устройство для преобразования энергии путем электролиза

Формула изобретения

Устройство для преобразования энергии путем электролиза, содержащее цилиндрический корпус, патрубком подвода подключенный к технологической линии подачи раствора электролита, электроды, один из которых образован внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, а также каналы отвода продуктов электролиза и раствора электролита, отличающееся тем, что к одному из оснований цилиндрического корпуса присоединен циклон с перепускным патрубком, связанным с технологической линией подачи электролита, второе его основание выполнено в виде шайбы, имеющей внутреннюю сферическую поверхность, каналы отвода продуктов электролиза и раствора электролита выполнены в шайбе, а второй электрод расположен вдоль продольной оси цилиндрического корпуса и снабжен продольными направляющими.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при создании устройств для преобразования одного вида энергии в другой путем электролиза.

Известно устройство для преобразования энергии путем разложения воды электролизом, содержащее заполненный раствором электролита вращающийся полый корпус с валом, связанным с приводом вращения, электроды, один из которых установлен на валу, а другой образован внутренней поверхностью вращающегося корпуса, каналы подвода и отвода раствора электролита и отвода продуктов электролиза, выполненные в валу (см. описание изобретения к патенту РФ 2174162, заявл. 22.06.1998, опубл. 27.09.2001, по кл. С25В 9/00, 1/02).

Признаки: наличие полого корпуса, заполненного электролитом; наличие электродов, один из которых образован внутренней поверхностью корпуса, - являются общими существенными признаками заявляемого и известного технических решений.

Недостатками известного устройства являются его низкая производительность и нестабильность работы, обусловленные отсутствием контроля за положением границы раздела раствора электролита и газовой среды во вращающейся емкости, в результате чего активные поверхности дисков электрода, установленного на валу, оказываются или в газовой среде, или в области раствора электролита с низким электрическим потенциалом, что эквивалентно сокращению активной поверхности электрода и затрудняет процесс электролиза; а также сложность конструктивного исполнения, поскольку подача и отвод теплоносителя для теплообменника, расположенного внутри вращающейся емкости, через каналы вращающегося вала технически трудно реализуемо.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является устройство для преобразования энергии путем электролиза, содержащее цилиндрический корпус, патрубком подвода подключенный к технологической линии подачи электролита, электроды, один из которых образован внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, а также каналы отвода продуктов электролиза и раствора электролита, причем устройство имеет кольцевую камеру раствора электролита с внутренней поверхностью в форме улитки, установленную в верхней части корпуса, датчик наличия раствора электролита и смеситель раствора электролита, соединенный с технологической линией подачи электролита и воды, корпус электролизера выполнен из токопроводящего материала и снабжен нижней и верхней крышками, выполненными из токопроводящего материала, а внутренняя поверхность корпуса снабжена, по меньшей мере, одной направляющей канавкой (см. описание изобретения к патенту РФ 2224051, заявл. 17.02.2003, опубл. 20.02.2004, по кл. С25В 1/04, С25В 9/12).

Общими существенными признаками с заявляемым являются: цилиндрический корпус, патрубок подвода раствора электролита; каналы отвода продуктов электролиза и раствора электролита; электроды, один из которых образован внутренней поверхностью цилиндрического корпуса; подключение цилиндрического корпуса к технологической линии подачи электролита.

Недостатком данного устройства является то, что оно также имеет сложную конструкцию и низкую производительность из-за отсутствия условий использования дополнительной тепловой энергии для реакции разложения электролита.

Технический результат заключается в повышении производительности и упрощении конструкции устройства при одновременном расширении его функциональных возможностей.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для преобразования энергии путем электролиза, содержащем цилиндрический корпус, патрубком подвода подключенный к технологической линии подачи электролита, электроды, один из которых образован внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, а также каналы отвода продуктов электролиза и раствора электролита, согласно изобретению к одному из оснований цилиндрического корпуса присоединен циклон с перепускным патрубком, связанным с технологической линии подачи электролита, второе его основание выполнено в виде шайбы, имеющей внутреннюю сферическую поверхность, каналы отвода продуктов электролиза и раствора электролита выполнены в шайбе, а второй электрод расположен вдоль продольной оси цилиндрического корпуса и снабжен продольными направляющими.

Признаки: наличие циклона с перепускным патрубком, связанного с одним из оснований цилиндрического корпуса; выполнение второго основания в виде шайбы, имеющей внутреннюю сферическую поверхность; выполнение каналов отвода продуктов электролиза и раствора электролита в шайбе; расположение второго электрода вдоль продольной оси цилиндрического корпуса и наличие у него продольных направляющих - являются существенными признаками, отличающими заявляемое устройство от его ближайшего аналога.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство для преобразования энергии путем электролиза содержит цилиндрический корпус 1, к основанию которого присоединен циклон 2 с перепускным патрубком 3. Второе основание цилиндрического корпуса 1 выполнено в виде шайбы 4, имеющей внутреннюю сферическую поверхность 5. Цилиндрический корпус 1 патрубком подвода 6 через циклон 2 подключен к технологической линии 7 подачи раствора электролита. Каналы 8 и 9 отвода продуктов электролиза и раствора электролита соответственно выполнены в шайбе 4. Устройство имеет электроды 10 и 11, электрод 10 из которых образован внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1, а электрод 11 выполнен, например, в виде стержня, имеющего продольные направляющие 12, и расположен вдоль продольной оси цилиндрического корпуса 1. Возможно другое выполнение электрода 11, например, в виде одной или нескольких пластин, также расположенных вдоль продольной оси цилиндрического корпуса 1 (на чертеже не показано). Для подачи раствора электролита под давлением на входе технологической линии 7 установлен насос 13.

Устройство для преобразования энергии путем электролиза работает следующим образом.

На электроды 10 и 11 подают напряжение. Насосом 13 по технологической линии 7 в патрубок подвода 6 под давлением подают раствор электролита. В циклоне 2 поток закручивается и поступает в цилиндрический корпус 1. В цилиндрическом корпусе 1 поток раствора электролита превращается в вихревой и перемещается от циклона 2 в виде винтовой спирали по внутренней поверхности. При таком движении поток разделяется на наружный горячий, контактирующий с электродом 10, образованным внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1, и внутренний холодный, контактирующий с поверхностью электрода 11, расположенного вдоль продольной оси цилиндрического корпуса 1. Достигнув противоположного основания цилиндрического корпуса 1, закрученный поток наталкивается на шайбу 4, при этом горячий поток, изменив свое направление движения сферической поверхностью 5 шайбы 4, скапливается у канала 9 и отводится на вход линии 7. На выходе канала 9 может быть установлен теплообменник (на чертеже не показано), а полученное тепло может быть использовано для других технологических целей.

Холодный поток раствора электролита вытесняется в обратном направлении, образуя противоток, и движется вдоль электрода 11 к циклону 2, при этом продольные направляющие 12 электрода 11 гасят вихревое вращение холодного потока. Далее холодный поток поступает в перепускной патрубок 3 и затем на вход технологической линии 7.

Полученная в процессе электролиза водородно-кислородная смесь отводится по каналу 8.

Такое разделение потока раствора электролита ускоряет процесс электролиза.

Заявляемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет повысить производительность и упростить конструкцию устройства при одновременном расширении его функциональных возможностей.