EA013479B1 - Способ получения тепловой энергии - Google Patents
Способ получения тепловой энергии Download PDFInfo
- Publication number
- EA013479B1 EA013479B1 EA200800745A EA200800745A EA013479B1 EA 013479 B1 EA013479 B1 EA 013479B1 EA 200800745 A EA200800745 A EA 200800745A EA 200800745 A EA200800745 A EA 200800745A EA 013479 B1 EA013479 B1 EA 013479B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cathode
- plasma
- frequency
- plasma arc
- energy
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 14
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 10
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 6
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical group [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical group [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 125000004431 deuterium atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B3/00—Low temperature nuclear fusion reactors, e.g. alleged cold fusion reactors
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B3/00—Low temperature nuclear fusion reactors, e.g. alleged cold fusion reactors
- G21B3/002—Fusion by absorption in a matrix
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения тепловой энергии с помощью плазменной дуги между катодом и анодом, легкий исходный материал, подходящий для процессов синтеза ядер, переводится в плазменное состояние при подаче электроэнергии. Катод изготовлен из металла, который подходит для того, чтобы частицы, образовавшиеся в плазме, диффундировали в решетку металла и в решетке металла происходил процесс синтеза ядер. Изобретение обеспечивает высокую эффективность для соответствующих систем. Указанный способ может использоваться везде, где используется расщепляющееся, и/или возобновляемое, и/или химическое топливо с целью непосредственного использования тепловой энергии или ее преобразования.
Description
Изобретение относится к способу получения тепловой энергии, в котором с помощью подачи электрической энергии легкий исходный материал, подходящий для процессов синтеза ядер, диссоциирует, ионизируется и затем индуцируется синтез.
Способ создания факела посредством плазменной дуги, в котором водяной пар диссоциирует на водород и кислород за счет подачи электроэнергии и водород затем ионизируется, известен из ЕР 0919317 А1 и применяется для термической обработки металлов. С помощью этого способа водяной пар вводится через сопла в электродную камеру, где возникает плазменная дуга за счет подачи электрической энергии. В приборе серийного производства, основанном на этом способе, плазменная горелка в форме пистолета запитывается электрической энергией при помощи устройства электропитания, которое может работать от стандартного напряжения сети. Внутри трубки горелки возникает электрическая дуга между анодным соплом и катодом, которая преобразовывает воду в этом месте сначала в парообразное состояние, а затем в состояние плазмы. В этом процессе молекулы воды диссоциируют, и компоненты ионизируются и испускаются в виде плазменного пучка из форсунки горелки под давлением, созданным естественным образом. С помощью такого плазменного пучка металл можно резать, сваривать, паять и подвергать различного рода термической обработке. В принципе, это устройство подходит для обработки любого негорючего материала, включая нержавеющую и высоколегированную сталь, алюминий, титан, кирпич, бетон, керамику благодаря достоинствам лазерного луча.
В ЕР 463089 В1 описывается так называемый холодный ядерный синтез, при котором посредством электролиза атомы дейтерия вводятся в вещество, решетка которого имеет кристаллическую структуру, причем в результате холодного синтеза выделяется избыточное тепло посредством ядерного синтеза в кристаллической структуре без разрушения решетки вещества. В нем описаны физические процессы касательно различных исходных материалов и реактивных материалов применительно к электролизу. Описанные там процессы были проанализированы с научной точки зрения в прошлом и поэтому являются частью научных знаний специалистов в данной области.
Тем временем на базе этого предложения было проведено много экспериментов и выдвинуто много предложений, но насколько можно установить, до настоящего времени ни одно из них не могло быть реализовано в качестве замены обычных жизненно необходимых населению носителей энергии, таких как газ, нефть, уголь или уран, используемых при производстве энергии, будь это прямое производство тепла, электрической энергии или механической энергии. Это действительное положение дел как для систем в масштабах промышленного производства, так и для систем бытового назначения.
Таким образом, данное изобретение предлагает способ для решения этой проблемы, который предоставляет возможность производить избыточное тепло даже в малогабаритном блоке путем использования холодного ядерного синтеза.
В соответствии с изобретением эта проблема решается с помощью способа, охарактеризованного в основном пункте формулы изобретения. Дополнительные предпочтительные варианты реализации изобретения описаны в зависимых пунктах.
В соответствии с изобретением для получения тепловой энергии используется плазменная дуга (с переключаемой полярностью), находящаяся между катодом и анодом, в которой подходящие легкие исходные материалы, способные к осуществлению процессов синтеза, переводятся в состояние плазмы при подаче электроэнергии. Для этого используется катод, выполненный из металла, который дает возможность частицам, образованным в плазме, рассеиваться, а также дает возможность протекания процесса синтеза в металлической решетке.
Плазменная дуга между электродами обычно поддерживается за счет электроэнергии. Плазменная дуга поддерживается в среде, состоящей из материала, который содержит исходные материалы, необходимые для ядерного синтеза, например водород, дейтерий или атомы трития или их ионы, а также атомы и ионы лития. В качестве исходного вещества может быть использована простая вода с ее естественными изотопами или с целью увеличения эффективности тяжелая вода, вода, насыщенная дейтерием, вода, содержащая тритий, и/или их смесь с обычной водой. Необходимый легкий исходный материал может быть в твердом, жидком или газообразном состоянии и затем помещен вблизи плазменной дуги. Находясь в газообразном состоянии, он может вводиться непосредственно; жидкое состояние требует промежуточной стадии парообразования, например, непосредственно за счет тепла плазменной дуги. В плазменной дуге эти частицы переходят в состояние плазмы под действием тока выше 3 А, и их количество является достаточным, чтобы обеспечить соответствующий (Н+, Ό+, Т'. Ь1+,..., но не О+ или Ν') ионный поток в направлении катода. Можно ожидать, что после прохождения катодного падения потенциала ионы будут ударяться о катод с определенной ударной энергией и концентрация ионов на катоде будет очень высокая.
Вообще, чтобы реализовать получение избыточного тепла, катод изготавливается из материала, имеющего металлическую решетку, которая обеспечивает возможность осуществления процесса ядерного синтеза. Катод может полностью состоять из этого материала или может быть только нанесен в виде покрытия. Материалы, которые подходят для этого, являются, в принципе, металлами из группы 11Х и группы IV А Периодической системы и их сплавами. В частности, к ним относятся палладий, железо, кобальт, никель, рутений, родий, осмий, иридий, титан, цирконий, гафний и их сплавы. Частицы, дви
- 1 013479 жущиеся по направлению к катоду, диссоциируют в решетку материала катода, где они обеспечивают процесс синтеза ядер, описанный в литературе, в это время выделяется избыточное тепло. Это избыточное тепло может отводиться разнообразными способами, известными специалистам; простейшим из них является, например, отведение тепла с помощью жидкой среды таким образом, что это тепло может затем быть преобразовано напрямую или косвенно многими различными способами в другую форму энергии, например электрическую или механическую.
Палладий зарекомендовал себя наиболее предпочтительным материалом для катода, который особенно хорошо подходит благодаря высокому уровню работы выхода электронов, который составляет 5,6 эВ, по сравнению с другими перечисленными выше материалами. Посредством соответствующего охлаждения катода намного проще предотвратить электронный поток по плазменной дуге, создаваемый теплом, которое вырабатывается на катоде, так как этот электронный поток не участвует в какой-либо мере в процессе образования тепла или даже мешает ему, поскольку тогда не формируется или ослабляется требуемый поток частиц в направлении катода для инициирования ядерного синтеза в катоде. Чтобы достигнуть подобного результата при использовании других материалов с более низким уровнем работы выхода электронов, необходимо предпринять значительные усилия для большего охлаждения, чтобы предотвратить или минимизировать нежелательный поток электронов от катода.
Форма и размер катода так же, как и плотность протекающего через него тока, определяют количество тепла, которое может быть выработано в металле при данном электрическом потенциале. Анод также может иметь покрытие или быть выполненным из одного из вышеупомянутых материалов, но возможно использование для этого любого электропроводящего материала, такого как платина, никель, углерод или медь, которые сами не взаимодействуют с компонентами процесса, чтобы предотвратить образование нежелательных реакций. Желательна такая конфигурация анода, которая способствует взаимодействию плазмы с катодом на большей площади.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации плазма «заряжается» импульсами тока. Эти импульсы тока воздействуют или вместо постоянного тока, или дополнительно к постоянному току и производят эффект короткого резкого повышения тока и, следовательно, температуры в плазменной дуге так, что образуется большее количество желаемых частиц, чем осуществляется поток частиц в направлении катода, упомянутого выше, в той мере, чтобы затем осуществить ядерный синтез с катодным материалом, в результате чего вырабатывается больше тепловой энергии, чем необходимо для работы плазменной дуги. В зависимости от токов, при которых существует плазменная дуга, ширина импульсов может находиться в диапазоне от микросекунд до секунд. В случае применения палладия, например, импульсы тока могут иметь величину 60 А в течение короткого периода времени, например 1 мкс, чтобы получить требуемую температуру. В зависимости от тока и ширины импульса могут быть образованы многие изотопы ионов водорода (Н+, Ό+,Τ+ ...) или другие соответствующие ионы (Εί+), которые в дальнейшем могут использоваться в процессе синтеза; конечно, ток необходимо выбирать таким образом, чтобы материал катода не разрушался. Эти импульсы тока вызывают тройной эффект: вопервых, быстрое нагревание, упомянутое выше, для образования частиц Ό+, Τ+; во-вторых, защиту от перегрева термически медленно реагирующего материала катода, вызванного нежелательным потоком электронов; и, в-третьих, рост процессов синтеза, поскольку они особенно эффективны в кристалле палладия при высоких токах, быстрое изменение тока и вследствие этого быстрое (в диапазоне микросекунд) изменение потенциала в твердом теле и в плазме.
В соответствии с другим вариантом реализации способа плазменная дуга может поддерживаться вместо постоянного тока большим числом импульсов тока в единицу времени. Для осуществления этой операции без постоянного рабочего напряжения частота должна быть достаточно высокой, чтобы плазма дугового разряда получила следующий импульс уже во время послесвечения от предшествующего импульса.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации импульсы тока генерируются с помощью источника высокого напряжения, который заряжает конденсатор, и управляемого искрового промежутка; предпочтительным является применение конденсатора емкостью, достаточной для поддержания необходимых минимальных токов в пределах минимальной ширины импульсов.
Кроме того, предпочтительно, если дополнительная энергия в виде высокочастотной (НР) энергии накладывается на плазменную дугу. Если НР вводится при частоте ионной плазмы ωρι (1=Н+, Ό+, Т') рассматриваемых водородных изотопов или других изотопов, подходящих для синтеза, то имеется возможность увеличить их энергию управляемым способом, чтобы успешно оказывать воздействие на процесс синтеза. Если частота ωΗΡ прикладываемого поля высокой частоты НР выбрана ниже рассматриваемой частоты ωρι ионной плазмы, то имеется возможность создания между плазмой и поверхностью катода высокочастотного НР пограничного слоя, в котором осуществляется активное ионное бомбардирование поверхности палладиевого катода с энергией ионов от нескольких 100 до возможно 1000 эВ, что усиливает процесс синтеза. Изменение потенциала при высокочастотном пилообразном режиме плазменной горелки также применимо для создания пограничного слоя.
Процессы синтеза особенно эффективны, если последовательность ударов высокоэнергетических
- 2 013479 ионов изотопов водорода и быстрое изменение потенциала (как в твердом теле, так и в плазме) в микросекундном диапазоне мкс находятся в определенной временной взаимозависимости, особенно, если эти явления происходят практически одновременно.
В соответствии с другим вариантом реализации катод, предпочтительно выполненный из палладия, сначала может последовательно насыщаться определенным изотопом водорода и затем бомбардироваться другим изотопом, который подходит для ядерного синтеза, чтобы специально вызвать определенные реакции, например Ό-Ό, Ό-Τ.
В этом предпочтительном варианте реализации изобретения материал катода охлаждают. Это может осуществляться соответствующим охлаждением материала, нанесенного только на поверхность, или охлаждением катода в целом. Например, катод может быть охлажден за счет исходного материала, который затем будет испаряться и превращаться в плазму. Более того, возможно также активное охлаждение катода и различные способы введения исходных материалов в плазму. Процесс ядерного синтеза становится особенно эффективным, если поддерживаются низкие оптимальные температуры катода. Предпочтительно, чтобы условия для потока электронов из материала катода выбирались так, чтобы поток электронов был минимален. Это может достигаться посредством выбора соответствующих материалов, предпочтительно палладия или других материалов, подходящих для ядерного синтеза, с максимальной работой выхода электронов и с соответствующим охлаждением.
Как указано выше, отвод избыточной энергии может выполняться разнообразными способами, известными специалистам. Единственный чертеж представляет принципиальную схему системы для выполнения процесса, в котором избыточная энергия выводится в виде пламени. Для этого соответствующую среду, например водяной пар, помещают в камеру сгорания 1 с анодом 3 и катодом 4, которые отделены друг от друга посредством изоляционного материала 9. Общеизвестно из литературы, что для стабилизации плазменной дуги водяной пар должен быть введен в камеру сгорания 1 с закручиванием. Анод 3 имеет сопло 2 для выхода пламени, образованного плазменной дугой 10. Конструктивное исполнение выходного сопла можно подобрать исходя из соответствующего применения (например, сопло Лаваля). Электроды соединены с управляющим источником питания 5, который обеспечивает необходимой энергией плазменную дугу в стандартном режиме работы. Параллельно управляющему источнику питания 5 через искровой промежуток 6 подключаются конденсатор или батарея 7 конденсаторов и высоковольтный источник питания 8.
Способ согласно данному изобретению был опробован с помощью выпускаемого аппарата (Ми1Дρΐαζ 2500) компании Μιιΐΐίρίαζ АС, который представляет собой прибор для тепловой обработки, подобный описанному выше. В этом приборе используется вода и плазменная дуга поддерживается посредством пилообразного напряжения (пилообразное напряжение частично постоянного тока приблизительно 150 В с максимумом 250 В, частота приблизительно 25 кГц, максимальное значение выходного тока приблизительно 8-10 А). Благодаря подсоединению высоковольтного источника питания 8, который заряжает конденсатор 7 с емкостью 1 μΡ. генерируются импульсы тока дополнительно к рабочему напряжению через управляемый искровой промежуток 6, что приводит к образованию импульса тока с подходящим током в плазме, например 60 А в катоде с палладием, и длительностью приблизительно 1-2 мкс. Это позволяет производить значительно более высокую выходную энергию, чем было необходимо для генерации плазмы.
Благодаря данному способу имеется возможность рентабельного производства тепла. Данный способ может применяться везде, где на данный момент используются ископаемые, и/или возобновляемые, и/или химические виды топлива, для того, чтобы применять тепловую энергию непосредственно или путем преобразования в другие формы полезной энергии (механическая энергия, электрическая энергия).
Claims (8)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ получения тепловой энергии, включающий использование камеры сгорания (1) с анодом (3) и катодом (4), в которой катод выполнен из металлического материала, металлическая решетка которого подходит для осуществления процесса синтеза, формирование в камере сгорания (1) газообразной атмосферы, содержащей исходные материалы, требующиеся для ядерного синтеза, отличающийся тем, что генерируют плазменную дугу (10) между электродами (3, 4), инициируют высокочастотные изменения потенциалов, напряжений и токов снаружи и/или внутри плазмы и материала катода предпочтительно в микросекундном диапазоне, при этом для выхода из камеры пламени, создаваемого плазменной дугой (10), используют анод (3), в котором выполнено выходное сопло (2).
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения требуемого состояния плазмы используют ток величиной больше или равной 3 А.
- 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что величина тока в импульсах и ширина используемых импульсов являются достаточными для поддержания условий в отношении температуры и плотности, необходимых для генерирования частиц в плазме в течение достаточного периода времени.
- 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что плазменная дуга функцио- 3 013479 нирует при достаточно большой частоте импульсов тока.
- 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что импульсы тока генерируются посредством высоковольтного источника питания, который заряжает конденсатор, и управляемого искрового промежутка.
- 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в плазменную дугу вводят дополнительную энергию в виде высокочастотной энергии, предпочтительно на частоте ионной плазменной частоты или ниже.
- 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что катод, предпочтительно палладиевый, последовательно насыщают определенным изотопом водорода и затем бомбардируют другим изотопом, который подходит для синтеза ядер.
- 8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что условия для электронного потока от катодного материала выбирают так, чтобы уменьшить электронный поток до минимума.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP05019473 | 2005-09-07 | ||
| PCT/EP2006/007882 WO2007028471A2 (de) | 2005-09-07 | 2006-08-09 | Verfahren zur erzeugung von wärmeenergie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200800745A1 EA200800745A1 (ru) | 2008-10-30 |
| EA013479B1 true EA013479B1 (ru) | 2010-04-30 |
Family
ID=37836184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200800745A EA013479B1 (ru) | 2005-09-07 | 2006-08-09 | Способ получения тепловой энергии |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8129656B2 (ru) |
| EP (1) | EP1924387B1 (ru) |
| JP (1) | JP2009509130A (ru) |
| KR (1) | KR20080057257A (ru) |
| CN (1) | CN101563182B (ru) |
| AT (1) | ATE520492T1 (ru) |
| AU (1) | AU2006289456B2 (ru) |
| CA (1) | CA2621914C (ru) |
| CY (1) | CY1112040T1 (ru) |
| DK (1) | DK1924387T3 (ru) |
| EA (1) | EA013479B1 (ru) |
| ES (1) | ES2371662T3 (ru) |
| IL (1) | IL189815A (ru) |
| PL (1) | PL1924387T3 (ru) |
| PT (1) | PT1924387E (ru) |
| SI (1) | SI1924387T1 (ru) |
| UA (1) | UA92363C2 (ru) |
| WO (1) | WO2007028471A2 (ru) |
| ZA (1) | ZA200802904B (ru) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010096080A1 (en) * | 2008-08-02 | 2010-08-26 | Russell John L Jr | Low-energy-nuclear-reaction based energy source |
| US8436271B2 (en) * | 2010-04-14 | 2013-05-07 | Baruch Boris Gutman | Thermal nucleus fusion torch method |
| US20130044847A1 (en) * | 2011-07-12 | 2013-02-21 | Dan Steinberg | Apparatus and Method for Low Energy Nuclear Reactions |
| US9540960B2 (en) | 2012-03-29 | 2017-01-10 | Lenr Cars Sarl | Low energy nuclear thermoelectric system |
| US10475980B2 (en) | 2012-03-29 | 2019-11-12 | Lenr Cars Sa | Thermoelectric vehicle system |
| US10480084B1 (en) | 2016-03-03 | 2019-11-19 | Marathon Systems, Inc. | Modular cooling chamber for manifold of gaseous electrolysis apparatus with helium permeable element therefor |
| JP2021073651A (ja) * | 2021-01-14 | 2021-05-13 | ブリリアント ライト パワー インコーポレーティド | パワー発生システム及び同システムに関する方法 |
| CN115183268A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-10-14 | 领航国创等离子技术研究院(北京)有限公司 | 一种用于化石燃料核能化学能复合燃烧的驱动方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0393465A2 (en) * | 1989-04-20 | 1990-10-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for producing plasma nuclear fusion |
| EP0919317A1 (en) * | 1996-07-11 | 1999-06-02 | Alexandr Ivanovich Apunevich | Method for the plasmic arc-welding of metals |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3946381A (en) * | 1972-06-05 | 1976-03-23 | National Science Foundation | Graphic system apparatus utilizing plasma display/memory devices with direct electrical read-out |
| US3906398A (en) * | 1973-12-03 | 1975-09-16 | Nasa | Inert gas metallic vapor laser |
| DE2645032A1 (de) * | 1976-10-06 | 1978-04-13 | Zeiss Carl Fa | Anordnung zum schutz des targets einer roehre zur bilderzeugung vor schaedlich hohen lokalen stromdichten |
| US4916273A (en) * | 1987-03-11 | 1990-04-10 | Browning James A | High-velocity controlled-temperature plasma spray method |
| BR9007219A (pt) | 1989-03-13 | 1992-02-18 | Univ Utah | Metodo e aparelho para geracao de energia |
| SE465443B (sv) * | 1989-05-19 | 1991-09-09 | Teknisk Utveckling Ehr Ab | Saett och anordning foer utvinning av fusionsenergi |
| EP0568118B1 (en) * | 1989-08-04 | 1997-02-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for storing hydrogen, apparatus and method for generating heat energy, using the process |
| JPH03215785A (ja) * | 1990-01-19 | 1991-09-20 | Canon Inc | 核融合法による熱エネルギー出力装置 |
| JPH03215786A (ja) * | 1990-01-19 | 1991-09-20 | Canon Inc | ソーラ・フュージョン装置 |
| WO1993009261A1 (en) * | 1991-11-01 | 1993-05-13 | Opa (Overseas Publishers Association) | Methods and apparatus for treating a work surface |
| GB2308006B (en) * | 1994-07-21 | 1998-07-22 | Gregory Lowell Millspaugh | Method of and system for controlling energy including in fusion |
| WO1998019817A1 (en) * | 1996-11-01 | 1998-05-14 | Miley George H | Plasma jet source using an inertial electrostatic confinement discharge plasma |
| US6255618B1 (en) * | 1997-02-05 | 2001-07-03 | Komatsu Ltd. | Method and apparatus for spot welding a work having a plurality of welding materials placed on top of each other by boring a hole to release vapors |
| US6213049B1 (en) * | 1997-06-26 | 2001-04-10 | General Electric Company | Nozzle-injector for arc plasma deposition apparatus |
| CA2347851A1 (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-04 | Davies, Caroline Jane | Energy generation |
| US20060088138A1 (en) * | 2004-04-07 | 2006-04-27 | Andre Jouanneau | Method and apparatus for the generation and the utilization of plasma solid |
| US8622735B2 (en) * | 2005-06-17 | 2014-01-07 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Boost devices and methods of using them |
-
2006
- 2006-08-09 SI SI200631172T patent/SI1924387T1/sl unknown
- 2006-08-09 CN CN2006800325365A patent/CN101563182B/zh active Active
- 2006-08-09 ES ES06763022T patent/ES2371662T3/es active Active
- 2006-08-09 UA UAA200804281A patent/UA92363C2/ru unknown
- 2006-08-09 CA CA2621914A patent/CA2621914C/en active Active
- 2006-08-09 KR KR1020087008169A patent/KR20080057257A/ko not_active Application Discontinuation
- 2006-08-09 US US12/065,748 patent/US8129656B2/en active Active
- 2006-08-09 AU AU2006289456A patent/AU2006289456B2/en active Active
- 2006-08-09 DK DK06763022.8T patent/DK1924387T3/da active
- 2006-08-09 AT AT06763022T patent/ATE520492T1/de active
- 2006-08-09 PL PL06763022T patent/PL1924387T3/pl unknown
- 2006-08-09 WO PCT/EP2006/007882 patent/WO2007028471A2/de active Application Filing
- 2006-08-09 EP EP06763022A patent/EP1924387B1/de active Active
- 2006-08-09 EA EA200800745A patent/EA013479B1/ru active IP Right Revival
- 2006-08-09 JP JP2008529488A patent/JP2009509130A/ja active Pending
- 2006-08-09 PT PT06763022T patent/PT1924387E/pt unknown
-
2008
- 2008-02-28 IL IL189815A patent/IL189815A/en active IP Right Grant
- 2008-04-01 ZA ZA200802904A patent/ZA200802904B/xx unknown
-
2011
- 2011-11-16 CY CY20111101100T patent/CY1112040T1/el unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0393465A2 (en) * | 1989-04-20 | 1990-10-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for producing plasma nuclear fusion |
| EP0919317A1 (en) * | 1996-07-11 | 1999-06-02 | Alexandr Ivanovich Apunevich | Method for the plasmic arc-welding of metals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2621914A1 (en) | 2007-03-15 |
| DK1924387T3 (da) | 2011-11-28 |
| CN101563182B (zh) | 2012-08-15 |
| EA200800745A1 (ru) | 2008-10-30 |
| IL189815A0 (en) | 2008-08-07 |
| AU2006289456A1 (en) | 2007-03-15 |
| WO2007028471A3 (de) | 2007-06-28 |
| EP1924387B1 (de) | 2011-08-17 |
| PT1924387E (pt) | 2011-11-25 |
| ES2371662T3 (es) | 2012-01-05 |
| CN101563182A (zh) | 2009-10-21 |
| US8129656B2 (en) | 2012-03-06 |
| EP1924387A2 (de) | 2008-05-28 |
| SI1924387T1 (sl) | 2012-03-30 |
| IL189815A (en) | 2011-11-30 |
| JP2009509130A (ja) | 2009-03-05 |
| CA2621914C (en) | 2013-10-22 |
| WO2007028471A2 (de) | 2007-03-15 |
| KR20080057257A (ko) | 2008-06-24 |
| ZA200802904B (en) | 2009-02-25 |
| AU2006289456B2 (en) | 2010-09-02 |
| US20090206064A1 (en) | 2009-08-20 |
| UA92363C2 (ru) | 2010-10-25 |
| PL1924387T3 (pl) | 2012-01-31 |
| ATE520492T1 (de) | 2011-09-15 |
| CY1112040T1 (el) | 2015-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA013479B1 (ru) | Способ получения тепловой энергии | |
| Wang et al. | Mode transition and plasma characteristics of nanosecond pulse gas–liquid discharge: effect of grounding configuration | |
| Mao et al. | Research on the time-delay characteristics of the laser-triggered vacuum switch | |
| EP0414399B1 (en) | Process and apparatus for storing hydrogen and generating heat energy | |
| JP3637039B2 (ja) | 水素ガスの発生方法および水素ガス発生装置 | |
| Belchenko et al. | Negative ion surface-plasma source development for fusion in Novosibirsk | |
| JP2023549986A (ja) | 非中性子性核融合プラズマ反応器および発電機 | |
| CN109778216B (zh) | 一种利用太阳光诱导水电离制氢的方法及装置 | |
| US20060226001A1 (en) | Heat and electromagnetic wave generator | |
| Li et al. | Generation of a diffuse brush-shaped plasma plume using a dielectric barrier discharge at atmospheric pressure | |
| RU2362277C1 (ru) | Способ генерации нейтронных импульсов | |
| RU2601961C1 (ru) | Универсальная нейтронная трубка с электротермическими инжекторами рабочего газа | |
| RU2738744C1 (ru) | Способ получения тепловой и электрической энергии и устройство для его реализации | |
| Rutberg et al. | Multiphase electric-arc AC plasma generators for plasma technologies | |
| KR20060019670A (ko) | 다공성 유전체를 이용한 브라운 가스 발생 장치 및 방법 | |
| JP2005319413A (ja) | 化学分解・反応方法 | |
| RU2167958C2 (ru) | Устройство для получения тепловой энергии, водорода и кислорода | |
| Sokolov | X-ray Analysis of a Pulsed Diaphragmed Discharge in an Electrolyte | |
| Sorokin et al. | Plasma-processing reactor for the production and treatment of nanoscale structures for nanoelectronics | |
| 강구진 et al. | Hydrogen Generation by Electrical Discharge across Water-Vapor Interface | |
| Vanek et al. | Production of negative ions in an alkali hydride arc | |
| Safronov et al. | POWERFUL ALTERNATING CURRENT PLASMA TORCHES FOR PLASMA TECHNOLOGIES | |
| RU2152647C1 (ru) | Способ осуществления реакции управляемого ядерного синтеза | |
| Ayrton | 5 DC Discharge | |
| Vikharev et al. | Freon destruction in the decaying plasma of nanosecond microwave discharge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ KG MD TJ TM |
|
| NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): KZ MD TJ TM |