Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности, к преобразованию электрической энергии в тепловую.

Известны способ и устройство преобразования электрической энергии в тепловую (патент РФ N°2355953) При этом способ заключается в том, что создают низкотемпературную плазму и поддерживают ее горение, а температуру горения задают и поддерживают посредством подключения к сети в различной последовательности и различном сочетании групп электродов. Указанный способ реализуется с помощью устройства для преобразования электрической энергии в тепловую, выполненного в виде электродной нагревательной установки, содержащей корпус, снабженный подводящим патрубком, группу размещенных в корпусе электродов, при этом в корпусе установлено, по меньшей мере, пять групп электродов При нагреве, в результате плазменно-электрохимического воздействия на воду, происходит кластерное разрушение строения жидкой воды и достигается повышенный коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую В процессе циркуляции и захвата подпитывающей воды вода в системе, пройдя теплообменник, успевает восстановить свое кластерное строение, и тепловой цикл повторяется

Известно устройство (патент РФ N° 2258097), состоящее из диэлектрического цилиндрического корпуса с верхней и нижней крышками, введенными в корпус посредством резьбы, анода, расположенного на цилиндрическом диэлектрическом стержне, имеющего нижний прилив, осевое отверстие и вставленного посредством резьбы в осевое отверстие крышки, которая вместе с анодом и цилиндрическим диэлектрическим стержнем вкручена посредством резьбы в корпус, цилиндрического катода с осевым отверстием посредством резьбы вставленного в крышку, зазора между торцевыми поверхностями цилиндрического диэлектрического стержня и катода, патрубков для входа и выхода кислорода, источника питания, соединенного с анодом и катодом. В известном устройстве раствор подается в анодную полость и, пройдя диэлектрический зазор, попадает к катоду, нагревается в нем и через его осевое отверстие выходит вниз.

Кроме того, известна тепловая ячейка отопительной батареи (патент РФ NQ2457284), в которой нагрев воды от источника электропитания в импульсном электромагнитном поле спирального анода позволяет снизить затраты энергии на нагрев раствора, циркулирующего в отопительной батарее.

Недостатками перечисленных технических устройств для нагрева жидкостей являются высокие конструктивная сложность и энергоемкость процесса нагрева, а также низкая производительность нагревательных элементов, использующих традиционные механизмы известных физических процессов.

Известны также способ и устройство для выполнения высокоэффективной экзотермической реакции (заявка NsWO/2009/125444), причем реакция происходит между атомами никеля и водорода при высокой температуре (от 150° до 5000° С), при этом водород впрыскивается в камеру, содержащую прессованную никелевую пудру, под давлением от 2 до 20 бар.

К недостаткам указанного способа и устройства можно отнести их недостаточную эффективность, сложность и большие габариты.

Данное изобретение выбрано в качестве прототипа.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности способа преобразования электрической энергии в тепловую энергию за счёт использования нового ядернофизического явления холодной трансмутации ядер, а также простой по конструкции и компактной по габаритам установки для реализации разработанного способа, позволяющей осуществлять интенсивное превращение воды в пар.

Достижение указанного технического результата в части способа обеспечивается тем, что в специальной электролитической ячейке (сосуде) с водным раствором электролита, представляющим собой соль или щелочь определённой концентрации (см. Табл. 1 -2), при подаче напряжения более 300 В и тока более 1 ,0 А, создается плазменный разряд на аноде, обеспечивающий запуск и протекание низкотемпературных ядерных реакций в прианодном водном пространстве электролита, приводящих к интенсивному энерговыделению и интенсивному испарению воды электролита, при этом столб электролита поддерживается на постоянном 5 уровне, а функцию катода выполняет внутренняя часть электролитической ячейки.

В части устройства заявленный технический результат достигается тем, что в центр цилиндрического сосуда 1 диаметром более 10 см помещается анод 2, выполненный из высокотемпературного материала в ю форме стержня диаметром от 3 до 10 мм с острым наконечником, погруженным в электролит 3 на глубину, соответствующую диаметру стержня, причём катод 1 представляет собой внутренний корпус этого сосуда, а наружный корпус сосуда 4 толщиной более 1 см изготовлен из термостойкой пластмассы, включая дно 5 и его крышку 6, толщиной более 1

15 см.

Схема разработанной установки для реализации способа преобразования электрической энергии в тепловую представлена на Фиг. 1 , где:

I - внутренний корпус сосуда;

20 2 - анод из прутка высокотемпературного материала;

3 - электролит;

4 - наружный корпус сосуда;

5 - дно сосуда;

6 - крышка сосуда;

25 7 - специальный блок электропитания;

8 - уровнемер электролита в корпусе;

9 - дозатор заливаемой воды;

10 - спецшланг подачи водопроводной воды;

I I - патрубок для отвода пара;

зо 12 - шланг внешней пароотопительной системы;

13 - плазменное образование;

Получение избыточной тепловой энергии с помощью устройства данного изобретения достигается следующим образом.

В корпус 1 устройства (далее - тепловой генератор, ТПГ) заливается электролит 3 определенной концентрации и объема. На крышку ТПГ к катоду 1 и аноду 2 подключается специальный блок электропитания 7, обеспечивающий необходимый ток и напряжение Уровнемером 8 обеспечивается определенный уровень раствора электролита, а дозатор 9 обеспечивает спецшлангом 10 подачу воды до этого уровня. На патрубок 1 1 для отвода пара из ТПГ надевается шланг 12 внешней пароотопительной системы.

При подаче напряжения на тепловой генератор образуется низко температурное плазменное образование 13 в водном растворе электролита и протекание тока в окружающем его электролите 3. При этом плазма образуется за счет закупорки кислородом околоанодного пространства и последующего разряда в этом газовом промежутке. Анионы ОН- ускоряются в этом разрядном промежутке до столкновения с металлом анода, получая при этом достаточную энергию - более 100 эВ. В рамках модели эрзионного катализа (МЭК) (Бажутов Ю.Н., Верешков Г.М., Кузьмин Р.Н., Фролов A.M. // Сборник ФПИНВОФ, ЦНИИМаш, 1990, 67-70; Бажутов Ю.Н., Верешков Г.М. «Новые стабильные адроны в космических лучах, их теоретическая интерпретация и возможная роль в катализе холодного ядерного синтеза» Препринт 1 , ЦНИИМаш, 1990, с. -56) ядра водорода и кислорода являются носителями энионов. Энергии 100 эВ становится достаточно для их освобождения и попадания в металл анода, где они превращаются в нейтральные эрзионы, которые, в свою очередь, вылетают в околоанодное водное пространство. Попадая в воду, эрзионы на ядрах дейтерия (Н ² ) и на ядрах изотопа кислорода О ¹⁷ обеспечивают ядерные реакции эрзионного катализа в соответствии с моделью МЭК. При этом выделяется большая тепловая энергия (порядка 10 кВт при токе в электролите порядка А) от продуктов ядерной реакции (Н ¹ , Н ³ , О ¹⁶ и О ¹⁸ ), приводящая к интенсивному испарению воды (>600% по сравнению со стандартными ТЭН)

В Табл.1-2 представлены данные об экспериментальной проверке предлагаемого способа и устройства на установках «Факел-1 , 2, 3». Таблица 1 Сводка экспериментальных данных по всем 12 сериям на установке «Факел-1 »

б

Таблица 2 Сводка экспериментальных данных по 7 сериям на установке

«Факел-2,3»

В частности, в Табл 1 , кроме всех основных параметров, представлена интенсивность квазинейтронов, измеренных на нейтронном радиометре, которая, как выяснилось, демонстрирует счет нейтральных эрзионов Проверка истинного потока нейтронов методом нейтронной активации индиевой пластины показала отсутствие потока нейтронов на измеримом уровне При этом гамма дозиметр показал отсутствие избыточного радиационного фона на поверхности установки В Табл 2 приведены данные, демонстрирующие наличие избыточного тепла, измеренного испарительной методикой, в экспериментах с анодноплазменном электролизом во всех сериях с ярко выраженной зависимостью систематического роста избытка тепла от повышения концентрации электролита В этих экспериментах также было продемонстрирована наработка изотопа трития, фтора-20 во фторопласте и генерация протонов с энергией 4 МэВ внутри пластического сцинтиллятора в полном соответствии с предсказаниями модели эрзионного катализа (см Рис 1 и 2) Таким образом предлагаемые способ и устройство в части получения тепловой энергии методом плазменного электролиза позволяют существенно повысить эффективность преобразования электрической энергии в тепловую энергию за счёт использования нового ядернофизического явления холодной трансмутации ядер, а также упростить конструкцию и уменьшить габариты установки для реализации разработанного способа.