реактор

Формула изобретения

Реактор из коррозионно-стойкой и жаропрочной стали для работы под воздействием высокоагрессивных жидких и газообразных веществ при высоких параметрах давления и температуры, выполненный в виде теплоизолированного снаружи вертикально-цилиндрического герметичного сосуда, внутри которого по его оси проходит жаровая труба, а снаружи на его цилиндрической поверхности имеются карманы для установки электродов термопар, горячие спаи которых размещены внутри сосуда, а холодные концы электродов находятся снаружи сосуда, и запорные клапаны для загрузки и выгрузки под избыточным давлением жидких и газообразных веществ, отличающийся тем, что жаровая труба выполнена с фланцами, одним из которых она присоединена к патрубку устройства для сжигания топлива, а другим - к дымовой трубе, электроды термопар установлены герметично и электроизолированно от стального корпуса реактора в размещенных на цилиндрической поверхности сосуда технологических штуцерах, при этом горячие спаи термопар погружены в жидкую фазу веществ, используемых в качестве химических источников электрической энергии, холодные концы электродов соединены в последовательные и параллельные электрические цепи, а запорные клапаны для загрузки и выгрузки расположены на эллипсоидных днищах сосуда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машинам и аппаратам, работающим под воздействием агрессивных жидких и газообразных веществ при высоких параметрах давления и температуры.

Реактор предназначен для диссоциации высокомолекулярных химических веществ при нагревании с получением простейших веществ и электрического поля свободных электронов, которое затем преобразуют в термоэлектродвижущую силу.

В конкретном случае реактор предназначен для осуществления способа получения электрической энергии с применением веществ, являющихся химическими источниками электрической энергии, которые при нагревании образуют электрическое поле свободных электронов. В качестве вещества химического источника электрической энергии, которое образует электрическое поле свободных электронов при нагревании, в реакторе применяют полимерное металлоорганическое соединение тантала или ниобия или их сополимер.

В состав полимерного металлоорганического соединения входят тантал, ниобий, кислород, углерод и хлор, а химический состав мономеров выражают формулой Ta(Nb)O₅C₅Cl₁₅nCCl₄ - патент РФ N 2033415, кл. С 08 G 79/00, 20.04.95.

Известен реактор из коррозионно-стойкой и жаропрочной стали для работы под воздействием высокоагрессивных жидких и газообразных веществ при высоких параметрах давления и температуры, выполненный в виде теплоизолированного снаружи вертикальноцилиндрического герметичного сосуда, внутри которого по его оси проходит жаровая труба, а снаружи на его цилиндрической поверхности имеются карманы для установки электродов термопар, горячие спаи которых размещены внутри сосуда, а холодные концы электродов находятся снаружи сосуда, и запорные клапаны для загрузки и выгрузки под избыточным давлением жидких и газообразных веществ - авторское свидетельство СССР N 117670, кл. В 01 J 19/08, 09.01.1959.

Указанное известное устройство является наиболее близким аналогом изобретения.

Недостатком известного устройства является их сложность и невозможность использования в небольших населенных пунктах.

Задачей изобретения является создание реактора, позволяющего использовать его для получения электроэнергии в небольших населенных пунктах.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в реакторе из коррозионно-стойкой и жаропрочной стали для работы под воздействием высокоагрессивных жидких и газообразных веществ при высоких параметрах давления и температуры, выполненном в виде теплоизолированного снаружи вертикально-цилиндрического герметичного сосуда, внутри которого по его оси проходит жаровая труба, а снаружи на его цилиндрической поверхности имеются карманы для установки электродов термопар, горячие спаи которых размещены внутри сосуда, а холодные концы электродов находятся снаружи сосуда, и запорные клапаны для загрузки и выгрузки под избыточным давлением жидких и газообразных веществ, жаровая труба выполнена с фланцами, одним из которых она присоединена к патрубку устройства для сжигания топлива, а другим - к дымовой трубе, электроды термопар установлены герметично и электроизолированно от стального корпуса реактора в размещенных на цилиндрической поверхности сосуда технологических штуцерах, при этом горячие спаи термопар погружены в жидкую фазу веществ, используемых в качестве химических источников электрической энергии, холодные концы электродов соединены в последовательные и параллельные электрические цепи, а запорные клапаны для загрузки и выгрузки расположены на эллипсоидных днищах сосуда.

Горячую воду используют как источник тепла для отопления помещений, а пар - для осуществления технических процессов.

Реактор состоит из корпуса 1, выполненного в виде герметичного цилиндрического сосуда, который устанавливают в вертикальном положении, внутри цилиндрического сосуда, по его оси, герметично установлена жаровая труба 2 с поперечными трубопроводами 3 для увеличения площади поверхности нагрева. Жаровая труба на своих концах имеет фланцы. Нижним фланцем 4 жаровую трубу герметично и прочно соединяют с фланцем патрубка на устройстве для сжигания топлива (на чертеже не показано). Верхний фланец 5 жаровой трубы соединяют с фланцем вытяжной трубы (на чертеже не показано).

Снаружи корпуса 1 на его цилиндрической поверхности имеются штуцера 6, в которых с применением уплотнительных прокладок 7, металлических фланцев 8 и шпилек 9 герметично и прочно установлены керамические изоляторы 10. В электроизоляторах герметично и прочно закреплены электроды никельхром-никель-алюминиевых (хромель-алюмелевых) термопар.

Горячий спай электродов 11 помещают внутри реакционного пространства сосуда, а холодные концы электродов 12 располагают снаружи сосуда, где их соединяют в последовательные и параллельные электрические цепи, с целью создания необходимого напряжения и силы электрического тока.

На верхнем конце цилиндрического сосуда установлен запорный клапан 13 для загрузки полимерных металлоорганических соединений тантала или ниобия или их сополимера в жидком состоянии с применением герметичного мерника, в котором расплавленные металлоорганические соединения находятся под избыточным давлением парогазовой фазы этих веществ.

В эллипсоидном днище цилиндрического сосуда установлен запорный клапан 14, предназначенный для слива отработанных металлоорганических соединений в горячем состоянии под давлением парогазовой фазы веществ, заключенных в сосуде.

На цилиндрической стенке сосуда в средней части по его высоте герметично установлен карман 15 для размещения ртутного термометра. Расчетное давление сосуда равно или больше давления питающего источника, в связи с чем в сосуде исключена возможность повышения давления от химической реакции или обогрева.

Для предотвращения потери тепла реактор снаружи закрыт слоем теплоизоляции 16.

Реактор работает следующим образом.

В сосуд 1 через запорный клапан 13, установленный на его верхнем конце, с применением герметичного мерника под избыточным давлением парогазовой фазы веществ заливают расплавленные полимерные металлоорганические соединения тантала или ниобия или их сополимер.

Запорный клапан 13 закрывают. Реактор подготовлен к работе. В устройстве для сгорания сжигают твердое, жидкое или газообразное топливо. Горячие продукты сгорания проходят через жаровую трубу 2 и нагревают полимерные металлоорганические соединения тантала или ниобия или их смесь до температуры, превышающей температуру распада полимерных соединений на отдельные мономеры. В результате распада полимерных соединений во всей массе мономеров возникает электрическое поле свободных электронов.

Электроды хромель-алюмелевых термопар, горячие сваи которых находится в расплаве мономеров, преобразуют электрическое поле свободных электронов в термоэлектродвижущую силу, которая создает электрический ток в сети термопар, соединенных в последовательные и параллельные цепи, и по ним поступает в электрические машины и аппараты, подключенные к реактору.

Реактор такой конструкции может работать на любом виде топлива и, в том числе, на дровах.

С учетом этого свойства, реактор может найти применение для получения электрической энергии в небольших населенных пунктах и одиночных поселениях, удаленных на большое расстояние от городов с развитой электропромышленностью.

Электроэнергию, полученную в реакторе, можно использовать для питания радиоприемников, телефонов, телеграфа, электрических ламп освещения, электродвигателей постоянного тока, а также других электрических машин и аппаратов.