РЕАКТОР Российский патент 2000 года по МПК B01J19/08 G21C3/40 G21H1/10 H01M16/00 

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)O₅C₅Cl₁₅•nCCl₄ - 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.

Изобретение относится к машинам и аппаратам, работающим под воздействием жидких и газообразных агрессивных веществ при высоких параметрах давления и температуры. Реактор предназначен для разложения полимерных металлоорганических соединений тантала, ниобия или их сополимеров на отдельные мономеры и для преобразования электрического поля свободных электронов, возникающего вследствие этого разложения, в электродвижущую силу химического источника электрической энергии, что обеспечивает возможность использования его для получения электроэнергии в небольших населенных пунктах. Реактор представляет собой вертикальный цилиндрический теплоизолированный снаружи сосуд, внутри которого по его оси установлена жаровая труба для прохождения горячих продуктов сгорания твердого, жидкого или газообразного топлива. Снаружи на цилиндрической поверхности сосуда предусмотрены штуцера, в которых электроизолированно от стального корпуса установлены электроды хромель-алюмелевых термопар. Горячие спаи электродов помещены в жидкую фазу веществ, используемых в качестве химических источников электрической энергии, а холодные концы электродов снаружи сосуда соединяют в последовательные и параллельные электрические цепи. Полимерные металлоорганические соединения тантала и ниобия в реакторе нагревают до температуры, превышающей температуру распада полимерных соединений на отдельные мономеры. В результате образуется электрическое поле свободных электронов. Под действием термоЭДС хромель-алюмелевой термопары свободные электроны диффундируют в определенном направлении, возникает потенциал и электрическое поле свободных электронов превращается в электродвижущую силу химического источника электрической энергии. 1 ил.

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.