатора-воспламенителя 20 возрастает концентрация Н2 и повышается теплотворная способность получаемого топливного газа, а также и тепловая мощность от его сгорания на этом катализаторе.
В результате возрастает суммарная теплота сгорания основного топлива от пламени 17 в основной топливной горелке 18, и теплота от сжигания на катализаторе-воспламенитель 20 топливного газа, получаемого от струй пара в зонах распыления пара 21 и 22, подаваемых от форсунок 15 и 16 на катализатор-воспламенитель 20 и в пламя 17. После выхода этой установки на штатный режим работы, краном-регулятором топлива 25 снижают в разы расход топлива, подаваемого в основную топливную горелку 18.
В результате применения воды в качестве топлива и эффективного сгорания образуемого в данном устройстве “водяного газа” возникает многократная экономия топлива (в 10-20 раз). В случае применения эффективных катализаторов горения термоионизированного пара и при идеальной настройке регуляторов в этой теплоэнергетической установке, подачу топлива в основную топливную горелку 18 можно прекратить.
Для интенсификации процесса воспламенения топливного газа, можно электростатически заряжать подаваемый в форсунки 15 и 16 перегретый пар (смесь водяного пара водорода и кислорода), т.е. пропускать его через электрическое поле посредством применения электростатических форсунок Дудышева. (Патент РФ на полезную модель №71732) см. фиг.6.
Если применена схема индукционного подогрева топливной смеси, то включают катушку индуктивности 56 и нагревают днище 19 и катализатор-воспламенитель 20 (фиг.7). Применение полезной модели позволило:
1. Повысить КПД тепловых машин.
2. Уменьшить расход топлива.
3. Обеспечить экологичность процесса.
4. Обеспечить автоматическое управление работой тепловой машиной.
5. Обеспечить безопасность труда обслуживающего персонала за счет использования водорода в низкой концентрации и отсутствия емкостей для его хранения.
Claims (13)
1. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии, содержащее модуль нагрева и модуль парогенератора, имеющий емкость и катализатор, отличающееся тем, что оно содержит два катализатора: катализатор-испаритель и катализатор-воспламенитель, а также модуль подготовки воды, подсоединенный к парогенератору.
2. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что модуль подготовки воды содержит емкость с активированной водой, структуризатор воды и кран-регулятор подачи воды.
3. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что модуль парогенератора содержит прочную емкость с днищем в нижней части и коническим концентратором пара в верхней части, катализатор-испаритель, уложенный на днище, регулятор-клапан пара на выходе из конического концентратора пара, по меньшей мере, один подводящий патрубок, на конце которого установлена, по меньшей мере, одна паровая форсунка, расположенная под днищем и против катализатора-воспламенителя.
4. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что модуль нагрева выполнен в виде устройства подачи пускового топлива.
5. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.4, отличающееся тем, что устройство подачи пускового топлива содержит топливную емкость с топливопроводом, кран-регулятор топлива и основную горелку, ось которой направлена на катализатор-воспламенитель.
6. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что модуль нагрева выполнен в виде системы индукционного нагрева.
7. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что система индукционного нагрева содержит индуктивную катушку, размещенную снаружи или внутри емкости парогенератора и высокочастотный преобразователь напряжения, электрически по выходу присоединенный к данной индуктивной катушке.
8. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что оно содержит паровую турбину, на общем валу с которой установлен электрогенератор.
9. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что оно содержит блок управления, соединенный электрическими связями с кран-регулятором подачи воды, кран регулятором топлива и регулятор - клапаном пара.
10. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.9, отличающееся тем, что оно содержит датчики давления и температуры, установленные в емкости и соединенные электрическими связями с блоком управления.
11. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что катализатор-воспламенитель выполнен в виде чугунной металлической плиты.
12. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.9, отличающееся тем, что катализатор-воспламенитель установлен против паровой форсунки.
13. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что катализатор-испаритель выполнен из шунгита.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013128722/05U RU134075U1 (ru) | 2013-06-24 | 2013-06-24 | Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013128722/05U RU134075U1 (ru) | 2013-06-24 | 2013-06-24 | Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU134075U1 true RU134075U1 (ru) | 2013-11-10 |
Family
ID=49516916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013128722/05U RU134075U1 (ru) | 2013-06-24 | 2013-06-24 | Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU134075U1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549847C1 (ru) * | 2014-04-08 | 2015-04-27 | Александр Сергеевич Артамонов | Термодиссоционный генератор водорода и кислорода |
| RU2645492C2 (ru) * | 2017-04-27 | 2018-02-21 | Геннадий Леонидович Багич | Способ получения водородной воды и устройство для его осуществления |
| RU2728270C1 (ru) * | 2019-07-10 | 2020-07-28 | Николай Иванович Кузин | Устройство для сжигания воды в топке котла |
-
2013
- 2013-06-24 RU RU2013128722/05U patent/RU134075U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549847C1 (ru) * | 2014-04-08 | 2015-04-27 | Александр Сергеевич Артамонов | Термодиссоционный генератор водорода и кислорода |
| RU2645492C2 (ru) * | 2017-04-27 | 2018-02-21 | Геннадий Леонидович Багич | Способ получения водородной воды и устройство для его осуществления |
| RU2728270C1 (ru) * | 2019-07-10 | 2020-07-28 | Николай Иванович Кузин | Устройство для сжигания воды в топке котла |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10196265B2 (en) | Reformer of system preparing hydrogen with an aqueous solution of methanol, system preparing hydrogen with an aqueous solution of methanol, method of preparing hydrogen | |
| KR101005342B1 (ko) | 전기분해를 이용한 물분해 장치 | |
| EP2799523A1 (en) | Externally heated microwave plasma gasifier and synthesis gas production method | |
| CN102802335A (zh) | 内电弧等离子体喷枪 | |
| CN101164865B (zh) | 一种利用等离子体衍射制氢的反应器 | |
| CN202713769U (zh) | 内电弧等离子体喷枪 | |
| RU134075U1 (ru) | Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии | |
| CN113336196A (zh) | 基于微波加热的气化裂解装置及快速制备硫磺气体的方法 | |
| CN102798157A (zh) | 等离子体解水制氢高效节能燃气灶 | |
| CN102020243B (zh) | 一种将水分解为氢氧混合气体燃料的方法 | |
| WO2010132973A1 (ru) | Способ и устройство для получения горючего газа, тепловой энергии, водорода и кислорода | |
| JP2004011980A (ja) | 過熱蒸気の発生装置及びその発生方法 | |
| WO2012040998A1 (zh) | 电弧等离子体喷枪及应用方法 | |
| CN109868160B (zh) | 用于水煤浆气化的等离子体喷嘴、气化炉及气化方法 | |
| Baowei et al. | Steam reforming of dimethyl ether by gliding arc gas discharge plasma for hydrogen production | |
| US20030066750A1 (en) | Electrolytic combustion | |
| CN105244522A (zh) | 一种铝水反应高能系统装置 | |
| US11220643B2 (en) | Hydrogen generation furnace using decomposition of biomass stream | |
| CN109356714A (zh) | 一种利用氢氧混合的爆炸动力装置 | |
| TWI608991B (zh) | 微波產氫方法及其裝置 | |
| CN109237470B (zh) | 一种柱面多孔喷射式的微型液体燃烧器及其燃烧方法 | |
| Nedybaliuk et al. | Plasma-catalytic reforming of liquid hydrocarbons | |
| CN103086324B (zh) | 一种有机液体燃料雾化催化重整装置及方法 | |
| CN106701198A (zh) | 将生物质和垃圾中可燃物转化为液体燃料或气体燃料的工艺 | |
| CN104528638A (zh) | 一种等离子体重整醇类制氢发生器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140625 |