Установка для получения водородно-кислородной смеси Советский патент 1992 года по МПК C25B1/02 

Изобретение относится к химическому машиностроению, и в частности к устройствам для получения водорода и кислорода путем разложения воды электрическим током.

Наиболее близким к изобретению является устройство для получения гремучего газа (смесь водорода с кислородом) из воды и водных растворов, Устройство включает резервуар с электролитом, в котором размещен корпус электролизера с крышкой и отверстиями для подвода электролита и отвода газов, источник питания электролизера.

Указанное устройство позволяет повысить эксплуатационную надежность за счет объединения в одном корпусе основных узлов и, соответственно, сведения к минимуму числа механических соединений, что снижает вероятность отказов в работе. Однако это устройство не позволяет снизить расход электроэнергии для получения единицы водородно-кислородной смеси.

Целью изобретения является снижение энергопотребления.

Указанная цель достигается тем, что установка снабжена размещенной вертикально в резервуаре цепной передачей с равномерно закрепленными колоколами для газов, снабженными нажимным роликом, а крышка электролизера снабжена рычагом с клапаном, установленным в отверстии для отвода газов и предохранительным клапаном. Установка дополнительно снабжена источником постоянного тока в виде электрической машины, ось которой соединена с осью ведущего колеса передачи

На чертеже изображена установка для получения водородно-кислородной смеси

Установка включает электролизер 1, установленный на дне закрытого резервуара 2, заполненного электролитом 3 (смесь дистиллированной воды с растворами щело чей). Резервуар 2 в верхней части снабжен патрубком 4 и при помощи трубопровода 5

Ю

««&

соединен с питательным баком 6. Электролизер 1 снабжен выпускным 7, предохранительным 8 клапанами и рычагом 9 открытия выпускного клапана 7, а также при помощи электропроводов 10 соединен с источником постоянного тока (не показан), К электропроводам 10 подсоединены электроды 11. В нижней части электролизера 1 имеются соединительные каналы 12, с помощью которых он сообщен с внутренней частью резервуара 2.

Непосредственно над электролизером 1 размещена цепная передача 13 с равномерно прикрепленными по всей ее длине колоколами 14, предназначенными для на- кЬШения и транспортировки смеси газов. Каждый колокол 14 снабжен нажимным роликом 15, который, находясь в нижнем положении, прикасается к рычагу 9. Верхняя ось цепной передачи 13 соединена с осью электрической машины 16 постоянного тока, которая установлена снаружи резервуара 2 и посредством электрог .- водов 17 включена в электрическую чвпь питания электролизера 1.

Установка работает следующим образом.

При поступлении электрического тока по проводам 10 к электродам 11 от источника постоянного электрического тока (не показан) въэлектролизере 1 начнется процесс электролиза воды (составляющей электролита 3). В процессе электролизера происходит выделение газов на электродах 11 (на катоде - водород, на аноде - кислород), которые затем скапливаются в верхней части электролизера 1. Одновременно с этим ток по проводам 17 поступит к электриче- . ской машине 16 постоянного тока, которая работает в режиме электродвигателя и приводит к движение цепную передачу 13 и, следовательно, колокола 14.

Проходя над электролизером 1, колокол 14 посредством нажимного ролика 15 нажмет на рычаг 9 и тот откроет клапан 7. При этом з колокол 14 из верхней части электролизера 1 поступает смесь газов (водород + кислород), выделившихся в процессе электролиза. Поступление газов продлится до тех пор, пока ролик 15 не сойдет с рычага 9, т. е. пока не закроется клапан 7, При подходе к рычагу 9 следующего колокола 14 процесс наполнения его повторится. Заполнившая колокола 14 смесь газов при помощи цепной передачи 13 транспортируется к верхней части резервуара 2, откуда через патрубок 4 отводится в специальное устройство (не показано) для очистки и разделения. Находящаяся в колоколах 14 смесь газов действует как выталкивающая сила

направленная вверх, равная по модулю силе тяжести вытесненного объема жидкости (по закону Архимеда). Действие этой силы осуществляется с момента наполнения колокола 14 смесью газов до выпуска их, т. е. до прихода колокола в верхнее крайнее положение.

Поскольку колокола 14 прикреплены к цепной передаче 13, то выталкивающая си0 ла способствует увеличению ее первоначальной скорости и, следовательно, скорости вращения якоря машины 16 постоянного тока. При превышении якорем машины 16 номинальной скорости вращения она

5 работает в режиме генератора и вырабатывает электрический ток, который по проводам 17 и 10 будет поступать к электродам 11, При этом цепная передача 13 по отношению к машине 16 выполняет функцию первично0 го двигателя.

Необходимые концентрация и уровень электролита в электролизере 1 в процессе электролиза поддерживаются при помощи соединительных каналов 12, а допустимое

5 давление смеси газов в верхней его части - при помощи предохранительного клапана 8, Наполнение резервуара 2 электролитом 3 по мере его израсходования осуществляется при помощи трубопровода 5 из питатель0 ного бака б, в который электролит поступает после соответствующей подготовки в специальных устройствах (не показаны).

Таким образом, получаемая в процессе электролиза смесь газов при транспорти5 ровке в колоколах 14 выполняет работу, которая при помощи электрической машины 16 преобразуется в электрическую энергию, используемую затем для осуществления процесса электролиза, что приводит к сни0 жению потребляемой электроэнергии извне и, следовательно, к повышению экономичности предлагаемой установки в сравнении с известными.

5 Формула изобретен и я

Установка для получения водородно- кислородной смеси, включающая резервуар с электролитом, в котором размещен корпус электролизера с крышкой и отверстиями

0 для подвода электролита и отвода газов, источник питания электролиза, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергопотребления, установка снабжена размещенной вертикально в резервуаре цепной

5 передачей с равномерно закрепленными колоколами для газов, снабженными нажимным роликом, крышка электролизера снабжена рычагом с клапаном, установленным в отверстии для отвода газов, и предо- хранительным клапаном, установка

дополнительно снабжена источником постоянного тока в виде электрической машины, ось которой соединена с осью ведущего колеса цепной передачи.

Использование: получение водородно- кислородной смеси электрохимическим разложением воды. Сущность: в резервуаре с электролитом размещены электролизер и вертикально установленная цепная передача с равномерно закрепленными колоколами для транспортировки водородно-кислородной смеси. Посредством рычага и клапана цепная передача связана с отверстием в крышке электролизера для выхода газов. Установка включает источник питания электролизера и электрическую машину, ось которой соединена с осью ведущего колеса цепной передачи. 1 ил.