RU2175027C2 - Apparatus for producing heat energy, hydrogen and oxygen - Google Patents
Apparatus for producing heat energy, hydrogen and oxygen Download PDFInfo
- Publication number
- RU2175027C2 RU2175027C2 RU99112024/12A RU99112024A RU2175027C2 RU 2175027 C2 RU2175027 C2 RU 2175027C2 RU 99112024/12 A RU99112024/12 A RU 99112024/12A RU 99112024 A RU99112024 A RU 99112024A RU 2175027 C2 RU2175027 C2 RU 2175027C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- cavity
- cathode
- oxygen
- hydrogen
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к физико-химическим технологиям и технике для получения тепла, водорода и кислорода. The invention relates to physicochemical technologies and techniques for producing heat, hydrogen and oxygen.
Известны технические устройства (см. Гольштейн А.Б., Серебрянский Ф.З. Эксплуатация электролизных установок для получения водорода и кислорода. М.: "Энергия", 1969) для получения водорода и кислорода. Known technical devices (see Holstein AB, Serebryansky FZ Operation of electrolysis plants for the production of hydrogen and oxygen. M .: "Energy", 1969) for the production of hydrogen and oxygen.
Известно техническое решение (см. Патент США 3969214, C 25 B 1/02, 1976), содержащее корпус, патрубок ввода рабочего раствора, межэлектродную камеру, анод, соединенный с положительным полюсом источника питания, катод, соединенный с отрицательным источником питания. A technical solution is known (see US Pat. No. 3,969,214, C 25
Также известно техническое решение (см. Патент Англии N 1139614, кл. C 01 B 13/06, 08.01. 1969), содержащее корпус, изготовленный из диэлектрического материала, со сквозным отверстием, межэлектродную камеру, патрубки для ввода и вывода рабочего раствора, анод, соединенный с положительным полюсом источника питания и катод, соединенный с отрицательным полюсом источника питания. A technical solution is also known (see British Patent N 1139614, class C 01 B 13/06, 08.01. 1969), comprising a housing made of dielectric material with a through hole, an interelectrode chamber, nozzles for input and output of the working solution, anode connected to the positive pole of the power source and a cathode connected to the negative pole of the power source.
Недостатком известных изобретений является то, что для получения водорода и кислорода используется только процесс электролитической диссоциации молекул воды и не используется процесс ее термической диссоциации. A disadvantage of the known inventions is that for the production of hydrogen and oxygen, only the process of electrolytic dissociation of water molecules is used and the process of its thermal dissociation is not used.
Техническим решением задачи является получение водорода и кислорода путем электролитического и термического разложения воды одновременно за счет энергии плазмы, формирующейся у катода. The technical solution to the problem is the production of hydrogen and oxygen by electrolytic and thermal decomposition of water simultaneously due to the energy of the plasma formed at the cathode.
Устройство для получения тепловой энергии, водорода и кислорода, содержащее корпус, изготовленный из диэлектрического материала, со сквозным отверстием, межэлектродную камеру, патрубки для ввода и вывода рабочего раствора, анод, соединенный с положительным полюсом источника питания и катод, соединенный с отрицательным полюсом источника питания, отличающееся тем, что корпус с осевым отверстием имеет нижний цилиндроконический прилив и нижнюю крышку, образующую совместно с корпусом межэлектродную камеру, состоящую из анодной и катодной полостей, сообщающихся между собой в нижней части, плоский кольцевой анод с отверстиями, расположенный в анодной полости, катод в виде цилиндрического стержня из тугоплавкого материала, заключенный в диэлектрический стержень с резьбой, введенный в межэлектродную камеру с нижней стороны через резьбовое отверстие в нижней крышке с возможностью вертикального перемещения вдоль осевой линии устройства, емкость для рабочего раствора с системой автоматического регулирования его уровня в катодной полости, соединенной с анодной полостью, охладительную камеру для конденсации пара и выделения водорода, полость которой соединена с входным патрубком подачи рабочего раствора в анодную полость, патрубок для подачи парогазовой смеси в охладительную камеру введен посредством резьбы в осевое отверстие корпуса, патрубок для вывода кислорода введен в верхнюю часть анодной полости. A device for generating thermal energy, hydrogen and oxygen, comprising a housing made of a dielectric material with a through hole, an interelectrode chamber, nozzles for input and output of a working solution, an anode connected to a positive pole of a power source and a cathode connected to a negative pole of a power source characterized in that the housing with an axial hole has a lower cylindrical conical tide and a lower cover, which together with the housing forms an interelectrode chamber consisting of an anode and cathode of cavities communicating with each other in the lower part, a flat annular anode with holes located in the anode cavity, a cathode in the form of a cylindrical rod of refractory material, enclosed in a dielectric rod with a thread inserted into the interelectrode chamber from the lower side through a threaded hole in the lower cover with the possibility of vertical movement along the axial line of the device, the capacity for the working solution with a system for automatically controlling its level in the cathode cavity, connected to the anode cavity, cooling a flow chamber for condensation of steam and hydrogen evolution, the cavity of which is connected to the inlet pipe for supplying a working solution to the anode cavity, a pipe for supplying a gas-vapor mixture to the cooling chamber is introduced by a thread into the axial hole of the housing, a pipe for oxygen output is introduced into the upper part of the anode cavity.
Новизна заявляемого устройства обусловлена тем, что автоматическое регулирование уровня раствора в катодной полости обеспечивает максимальную эффективность термоэлектролитического процесса разложения воды на водород и кислород, а также тем, что охлаждение и конденсация пара повышают выход получаемого водорода. Совокупность перечисленных признаков уменьшает затраты электрической энергии на получение тепловой энергии, водорода и кислорода. The novelty of the claimed device is due to the fact that automatic regulation of the level of the solution in the cathode cavity ensures maximum efficiency of the thermoelectrolytic process of decomposition of water into hydrogen and oxygen, as well as the fact that the cooling and condensation of the vapor increase the yield of hydrogen produced. The combination of these signs reduces the cost of electrical energy to produce thermal energy, hydrogen and oxygen.
По данным патентно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, при которых значительно уменьшаются затраты энергии на получение водорода и кислорода, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения. According to the patent literature, a similar set of features has not been found in which the energy costs for producing hydrogen and oxygen are significantly reduced, which allows us to judge the inventive step of the proposal.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства. The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the device.
Устройство для получения водорода и кислорода содержит корпус 1, изготовленный из диэлектрического материала с осевым отверстием и цилиндроконическим приливом 2, нижнюю крышку 3, образующую совместно с корпусом анодную 4 и катодную 5 полости, стержневой катод 6, размещенный в диэлектрическом стержне 7, вводимом в катодную полость 5 через резьбовое отверстие 8 крышки 3, плоский кольцевой анод 9 с отверстиями расположен в анодной полости; патрубок 10 для ввода в устройство рабочего раствора соединен с поплавковой камерой 11 регулятора уровня 12 и с помощью трубки 13 - с полостью охладителя 14; катодная и охладительная полости сообщаются между собой с помощью патрубка 15; охладитель 14 содержит сформированную в спираль трубку 16 конической конфигурации с входным 17 и выходным 18 патрубками для подачи охлаждающей жидкости, отражатель 19 несконденсировавшегося пара, патрубок 20 для вывода водорода из охладителя 14; патрубок 21 для вывода кислорода из анодной полости. A device for producing hydrogen and oxygen contains a
Устройство работает следующим образом. Рабочий раствор заливается в емкость 22, из которой он проходит через дозирующее устройство 12 и поплавковую камеру 11 в анодную полость 4 и катодную - 5. После того, как заполнение реактора раствором достигает заданного уровня, поплавок поплавковой камеры 11 закрывает входное отверстие дозирующего устройства. Далее, включается электрическая сеть и постепенно повышается напряжение до момента появления устойчивой плазмы в зоне катода 6. Образующаяся парогазовая смесь у катода поступает в охладитель 14. Пар, соприкасаясь с охлажденной поверхностью трубки охладителя, конденсируется, а выделившийся газ выходит из-под отражателя 19 и поступает к выходному патрубку 20. Конденсат пара поступает в анодную полость 4 через трубку 13 и входной патрубок 10. Кислород, выделившийся у анода 9, поступает в верхнюю часть анодной полости 4 и удаляется из нее через патрубок 21. The device operates as follows. The working solution is poured into a container 22, from which it passes through the metering device 12 and the float chamber 11 into the anode cavity 4 and the cathode cavity 5. After filling the reactor with the solution reaches a predetermined level, the float of the float chamber 11 closes the inlet of the metering device. Then, the electric network is turned on and the voltage gradually rises until a stable plasma appears in the cathode zone 6. The resulting vapor-gas mixture at the cathode enters the cooler 14. The steam condenses in contact with the cooled surface of the cooler tube, and the released gas leaves the
Поскольку уровень раствора в реакторе регулируется автоматически, то данное устройство для получения водорода и кислорода работает в автоматическом режиме. По мере расхода раствора, он доливается в приемную емкость 22. Since the level of the solution in the reactor is automatically controlled, this device for producing hydrogen and oxygen works in automatic mode. As the flow rate of the solution, it is added to the receiving tank 22.
Сущность протекающих физико-химических процессов заключается в том, что под действием электрического поля между многократно уменьшенной площадью катода по отношению к площади анода, формируется начальный, сфокусированный на катод, поток ионов щелочного металла. Имея запас кинетической энергии при движении к катоду, ионы щелочного металла выбивают протоны атомов водорода из молекул воды. Достигнув катода, протоны приобретают электроны и образуют атомы водорода, излучая фотоны, которые формируют плазму атомарного водорода с температурой 5000...10000oC. Энергия этой плазмы и служит источником термической диссоциации воды на водород и кислород и источником дополнительной энергии, наличие которой легко фиксируется по энергии нагретого раствора, испарившейся воды и собранных газов. Одновременно с этим у анода идет электролитический процесс выделения кислорода.The essence of the ongoing physicochemical processes lies in the fact that under the influence of an electric field between the multiply reduced cathode area with respect to the anode area, an initial alkali metal ion flow focused on the cathode is formed. Having a reserve of kinetic energy when moving to the cathode, alkali metal ions knock out protons of hydrogen atoms from water molecules. Upon reaching the cathode, protons acquire electrons and form hydrogen atoms, emitting photons that form an atomic hydrogen plasma with a temperature of 5000 ... 10000 o C. The energy of this plasma serves as a source of thermal dissociation of water into hydrogen and oxygen and a source of additional energy, the presence of which is easy fixed by the energy of the heated solution, evaporated water and collected gases. At the same time, the anode undergoes an electrolytic process of oxygen evolution.
Таким образом, водородная плазма у катода является источником тепловой энергии, передаваемой водному раствору, и источником атомарного и молекулярного водорода и кислорода одновременно. Thus, the hydrogen plasma at the cathode is a source of thermal energy transmitted to the aqueous solution, and a source of atomic and molecular hydrogen and oxygen simultaneously.
Эффективность устройства определяет общий показатель эффективности, учитывающий электрическую энергию, вводимую в устройство, тепловую энергию, передаваемую паром охлаждающей жидкости, и энергию, содержащуюся в выделившемся водороде. В таблице приведены результаты испытаний этого устройства. The effectiveness of the device determines the overall efficiency indicator, taking into account the electrical energy introduced into the device, the thermal energy transmitted by the coolant vapor, and the energy contained in the released hydrogen. The table shows the test results of this device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99112024/12A RU2175027C2 (en) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | Apparatus for producing heat energy, hydrogen and oxygen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99112024/12A RU2175027C2 (en) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | Apparatus for producing heat energy, hydrogen and oxygen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2175027C2 true RU2175027C2 (en) | 2001-10-20 |
RU99112024A RU99112024A (en) | 2001-11-10 |
Family
ID=20220899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99112024/12A RU2175027C2 (en) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | Apparatus for producing heat energy, hydrogen and oxygen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2175027C2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7384619B2 (en) | 2003-06-30 | 2008-06-10 | Bar-Gadda, Llc | Method for generating hydrogen from water or steam in a plasma |
WO2011034467A2 (en) * | 2009-09-17 | 2011-03-24 | Lebedev Larion Aleksandrovich | Method for producing hydrogen |
WO2013006084A1 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Podobedov Vladimir Vasilevich | Electrolytic |
WO2015108434A1 (en) * | 2014-01-16 | 2015-07-23 | Юрий Николаевич БАЖУТОВ | Method and device for producing thermal energy by plasma electrolysis |
RU2600372C2 (en) * | 2007-07-06 | 2016-10-20 | ЭВАКО, ЭлЭлСи. | Carbonless dissociation of water and accompanying production of hydrogen |
RU2816078C1 (en) * | 2023-06-16 | 2024-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Майкопский государственный технологический университет" | Hydrogen production device |
-
1999
- 1999-06-03 RU RU99112024/12A patent/RU2175027C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ИВАНОВ В.С., СЕРЕБРЯНСКИЙ Ф.З. Газомасляное хозяйство генераторов с водородным охлаждением. - М. - Л.: Энергия, 1965, с.107-111. * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7384619B2 (en) | 2003-06-30 | 2008-06-10 | Bar-Gadda, Llc | Method for generating hydrogen from water or steam in a plasma |
RU2600372C2 (en) * | 2007-07-06 | 2016-10-20 | ЭВАКО, ЭлЭлСи. | Carbonless dissociation of water and accompanying production of hydrogen |
WO2011034467A2 (en) * | 2009-09-17 | 2011-03-24 | Lebedev Larion Aleksandrovich | Method for producing hydrogen |
WO2011034467A3 (en) * | 2009-09-17 | 2011-05-19 | Lebedev Larion Aleksandrovich | Method for producing hydrogen |
WO2013006084A1 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Podobedov Vladimir Vasilevich | Electrolytic |
DE112012000377T5 (en) | 2011-07-05 | 2013-09-19 | Vladimir Vasilevich Podobedov | electrolytic |
WO2015108434A1 (en) * | 2014-01-16 | 2015-07-23 | Юрий Николаевич БАЖУТОВ | Method and device for producing thermal energy by plasma electrolysis |
RU2816078C1 (en) * | 2023-06-16 | 2024-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Майкопский государственный технологический университет" | Hydrogen production device |
RU2816471C1 (en) * | 2023-06-16 | 2024-03-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Майкопский государственный технологический университет" | Device for obtaining heat energy of hydrogen and oxygen with power control |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2018130566A (en) | DEVICE FOR ELECTROLYSIS OF WATER | |
RU2015143839A (en) | GAS GENERATOR | |
KR101005342B1 (en) | Device for water decomposition by electrolysis | |
RU2175027C2 (en) | Apparatus for producing heat energy, hydrogen and oxygen | |
RU2157861C2 (en) | Device for production of heat energy, hydrogen and oxygen | |
US20140102887A1 (en) | Plasma electrolytic cell | |
RU2210630C1 (en) | Facility for generation of gas mixture and transmutation of nuclei of atoms of chemical elements | |
KR100296494B1 (en) | Occurrence apparatus for hydrogen oxygen mixing gas | |
RU2167958C2 (en) | Gear to generate thermal energy, hydrogen and oxygen | |
RU2258097C1 (en) | Device for production of thermal energy, hydrogen and oxygen | |
RU2177512C1 (en) | Apparatus for producing electrical and heat energy, hydrogen, and oxygen | |
RU2157427C1 (en) | Gear to generate thermal energy of hydrogen and oxygen | |
RU117441U1 (en) | PLASMA ELECTROLYZER | |
RU2346084C2 (en) | Device for heat energy, hydrogen and oxygen production | |
RU99112024A (en) | DEVICE FOR PRODUCING THERMAL ENERGY, HYDROGEN AND OXYGEN | |
RU2256007C9 (en) | Apparatus for producing heat power, hydrogen and oxygen | |
RU2816471C1 (en) | Device for obtaining heat energy of hydrogen and oxygen with power control | |
RU2157862C2 (en) | Apparatus to generate thermal energy and steam and gas mixture | |
RU2347855C2 (en) | Device for generating heat energy and gas-vapour mixture | |
RU2232829C1 (en) | Device for production of hydrogen and oxygen | |
CN114904287B (en) | Microwave heating tube type evaporator and process for concentrating fluorine-containing dilute sulfuric acid | |
RU2258098C1 (en) | Device for production of thermal energy, hydrogen and oxygen | |
SU1722515A1 (en) | Electrode evaporator | |
KR102171126B1 (en) | Multifunctional apparatus for fuel cell and fuel cell system comprising the same | |
RU2260075C2 (en) | Apparatus for producing heat energy, hydrogen, and oxygen |