Užitný model se týká elektrochemie a konkrétněji vodíkové energie a může být užitečný pro získání palivové směsi s vysokým obsahem vodíku z jakýchkoli vodných roztoků.
Známá zařízení pro přímý elektrochemický rozklad (disociace) vody a vodných roztoků na vodík a kyslík průchodem elektrického proudu vodou. Jejich hlavní výhodou je snadná implementace. Hlavní nevýhody známého prototypu vodíkového generátoru-zařízení jsou nízká produktivita, významná spotřeba energie a nízká účinnost. Teoretický výpočet požadované elektřiny pro výrobu 1 m3 vodíku z vody je 2,94 kWh, což stále ztěžuje použití tohoto způsobu výroby vodíku jako ekologického paliva v dopravě.
Nejbližší konstrukční zařízení (prototyp) a stejný účel k nárokovanému užitnému vzoru, pokud jde o sadu funkcí, je známý elektrolyzér - nejjednodušší generátor vodíku obsahující dutou komoru s vodným roztokem (vodou), elektrody v ní umístěné a zdroj energie k nim připojený (kniha "Chemická encyklopedie", v.1, M., 1988, s. 401)
Podstata práce prototypu - známého generátoru vodíku - spočívá v elektrolytické disociaci vody a vodných roztoků působením elektrického proudu na H2 a O2.
Nevýhodou prototypu je nízká produktivita vodíku a značné náklady na energii.
Účelem tohoto vynálezu je modernizovat zařízení za účelem zlepšení jeho energetické účinnosti
Technický výsledek tohoto užitného modelu spočívá v technickém a energetickém vylepšení známého zařízení, které je nezbytné k dosažení tohoto cíle.
Specifikovaný technický výsledekDosahuje se tím, že známé zařízení obsahující dutou komoru s vodným roztokem, elektrody umístěné ve vodě, připojený zdroj energie, je doplněno kapilárami umístěnými svisle ve vodě, s horními konci nad hladinou vody, a elektrody jsou ploché, z nichž jedna je umístěna pod kapilárami, a druhá elektroda je vyrobena ze síťoviny a je umístěna nad nimi, a zdroj energie je vyroben z vysokého napětí a nastavitelného v amplitudě a frekvenci a mezera mezi konci kapilár a druhou elektrodou a parametry elektřiny dodávané do elektrod jsou vybírány podle podmínky zajištění maximální produktivity pro vodík a regulátorů výkon je regulátor napětí uvedeného zdroje a regulátor mezery mezi kapilárami a druhou elektrodou,zařízení je navíc doplněno dvěma ultrazvukovými generátory, z nichž jeden je umístěn pod spodním koncem těchto kapilár a druhý - nad jejich horním koncem, a zařízení je také doplněno elektronickým disociatorem aktivovaných molekul vodní mlhy obsahující pár elektrod umístěných nad hladinou kapaliny, přičemž jejich roviny jsou kolmé k povrchu kapaliny a elektricky připojené k dalšímu elektronickému generátoru vysokonapěťových vysokofrekvenčních impulsů s nastavitelným frekvenčním a pracovním cyklem, ve frekvenčním rozsahu překrývajícím rezonanční frekvence excitace odpařených molekul kapaliny a jejích iontů.zařízení je navíc doplněno elektronickým disociatorem aktivovaných molekul vodní mlhy obsahující pár elektrod umístěných nad hladinou kapaliny, s jejich rovinami kolmými na povrch kapaliny a elektricky připojenými k dalšímu elektronickému generátoru vysokonapěťových vysokofrekvenčních pulzů s nastavitelnou frekvencí a pracovním cyklem v kmitočtovém rozsahu překrývajícím rezonanční frekvence excitace odpařených molekul kapaliny a jejích iontů.zařízení je navíc doplněno elektronickým disociátorem aktivovaných molekul vodní mlhy obsahující pár elektrod umístěných nad povrchem kapaliny, s jejich rovinami kolmými na povrch kapaliny a elektricky připojenými k dalšímu elektronickému generátoru vysokonapěťových vysokofrekvenčních pulzů s nastavitelnou frekvencí a pracovním cyklem v kmitočtovém rozsahu překrývajícím rezonanční frekvence excitace odpařených molekul kapaliny a jejích iontů.překrývající se rezonanční frekvence excitace odpařených molekul kapaliny a jejích iontů.překrývající se rezonanční frekvence excitace odpařených molekul kapaliny a jejích iontů.
Propagační video:
POPIS ZAŘÍZENÍ V STATICI
Zařízení pro výrobu vodíku z vody (obr. 1)sestává z dielektrického kontejneru 1, do kterého je nalit vodný roztok 2 tekutiny, z jemně porézního kapilárního materiálu 3, částečně ponořeného do této kapaliny a předem navlhčeného v tomto zařízení. 3, a elektricky připojeno ke svorkám vysokonapěťového regulovaného zdroje elektrického pole 10 s konstantním znaménkem, a jedna z elektrod 5 je vytvořena jako deska s perforovanou jehlou a je umístěna pohyblivě nad koncem kapilár 3, například rovnoběžně s ní ve vzdálenosti dostatečné k zabránění elektrickému rozpadu na zvlhčený knot 3. Další vysokonapěťová elektroda 4 je umístěna v kapalině rovnoběžně se spodním koncem kapiláry, například porézní materiál 3 Zařízení je doplněno dvěma ultrazvukovými generátory 6,jeden z nich je umístěn v tekutině 2, téměř na dně nádoby 1, a druhý je umístěn nad hladinou kapaliny, například na síťové elektrodě 5.
Zařízení také obsahuje elektronický disociátor molekul aktivované vodní mlhy, sestávající ze dvou elektrod 7, 8, umístěných nad hladinou kapaliny, s jejich rovinami kolmými na povrch kapaliny, a elektricky připojenými k dalšímu vysokofrekvenčnímu pulzu s nastavitelnou frekvencí a pracovním cyklem v generátoru 9 v rozsahu frekvence, které se překrývají rezonanční frekvence excitace odpařených molekul kapaliny a jejích iontů. Zařízení je také doplněno zvonkem 12 umístěným nad nádrží 1 - sběrným plynovým potrubím 12, ve jehož středu je výstupní potrubí pro topný plyn a H2, které se přivádí ke spotřebitelům. V podstatě sestava zařízení obsahující elektrody 4,5 z vysokonapěťových jednotek 10 a kapilární sestavu 3 4, 5, 6,je kombinované zařízení elektroosmotického čerpadla a elektrostatického odpařovače kapaliny 2 z nádrže 1 … Jednotka 10 vám umožňuje nastavit pracovní cyklus pulsů a intenzitu elektrického pole s konstantním znaménkem od 0 do 30 kV / cm. Elektroda 5 je vyrobena z kovového děrovaného nebo síťovaného materiálu, který poskytuje možnost neomezeného průchodu vytvořené vodní mlhy a topného plynu z konce kapilár 3. Zařízení má regulátory a zařízení pro změnu frekvence pulzů a jejich amplitudy a pracovního cyklu, jakož i pro změnu vzdálenosti a polohy elektrody 5 vzhledem k povrchu kapilárního odpařovače 3 (nejsou znázorněny na obr. 1).
POPIS ZAŘÍZENÍ PROVOZNÍHO ZAŘÍZENÍ (obr. 1)
Nejprve se do nádoby 1 nalije vodný roztok, například aktivovaná voda nebo směs vody a paliva (emulze) 2, kapilární 3-porézní odparka je předem zvlhčena. Poté se zapne zdroj 10 vysokého napětí a do kapilárního odpařovače 3 se elektrodami 4.5 přivádí rozdíl potenciálu vysokého napětí a perforovaná elektroda 5 je umístěna nad povrchem čelní strany kapilár 3 ve vzdálenosti dostatečné, aby se zabránilo elektrickému rozpadu mezi elektrodami 4.5. Výsledkem je, že podél vláken kapilár 3, působením elektroosmotických a ve skutečnosti elektrostatických sil podélného elektrického pole, jsou vodní klastry částečně roztrženy a tříděny ve velikosti a jsou absorbovány do kapilár 3. Kromě toho se dipólem polarizované molekuly kapaliny otáčejí podél vektoru elektrického pole a pohybují se od nádoby směrem k hornímu konci kapilár 3 k opačnému elektrickému potenciálu elektrody 5 (elektroosmóza). Potom jsou působením elektrostatických sil těmito silami elektrického pole odtrženy od povrchu čelní plochy 3 kapilár - v podstatě elektroosmotický výparník a přeměňují se v částečně disociovanou polarizovanou elektrizovanou vodní mlhu. Tato vodní mlha nad elektrodou 5 je pak také intenzivně ošetřena pulzním příčným vysokofrekvenčním elektrickým polem vytvořeným mezi příčnými elektrodami 7,8 elektronickým vysokofrekvenčním generátorem 9. Během intenzivního střetu odpařených dipólových molekul a vodních klastrů nad kapalinou se vzduchem a ozonovými molekulami,elektrony v ionizační zóně mezi elektrodami 7, 8. dochází k další intenzivní disociaci (radiolýze) aktivované vodní mlhy při tvorbě paliva hořlavého plynu. Tento získávaný topný plyn dále proudí nezávisle nahoru do sběrného zvonu 12 plynu a poté skrze výstup 13 je dodáván spotřebitelům pro přípravu směsi syntetických paliv, například do sacího traktu spalovacích motorů a jejich přivádění do spalovacích komor motorového vozidla. Složení tohoto hořlavého plynu zahrnuje molekuly vodíku (H2), kyslíku (O2), vodní páry, mlhy (H2O), jakož i aktivované organické molekuly odpařené jako součást jiných uhlovodíkových přísad. Dříve byla funkčnost tohoto zařízení ukázána experimentálně a bylo nalezenože intenzita procesu odpařování a disociace molekul vodných roztoků výrazně závisí a mění se v závislosti na parametrech elektrického pole zdrojů9,10 (intenzita, síla), na vzdálenosti mezi elektrodami 4, 5, na oblasti kapilárního odpařovače 3, na typu kapaliny, velikosti kapilár a kvalita kapilárního materiálu 3. Regulátory dostupné v zařízení vám umožňují optimalizovat výkon topného plynu v závislosti na typu a parametrech vodného roztoku a specifické konstrukci tohoto elektrolyzéru. Protože v tomto zařízení se vodný roztok kapaliny intenzivně odpařuje a částečně disociuje na H2 a O2, působením kapilární elektroosmózy a ultrazvuku,a poté se navíc aktivně disociuje v důsledku intenzivního srážení molekul odpařeného vodného roztoku pomocí dalšího příčného rezonančního elektrického pole, pak takové zařízení pro výrobu vodíku a topného plynu spotřebovává malou elektřinu, a proto je významně desítkykrát ekonomičtější než známé generátory vodíku pro elektrolýzu.
NÁROK
Ultrazvukové zařízení pro výrobu vodíku z jakéhokoli vodného roztoku, obsahující nádobu s vodným roztokem, kovové elektrody v ní umístěné a zdroj elektřiny s nimi spojený, vyznačující se tím, žeje doplněn kapilárami umístěnými svisle v této komoře s jejich horními konci nad hladinou vodného roztoku a jedna z obou elektrod je umístěna v kapalině pod kapiláry a druhá elektroda je vyrobena pohyblivá a mřížková a umístěná nad nimi a zdroj energie je vyroben z vysokého napětí a nastavitelný v amplitudě a frekvence a zařízení je také doplněno dvěma ultrazvukovými generátory, z nichž jeden je umístěn pod spodním koncem těchto kapilár a druhý je umístěn nad jejich horním koncem, a zařízení je také doplněno rezonančním elektronickým disociatorem aktivovaných molekul vodní mlhy obsahující pár elektrod umístěných nad povrchem kapaliny, s jejich roviny, kolmé na povrch kapaliny,a elektricky připojené k dalšímu elektronickému generátoru vysokonapěťových vysokofrekvenčních impulsů s nastavitelným frekvenčním a pracovním cyklem, ve frekvenčním rozsahu obsahujícím rezonanční frekvence excitace odpařených molekul kapaliny a jejích iontů.