Model użytkowy dotyczy elektrochemii, a dokładniej energii wodoru i może być przydatny do otrzymywania mieszanki paliwowej o dużej zawartości wodoru z dowolnych roztworów wodnych.
Znane urządzenia do bezpośredniego rozkładu elektrochemicznego (dysocjacji) wody i roztworów wodnych na wodór i tlen poprzez przepuszczanie prądu elektrycznego przez wodę. Ich główną zaletą jest łatwość wykonania. Głównymi wadami znanego prototypu generatora wodoru są niska produktywność, znaczne zużycie energii i niska wydajność. Teoretyczne wyliczenie wymaganej energii elektrycznej do produkcji 1 m3 wodoru z wody wynosi 2,94 kWh, co nadal utrudnia wykorzystanie tej metody produkcji wodoru jako przyjaznego dla środowiska paliwa w transporcie.
Z założenia najbliższym urządzeniem (prototypem), z założenia do zastrzeganego wzoru użytkowego pod względem zestawu cech, jest znany elektrolizer - najprostszy generator wodoru zawierający wydrążoną komorę z roztworem wodnym (wodą), umieszczonymi w niej elektrodami i podłączonym do nich źródłem prądu (książka. "Encyklopedia chemiczna", t. 1, M., 1988, s. 401)
Istota pracy prototypu - znanego generatora wodoru - polega na elektrolitycznej dysocjacji wody i roztworów wodnych pod działaniem prądu elektrycznego na H2 i O2.
Wadą prototypu jest niska wydajność wodoru i znaczne koszty energii.
Celem tego wynalazku jest unowocześnienie urządzenia w celu poprawy jego sprawności energetycznej
Efekt techniczny tego wzoru użytkowego polega na niezbędnym do osiągnięcia tego celu technicznym i energetycznym ulepszeniu znanego urządzenia.
Określony wynik technicznyuzyskuje się dzięki temu, że znane urządzenie zawierające wydrążoną komorę z roztworem wodnym, elektrody umieszczone w wodzie, źródło prądu do nich podłączone, jest uzupełnione kapilarami umieszczonymi pionowo w wodzie, z górnymi końcami powyżej poziomu wody, a elektrody są płaskie, z których jedna jest umieszczona pod kapilarami, a druga elektroda wykonana jest z siatki i znajduje się nad nimi, a źródło prądu wykonane jest z wysokiego napięcia i regulowane w zakresie amplitudy i częstotliwości, a szczelina między końcami kapilar a drugą elektrodą oraz parametry energii elektrycznej dostarczanej do elektrod dobierane są w zależności od warunku zapewnienia maksymalnej produktywności wodoru i regulatorów sprawnością jest regulator napięcia wspomnianego źródła i regulator szczeliny między kapilarami a drugą elektrodą,ponadto urządzenie uzupełniono również o dwa generatory ultradźwiękowe, z których jeden znajduje się pod dolnym końcem tych kapilar, a drugi - nad ich górnym końcem, a urządzenie uzupełniono również o elektroniczny dysocjator aktywowanych cząsteczek mgły wodnej zawierający parę elektrod umieszczonych nad powierzchnią cieczy, płaszczyznami prostopadłymi do powierzchni cieczy i elektrycznie połączony z dodatkowym generatorem elektronicznym wysokonapięciowych impulsów o wysokiej częstotliwości z regulowaną częstotliwością i współczynnikiem wypełnienia, w zakresie częstotliwości nakładającym się na częstotliwości rezonansowe wzbudzenia odparowanych cząsteczek cieczy i jej jonów.ponadto urządzenie uzupełniono o elektroniczny dysocjator aktywowanych cząsteczek mgły wodnej zawierający parę elektrod umieszczonych nad powierzchnią cieczy, o płaszczyznach prostopadłych do powierzchni cieczy, połączony elektrycznie z dodatkowym, elektronicznym generatorem impulsów wysokonapięciowych o wysokiej częstotliwości o regulowanej częstotliwości i cyklu pracy, w zakresie częstotliwości pokrywającym się z częstotliwościami rezonansowymi wzbudzenie odparowanych cząsteczek cieczy i jej jonów.ponadto urządzenie uzupełniono o elektroniczny dysocjator aktywowanych cząsteczek mgły wodnej, zawierający parę elektrod umieszczonych nad powierzchnią cieczy, prostopadłymi do powierzchni cieczy, a także połączony elektrycznie z dodatkowym, elektronicznym generatorem impulsów wysokonapięciowych o wysokiej częstotliwości o regulowanej częstotliwości i cyklu pracy, w zakresie częstotliwości pokrywających się z częstotliwościami rezonansowymi wzbudzenie odparowanych cząsteczek cieczy i jej jonów.nakładanie się częstotliwości rezonansowych wzbudzenia odparowanych cząsteczek cieczy i jej jonów.nakładanie się częstotliwości rezonansowych wzbudzenia odparowanych cząsteczek cieczy i jej jonów.
Film promocyjny:
OPIS URZĄDZENIA W STATYKU
Urządzenie do produkcji wodoru z wody (rys.1)składa się z pojemnika dielektrycznego 1, do którego wlewa się wodny roztwór cieczy 2, z drobno porowatego materiału kapilarnego 3, częściowo zanurzonego w tej cieczy i wstępnie w niej zwilżonej. Urządzenie to zawiera również wysokonapięciowe elektrody metalowe 4, 5, umieszczone na końcach kapilar 3, i podłączony elektrycznie do zacisków regulowanego wysokonapięciowego źródła pola elektrycznego 10 o stałym znaku, a jedna z elektrod 5 jest wykonana w postaci perforowanej płytki igłowej i jest umieszczona ruchomo nad końcem kapilar 3, na przykład równolegle do niej w odległości wystarczającej, aby zapobiec przebiciu elektrycznemu zwilżonej knot 3. Kolejną elektrodę 4 wysokiego napięcia umieszcza się w cieczy równolegle do dolnego końca kapilary, na przykład materiał porowaty 3 Uzupełnieniem urządzenia są dwa generatory ultradźwiękowe 6,z których jeden znajduje się w cieczy 2, prawie na dnie pojemnika 1, a drugi znajduje się powyżej poziomu cieczy, na przykład na elektrodzie siatkowej 5.
Urządzenie zawiera również elektroniczny dysocjator cząsteczek aktywowanej mgły wodnej, składający się z dwóch elektrod 7,8, umieszczonych nad powierzchnią cieczy, płaszczyznami prostopadłymi do powierzchni cieczy, połączonych elektrycznie z dodatkowym generatorem elektronicznym 9 impulsów wysokonapięciowych o wysokiej częstotliwości o regulowanej częstotliwości i cyklu pracy, w zakresie częstotliwości, które nakładają się na częstotliwości rezonansowe wzbudzenia odparowanych cząsteczek cieczy i jej jonów. Uzupełnieniem urządzenia jest również dzwonek 12 umieszczony nad zbiornikiem 1 - kolektor gazu zbierającego 12, pośrodku którego znajduje się rura wylotowa gazu opałowego i H2, które mają być doprowadzane do konsumentów. Zasadniczo zespół urządzenia zawierający elektrody 4, 5 z jednostek wysokiego napięcia 10 i zespół kapilarny 3 4, 5, 6,jest połączonym urządzeniem pompy elektroosmotycznej i elektrostatycznego parownika cieczy 2 ze zbiornika 1 … Jednostka 10 pozwala na regulację cyklu pracy impulsów oraz natężenia pola elektrycznego o stałym znaku od 0 do 30 kV / cm. Elektroda 5 wykonana jest z metalowej perforowanej lub siatkowej siatki zapewniającej niezakłócony przepływ powstałej mgły wodnej i paliwa gazowego z końca kapilar 3. Urządzenie posiada regulatory i urządzenia do zmiany częstotliwości impulsów oraz ich amplitudy i cyklu pracy, a także do zmiany odległości i położenia elektrody 5 względem powierzchni wyparki kapilarnej 3 (nie pokazano ich na rys. 1).
OPIS URZĄDZENIA STERUJĄCEGO URZĄDZENIE (RYS.1)
Najpierw do zbiornika 1 wlewa się wodny roztwór, na przykład aktywowaną wodę lub mieszaninę wodno-paliwową (emulsję) 2, po czym wstępnie zwilża się nią kapilarną 3-porowatą wyparkę. Następnie włączane jest źródło wysokiego napięcia 10 i różnica potencjałów wysokiego napięcia jest dostarczana do wyparki kapilarnej 3 przez elektrody 4, 5, a elektroda perforowana 5 jest umieszczana nad powierzchnią powierzchni czołowej kapilar 3 w odległości wystarczającej, aby zapobiec przebiciu elektrycznemu między elektrodami 4, 5. W rezultacie, wzdłuż włókien kapilar 3 pod działaniem elektroosmotycznych, a właściwie sił elektrostatycznych podłużnego pola elektrycznego, skupiska wody są częściowo rozrywane i sortowane pod względem wielkości oraz wchłaniane do kapilar 3. Ponadto cząsteczki cieczy spolaryzowane dipolowo obracają się wzdłuż wektora pola elektrycznego i przemieszczają się od pojemnika w kierunku górnego końca kapilar 3 do przeciwnego potencjału elektrycznego elektrody 5 (elektroosmoza). Następnie, pod działaniem sił elektrostatycznych, są odrywane przez te siły pola elektrycznego z powierzchni końcowej powierzchni kapilarnej 3 - zasadniczo elektroosmotycznej wyparki i zamieniają się w częściowo zdysocjowaną spolaryzowaną naelektryzowaną mgłę wodną. Ta mgła wodna nad elektrodą 5 jest następnie również intensywnie traktowana impulsowym poprzecznym polem elektrycznym o wysokiej częstotliwości, wytwarzanym między elektrodami poprzecznymi 7,8 przez elektroniczny generator wysokiej częstotliwości 9. W procesie intensywnego zderzenia odparowanych cząsteczek dipola i skupisk wody nad cieczą z cząsteczkami powietrza i ozonu,elektrony w strefie jonizacji między elektrodami 7, 8. następuje dodatkowa intensywna dysocjacja (radioliza) aktywowanej mgły wodnej z utworzeniem palnego gazu paliwowego. Ponadto ten otrzymany gaz opałowy przepływa niezależnie w górę do dzwonu zbierającego gaz 12, a następnie przez wylot 13 jest dostarczany do konsumentów w celu przygotowania syntetycznej mieszanki paliwowej, na przykład do przewodu dolotowego silników spalinowych i doprowadza ją do komór spalania pojazdu mechanicznego. W skład tego palnego gazu wchodzą cząsteczki wodoru (H2), tlenu (O2), pary wodnej, mgły (H2O), a także aktywowane cząsteczki organiczne odparowywane w ramach innych dodatków węglowodorowych. Wcześniej wykonalność tego urządzenia została pokazana eksperymentalnie i została znalezionaże intensywność procesu parowania i dysocjacji cząsteczek roztworów wodnych istotnie zależy i zmienia się w zależności od parametrów pola elektrycznego źródeł9,10. (natężenie, moc), od odległości między elektrodami 4, 5, od powierzchni wyparki kapilarnej 3, od rodzaju cieczy, wielkości kapilar oraz jakość materiału kapilarnego. 3. Regulatory dostępne w urządzeniu pozwalają na optymalizację wydajności gazu opałowego w zależności od rodzaju i parametrów roztworu wodnego oraz specyficznej konstrukcji tego elektrolizera. Ponieważ w tym urządzeniu wodny roztwór cieczy paruje intensywnie i częściowo dysocjuje na H2 i O2 pod działaniem elektroosmozy kapilarnej i ultradźwięków,a następnie dodatkowo aktywnie dysocjuje na skutek intensywnych zderzeń cząsteczek odparowanego roztworu wodnego za pomocą dodatkowego poprzecznego rezonansowego pola elektrycznego, wówczas takie urządzenie do wytwarzania wodoru i paliwa gazowego zużywa niewiele prądu, a zatem jest znacznie dziesiątki setek razy bardziej ekonomiczne niż znane elektrolityczne generatory wodoru.
ROSZCZENIE
Ultradźwiękowe urządzenie do wytwarzania wodoru z dowolnego roztworu wodnego, zawierające pojemnik z roztworem wodnym, umieszczone w nim metalowe elektrody i podłączone do nich źródło energii elektrycznej, charakteryzujące się tym, żeuzupełnieniem są kapilary umieszczone pionowo w tej komorze, których górne końce znajdują się powyżej poziomu roztworu wodnego, a jedna z dwóch elektrod jest umieszczana w cieczy pod kapilarami, a druga jest ruchoma i siatkowa i umieszczana nad nimi, a źródło zasilania jest wykonane z wysokiego napięcia i regulowanej amplitudy i częstotliwości, a urządzenie jest również uzupełniane przez dwa generatory ultradźwiękowe, z których jeden znajduje się pod dolnym końcem tych kapilar, a drugi znajduje się powyżej ich górnego końca, a urządzenie jest również uzupełnione rezonansowym dysocjatorem elektronicznym aktywowanych cząsteczek mgły wodnej, zawierającym parę elektrod umieszczonych nad powierzchnią cieczy, z ich płaszczyzny prostopadłe do powierzchni cieczy,i elektrycznie połączony z dodatkowym generatorem elektronicznym impulsów wysokonapięciowych o wysokiej częstotliwości z regulowaną częstotliwością i wypełnieniem, w zakresie częstotliwości zawierającym częstotliwości rezonansowe wzbudzania odparowanych cząsteczek cieczy i jej jonów.