УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к энергомашиностроению и может быть использована в различных областях техники.
Известно устройство для нагрева жидкости (заявка RU №97106275, F24J 3/00, опубл. 27.03.1999), содержащее корпус и размещенные в нем активные ультразвуковые элементы. Недостатком устройства является сложность конструкции, низкие надежность, эффективность и управляемость.
Известно устройство для получения тепловой энергии (RU №105414, F24J 3/00, опубл. 10.06.2011), содержащее замкнутый корпус, размещенные на его стенках активные ультразвуковые элементы и размещенные вне корпуса источники электрических и магнитных полей. Кавитационный режим жидкости, находящейся внутри корпуса, достигается ультразвуковым воздействием. Усиливается это действие ортогональными электрическими и магнитными полями. Кавитация сопровождается появлением электрических зарядов, токов и напряжений с выделением тепловой энергии. Создание магнитных и электрических полей может либо усилить, либо уменьшить тепловой эффект.
2
aq
+
-
-
Известно явление электролиза, характеризующееся разрывом связей в молекуле HO с образованием ионов H и OH. Ион OH в свою очередь диссоциирует с образованием свободного радикала ОН и гидратированного электрона (e), обусловливающего приобретение водой особых свойств (А.И. Клосс Электрон-радикальная диссоциация и механизм активации воды, "Физическая химия" ДАН СССР 1988 г., №6, стр. 1403-1406).
Известен способ изменения свойств водной среды (RU 2145647, C25D 5/18, опубл. 20.02.2000). Способ заключается в погружении в водный раствор электродов и пропускании через них импульсов тока в виде однополярных наносекундных импульсов мощностью 1 МВт.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для получения тепловой энергии (RU №130054, F24J 3/00, опубл. 10.07.2013). Устройство содержит замкнутый корпус с активными ультразвуковыми элементами, который размещен внутри катушки индуктивности, являющейся источником электромагнитного поля и соединенной гальванической связью с источником электромагнитных колебаний, обеспечивающим возможность получения равенства частот ультразвукового и электромагнитного воздействия.
Недостатками этого устройства является значительное время выхода на рабочий режим. Это объясняется тем, что для возникновения кавитационного режима требуется достаточно большое время активации водной среды.
Полезная модель решает задачу сокращения времени выхода устройства на рабочий режим.
Это достигается тем, что в устройстве для получения тепловой энергии, содержащем замкнутый корпус с активными ультразвуковыми элементами на его торцах, размещенный внутри катушки индуктивности, соединенной гальванической связью с источником электромагнитных колебаний, расположенным вне корпуса, в корпусе дополнительно содержатся два электрода, расположенные на торцах и соединенные с генератором наносекундных импульсов мощностью более 1 МВт, расположенным вне корпуса.
+
-
2
2
2
aq
Введение в устройство двух дополнительных электродов связанных с генератором наносекундных импульсов обеспечивает импульсное воздействие на жидкость, заполняющую корпус, которая при этом изменяет свои свойства: электрическое сопротивление, вязкость, химический состав. В обрабатываемой среде образуются химические вещества, содержащие кислород и/или водород (H, OH, H, HO), резко увеличивается концентрация гидратированных электронов e, обладающих значительным окислительно-восстановительным потенциалом (примерно минус 2,77 В) и повышающих реакционную способность водосодержащей среды. Таким образом уменьшается время возникновения кавитационного режима, т.е. время выхода на рабочий режим.
Значение импульсной мощности 1 МВт подобрано экспериментально при исследовании воздействия наносекундных импульсов на свойства веществ (см. Наносекундные импульсы и их применение. / Белкин B.C., Бухарин В.Α., Дубровин В.К. и др. Челябинск: Изд. «Татьяна Лурье», 2001, 119 с).
Технический результат - изменение свойств жидкости, ускоряющее возникновение кавитации.
Заявляемое устройство обладает новизной в сравнении с прототипом отличаясь от него такими существенными признаками как наличие генератора наносекундных импульсов и соединенных с ним электродов в корпусе, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемое устройство может найти широкое применение в теплоэнергетике, а поэтому соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. представлена функциональная схема устройства.
Устройство содержит замкнутый корпус 1 с размещенными на его торцах активными ультразвуковыми элементами 2, помещенный внутри катушки индуктивности 3, соединенной с источником электромагнитных колебаний 4, два электрода 5, соединенных с генератором наносекундных импульсов 6.
Устройство работает следующим образом.
2
aq
+
-
В замкнутый корпус 1 помещают жидкость, например воду. В начале работы включают генератор наносекундных импульсов 6 и через электроды 5 происходит электролиз, характеризующийся разрывом связей в молекуле HO с образованием ионов H и OH и далее с образованием свободного радикала ОН и гидратированного электрона (e). Воздействие импульсного электромагнитного поля позволяет развести гидратированные электроны и радикалы OH на большое расстояние и уменьшить интенсивность процесса их рекомбинации.
Одновременно с включением генератора наносекундных импульсов включают источник электромагнитных колебаний.
Воздействие на жидкость активных ультразвуковых элементов 2, расположенных на торцах замкнутого корпуса 1, приводит к возникновению кавитационного режима. Кавитация сопровождается появлением электрических зарядов, токов и напряжений с выделением тепловой энергии. Электромагнитное поле, создаваемое катушкой индуктивности 3, воздействует на всю жидкость, заполняющую замкнутый корпус 1. Частота колебаний электромагнитного поля задается частотой источника электромагнитных колебаний 4, регулировка которой позволяет либо усилить (при равенстве частот ультразвукового и электромагнитного воздействия), либо уменьшить тепловой эффект.
После возникновения кавитационного режима генератор наносекундных импульсов может быть выключен.