RU134075U1 - DEVICE FOR THERMOCHEMICAL DECOMPOSITION OF WATER AND ENERGY CONVERSION - Google Patents

DEVICE FOR THERMOCHEMICAL DECOMPOSITION OF WATER AND ENERGY CONVERSION Download PDF

Info

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
Application number
RU2013128722/05U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Дмитриевич Дудышев
Original Assignee
Валерий Дмитриевич Дудышев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Дмитриевич Дудышев filed Critical Валерий Дмитриевич Дудышев
Priority to RU2013128722/05U priority Critical patent/RU134075U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU134075U1 publication Critical patent/RU134075U1/en

Links

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�1. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion, comprising a heating module and a steam generator module having a tank and a catalyst, characterized in that it contains two catalysts: an evaporator catalyst and an igniter catalyst, as well as a water preparation module connected to the steam generator. 2. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that the water preparation module comprises a tank with activated water, a water structurizer and a water supply regulator valve. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that the steam generator module contains a strong tank with a bottom in the lower part and a conical steam concentrator in the upper part, an evaporator catalyst installed on the bottom, a steam regulator-valve at the outlet of conical steam concentrator, at least one inlet pipe, at the end of which is installed at least one steam nozzle located under the bottom and against the igniter catalyst. 4. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that the heating module is made in the form of a starting fuel supply device. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 4, characterized in that the starting fuel supply device comprises a fuel tank with a fuel line, a fuel control valve and a main burner, the axis of which is directed to the igniter catalyst. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that the mod

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.The utility model relates to power plants using thermochemical decomposition of water into oxygen and hydrogen, followed by combustion of the resulting hydrogen and other types of energy: mechanical or electrical.

Известно устройство для разложения воды на водород и кислород по патенту РФ на изобретение №2232829, МПК C25B 1/04, опубл. 20.07.2004 г.A device for decomposing water into hydrogen and oxygen according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2232829, IPC C25B 1/04, publ. July 20, 2004

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.The invention relates to physicochemical technologies for the production of hydrogen and oxygen. The device has a cylindrical body made of dielectric material, an interelectrode chamber, a cathode with a conical outer surface with a lower nozzle and an axial hole for supplying a solution, an anode with a conical inner surface with an upper nozzle and an axial hole for gas exit. Conical hollow electrodes with axial holes having a diameter gradually increasing in the direction from the cathode to the anode are inserted into the housing. The electrodes are isolated from each other by sealing dielectric rings. EFFECT: production of hydrogen and oxygen by low-ampere electrolytic decomposition of water, reduction of energy costs.

Недостаток: устройство не может быть использовано для преобразования энергии.Disadvantage: the device cannot be used to convert energy.

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.A device for generating energy according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 1085, IPC F01B 23/10, publ. November 15, 1995, containing an electrolytic cell, a Pellier generator, as well as an internal combustion engine and a steam turbine connected to the shafts of electric generators, characterized in that the inputs of the internal combustion engine are connected to the electrolyzer, its output is to the input of the steam turbine, the output of which is connected to the input of the Pellier generator, the output of which is connected to the input of the electrolyzer, the cell being filled with water, in which the catalyst for the decomposition of water into oxygen and hydrogen, for example sodium hydroxide or sodium sulfate, is dissolved, e power generators are connected to a common electrical circuit to which a payload, such as a battery, is connected.

Недостаток сложность схемы преобразования энергии.The disadvantage is the complexity of the energy conversion scheme.

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.A device for implementing methods for producing hydrogen by thermochemical decomposition of water according to the patent of the Russian Federation for invention No. 1699062, IPC B01G 7/00, publ. 02/27/1996, it allows you to intensify the process of producing hydrogen and increase its productivity, reduce its energy consumption, create environmentally friendly technology, as well as expand the functionality of the installation while simplifying it, as well as expand the functionality of the installation while simplifying its technological scheme. The installation comprises, in accordance with the process flow diagram, bins for metal and carbon, containers with water and carbon monoxide, a heat generator and an oxidation reactor and a reduction reactor connected to the heat generator, connected by a transport system, and the recovery reactor is made up of two separate recovery reactors, respectively metal oxide and nitrous oxide, where the metal oxide reduction reactor is built on the principle of a vibro-boiling layer reactor, and the metal oxide reduction reactor has an integrated circuit in a common transport spiral vibrating tray with heat line in the form of a heat pipe which is in direct thermal contact with the coolant heat accumulator, the housing of which is mounted an electromagnetic inductor coil fed by a generator of high frequency current. The storage tank of the finished hydrogen product is filled with material of a vacuum chemical hydrogen absorber, which is taken as colloidal palladium.

Признаки, общие с прототипом: модуль пускового топлива и модуль парогенератора, имеющий катализатор.Signs common to the prototype: starting fuel module and a steam generator module having a catalyst.

Известно устройство по патенту РФ на изобретение №2040328, МПК B01J 7/00, опубл. 25.07.1005 г., прототип.A device according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2040328, IPC B01J 7/00, publ. 07/25/1005, the prototype.

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.This invention relates to chemical technology and energy, in particular to equipment for implementing methods for producing hydrogen by thermochemical decomposition of water, and can be used, for example, to provide high-calorific fuel power units of icebreakers. The installation contains a hopper with an initial component installed in accordance with the technological scheme of the process, a water tank, a container for storing the finished product (hydrogen), a heat generator to ensure the appropriate temperature regimes of thermochemical cycles, an oxidation reactor and a reduction reactor connected to the heat generator by the system, connected by a system transportation of the starting components, intermediate products of thermochemical cycles and the finished product with shut-off and control valves, as well as a container for the catalyst (iodine) and a container for storing oxygen. In this case, the oxidation reactor is made with a mixing device in the form of rods mounted on kinematically connected to the vibrator rods located in the liquid phase zone of the piston reactor and a set of perforated plates. The recovery reactor is made up of two vertical columns installed downward in a vertical plane relative to the oxidation reactor in the form of a descending stage.

Недостатки низкий КПД устройства и его конструктивная сложность и опасность в обслуживании в связи с хранением и применением концентрированного водорода.Disadvantages: low efficiency of the device and its structural complexity and danger in maintenance in connection with the storage and use of concentrated hydrogen.

Задачи создания полезной модели, совпадающие с техническим результатом, состоят в повышении КПД установки и уменьшении расхода топлива.The tasks of creating a utility model that coincide with the technical result are to increase the efficiency of the installation and reduce fuel consumption.

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.The solution of these problems was achieved in a device for thermochemical decomposition of water and energy conversion, containing a heating module and a steam generator module having a capacity and a catalyst, in that according to a utility model it contains a water treatment module connected to a steam generator. The water preparation module may contain a tank with activated water, a water structurizer and a tap-regulator for water supply. The steam generator module may contain a strong container with a bottom in the lower part and a conical steam concentrator in the upper part, an evaporator catalyst installed on the bottom, a steam regulator-valve at the outlet of the conical steam concentrator, at least one inlet pipe at the end of which at least one nozzle located under the bottom and against the catalyst. The heating module can be made in the form of a starting fuel supply device. The starting fuel supply device may contain a fuel tank with a fuel line, a fuel control valve and a main burner, the axis of which is directed to the catalyst-evaporator. The heating module can be made in the form of an induction heating system. The induction heating system may include an inductive coil located outside or inside the steam generator capacity and a high-frequency voltage converter, connected in output to this inductive coil. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion may contain a steam turbine, on a common shaft with which an electric generator is installed. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion may include a control unit connected by electrical connections to a water supply control valve, a fuel control valve and a steam valve. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion may contain pressure and temperature sensors installed in the tank and connected by electrical connections to the control unit.

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.The igniter catalyst can be made in the form of a cast iron metal plate. The igniter catalyst can be mounted against the steam nozzle. The evaporator catalyst may be made of schungite.

Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг.1…7, где:The essence of the utility model is illustrated in the drawings of figures 1 ... 7, where:

на фиг.1 приведена упрощенная схема устройства,figure 1 shows a simplified diagram of a device

на фиг.2 приведена полная схема устройства,figure 2 shows a complete diagram of a device

на фиг.3 приведена схема устройства с паровой турбиной,figure 3 shows a diagram of a device with a steam turbine,

на фиг.4 приведена схема устройства с блоком управления,figure 4 shows a diagram of a device with a control unit,

на фиг.5 приведена схема устройства с датчиками контроля его работы,figure 5 shows a diagram of a device with sensors for monitoring its operation,

на фиг.6 приведена конструкция форсунки,figure 6 shows the design of the nozzle,

на фиг.7 приведена схема установки с индукционной системой нагрева.Fig.7 shows a diagram of an installation with an induction heating system.

Состав основных узлов и элементов устройства превращения воды в топливный газ. Описание устройства в статике.The composition of the main components and elements of the device for converting water into fuel gas. Description of the device in statics.

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.The device for thermochemical decomposition of water and hydrogen combustion is simplified shown in Fig. 1 and contains three main modules: a module for preparing water 1 and a module for a steam generator 2; a module for heating fuel gas 3 connected to each other. Two catalysts are used in the steam generator module 2: a catalyst-evaporator and a catalyst-igniter.

Поясним подробнее конструкцию и состав этого устройства (фиг.1…7.)Let us explain in more detail the design and composition of this device (figure 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.The module for the preparation and structuring of water 1 contains a container 4 with activated water 5, a water structurizer 6, a dispenser and a tap-regulator for water supply 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.The steam generator module 2 is intended for the formation and activation of superheated water vapor. It includes a solid stainless steel tank 8, a conical steam concentrator - 9, a catalyst-evaporator 10, which serves to accelerate the evaporation of water and heat ionization of steam, with an active zone of thermal ionization 11, a control valve steam 12 and a unit for supplying and burning steam 13.

Катализатор-испаритель 10 выполнен из шунгита и предназначен для инициирования процесса разложения воды на водород и кислород.The evaporator catalyst 10 is made of schungite and is intended to initiate the process of decomposition of water into hydrogen and oxygen.

Шунгит - это минерал, который содержит очень большое количество элементов, едва ли не всю периодическую таблицу, но основой является его углеродистая основа.Shungite is a mineral that contains a very large number of elements, almost the entire periodic table, but its carbon basis is the basis.

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.Shungite is a group of solid carbonaceous minerals, which in the bulk are amorphous carbon species that are similar in composition to graphite. The chemical composition of shungite is variable: on average it contains 60-70% carbon and 30-40% ash. The ash contains: 35-50% silica, 10-25% alumina, 4-6% potassium oxide, 1-5% sodium oxide, 1-4% titanium oxide, as well as impurities of other elements. Shungite is found in solid masses of black (with a high gloss) or graphite gray color with a conchoid or fine-grained fracture. Hardness - according to Mohs - 3-4, specific gravity - 1.8-2 g / sq. cm (which indicates significant porosity. - Auth.). Shungite is an organic substance concentrated in ancient (pre-Paleozoic) siliceous-clayey and carbonate sediments, subsequently transformed by processes of metamorphism into siliceous shales and dolomites.

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.The supply and combustion unit for superheated steam 13 contains inlet pipes 14, steam nozzles 15 and 16 and a massive metal catalyst - heater 17, tightly aligned with the steam generator module 2. Overheated thermally ionized water vapor enters the inlet pipes 14 and directed jets from steam nozzles 15 and 16 directed into the flame 17 of the main burner 18. Strong tank 8 contains a bottom 19, under which the igniter catalyst 20. The igniter catalyst is made in the form of a cast-iron metal plate. The jets from nozzles 15 and 16 and the main burner 18 are also directed to the surface of the igniter catalyst 20. The igniter catalyst 20 is designed to initiate a vapor combustion process.

Паровые форсунки 14 и 15 имеют регуляторы подачи пара (на фиг.1 не показаны).The steam nozzles 14 and 15 have steam regulators (not shown in FIG. 1).

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..The flame 17 of the main burner 18 is directed to the bottom 19 of the tank 8 and partially to the igniter catalyst 20 for the final thermal ionization and ignition of the superheated steam (vapor spraying zones 21 and 22). The igniter catalyst 20, as already mentioned, is installed under the bottom 19 (figure 2) and is designed to initiate ignition of the vapor ..

Модуль нагрева топливного газа 3 может быть выполнен в двух вариантах:The fuel gas heating module 3 can be made in two versions:

- в виде системы нагрева топливом,- in the form of a fuel heating system,

- в виде системы индукционного нагрева.- in the form of an induction heating system.

В первом варианте этот модуль содержит топливную емкость 23, топливопровод 24 и кран-регулятор топлива 25. (фиг.2). Второй вариант описан ниже.In the first embodiment, this module contains a fuel tank 23, a fuel pipe 24 and a fuel control valve 25. (FIG. 2). The second option is described below.

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.In addition, the device may comprise a steam turbine 26 having a common shaft 27 connected to an electric generator 28 (FIG. 3) for receiving electric energy and transmitting it to consumers.

Устройство может содержать блок управления 29, который электрические связями 30 соединен с кран-регуляторами 7, 12 и 25 (фиг.4).The device may include a control unit 29, which is connected by electrical connections 30 to the crane regulators 7, 12 and 25 (figure 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.To monitor the operation of the device, it can be equipped with a pressure sensor 31 and a temperature sensor 32 mounted inside a durable container 8. (Fig. 5), which are connected by electrical connections 30 to the control unit 29.

Паровые форсунки 15 и 16 имеют сложную конструкцию (фиг.6).Steam nozzles 15 and 16 have a complex structure (Fig.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.This steam nozzle 15, similarly 16 (FIG. 6), is attached to the end of the nozzle 14 and consists of a cylindrical body 33, in the form of a hollow metal tube 34 having a through fuel channel 35 and a spray nozzle 36. A dielectric is placed on the cylindrical body 34 of the fuel nozzle 15 a cylindrical tube 37, for example in the form of a fluoroplastic cylinder with a through hole, with a diameter of this hole equal to the outer diameter of the nozzle of the fuel nozzle, at the end of which is located behind the nozzle nozzle 36 of the nozzle is fixed to the ring a conductive electrode 38, with an inner diameter of the hole equal to the diameter of the orifice of the nozzle 36, for contacting this ring electrode 38 with fuel. At the outlet of the upgraded fuel nozzle 15, a hollow annular vortex mixer 39 is also located, having inclined outlet openings in this cavity and a through hole for the passage of electrostatically atomized fuel and tangential inlets 40 into the mixer cavity, for example, in the form of one or more tangential openings in the housing (shown only one hole), for tangential input and intensive vortex mixing of various additional components of the air-fuel mixture, namely atmospheric air, from odyaschih hot engine gases, water vapor inside the vortex mixer 39, followed by feeding them into the conical nozzle 41, a swirling vortex zone main oxidant flow - air. Moreover, this vortex mixer 39 can be structurally combined with the annular electrode 39 - part 42. For simplicity of the drawing, Fig. 6 shows a remote separate vortex mixer 39, which is connected by a conical pipe 41 to the inlet 43 of the working cylinder of the combustion chamber 44 of the thermal injection internal combustion engine shown simplified. A standard electric spark plug 45 is also located in the combustion chamber 44 of the engine, comprising a central electrode 46, an electric insulator 47, and a housing 48 with a screw part and a side electrode 49 electrically connected to the engine mass. The electrodes 46, 49 of the spark plug and the electrodes 38, 46 of the electrostatic fuel atomizer are connected respectively to sources 50 and 51 of a constant high-voltage pulse voltage to a power source, for example, to a battery 52. Fig. 6 also shows a simplified case 8, an area of electrostatic fuel atomization 53, zones of intense vortex mixing of fuel and oxidizer 54, ignition zone 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.Perhaps the use of induction heating system (Fig.7). In this case, the heating module 3 can be made in the form of an induction heating system. The induction heating system may include an inductive coil 56 located outside or inside the strong container 8 of the steam generator and a high-frequency voltage converter 57, electrically connected by wires 58 to the output of this inductive coil 56.

Вход в индуктивную катушку 56 соединен проводами 59 с электрогенератором 27 или другим источником электроэнергии.The input to the inductive coil 56 is connected by wires 59 to an electric generator 27 or other source of electricity.

Описание работы устройстваDevice Description

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.First, the module for preparing and supplying structured water 1 is prepared for operation. To do this, ordinary tap water is passed through the water structurizer 6 and poured into the tank 4. At the same time, in the initial position, the water supply control valve 7 is closed and there is no water in the tank 4. Then the fuel control valve 25 is opened and fuel is supplied from the fuel tank 23 through the fuel line 24 to the main fuel burner 18, where air is simultaneously supplied to it and ignition is performed.

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.The flame 17 from the main fuel burner 18 for a certain time heats the red-hot vessel 8 and especially the bottom 19 and the catalyst-evaporator 10. Then, structured water is fed through the water supply valve 7 to the tank 8 with the jet directed to the catalyst-evaporator 10. As a catalyst - the evaporator 10 in the simplest embodiment, can be used "metal rubber" or a conventional metal mesh for washing dishes. In the initial position, the steam control valve 12 is closed.

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.Further, as the water evaporates and heats up, the vapor pressure in the tank 8 increases and from this moment overheated, partially ionized steam is supplied through the nozzles 14 to the steam nozzles 15 and 16 and metered sprayed onto the heated surface of the igniter catalyst 20 made of metal - cast iron and into the flame itself 17. Due to the action of the igniter catalyst 20 and due to thermal ionization, it partially dissociates into H2 and 02 and turns into fuel gas, which ignites and starts to burn. With an increase in the pressure temperature of superheated steam on the surface of the igniter catalyst, the H2 concentration increases and the calorific value of the resulting fuel gas increases, as well as the thermal power from its combustion on this catalyst.

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.As a result, the total heat of combustion of the main fuel from the flame 17 in the main fuel burner 18 increases, and the heat from combustion on the ignition catalyst 20 of the fuel gas obtained from the steam jets in the vapor spraying zones 21 and 22 supplied from the nozzles 15 and 16 to the catalyst the igniter 20 and into the flame 17. After the installation of this installation to normal operation, the fuel control valve 25 significantly reduces the fuel consumption supplied to the main fuel burner 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.As a result of the use of water as a fuel and the efficient combustion of “water gas” generated in this device, multiple fuel savings occur (10–20 times). In the case of the use of effective catalysts for burning thermally ionized steam and with the ideal adjustment of the regulators in this heat power installation, the fuel supply to the main fuel burner 18 can be stopped.

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.To intensify the process of ignition of fuel gas, it is possible to electrostatically charge the superheated steam supplied to the nozzles 15 and 16 (a mixture of water vapor of hydrogen and oxygen), i.e. pass it through an electric field through the use of electrostatic nozzles Dudyshev. (RF patent for utility model No. 71732) see Fig.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:If you apply the induction heating circuit of the fuel mixture, then turn on the inductor 56 and heat the bottom 19 and the igniter catalyst 20 (Fig.7). Application of the utility model allowed:

1. Повысить КПД тепловых машин.1. To increase the efficiency of thermal machines.

2. Уменьшить расход топлива.2. Reduce fuel consumption.

3. Обеспечить экологичность процесса.3. To ensure the environmental friendliness of the process.

4. Обеспечить автоматическое управление работой тепловой машиной.4. Provide automatic control of the operation of the heat engine.

5. Обеспечить безопасность труда обслуживающего персонала за счет использования водорода в низкой концентрации и отсутствия емкостей для его хранения.5. Ensure the safety of staff by using hydrogen in low concentration and the absence of containers for its storage.

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.1. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion, containing a heating module and a steam generator module, having a tank and a catalyst, characterized in that it contains two catalysts: an evaporator catalyst and an igniter catalyst, as well as a water preparation module connected to the steam generator. 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.2. The device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that the water treatment module comprises a tank with activated water, a water structurizer and a water supply regulator valve. 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.3. The device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that the steam generator module contains a strong tank with a bottom in the lower part and a conical steam concentrator in the upper part, an evaporator catalyst installed on the bottom, a steam regulator-valve on the outlet of the conical steam concentrator, at least one inlet pipe, at the end of which is installed at least one steam nozzle located under the bottom and against the igniter catalyst. 4. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что модуль нагрева выполнен в виде устройства подачи пускового топлива.4. The device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that the heating module is made in the form of a starting fuel supply device. 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.5. The device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 4, characterized in that the starting fuel supply device comprises a fuel tank with a fuel line, a fuel control valve and a main burner, the axis of which is directed to the igniter catalyst. 6. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что модуль нагрева выполнен в виде системы индукционного нагрева.6. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that the heating module is made in the form of an induction heating system. 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.7. The device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that the induction heating system comprises an inductive coil located outside or inside the steam generator capacity and a high-frequency voltage converter electrically connected to the output of this inductive coil. 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.8. The device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that it contains a steam turbine, on a common shaft with which an electric generator is installed. 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.9. The device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that it comprises a control unit connected by electrical connections to a water supply control valve, a fuel control valve and a steam valve. 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.10. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 9, characterized in that it contains pressure and temperature sensors installed in the tank and connected by electrical connections to the control unit. 11. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что катализатор-воспламенитель выполнен в виде чугунной металлической плиты.11. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that the igniter catalyst is made in the form of a cast iron metal plate. 12. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.9, отличающееся тем, что катализатор-воспламенитель установлен против паровой форсунки.12. A device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 9, characterized in that the igniter catalyst is installed against the steam nozzle. 13. Устройство для термохимического разложения воды и преобразования энергии по п.1, отличающееся тем, что катализатор-испаритель выполнен из шунгита.
Figure 00000001
13. The device for thermochemical decomposition of water and energy conversion according to claim 1, characterized in that the catalyst-evaporator is made of schungite.
Figure 00000001
RU2013128722/05U 2013-06-24 2013-06-24 DEVICE FOR THERMOCHEMICAL DECOMPOSITION OF WATER AND ENERGY CONVERSION RU134075U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128722/05U RU134075U1 (en) 2013-06-24 2013-06-24 DEVICE FOR THERMOCHEMICAL DECOMPOSITION OF WATER AND ENERGY CONVERSION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128722/05U RU134075U1 (en) 2013-06-24 2013-06-24 DEVICE FOR THERMOCHEMICAL DECOMPOSITION OF WATER AND ENERGY CONVERSION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU134075U1 true RU134075U1 (en) 2013-11-10

Family

ID=49516916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013128722/05U RU134075U1 (en) 2013-06-24 2013-06-24 DEVICE FOR THERMOCHEMICAL DECOMPOSITION OF WATER AND ENERGY CONVERSION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU134075U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549847C1 (en) * 2014-04-08 2015-04-27 Александр Сергеевич Артамонов Thermodissociating hydrogen and oxygen generator
RU2645492C2 (en) * 2017-04-27 2018-02-21 Геннадий Леонидович Багич Method for obtaining hydrogen water and a device for its implementation
RU2728270C1 (en) * 2019-07-10 2020-07-28 Николай Иванович Кузин Boiler water combustion device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549847C1 (en) * 2014-04-08 2015-04-27 Александр Сергеевич Артамонов Thermodissociating hydrogen and oxygen generator
RU2645492C2 (en) * 2017-04-27 2018-02-21 Геннадий Леонидович Багич Method for obtaining hydrogen water and a device for its implementation
RU2728270C1 (en) * 2019-07-10 2020-07-28 Николай Иванович Кузин Boiler water combustion device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2425795C2 (en) Apparatus for producing hydrogen and carbon nanomaterials and structures produced from hydrocarbon gas, including associated pertroleum gas
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
EP2799523A1 (en) Externally heated microwave plasma gasifier and synthesis gas production method
CN102802335A (en) Internal arc plasma gun
RU134075U1 (en) DEVICE FOR THERMOCHEMICAL DECOMPOSITION OF WATER AND ENERGY CONVERSION
CN202900445U (en) Boryl solid fuel propulsion device using plasma generator to ignite
CN102798157A (en) Efficient energy-saving gas stove for hydrogen production by hydrolization of plasma
CN102020243B (en) Method for decomposing water into hydrogen-oxygen mixed gas fuel
CN204026756U (en) The energy-efficient sthenic fire range of a kind of plasma solution water hydrogen manufacturing
CN102877985A (en) Boron-based solid fuel propeller igniting through plasma generator
CN113336196A (en) Gasification cracking device based on microwave heating and method for rapidly preparing sulfur gas
CN109356714A (en) A kind of explosion power device mixed using hydrogen-oxygen
WO2010132973A1 (en) Method and device for producing combustible gas, heat energy, hydrogen and oxygen
CN109237470B (en) Cylindrical porous jet type miniature liquid burner and combustion method thereof
CN106701198A (en) Process for converting biomass and combustible matters in garbage into liquid fuel or gas fuel
US20030066750A1 (en) Electrolytic combustion
JP2004011980A (en) Superheated steam generator and its generating method
Lin et al. Reforming of CH 4 and CO 2 by combination of alternating current-driven nonthermal arc plasma and catalyst
CN109868160B (en) Plasma nozzle for gasifying coal water slurry, gasifier and gasification method
CN110980641B (en) Gas-liquid two-phase efficient hydrogen production device and method
WO2012040998A1 (en) Electric arc plasma torch and application method thereof
CN107686094B (en) Microwave hydrogen production method and device
CN103086324B (en) Device and method for carrying out atomization and catalytic reforming on organic liquid fuels
KR101630374B1 (en) Apparatus for generating hydrogen using catalyst and waste heat
CN103883491B (en) Solar steam plasma double-purpose TRT and technique thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140625