УСТРОЙСТВО ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДНОЙ И КИСЛОРОДНОЙ ВОДЫ Российский патент 2018 года по МПК C25B1/06 C02F1/48 

Изобретение относится к технике разложения воды на кислород и водород (водородной энергетике), которая может быть использована для получения кислородной и водородной воды.

Известен способ получения водорода из воды (см. патент №2456377), в котором разложение воды происходит под действием резонансного электромагнитного поля, частота n-й гармоники которого приближается к собственной частоте воды. Недостаток способа заключается в том, что при его осуществлении происходит изменение емкостной составляющей LC контура (контуров) из-за присутствия в воде продуктов ее разложения, приводящих к изменению диэлектрической проницаемости диэлектрика водяного конденсатора, при неизменном значении индуктивной составляющей. Это явление приводит к снижению производительности из-за отклонения от резонанса в цепях с последовательными или параллельными контурами. Также в устройстве, осуществляющем способ, наблюдается незначительная площадь соприкосновения изолированных конденсаторных пластин с водой, отнесенная к единице объема рабочей камеры, что также приводит к снижению производительности разложения воды. Известен также способ получения водорода из воды (патент №2496917), включающий разложение воды электрическим полем с помощью водяного конденсатора с изолированными обкладками, на которые подается высоковольтное выпрямленное напряжение импульсной формы, а разложение воды происходит под действием электрического и магнитного полей, причем вектор напряженности магнитного поля направлен перпендикулярно вектору напряженности электрического поля, при этом векторы на воду действуют одновременно и с частотой, равной частоте гидродинамических колебаний воды. Для реализации способа используется устройство, в котором разложение воды электрическим и магнитным полями происходит с помощью, по меньшей мере, двух колебательных контуров, при этом емкость первого и связанная с ней индуктивность второго контура и соответственно емкость второго и связанная с ней индуктивность первого заряжаются и разряжаются с заданной частотой, при этом фаза входных напряжений сдвинута на 90 градусов. Недостаток способа тот, что электрическое поле действует на воду однонаправленно и периодически, причем время его действия равно времени нисходящий кривой входного напряжения, что наполовину снижает производительность разложения воды.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности разложения воды за счет увеличения энергии электрического и магнитного полей.

Физика работы предлагаемого устройства заключается в следующем. На нижеуказанных сайтах расположена информация об известных способах разложения воды на кислород и водород (https://yandex.ru/images/search?p=6&text=способы%20разложения%20воды%20на%20кислород%20и%20вод) выбираем реакцию разложения воды действием электрического тока, электролиз (https://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=09c0c7751466c174d9cc9dc81648bc91-sr&n=13), где разложение воды под действием электрического тока происходит согласно уравнению 1, т.е. 2H₂O=2Н₂+O₂. Но данное уравнение не показывает, какая энергия затрачивается на разложение воды. При нагреве воды или при разложении пара (см. патент №2142905) тепловая энергия броуновского движения не может без действия полей разлагать воду. Только при действии поля диполи воды ориентируются вдоль его вектора напряженности, уменьшая броуновское движение, энергия которого расслабляет дипольные атомные связи, в связи с чем для окончательного их разрушения требуется уменьшенное значение электромагнитной энергии (см. так же видео на сайте https://www.youtube.com/watch?v=-ROZ0KU5ncM). Учитывая, что вода H₂O является идеальным диэлектриком (электролитом, потому что под действием электрического и магнитного полей не зависимо от проводимости «грязной» воды ионы водорода и кислорода перемещаются в воде каждые к своему полюсу), который контактирует с двумя электродами, что в комплексе представляет собой водяной конденсатор, токи смещения которого образуют энергию электрического поля, а токи индуктивности образуют энергию магнитного поля. Обе вырабатываемые токами энергии отличаются друг от друга векторными направлениями их энергий вектора, которые, действуя на дипольные молекулы воды, разрушают их, в результате чего молекулы воды распадаются на ионы водорода и кислорода. Конечно, энергетическая мощность полей должна обеспечивать разрушение молекул воды. Спрашивается, причем тут электроды, если энергия электрических и магнитных полей свободно проходит через не токопроводящие стенки водяного сосуда. Новизна изобретения заключается в том, что электроды электролизера изолированы диэлектриком, диэлектрическая проницаемость которого превосходит диэлектрическую проницаемость воды 80 единиц. Так как энергия электрического поля пропорциональна емкости водяного конденсатора и квадрату напряжения подаваемого на электроды водяного конденсатора, а энергия магнитного поля пропорциональна индуктивности и квадрату тока, проходящему через индуктивность, то, увеличивая эти величины, можем регулировать производительность получения ионов кислорода и водорода.

Следует отметить, что при электролизе и предлагаемом изобретении общим является то, что при разложении воды на ионы участвует электрическое поле, а это значит, как указывалось выше, что изоляция электродов значения не имеет. Она лишь препятствует участию в реакции электродных металлов и исключает прохождение тока через воду, содержащую растворенные в ней примеси. При изоляции электродов исключается нагрев воды, что позволяет при сжигании водорода не используемую тепловую энергию использовать повторно для получения водорода и кислорода, замыкая тем самым энергетический цикл, что значительно увеличивает КПД устройства.

На фиг. 1 изображено устройство получения водородной и кислородной воды. Оно содержит диэлектрический корпус 7, имеющий отверстия 3 входа воды и вентили 1 и 2 для выхода водородной и кислородной воды. Корпус содержит полые (объемные) полости, из которых водородная полость 14 содержит отрицательный водородный электрод 25 и полость 15 содержит положительный кислородный электрод 26. Кислородная и водородная полости через отверстия 6 сообщаются с межэлектродным пространством 22. Электроды 25 и 26 в верхней части полостей 14 и 15 после отверстий 6 не изолированы. В этой части объема полостей происходит нейтрализация ионов водорода и кислорода, из которых атомы водорода и кислорода вместе с неразложившейся водой выходят через отверстия 19 и 18 в водородную емкость 9 и кислородную 10, из которых излишек газов через регулированные отверстия 4 и 5 выходят из емкостей, а водородная и кислородная вода через вентили 1 и 2 поступает потребителю.

С целью увеличения производительности увеличиваем количество водородных и кислородных полостей. Тогда полости 14 и 15 представляют полые обкладки водяного конденсатора. Эти водяные конденсаторы, которые с целью увеличения энергии электрического поля соединяем параллельно, получая один суммарный конденсатор, диэлектрическая проницаемость изоляции которого должна превышать диэлектрическую проницаемость воды. Образованный конденсатор, имеющий значительные электродную поверхность, диэлектрическую проницаемость, минимальное расстояние между электродами, значительно увеличивает производимую им энергию электрического поля, что приводит к значительному увеличению производительности устройства. Энергия электрического поля увеличивается также за счет увеличения входного напряжения и шунтированием входного напряжения дополнительным конденсатором С (см. фиг 2).

Для максимального снижения подаваемого на конденсатор постоянного напряжения с целью обеспечения увеличения диапазона регулирования энергии электрического поля, используем энергию магнитного поля, вектор напряженности которого направлен перпендикулярно вектору электрического поля. Для этого используем трансформаторный излучатель, представляющий собой замкнутый контур, выполненный из электротехнической стали с последовательно механически связанными спиралевидными (аналогично катушки индуктивности) частями 8 и линейной частью 13, представляющие в сечении прямоугольную форму. Эффективность излучающего трансформатора заключается в том, что при длине волны в три тысячи километров магнитный поток через трансформаторные витки проходит столько раз, сколько длина магнитопровода укладывается в длине волны. Магнитный поток излучающего трансформатора складывается из потока, проходящего через сталь и воду, для этого необходимо, чтобы спиралевидные витки трансформатора с левой и правой сторон имели противоположную обмотку. При подаче 50-герцового напряжения на первичную катушку 11 трансформатора, происходит 100-герцовое изменение направления векторов магнитных напряженностей, направленных перпендикулярно векторам электрического поля, что приводит к интенсификации разложения воды. Трансформатор содержит первичную катушку 11 и вторичную катушку 12. На фиг. 2 показана регулировка магнитной энергии, осуществляемая катушкой 16 обратной связи (на фиг. 1 условно не показана). Эта катушка является нагрузкой вторичной катушки трансформатора и играет роль первичной. При совпадении векторов магнитных напряженностей катушек первичной и обратной связи получаем положительную обратную связь и, наоборот, при не совпадении векторов получаем отрицательную обратную связь.

Работа устройства заключается в том, что разложение воды происходит при действии на воду, протекающую по межэлектродному пространству, электрического и магнитного полей, при этом постоянное импульсное электрическое поле подается на электроды от выпрямителя, шунтированного емкостью С, а электрическое от трансформатора, образующего S и N полюса. При этом диполи воды ориентируются вдоль электрического или магнитного поля, а перпендикулярное действие вектора магнитного или электрического поля повышает эффективность (производительность) разложения воды.

Таким образом, протекающая по межэлектродному пространству вода под действием электрического и магнитного полей разлагается на ионы водорода и кислорода при этом ионы водорода (кислорода) через ионные отверстия водородной полости (кислородной полости) притягиваются отрицательным (положительным) статическим полем, образованным отрицательным водородным (положительным кислородным) электродом, внутри которого нейтрализуются, и атомы водорода (кислорода) вместе с неразложившейся водой под давлением выходят в водородную (кислородную) емкость. Так как процесс происходит под давлением, то, регулируя сечение выходных газовых отверстий, можем регулировать давления газов в емкостях, а значит, и количество содержания газа в выходной воде. Для увеличения содержания газа в воде в емкостях устанавливаем устройство перемешивания газов с водой, тем самым интенсифицируем процесс смешивания газа и воды.

Изобретение относится к устройству получения обогащенной водородом воды и обогащенной кислородом воды. Устройство содержит диэлектрический корпус с отверстием для входа воды и вентилями для выхода обогащенной водородом воды и обогащенной кислородом воды. Корпус содержит полости с отрицательным водородным и положительным кислородным электродами, которые изолированы диэлектриком, диэлектрическая проницаемость которого превосходит диэлектрическую проницаемость воды, при этом в верхней части полостей электроды не изолированы. Полости сообщаются с межэлектродным пространством, а также с кислородной и водородной емкостями через отверстия. На емкостях установлены регулирующие отверстия для выхода излишек газов. На корпусе установлен трансформатор, представляющий собой замкнутый контур с последовательно связанными спиралевидными частями и линейной частью. Спиралевидные витки трансформатора с левой и правой сторон имеют противоположную обмотку. Трансформатор содержит первичную и вторичную катушки, а также катушку обратной связи. Кислородная и водородная емкости могут содержать перемешивающие устройства. Обеспечивается повышение производительности разложения воды на кислород и водород. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство получения обогащенной водородом воды и обогащенной кислородом воды, содержащее диэлектрический корпус с отверстием для входа воды и вентилями для выхода обогащенной кислородом воды и обогащенной водородом воды, корпус содержит полость с отрицательным водородным электродом и полость с положительным кислородным электродом, электроды изолированы диэлектриком, диэлектрическая проницательность которого превосходит диэлектрическую проницаемость воды, а в верхней части полостей электроды не изолированы, при этом полости через отверстия сообщаются с межэлектродным пространством, а также с кислородной и водородной емкостями с установленными на них регулирующими отверстиями для выхода излишек газов и вентилями для выхода обогащенной кислородом воды и обогащенной водородом воды, на корпус установлен трансформатор, представляющий собой замкнутый контур, выполненный из электротехнической стали, с последовательно механически связанными спиралевидными частями и линейной частью, представляющими в сечении прямоугольную форму, причем спиралевидные витки трансформатора с левой и правой сторон имеют противоположную обмотку, трансформатор содержит первичную и вторичную катушки и катушку обратной связи для регулировки магнитной энергии.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кислородная и водородная емкости содержат устройство перемешивания газа с водой.