ГЕНЕРАТОР ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ
STEAM-GAS MIXTURE GENERATOR

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для автономного снабжения тепловой энергией жилых и производственных объектов.
Известна система теплоснабжения, содержащая устройство для получения теплоносителя в виде парогазовой смеси со средством для распыления воды в шток продуктов сгорания топлива, устройство для подачи топлива и газоход
/а.с. СССР №989233, F24H 1/10, 15.01.1983 г./ [1].
Недостатком известной системы теплоснабжения является сложная, громоздкая конструкция, использующая в работе нефтяное топливо, что экономически не эффективно и экологически опасно.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является контактный водонагреватель, содержащий горелку с водяной рубашкой и электродами в полости, устройство подачи воды, устройство подачи смеси электролита и топлива в горелку, емкость, на которой установлена горелка, утилизирующая выработанную горелкой теплоту, и потребитель тепловой энергии
/Журнал "Изобретатель и рационализатор", 6 / 2007 г., стр.5./ [2].
Недостатком ближайшего аналога является сложность конструкции, низкая эффективность работы горелки из-за трудности согласования горения и подачи воды в ее рубашку.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективных показателей устройства с одновременным упрощением его конструкции.
Поставленная задача решается тем, что у генератора парогазовой смеси, содержащего корпус с глухим дном, горелку, электроды-катализаторы, форсунку с кавитатором, устройство подачи и распыления воды в полость корпуса и устройство подачи и распыления смеси электролита /водного раствора электролита/ и топлива через форсунку с кавитатором в полость горелки, при этом горелка установлена в полости корпуса и имеет глухое дно, электроды-катализаторы выполнены с возможностью подачи на них постоянного тока, зажигания и тушения вольтовой /электрической/ дуги и установлены в полости горелки, причем один из электродов имеет вид сопла с коническим каналом.
Упомянутые устройства подачи и распыления выполнены регулируемыми, например, блоком управления. Один из упомянутых электродов-катализаторов, имеющий вид сопла с коническим каналом, выполнен установленным в горелке с возможностью разделения ее полости на зону горения и на зону смешения, а зона смешения горелки отверстиями сообщена с полостью корпуса и патрубком сообщена с потребителем парогазовой смеси. При этом второй электрод-катализатор может быть выполнен подвижным, например отклоняемым электромагнитом, при зажигании вольтовой дуги.
Сущность изобретения схематично показана на чертеже.
Пример выполнения предлагаемого решения.
Генератор парогазовой смеси содержит корпус 1 с глухим дном, в полости 2 которого установлена горелка 3 с глухим дном, имеющая электроды-катализаторы 4 и 5, например, напыленные платиновой чернью с возможностью подачи на них постоянного тока, зажигания и тушения вольтовой /электрической/ дуги, установленные в ее полости, при этом один из электродов-катализаторов имеет вид сопла с коническим каналом 6 и установлен в горелке так, что разделяет ее полость на зону горения 7 и на зону смешения 8, где зона смешения отверстиями 9 сообщена с полостью корпуса и патрубком 10 сообщена с потребителем 11 парогазовой смеси. При этом второй электрод-катализатор может быть выполнен подвижным, например отклоняемым электромагнитом 12, при зажигании вольтовой дуги.
Генератор также содержит устройство, например форсунку 13, регулируемое, скажем, блоком управления, подачи и распыления воды в полость корпуса, и устройство, также регулируемое блоком управления подачи и распыления смеси электролита, например водного раствора едкого калия и топлива, например этилового спирта, через форсунку 14 с кавитатором, например местное сужение ее канала /не показано/ в полость горелки.
Генератор парогазовой смеси работает следующим образом.
Для пуска генератора в работу на электроды-катализаторы 4 и 5 подают постоянный ток и кратковременным включением электромагнита 12 производят касание концом электрода 4 к электроду 5 и в его коническом канале 6 зажигают вольтовую дугу. После этого устройством подачи смеси через форсунку 14 с кавитатором, например местное сужение ее канала /не показано/, и под контролем блока управления в зону горения 7 горелки 3, например, под давлением 6 атм подают и распыляют смесь электролита, например водного раствора едкого калия и топлива, например этилового спирта. В кавитаторе форсунки 14 смесь за счет кавитации частично диссоциирует, ионизируется и ее капельки тончайше распыляются. Затем смесь, охлаждая электроды-катализаторы 4 и 5, превращается в пар, за счет протекания постоянного тока через электролит еще диссоциируется, ионизируется, и реакция диссоциации при этом ускоряется наличием катализатора.
После этого смесь поступает в зону горения вольтовой дуги и под ее воздействием окончательно диссоциируется, ионизируется, воспламеняется и превращается в плазму, и из зоны горения 7 через сопло электрода 5 выходит в зону смешения 8 горелки 3. Затем в полость 2 корпуса 1 с глухим дном, например, через форсунку 13 также под избыточным давлением и под контролем блока управления подают и распыляют чистую природную воду. Эта вода охлаждает стенки горелки 3, сама превращается в пар и через отверстия 9 поступает в зону смешения 8, и, смешиваясь с выходящей из зоны горения 7 высокотемпературной плазмой, нормализует ее температуру до приемлемого для потребителя 11 температурного значения. Затем полученная парогазовая смесь через патрубок 10 и, например, под давлением 6 атм поступает к потребителю 11 и используется им.
Для остановки генератора отключают подачу постоянного тока на электроды-катализаторы 4 и 5, прекращают подачу смеси электролита и топлива в полость горелки 3 и воды в полость корпуса 1.
Предлагаемый генератор парогазовой смеси конструктивно прост, в эксплуатации высокоэкономичен и экологически абсолютно безопасен. Может найти широкое применение для снабжения тепловой энергией жилых и производственных объектов.
Источники информации
1. А.С. СССР №989233, F24H 1/10, 15.01.1983 г.
2. Журнал "Изобретатель и рационализатор" 6 / 2007. стр.5. - Прототип.