RU2374361C1 - Device for energy transformation - Google Patents
Device for energy transformation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374361C1 RU2374361C1 RU2008117645/15A RU2008117645A RU2374361C1 RU 2374361 C1 RU2374361 C1 RU 2374361C1 RU 2008117645/15 A RU2008117645/15 A RU 2008117645/15A RU 2008117645 A RU2008117645 A RU 2008117645A RU 2374361 C1 RU2374361 C1 RU 2374361C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- energy
- electrolysis
- electrolyte
- electromagnetic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при создании устройства для преобразования одного вида энергии в другой путем, например электролиза.The invention relates to the field of power engineering and can be used to create a device for converting one type of energy into another by, for example, electrolysis.
Известно устройство для преобразования механической энергии в электрическую, а затем в химическую путем разложения воды электролизом раствора электролита и получения при этом водорода и кислорода (Центробежный электролизер. РФ, патент № 2015395 C1, F02М 21/00, 1990). Емкость заполнена раствором электролита, в ней электроды включены в электрическую цепь генератора и имеются каналы для подвода начальных и отвода конечных продуктов электролиза.A device is known for converting mechanical energy into electrical energy and then into chemical energy by decomposing water by electrolysis of an electrolyte solution and thereby producing hydrogen and oxygen (C1, F02M 21/00, 1990). The tank is filled with an electrolyte solution, in it the electrodes are included in the electric circuit of the generator and there are channels for supplying the initial and removal of the final electrolysis products.
Недостатком известного устройства является то, что емкость с электролитом вращается, что приведет к дополнительным проблемам на движущемся транспорте. Данное устройство не позволяет совершать нетрадиционные преобразования, то есть одновременно несколько параллельных циклов преобразования энергии, а также КПД устройства будет низким, поскольку компенсация эндотермического эффекта реакции разложения воды производится за счет использования выработанной электроэнергии.A disadvantage of the known device is that the container with the electrolyte rotates, which will lead to additional problems in moving vehicles. This device does not allow to perform non-traditional transformations, that is, several parallel cycles of energy conversion, as well as the efficiency of the device, will be low, since the endothermic effect of the water decomposition reaction is compensated for by using the generated electricity.
Известен также способ магнитодинамического автоэлектролиза:There is also known a method of magnetodynamic auto-electrolysis:
Заявка ФРГ № 2733444, кл. С25В 9/00, 1979. На электрохимическую систему, содержащую электроды и электролит, воздействуют внешним магнитным полем, ортогональным контурам электродов. Причем осуществляют вращение источников магнитного поля в плоскостях, параллельных контурам электродов. Однако ему присущи определенные недостатки. Они связаны с необходимостью либо покачивания электролита, либо вращения системы постоянных магнитов, так как данный способ является динамическим. Это ведет к усложнению способа, связанному с использованием двигателей для вращения системы постоянных магнитов или покачивания электролита с использованием специальных насосов для работы в агрессивных средах, а также трудностям надежного крепления массивных постоянных магнитов во вращающейся системе, балансировки такой системы и герметизации токовыводов и напорных трубопроводов.The application of Germany No. 2733444, class. СВВ 9/00, 1979. An electrochemical system containing electrodes and an electrolyte is exposed to an external magnetic field orthogonal to the contours of the electrodes. Moreover, the magnetic field sources are rotated in planes parallel to the contours of the electrodes. However, it has certain disadvantages. They are associated with the need to either sway the electrolyte or rotate the system of permanent magnets, since this method is dynamic. This leads to a complication of the method associated with the use of motors to rotate the permanent magnet system or pumping the electrolyte using special pumps for operation in aggressive environments, as well as the difficulties of reliably attaching massive permanent magnets in a rotating system, balancing such a system and sealing current outlets and pressure pipelines.
В качестве прототипа выбрано (Устройство для преобразования энергии. РФ, Патент № 2174162 C1, C25В 9/00,1/02, F02М 21/02, 27.09.2001), которая позволяет повышать эффективность электролиза, получать наряду с водородом и кислородом электрическую энергию, и утилизировать тепло любого природного или техногенного происхождения. Недостатком известного устройства также является то, что емкость с электролитом вращается до очень больших скоростей, что приводит к быстрому выходу из рабочего состояния электродов и других приспособлений, находящихся внутри емкости.As a prototype, it was chosen (Device for energy conversion. RF, Patent No. 2174162 C1, C25В 9 / 00,1 / 02, F02М 21/02, 09/27/2001), which allows to increase the efficiency of electrolysis, to receive electrical energy along with hydrogen and oxygen , and utilize the heat of any natural or man-made origin. A disadvantage of the known device is that the container with the electrolyte rotates to very high speeds, which leads to a quick exit from the working state of the electrodes and other devices inside the container.
Целью изобретения является получение водорода в большом количестве, упрощение конструкции электролизера, повышение эффективности электролиза за счет утилизации тепловой энергии из окружающей среды.The aim of the invention is to obtain hydrogen in large quantities, simplifying the design of the electrolyzer, increasing the efficiency of electrolysis by utilizing thermal energy from the environment.
Поставленная цель достигается путем преобразования энергии магнитного, электрического полей и тепловой энергии в химическую и электрическую энергии с помощью предлагаемого устройства, при этом часть энергии магнитного поля преобразуется в механическую.This goal is achieved by converting the energy of magnetic, electric fields and thermal energy into chemical and electrical energy using the proposed device, while part of the magnetic field energy is converted into mechanical.
На чертеже представлена принципиальная схема конструктивного решения заявленного устройства для преобразования энергии.The drawing shows a schematic diagram of a structural solution of the claimed device for energy conversion.
Устройство содержит неподвижную емкость 1 с водным раствором электролита с плотно закрывающейся крышкой 3, установленную над спиральной катушкой 2, при этом емкость находится внутри электромагнитной катушки 4. Устройство имеет электроды 5 и 6, а также каналы 7, 8 и 9 соответственно для подвода электролита или воды и отвода продуктов электролиза. При этом электроды, электромагнитная катушка и спиральная катушка соединены в контур через один и тот же источник электроэнергии. Внутренняя поверхность емкости выполнена в форме усеченного конуса для циркуляции электролита, совершающего вихревое движение в электромагнитном поле.The device contains a fixed container 1 with an aqueous solution of electrolyte with a tight-fitting lid 3, mounted above the spiral coil 2, while the container is located inside the electromagnetic coil 4. The device has
Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.The proposed device operates as follows.
В диэлектрическую емкость 1 устройства через канал 7, плотно закрепленной к крышке 3, подают заранее подготовленный водный раствор электролита. При этом его уровень перекрывает нижнюю часть анода 5, которая находится в стеклянном чехле 10, для выхода водорода, катод 6 для выхода кислорода также находится в стеклянном чехле, конец которого не доходит до водного раствора электролита, причем нижняя часть катода 6 выполнена кольцевой и установлена по периметру внутри емкости 1. Кольцо из нержавейки имеет высоту 10 см, толщину 3 мм и диаметр ее на 4 см меньше внутреннего диаметра емкости 1, и оно крепится к корпусу емкости болтами. Емкость 1 устанавливают внутри электромагнитной катушки 4, расположенной над плоской спиральной катушкой 2. Включают источник тока и одновременно повышают нагрузку на спиральной катушке 2, электромагнитной катушке 4 и на электродах 5 и 6. По достижении энергии электромагнитного поля 25 кДж в каждой катушке, а также под действием электрического поля, которое образуется между кольцевым катодом 6 и анодом 5, происходит разложение воды на водород и кислород, а в устройстве обеспечивается дозированное поступление воды или свежего водного раствора электролита в емкость 1 по каналу 9 и удаление водорода по каналу 7 и кислорода по каналу 8, а также других конечных продуктов процесса через соответствующие каналы 8 и 9. При достижении величины тока 10 А и напряжения 12 В энергия магнитного поля в водном растворе электролита достигает от 25000 до 50000 Дж. Начало разложения водного раствора электролита на водород и кислород происходит при достижении энергии магнитного поля в водном растворе электролита 25000 Дж. Частота вращения водного раствора электролита максимальна в центре и уменьшается к периферии. Как и в прототипе, при вихревом движении жидкости в магнитном поле наблюдается повышение температуры у анода и понижение температуры у катода, которое связано с разложением воды. Понижение температуры за катодным кольцом объясняется тем, что процесс разложения воды на кислород и водород за счет восстановления их ионов сопровождается уменьшением энтальпии раствора, в результате чего температура раствора постоянно снижается, и, если не восполнять теплопотери, то раствор замерзнет и процесс прекратится. По этой причине в предлагаемом устройстве предусмотрен подогрев наружной поверхности емкости 1 теплом из окружающей среды или утилизируемым теплом. Внутри емкости водный раствор электролита под действием энергии магнитного поля вращается, и при достижении ее значения 25000-50000 Дж происходит разрушение водородной связи, и при этом за счет центробежных сил тяжелые отрицательно заряженные частицы накапливаются на внутренней поверхности емкости, а легкие положительно заряженные частицы водорода собирается в центре емкости. Следовательно, подведенная к устройству из окружающей среды тепловая энергия в результате совершения работы по деформированию гидратных связей ионов в водном растворе электролита полностью преобразуется в потенциальную химическую и электрическую энергии. Ее общий КПД существенно больше, чем у прототипа и в среднем составляет 0,87-0,93 за счет преобразования энергий магнитных полей электромагнитной и спиральной катушек, электрической энергии и тепловой энергии окружающей среды в химическую и электрическую энергии.In the dielectric capacitance 1 of the device through the channel 7, tightly fixed to the cover 3, serves pre-prepared aqueous solution of electrolyte. At the same time, its level overlaps the lower part of the
Выход по водороду в предлагаемом устройстве составляет 10-13 кг за 1 час, что хватает для езды автомобиля в среднем со скоростью 80-90 км/ч чисто на водороде на 550-600 километров при непрерывной езде автомобиля в течении 6-7 часов. В процессе разложения воды из водного раствора электролита на водород и кислород для поддержания заданного значения концентрации добавляет воду.The hydrogen output in the proposed device is 10-13 kg per 1 hour, which is enough for an average car to drive at a speed of 80-90 km / h purely on hydrogen for 550-600 kilometers with continuous driving for 6-7 hours. In the process of decomposition of water from an aqueous electrolyte solution into hydrogen and oxygen, water is added to maintain a predetermined concentration value.
При вышеуказанных параметрах тока и напряжения электроэнергия затрачивается на преодоление внутреннего омического сопротивления самого устройства, а в случае превышения порогового значения энергии магнитного поля избыток подведенной энергии магнитного поля порождает избыток электрической энергии, то есть порождает уже внешнюю силовую электрическую энергию (поскольку плотность тока достигает максимального значения, или состояния насыщения, а напряжение неограниченно возрастает), которая в свою очередь уже способна производить работу на потребителя. Тем самым устройство приобретает свойства термохимического источника (генератора) электрического тока, работающего с побочным выделением свободных водорода и кислорода и поглощением тепла.With the above parameters of current and voltage, the electric energy is spent on overcoming the internal ohmic resistance of the device itself, and if the threshold value of the magnetic field energy is exceeded, the excess of the supplied magnetic field energy generates an excess of electric energy, that is, it generates already external power electric energy (since the current density reaches its maximum value , or saturation state, and the voltage increases unlimitedly), which in turn is already capable of producing a slave ot per consumer. Thus, the device acquires the properties of a thermochemical source (generator) of electric current, working with the side release of free hydrogen and oxygen and heat absorption.
Конструкция заявленного устройства для преобразования энергии очень проста и может быть использована автономно на транспортных средствах с ДВС. Устройство можно изготавливать в условиях как единичного, так и серийного производства с использованием традиционных конструкционных материалов и известных электролитов.The design of the claimed device for converting energy is very simple and can be used independently on vehicles with internal combustion engines. The device can be manufactured under conditions of both single and serial production using traditional structural materials and known electrolytes.
Устройство для преобразования энергии, которое позволяет получать водород и кислород и может быть применено, например, в агрегате с ДВС автомобиля, трактора, тепловоза, самолета, морского судна и других транспортных средств, повышая их топливную экономичность в два раза, а также автономном исполнении для утилизации тепла в металлургической промышленности, или природного, или в сельском хозяйстве.A device for converting energy that allows you to receive hydrogen and oxygen and can be used, for example, in an engine with an internal combustion engine of a car, tractor, diesel locomotive, aircraft, sea vessel and other vehicles, doubling their fuel efficiency, as well as autonomous performance for heat recovery in the metallurgical industry, or natural, or in agriculture.
Основные характеристики спиральной катушки.The main characteristics of the spiral coil.
Энергия магнитного поля - 25000 Дж.The energy of the magnetic field is 25,000 J.
Высота спиральной катушки - 0,11 м.The height of the spiral coil is 0.11 m.
Площадь спиральной катушки - 0,192 м2.The area of the spiral coil is 0.192 m 2 .
Диаметр спиральной катушки - 0,35 м.The diameter of the spiral coil is 0.35 m.
Число витков - 37,18 витка.The number of turns is 37.18 turns.
Диаметр проволоки одного витка - 3 мм.The diameter of the wire of one turn is 3 mm.
Витки уложены в один ряд вплотную друг к другу.The turns are laid in one row close to each other.
Каркас спиральной катушки изготовлен из пластин железоникелевого сплава марки 79НМ толщиной 0,02-0,03 мм и с максимальной магнитной проницаемостью 150000 Гс/Э.The spiral coil frame is made of 79NM grade nickel-iron alloy plates with a thickness of 0.02-0.03 mm and with a maximum magnetic permeability of 150,000 G / E.
Индуктивность спиральной катушки - 500 Гн.Spiral coil inductance - 500 GN.
Ток - 10 А.Current - 10 A.
Напряжение - 12 В.Voltage - 12 V.
Основные характеристики электромагнитной катушки.The main characteristics of the electromagnetic coil.
Энергия магнитного поля - 25000 Дж.The energy of the magnetic field is 25,000 J.
Высота электромагнитной катушки - 0,21 м.The height of the electromagnetic coil is 0.21 m.
Площадь электромагнитной катушки - 0,192 м2.The area of the electromagnetic coil is 0.192 m 2 .
Внутренний диаметр - 0,35 м.The inner diameter is 0.35 m.
Число витков - 52,5 витка.The number of turns is 52.5 turns.
Диаметр проволоки одного витка - 4 мм.The diameter of the wire of one turn is 4 mm.
Витки уложены в один ряд вплотную друг к другу.The turns are laid in one row close to each other.
Индуктивность - 500 Гн.Inductance - 500 GN.
Каркас электромагнитной катушки изготовлен из пластин железоникелевого сплава марки 79НМ толщиной 0,02-0,03 мм и с максимальной магнитной проницаемостью 150000 Гс/Э.The frame of the electromagnetic coil is made of plates of iron-nickel alloy grade 79NM with a thickness of 0.02-0.03 mm and with a maximum magnetic permeability of 150,000 G / E.
Энергия магнитного поля 25000 Дж.Magnetic field energy 25,000 J.
Ток - 10 А.Current - 10 A.
Напряжение - 12 В.Voltage - 12 V.
Высота емкости с электролитом - 0,25 м.The height of the container with electrolyte is 0.25 m.
Толщина стенки емкости - 5 мм.The wall thickness of the tank is 5 mm.
Внутренний диаметр емкости - 0,3 м.The inner diameter of the container is 0.3 m.
Вместимость емкости для водного раствора электролита - 38 литра.The capacity of the tank for an aqueous electrolyte solution is 38 liters.
Источники информацииInformation sources
1. Ильин Г.В. Центробежный электролизер, РФ, патент № 2015395 С1, F02М 21/00, 1990 г.1. Ilyin G.V. Centrifugal Electrolyzer, RF Patent No. 2015395 C1, F02M 21/00, 1990
2. Способ магнитодинамического автоэлектролиза: Заявка ФРГ № 2733444, Кл. С25В 9/00, 1979.2. Method of magnetodynamic auto-electrolysis: Application of Germany No. 2733444, Cl. C25B 9/00, 1979.
3. Кудымов Г.И. Студенников В.В. Устройство для преобразования энергии, РФ, Патент № 2174162 C1, C25В 9/00,1/02, F02М 21/02, 27.09.2001 г.3. Kudymov G.I. Studennikov V.V. Device for energy conversion, RF, Patent No. 2174162 C1, C25В 9 / 00,1 / 02, F02М 21/02, 09/27/2001
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008117645/15A RU2374361C1 (en) | 2008-05-04 | 2008-05-04 | Device for energy transformation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008117645/15A RU2374361C1 (en) | 2008-05-04 | 2008-05-04 | Device for energy transformation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2374361C1 true RU2374361C1 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008117645/15A RU2374361C1 (en) | 2008-05-04 | 2008-05-04 | Device for energy transformation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2374361C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3548184A4 (en) * | 2016-12-01 | 2020-05-06 | Cetamax Ventures Ltd. | Apparatus and method for generating hydrogen by electrolysis |
-
2008
- 2008-05-04 RU RU2008117645/15A patent/RU2374361C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3548184A4 (en) * | 2016-12-01 | 2020-05-06 | Cetamax Ventures Ltd. | Apparatus and method for generating hydrogen by electrolysis |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20050126924A1 (en) | Commercial production of hydrogen from water | |
CN202401137U (en) | Wind and light complementary seawater hydrogen and oxygen making system | |
CN113454268B (en) | For H2Electrolytic cell produced | |
El Kady et al. | Parametric study and experimental investigation of hydroxy (HHO) production using dry cell | |
RU2309198C1 (en) | Apparatus for producing hydrogen and oxygen by electrolysis of water | |
CN101956206B (en) | Electrolytic device and technology for preparing hydrogen and oxygen through seawater electrolysis | |
JP2006518006A (en) | Plant for decomposing water by electrolysis | |
US20240266923A1 (en) | Electrical Power Generating Unit | |
WO2016134401A1 (en) | Electrolytic storage of hydrogen | |
US8241471B2 (en) | Hydrogen production systems utilizing electrodes formed from nano-particles suspended in an electrolyte | |
CN102544563B (en) | Zinc-deposition type liquid flow energy-storage battery system and running way thereof | |
US9719485B2 (en) | Buoyancy-driven power generation system | |
RU2374361C1 (en) | Device for energy transformation | |
CN205488423U (en) | Combined type aluminium -air cell system | |
CN101709480B (en) | Method and two devices for generating power and separating out substances without consuming power during electrolysis | |
JP4010165B2 (en) | High-pressure hydrogen production apparatus and production method thereof | |
Reddy et al. | Low-maintenance solar-hydrogen generator using alkaline water electrolysis | |
CN109980253A (en) | A kind of electrically-charging equipment system based on solid hydrogen technology | |
NL2014744B1 (en) | Hybrid battery and electrolyser. | |
US7914934B2 (en) | Hydro-oxy fuel generator | |
WO2006030168A1 (en) | Supply of electricity for water electrolysis | |
JP2003221690A (en) | Apparatus and process for generating high-pressure hydrogen | |
CN110438517A (en) | A kind of zwitterion separator | |
CN202117868U (en) | Solar energy hydro-thermal circulation type magnetic fluid generator | |
CN101928951A (en) | Electromagnetic high-temperature evaporation electrolysis hydrogen production device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100505 |