ГЕНЕРАТОР ВОДОРОДНО-КИСЛОРОДНОЙ СМЕСИ Российский патент 2004 года по МПК C25B1/04 

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, а именно к устройствам для электролиза воды, и может быть использовано для выработки экологически чистого топлива.

Известен применяемый для электрохимического разложения воды электролизер, содержит цилиндрический корпус-анод, полый катод, установленный коаксиально с корпусом, патрубок для ввода электролита и патрубок с отсекателем для вывода газа и источник постоянного тока (патент России, № 2034934, С 25 В 9/00, 1/02, 1995).

Недостатком известного электролизера является низкая производительность на единицу массы и низкая безопасность в работе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является электролизер высокого давления для получения гремучего газа, который содержит цилиндрический корпус, разделенный обратным клапаном на электродную и газонакопительную части, где электродная часть выполнена с возможностью подводки питания от источника постоянного тока к его электродам, а газонакопительная с возможностью отвода газа из устройства под высоким давлением (а.с. СССР, № 1011730, С 25 В 1/12, 1983).

Недостатком такого устройства электролизера является низкая производительность и высокая опасность взрыва из-за наличия в устройстве необходимости накапливать газ до высокого рабочего давления.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении производительности и безопасности в работе.

Поставленная задача решается тем, что в генераторе водородно-кислородной смеси, содержащем электролизер, выполненный с возможностью подводки питания от источника постоянного тока к его электродам, например от бортового аккумулятора, согласно изобретению содержится по меньшей мере один цилиндр с рубашкой охлаждения, например жидкостной - вода или антифриз, поршень и головка цилиндра, образующие замкнутый объем цилиндра, выпускной самодействующий клапан, установленный в головке цилиндра. Кривошипно-шатунный механизм, связанный с приводом, например с электромотором, и устройство подачи водного раствора электролита в цилиндр, например водного раствора едкого кали. При этом в замкнутый объем цилиндра - между поршнем и головкой цилиндра установлен электролизер, выполненный с возможностью свободного прохода через него в прямом и обратном направлении водного раствора электролита, а устройство подачи водного раствора электролита выполнено в виде насоса высокого давления, кинематически связанного с кривошипно-шатунным механизмом, и снабжено форсункой. При этом электролизер может иметь вид двух электродов-полублоков цилиндрической формы, своими полыми элементами концентрично и с зазором вписывающихся друг в друга, в которых либо выполнены отверстия, если они выполнены из металла, например из листового никеля, либо которые выполнены полыми из металлической сетки, что необходимо для свободного прохода через них водного раствора электролита. Форсунка может иметь кавитатор, выполненный в виде местного сужения ее канала.

Сущность изобретения показана на чертежах, где:

на фиг.1 - показан схематичный разрез генератора;

на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1;

на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1;

на фиг.4 - схематичный разрез форсунки в части кавитатора.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Генератор водородно-кислородной смеси содержит по меньшей мере один цилиндр 1 (фиг.1-3) с рубашкой охлаждения 2, например жидкостной - вода, антифриз, самодействующий выпускной клапан 3, поршень 4 и головку цилиндра 5, образующие замкнутый объем цилиндра 6, где между поршнем и головкой цилиндра, с возможностью подводки питания к его электродам от источника постоянного тока, например от бортового аккумулятора 7, и с возможностью свободного прохода через него в прямом и обратном направлении водного раствора электролита, установлен электролизер 8, выполненный либо из металла, например из листового никеля с отверстиями 9, либо из металлической сетки в виде двух электродов-полублоков 10 и 11 цилиндрической формы, которые своими полыми элементами 12 концентрично и с зазором 13 вписываются друг в друга. Электроды один от другого изолированы диэлектрической прокладкой 14. Устройство для подачи цикловой дозы водного раствора электролита в цилиндр выполнено в виде насоса 15 высокого давления, например плунжерного, кинематически связанного с кривошипно-шатунным механизмом 16 и снабженного форсункой 17, установленной на головке цилиндра и выполненной с кавитатором 18 (фиг.4) в виде местного сужения 19 ее канала 20, кавитационная зона 21. Привод генератора 22, например, в виде электромотора, связанного с кривошипно-шатунным механизмом. Электролитный бак 23, отсекатель 24 (гидрозатвор) и потребитель 25.

Генератор водородно-кислородной смеси работает следующим образом.

Перед пуском электролитный бак 23 (фиг.1-3) заправляют водным раствором электролита, например водным раствором едкого кали, и на электроды-полублоки 10 и 11 электролизера 8 подают питание от источника постоянного тока, например от бортового аккумулятора 7. Включают привод, например электромотор 22, связанный с кривошипно-шатунным механизмом 16. Поршень 4 от ВМТ перемещается к НМТ. Выпускной самодействующий клапан 3 закрыт. В цилиндре 1 с рубашкой охлаждения 2 создается разрежение. Насос высокого давления 15 забирает из электролитного бака 23 цикловую дозу водного раствора электролита и под давлением, например, 2МПа (20 атм), через форсунку 17 впрыскивает ее в электролизер 8 в цилиндре 1. В кавитаторе 18 (фиг.4) в местном сужении 19 канала 20 скорость впрыскиваемого водного раствора электролита резко возрастает, а давление падает до критического и схлопывание образовавшихся в кавитационной зоне 21 пузырей приводит к тончайщему распыливанию водного раствора электролита и к диссоциации - разложению воды на водород и кислород, что повышает производительность устройства. Тончайше распыленный водный раствор электролита через отверстия 9 и зазоры 13 между полыми элементами 12 либо через сетчатые полублоки-электроды 10 и 11 свободно проходит в прямом и обратном направлениях и контактирует с обширной поверхностью электролизера 8. И при протекании постоянного тока через водный раствор электролита происходит разложение воды на водород и кислород. Затем при перемещении поршня 4 от НМТ к ВМТ полученная в замкнутом объеме 6 цилиндра 1 водородно-кислородная смесь через самодействующий клапан 3 и под давлением нагнетания через отсекатель 24 (гидрозатвор) поршнем 4 выталкивается к потребителю 25, например в топочную камеру котельной установки, и циклы за счет работы приводного электромотора 22 повторяются, чем и обусловлена производительность генератора. При этом цилиндр 1, головка цилиндра 5 и электролизер 8 охлаждаются рубашкой охлаждения генератора, например жидкостной - вода или антифриз. При взрыве в устройстве поршень 4 перемещается в цилиндре 1 и без вреда для генератора расширением гасит энергию взрыва.

Предлагаемый генератор водородно-кислородной смеси в работе безопасен и высокопроизводителен, найдет широкое применение преимущественно в коммунально-бытовом хозяйстве для теплоснабжения населения.

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, а именно к устройствам для электролиза воды. Техническим результатом является создание генератора для выработки дешевого и экологически чистого топлива. Генератор водородно-кислородной смеси содержит по меньшей мере один цилиндр с рубашкой охлаждения, самодействующий выпускной клапан, поршень и головку цилиндра, образующие замкнутый объем цилиндра, кривошипно-шатунный механизм, связанный с приводом. Устройство подачи водного раствора электролита, например водного раствора едкого кали в цилиндр, выполнено в виде насоса высокого давления, связанного с кривошипно-шатунным механизмом, и форсунки, выполненной с кавитатором в виде местного сужения канала. Замкнутый объем цилиндра выполнен с электролизером с возможностью подводки питания от источника постоянного тока, например, от аккумулятора к его электродам и с возможностью свободного прохода через него, туда и обратно водного раствора электролита. Технический эффект - повышение производительности и безопасности устройства. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Генератор водородно-кислородной смеси, содержащий электролизер, выполненный с возможностью подводки питания от источника постоянного тока к его электродам, отличающийся тем, что генератор содержит по меньшей мере один цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие замкнутый объем цилиндра, выпускной самодействующий клапан, кривошипно-шатунный механизм, связанный с приводом, и устройство подачи водного раствора электролита в цилиндр, при этом в замкнутый объем цилиндра между поршнем и головкой цилиндра установлен электролизер, выполненный с возможностью свободного прохода через него в прямом и обратном направлении водного раствора электролита, а устройство подачи водного раствора электролита выполнено в виде насоса высокого давления, кинематически связанного с кривошипно-шатунным механизмом, и снабжено форсункой.2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что электролизер имеет вид двух электродов-полублоков цилиндрической формы, концентрично и с зазором вписывающихся друг в друга, в которых либо выполнены отверстия, либо которые выполнены полыми из металлической сетки.3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что форсунка имеет кавитатор, выполненный в виде местного сужения канала.