Spôsob výroby tepelnej energie

Číslo patentu: E 10455

Dátum: 09.08.2006

Autori: Reichmann Richard, Barth Karl-ludwig

Je ešte 2 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Opis 0001 Vynález sa týka zariadenia na výrobu tepelnej energie, pri ktorom sa ľahké východiskové látky, vhodné pre procesy fúzie, na základe prívodu energie disociujú, ionizujú, anásledne sa privádzajú k fúzíi.0002 Spôsob vytvárania plameňa pomocou plazmového oblúka, pri ktorom vodná para na základe prívodu elektrickej energie disociuje na vodík a kyslík, a následne sa vodík ionízuje, je známy zo spisu EP 0 918 317 A 1 a používa sa na tepelné spracovanie kovov. V tomto spôsobe sa vodná para privádza cez dýzy do priestoru elektród a tam sa na základe prívodu elektrickej energie zapáli plazmový oblúk. Pri v obchode obvyklom, na tomto spôsobe spočívajúcom zariadení, sa plazmový horák tvaru pištole cez elektrické napájacie zariadenie, ktoré môže byť prevádzkované s obvyklým sieťovým napätím, napája elektrickou energiou. Vnútri tela horáka sa medzi dýzou anódy a katódou zapáli elektrický oblúk, ktorý tam sa nachádzajúcu vodu premení najprv do stavu pary a potom do stavu plazmy. Molekuly vody sa pritom disociujú a častice ionizujú a pod prirodzene vytváraným tlakom vystupujú ako lúč plazmy z dýzy horáka. Pomocou tohto lúča plazmy môže byť kov rezaný, zváraný, spájkovaný a môžu byťvykonávané iné tepelné spracovania.0003 V zásade je zariadenie vhodné na spracovávanie každej nehorľavej látky, vrátane nehrdzavejúcej a vysoko legovanej ocele, hliníka, titánu, tehál, betónu, keramiky, s kvalitou0004 V spíse EP 463 089 B 1 sa opisuje takzvaná studená fúzia, tým, že sa pomocou elektrolýzy zavádzajú atómy deutéria do mriežkového materiálu, ktorý má kryštalickú štruktúru, ktorá je schopná v kryštalickej štruktúre bez zničenia mriežkového materiálu vytvárať na základe jadrovej fúzie prebytočné teplo. Tam sú, avšak V súvislosti s elektrolýzou,opísané fyzikálne procesy v rôznych východiskových látkach a reakčných materiáloch. Tam opísané procesy V minulosti tiež vedecky skúmali iní a patria preto k štandardnýmvedomostiam odborníka pôsobiaceho v tomto odbore.0005 Spočívajúc na tomto návrhu, boli v medzitým vykonané početné pokusy a návrhy, avšaknemohol byť, pokiaľ je známe, realizovaný žiadny návrh vo fonne, ktorá by všeobecneposkytovala doterajšie podstatné zdroje energie, ako je plyn, olej, uhlie, alebo tiež urán, akonáhradu pre početné prípady použitia výroby energie, čí už na priamu výrobu tepla, výrobu prúdu, alebo mechanický pohon a obdobné použitia. A to ani pri veľkých zariadeniach, ani primenších zariadeniach na domáce použitie.0006 Spis EP O 393 465 A 2 opisuje v zásade spôsob vytvárania jadrovej fúzie, pričom medzi dvoma elektródamí sa udržiava plazma a aspoň jedna z elektród je vybavená povrchom, ktorý je zhotovený z paládia, titánu, alebo zliatiny železo - titán. Elektróda sa pomocou chladíaceho prostriedku chladí tak, že deutérium môže byť ľahko absorbovane do reaktívneho materiálu. Doplnkovo sa do reakčnej komory fúka plynný materiál, ako je deutérium alebo zlúčenina deutéria, aby sa na reaktivnom materiáli vytvárala nukleáma tavná reakcia. V podstate sa tamopisuje proces pri nízkotlakovej plazmc, pri ktorom dochádza k tleciemu výboju.0007 Úlohou vynálezu je preto navrhnúť spôsob, pomocou ktorého je možné s použitímstudenej fúzie produkovať prebytočné teplo aj V malej kompaktnej jednotke.0008 Táto úloha sa podľa vynálezu rieši spôsobom so znakmi hlavného nároku. Ďalšievýhodné uskutočnenia sú zrejmé zo závislých nárokov.0009 Podľa vynálezu sa na výrobu tepelnej energie používa plazmový oblúk (u ktorého môže byť menená polarita), nachádzajúci sa medzi katódou a anódou, V ktorom sa vhodné ľahké východiskové látky, schopné procesu fúzie, na základe prívodu elektrickej energie privádzajú do plazmového stavu. Na ten účel sa používa katóda z kovu, ktorý je vhodný na to, nechaťčastice vytvárané v plazmc difundovať a v kovovej mriežke umožniť proces fúzie.0010 Plazmový oblúk, nachádzajúci sa medzi elektródami, sa obvykle udržuje pomocou elektrickej energie. Plazmový oblúk sa udržuje v atmosfére z materiálu, ktorý obsahuje východiskové látky, potrebné pre jadrovú fúziu, ako sú atómy vodíka, deutéria alebo trítia,respektíve ich ióny, ako aj atómy a ióny lítia. Ako východiskové substancia môže byť pritom jednoduchá voda so svojimi prirodzenými izotopmi, alebo tiež na zvýšenie stupňa účinku ťažká voda, deuterizovaná voda, trítiom substituovaná voda a/alebo ich zmesi s norrnálnou vodou. Potrebné ľahké východiskové látky môžu byť ako také poskytnuté v pevnom, kvapalnom alebo plynnom stave, a potom privedené do blízkosti plazmového oblúka. V plynnej fáze môžu byť priamo vofukované, v kvapalnej fáze je potrebný vložený krok odparenia, napriklad priamo na základe tepla plazmového oblúka. V plazmovom oblúku sa tieto častice privádzajú doplazmového stavu a na základe prevádzkovania s príslušnou intenzitou prúdu, ktorá leží nad 3A, sa vytvárajú v dostatočnom množstve, aby umožnili vhodný (H, D, T, Lia nie 0 alebo N) prúd íónov v smere katódy. Treba očakávať, že ióny po prebehnuti katódovéhoúbytku dopadajú na katódu s určitou dopadovou energiou a hustota íónov na katóde je veľmi0011 Aby vôbec mohol vzniknúť prebytok tepla, je katóda zhotovená z materiálu, ktorý má kovovú mriežku, ktorá umožňuje proces fúzie. Pritom môže byť katóda buď celá z tohto materiálu, alebo tiež mat len príslušný povlak. V zásade na to vhodnými materiálmi sú kovy zo skupiny IIX a skupiny IV A periodickej sústavy a ich zliatiny. Pritom sa jedná hlavne o paládium, kobalt, nikel, ruténium, ródium, osmium, irídium, titán, zirkónium, hafnium a ich zliatiny. Ku katóde sa pohybujúce častice difundujú do mriežky materiálu katódy a spôsobujú tam proces jadrovej fúzie opisovaný v literatúre, pri ktorom sa vytvára prebytočne teplo. To môže byť odvádzané najrôznejšimi, odborníkovi bežnými spôsobmi, napríklad v najjednoduchšej podobe na základe odvádzania tepla pomocou kvapalného média, takže toto teplo môže byt premieňané buď priamo alebo nepriamo rôznymi spôsobmi na inú formuenergie, ako je napríklad elektrická alebo mechanická energia.0012 Ako zvlášť výhodne sa pre materiál katódy ukázalo paládium, ktoré sa v dôsledku svojej vysokej, v porovnani s inými danými materiálmi, výstupnej práce elektrónu 5,6 eV zvlášť dobre hodí. Pri zodpovedajúcom chladení katódy môže byť teda omnoho skôr zabránene prúdu elektrónov, vytváraného teplom vznikajúcim na katóde, cez plazmový oblúk, pretože tento pre proces výroby tepla nič neprináša, respektíve mu skôr bráni, nakoľko tým prúd častíc pre spustenie jadrovej fúzie, požadovaný v smere katódy, v katóde nevznikne, alebo sa prekazí. Aby sa tohto obdobne dosiahlo s inými materiálmi, treba na základe menšej výstupnej práce podstatne vyššie náklady na chladenie, aby sa zabránilo nežiaducemu prúdu elektrónov zkatódy, respektíve aby sa udržal pokiaľ možno malý.0013 Tvar a objem katódy, ako aj tým hustota tečúceho prúdu, určujú množstvo tepla, ktoré môže byt v kove vyprodukovane pri danom elektrickom potenciály. Anóda môže byť tiež potialmutá vyššie uvedenými materiálmi, alebo z nich vyrobená, zdá sa však postačujúce použiť na to ľubovolný vhodný vodivý materiál, ako je platina, nikel, uhlík alebo meď, ktorý samotný so zložkami procesu nereaguje, aby sa zabránilo vytváraniu nežiaducich reakcií. Treba usilovaťo vhodnú konfiguráciu anódy k veľkoplošnému striedavému účinku plazmy s katódou.0014 Podľa jedného ďalšieho výhodného uskutočnenia sa na plazmu pôsobí prúdovými impulzmi. Tieto prúdové impulzy môžu byť privádzané buď miesto stáleho prúdu alebo doplnkovo k nemu, a spôsobujú krátkodobé veľké zvýšenie prúdu a tým teploty V plazmovom oblúku, takže sa požadované častice vytvárajú vo väčšom množstve a tým spôsobujú vyššie uvedený prúd častíc v smere katódy v rozsahu, ktorý potom s materiálom katódy vyvolá jadrovú fúziu produkujúcu viacej tepelnej energie, než je potrebné na prevádzku plazmového oblúka. V závislosti na íntenzitách prúdu, s ktorými je svetelný oblúk prevádzkovaný, môžu impulzy trvať V rozsahu s až sekúnd. Prúdové impulzy môžu, napríklad v prípade paládia, mať na produkciu potrebnej teploty intenzitu prúdu 60 A krátkodobo, napríklad l s. Vždy podľa intenzity prúdu a doby trvania impulzov s dajú vytvárať mnohé izotopy vodíka (H, Di, Ti, ) alebo iné vhodné ióny (Li), ktoré sú potom k dispozícii pre proces fúzie, pričom samozrejme musi byť intenzita prúdu zvolená tak, aby sa materiál katódy nezničil. S prúdovými rázmi sa pôsobí trojako jednak vyššie uvedené krátkodobé ohriatie na tvorbu častíc D, TJ, jednak zabránenie príliš silnému ohriatiu tepelne málo aktívneho materiálu katódy nežiaducim prúdom elektrónov, a doplnkovo zvýšenie procesov fúzie, pretože tieto sú v kryštály paládia pri vysokých prúdoch, rýchlych zmenách prúdu a tým pri podmienke rýchlej (s - rozsah) zmeny0015 Podľa jedného ďalšieho uskutočnenia spôsobu môže byť plazmový oblúk pri dostatočne veľkom počte prúdových impulzov za jednotku času prevádzkovaný miesto stáleho prúdu. Frekvencia by pritom mala byť tak vysoká, aby plazma oblúka V doznievaní predchádzajúcehoimpulzu získala už ďalší impulz, aby sa táto prevádzka udržala bez trvalého prevádzkového0016 Podľa jedného výhodného uskutočnenia sa prúdové impulzy vytvárajú pomocou vysokonapäťového napájacieho zdroja, ktorý nabíja kondenzátor, a spínacieho iskrišťa, pričom sa výhodne používa kondenzátor s dostatočne vysokou kapacitou, aby sa pomocou potrebnýchnajmenších dôb trvania impulzov zachovali potrebné najmenšie prúdové intenzity.0017 Ďalej môže byť výhodným spôsobom k plazmovému oblúku superponovaná doplnková energetická vstupná väzba vo forme vysokej frekvencie (HF). Ak HF - Vstupná väzba prebieha pri frekvencii o) iónovej plazmy (i H 4, D 4, T) príslušných izotopov vodíka, respektíve iných, pre fúziu vhodných izotopov, tak môže byť ich energia cielene zvýšená, aby sa procesfúzie výhodne ovplyvnil. Ak sa frekvencia o) priloženého HF - poľa zvolí tak, aby ležala pod

MPK / Značky

MPK: H05H 1/32, G21B 3/00, B23K 10/00

Značky: výroby, tepelnej, energie, spôsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/10-e10455-sposob-vyroby-tepelnej-energie.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob výroby tepelnej energie</a>

Podobne patenty