Способ получения водорода и энергии при разложении молекул воды, а также ее доочистки и активации, включая и активацию воды, входящей в кровь живого организма, и устройство для его осуществления

 

Изобретение предназначено для энергетической, химической, нефтехимической, нефтедобывающей, пищевой промышленности, медицины, сельского хозяйства. Воду облучают в устройстве, содержащем реактор 1, рабочую камеру 2, насос 3. Воду 4 заливают в реактор 1 через трубопровод 6. В верхней части реактора 1 размещен трубопровод 5 для отвода газообразных продуктов разложения, а в нижней – сливной трубопровод 8 для удаления осадка. Между двойными стенками реактора 1 прокачивают хладагент через входное отверстие 9 и выходное отверстие 10. В стенке рабочей камеры 2 выполнено окно из материала, пропускающего излучение 11 с минимальными потерями. Рабочая камера 2 может дополнительно оснащаться узлом навигации, представляющим собой две коаксиально расположенные трубы или отрезок трубы, заполненный проволокой. Воду облучают монохроматическим инфракрасным излучением, спектральный состав которого близок к спектральному составу любой из трех колебательных мод воды: деформационной, симметричной, асимметричной. Длина волны инфракрасного излучения 2,279-220,23 мкм. Воду можно также облучать электромагнитным излучением с частотой 10¹²-10¹⁴ Гц или инфразвуковыми волнами. Подводимая при этом энергия должна превышать релаксационные и тепловые потери молекул воды. Изобретение позволяет увеличить производительность процесса активации воды, изменить ее проводимость в 2-3 раза, улучшить пищевые качества продуктов, содержащих воду, кровоснабжение организма, повысить его защитные свойства, 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

Изобретение относится к энергетической, химической, нефтехимической, нефтедобывающей, автомобильной, пищевой промышленности, медицине, сельскому хозяйству и, в частности, может быть использовано:

- при создании генераторов водорода;

- при создании энергоустановок для обогрева зданий, промышленных объектов;

- в химии при производстве различных органических и неорганических соединений;

- в экологии для нейтрализации вредных примесей в сточных водах;

- в автомобильной промышленности для производства водородных генераторов, заменяющих углеводородное топливо;

- в нефте- и газодобывающей промышленности для регенерации отработанных скважин с целью увеличения дебита нефти и газа;

- в фармацевтической промышленности при производстве лекарств;

- в медицине для создания широкого спектра лечебных приборов;

- в медицине для создания новых методик ускоренного лечения больных;

- в пищевой промышленности при производстве активированной воды и самых разнообразных напитков;

- в пищевой промышленности при производстве пива, вина, водки и других алкогольных напитков;

- в сельском хозяйстве при выращивании практически всех продуктов земледелия.

Известен способ доочистки воды и ее активации при воздействии на нее полем постоянного магнита [1]. Описано очень много достоинств этого способа и проверено неоднократно многочисленными опытами воздействие устройств в виде деревянных дисков со встроенным внутрь магнитом на воду с целью ее очистки для питья. Но когда доходит дело до объяснения физических процессов, то объясняют это “энергоинформационным воздействием”, причем “информация записана на “живицу” родниковой воды”, которая усиливается магнитным полем. Много разработано также устройств магнитной обработки воды для технических нужд [2] (исключение осаждения накипи, улучшение технических характеристик бетона, ускорение химических реакций, улучшение антикоррозионных свойств, осветление жидкости, очистка капиллярных систем, активация воды с целью обработки растений и т.д.). При этом главными и основными недостатками этого способа являются:

- полное отсутствие какой-либо физической теории, описывающей этот процесс;

- невозможность спрогнозировать влияние исходных характеристик устройства, а также параметров воды (температура, степень очистки, влияние внешних воздействий и т.д.) при проектировании устройств по очистке больших объемов ее;

- большой объем научно-исследовательских работ;

- большой риск инвестиций в разработку устройств.

Известны способы обработки воды электромагнитным излучением [3, 4, 5]. При таком селективном воздействии на воду происходит также ее очистка и активация, такая вода используется для питья, приготовления пищевых продуктов, а также для технических нужд, описанных выше.

К недостаткам аналогично вышеприведенному способу следует отнести:

- полное отсутствие какой-либо физической теории, описывающей этот процесс;

- невозможность спрогнозировать влияние исходных параметров электромагнитного поля и характеристик воды при проектировании устройств по очистке больших объемов ее;

- большой объем научно-исследовательских работ;

- большой риск инвестиций в разработку устройств.

Известен способ облучения воды и биологических объектов, включая человека, лазерным излучением с длиной волны от 0,63 до 1,3 мкм [6, 7]. В этих работах авторы прямо пишут, что неясен не только эффект взаимодействия излучения с водой и кровью биологических объектов, но какой тип излучения воздействует на объект.

К недостаткам этого способа следует отнести:

- полное отсутствие какой-либо физической теории, описывающей процесс взаимодействия монохроматического излучения с водой, кровью и биологическими объектами;

- невозможность спрогнозировать влияние исходных параметров лазерного излучения для лечения человека и степень воздействия на биологические объекты;

- существует серьезная опасность при лечении лазерной терапией человека;

- большой объем научно-исследовательских работ;

- большая стоимость приборов и лечения.

Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности акустического воздействия на воду и достигаемому результату является способ, используемый в работе [8], где вода обрабатывалась с помощью устройства, создающего инфразвуковые волны, и были получены убедительные результаты по выделению водорода и протеканию реакции.

К недостаткам этой работы следует отнести:

- полное отсутствие какой-либо физической теории, описывающей этот процесс;

- невозможность спрогнозировать влияние исходных параметров инфразвуковых волн при проектировании устройств для получения больших расходов водорода;

- большой объем научно-исследовательских работ;

- большой риск в проведении экспериментальных работ в связи с возможными большими выбросами водорода (как пишет сам автор);

- большой риск инвестиций в разработку устройств.

Известно устройство для обработки воды с целью доочистки и активизации [1, 2], которое представляет собой деревянный диск с вмонтированным внутрь плоским магнитом. На этот диск ставят емкость с водой и в течение 1,5-2 ч она доочищается и активизируется.

К недостаткам этого устройства следует отнести:

- малая производительность очищенной воды;

- невозможность в принципе применить такое устройство для обработки больших объемов воды;

- сложная технология подборки различных пород дерева;

- чисто опытное и только экспериментальное исследование характеристик устройств при их масштабировании;

- высокая стоимость разработки устройства.

Известно устройство по кавитационному воздействию на воду при течении ее через специальное турбулизирующее устройство [9, 10], которое предназначено для выработки тепла и отопления помещений. Оно включает в себя замкнутую систему циркуляции воды с помощью насоса через турбулизатор, обеспечивающий кавитационный режим течения воды, и радиаторы, отдающие тепло окружающей атмосфере.

К недостаткам устройства следует отнести:

- авторы используют для объяснения процессов, идущих в устройстве, совершенно неправильную теорию, связанную с получением энергии из гравитационного поля земли;

- затраты энергии на получение этого эффекта достаточно велики, в принципе они могут быть снижены в несколько раз;

- при длительной работе на внутренних стенках трубопроводов и радиаторов будут осаждаться окислы и накипь, а также будет накапливаться в системе смесь водорода с кислородом, что может привести к взрыву или закупорки системы, особенно в радиаторах;

- сложное устройство турбулизатора, обеспечивающего кавитационный режим течения воды.

Наиболее близким к настоящему изобретению является устройство, описанное в работе [11], представляющее собой емкость, в боковой стенке которого имеется окно, закрытое кварцевым стеклом, верхняя часть сосуда закрыта герметичной крышкой с отверстием для выхода газообразных продуктов. В емкость заливается вода с тонкодисперсными порошками веществ GаР и ТiO₂, являющимися полупроводниками р-типа и n-типа, которые постоянно перемешиваются мешалкой. Через кварцевое окно водяная суспензия облучается излучением ультрафиолетового диапазона и за счет фотокатализа происходит разложение воды на кислород и водород.

Недостатками этого устройства являются:

- высокие энергетические затраты на прямой фотокатализ молекул воды (Е_д=41280 1/см, [12]);

- поскольку проникающая способность ультрафиолетового излучения в водяной суспензии невелика, то используется мешалка для перемешивания жидкости, что приводит к сильной турбулизации ее и большим потерям колебательной энергии молекул воды, а следовательно, низкой эффективности всего процесса;

- в воде твердые частицы окружены плотными гидратными оболочками, энергия связей которых не менее 10-20 кДж/моль [13], в связи с чем при фотокатализе молекул воды потребуется дополнительная энергия (за счет квантов света) на разрушение этих гидратных оболочек, что также уменьшает эффективность процесса;

- неясно, по каким законам и характеристикам можно масштабировать это устройство;

- большой объем научно-исследовательских работ.

Целью изобретения является:

- Ускорение химических реакций, идущих в обычной воде при облучении ее излучениями разной природы или воздействии другими физическими процессами. Это позволит за счет разложения молекул воды получить водород с небольшими начальными затратами энергии, а также дополнительно выделяющуюся в процессе реакции энергию (колебательная энергия молекул, электромагнитное поле, тепло). Кроме того, вода насыщается радикалами ОН, О, становится активированной и значительно ускоряет биологические процессы на клеточном уровне.

- Создание генератора водорода с хорошим коэффициентом полезного действия и большой производительностью.

- Создание устройств большой производительности по очистке воды от вредных примесей.

- Создание устройств, размещаемых в скважинах, которые с помощью облучения (инфразвуковые волны) нефтегазоносных пластов уменьшают вязкость воды и нефти и увеличивают дебит скважины;

- Создание устройств большой производительностью по активации воды.

- Создание устройств по ускорению процессов коагуляции и ферментации с большой производительностью для пищевой промышленности.

- Создание достоверной теории взаимодействия активированной воды с биологическими объектами.

- Создание теории, достоверно объясняющей физиологические процессы идущие в организме человека под действием разного рода излучений и полей.

- Разработка большого количества новых приборов для терапевтического лечения.

- Усовершенствование методик терапевтического лечения с помощью разного рода излучений и полей.

Предлагаемый способ получения водорода и энергии при разложении молекул воды, а также ее доочистки и активации, включая и активацию воды, входящей в кровь живого организма, основан на том факте, что за счет сил взаимодействия ближнего порядка (водородные связи и электростатические силы Ван-дер-Ваальса) между молекулами воды в жидкости она обладает способностью создавать упорядоченные структуры размещения молекул [13]. Если на молекулы воды, находящиеся в жидкости, воздействовать каким-либо селективным образом, например монохроматическим излучением инфракрасного диапазона, то можно значительно увеличить амплитуду и частоту колебаний атомов в молекуле Н₂О. Молекула воды обладает большим дипольным моментом, а при увеличении амплитуды колебаний атомов (в основном Н) возрастает длина связей O-Н и молекула Н₂О “разбухает”. Так, например, для колебательных состояний Н₂O (000,000,004) или Н₂O (001,000,003) размер молекулы, а следовательно, длина связей O-Н и дипольный момент μ возрастают в 2,3-2,5 раз [12]. В связи с тем, что энергия взаимодействия диполей пропорциональна μ ², а также возрастания энергии водородных связей (увеличивается частота колебаний атомов в молекулах), то в соответствие со вторым законом термодинамики система молекул стремится к минимуму потенциальной энергии и диполи выстраиваются однонаправленно в упорядоченную структуру. Электрическое поле отдельных диполей векторно складывается и по оценкам его напряженность увеличивается не менее чем в 20 раз. За счет осцилляции диполей у упорядоченной структуры образуется собственное электромагнитное поле, удерживающее эту жидкокристаллическую структуру в квазиравновесном состоянии неопределенно долго (часы, сутки, месяцы, годы). Существование таких структур воды подтверждено большим количеством экспериментов и в настоящее время не вызывает сомнения [13].

С другой стороны, в научной литературе нет сведений, за счет какой энергии такие структуры в квазиравновесном состоянии могут существовать неопределенно долго. В предлагаемом способе выделения водорода при селективном воздействии на воду образующаяся энергия, частично расходуемая для существования жидкокристалличесих структур, получается благодаря следующим процессам: как известно, скорость химических реакций зависит не только от поступательной температуры молекул, но и от колебательных температур (внутренней энергии) вступающих между собой в реакцию молекул [14]. В случае, если облучить молекулы воды излучением, спектральный состав которого близок к спектральному составу любой из трех колебательных мод молекулы Н₂O: деформационной, симметричной и асимметричной, то, возможно их колебательное возбуждение. Когда в реакцию вступают колебательно возбужденные молекулы реагентов, в этом случае скорости некоторых реакций могут возрастать на десятки порядков (при комнатной температуре) по сравнению с равновесными условиями. Так, например, скорость одной из главных реакций по развалу колебательно возбужденных молекул воды: Н₂О(000,000,004)+Н⇒ ОН+Н₂ при комнатной температуре увеличивается в 10¹⁵ раз [15]. В этом случае в чистой воде начинают идти химические реакции, в конечном счете приводящие к развалу молекул воды на составляющие Н₂ и О₂. В соответствии с тем, что скорости химических реакций в жидком растворе всегда не ниже скоростей реакций тех же компонент в газовой фазе [16], то можно рассчитать по системе дифференциальных уравнений, представленных в работе [14], все колебательно неравновесные процессы химических и квантово-механических реакций для всех возможных компонент, образующихся из элементов О и Н, то есть О, Н, ОН, О₂, Н₂, НO₂, Н₂О, H₂O₂ (всего 50 прямых и обратных реакций). При этом большая часть выделяющейся в процессе реакций энергии запасается на колебательных уровнях молекул воды, а релаксация ее в поступательные степени свободы молекулы как целое (в тепло) оказывается маловероятной.

Малую вероятность релаксации колебательной энергии в чистой воде можно объяснить следующим образом: рассмотрим, например, возможность релаксации первого возбужденного колебательного уровня асимметричной моды молекулы Н₂О, имеющего энергию E_КОЛ=3759 1/см =7,5· 10^-20 Дж/молекулу.Энергия одной водородной связи между двумя молекулами рассчитывается по формуле U_ДИСП=-0,75hν_oα² /r⁶=5,5· 10^-20 Дж/мoлeкyлa, соответственно для четырех связей равна 2,04· 10^-19 Дж/молекула, а с учетом электростатических ориентационных и индукционных сил составит 2,35· 10^-19 Дж/молекула [16]. Видно, что энергия связей молекулы воды в жидкости превышает энергию колебательного кванта более чем в 3 раза, поэтому такие связи молекула разорвать не может. Кроме того, чтобы молекула вырвалась из жидкости, ее энергия должна превышать энергию связей с молекулами не только ближайшего окружения (4,4 молекулы), но и всех следующих координационных сфер. Поэтому даже для четвертого колебательного кванта асимметричной моды Н₂O (000,000,004), энергия которого равна 2,73· 10^-19 Дж/мoлeкyлa, релаксация будет маловероятна. С другой стороны, типичная кинетическая энергия молекулы в воде (при 20° С) составляет 2· 10^-2l Дж/мoлeкyлa [17], и если энергия колебательного кванта перейдет за счет релаксации в ее кинетическую энергию (в тепло), то ее эквивалентная температура должна стать 5413К вместо 300К, а скорость 2266 м/с вместо 370 м/с, чего произойти не может. Чтобы такой колебательный квант энергии молекулы Е_КОЛ=7,5· 10^-20 Дж/мoлeкyлy перешел в тепловую энергию, необходимо, чтобы молекула одновременно столкнулась с 37 другими молекулами, что в жидкости произойти не может, поскольку она окружена только 4,4 молекулами [17].

Таким образом, в чистой воде при селективном воздействии на нее может накапливаться колебательная энергия и для колебательно возбужденных молекул Н₂О* в воде (в жидкости) начинают идти реакции по ее разложению в конечном счете на водород и кислород. Жидкость насыщается элементами О, ОН, Н₂, O₂, а запасенная колебательная энергия молекул за счет идущих химических реакций приводит к увеличению колебаний атомов в них, возрастанию дипольного момента, энергии взаимодействия между диполями и, в конечном счете, к усилению собственного электромагнитного поля, которое и удерживает жидкокристаллическую структуру воды в квазиравновесии длительное время.

Физическая сущность этих процессов заключается в том, что для колебательно возбужденных молекул воды силы сжатия между ними становятся такими большими, что происходит перекрытие электронных оболочек молекул, создается долго живущий комплекс типа (Н-О-Н-Н-О-Н)^#, который к тому же за счет усиливающихся водородных связей соседних молекул “разбухает”, связи в нем удлиняются, в конечном счете, он разваливается и идут реакции вида: Н₂О(000,000,004)+Н⇒ ОН+Н₂. Выделяющаяся энергия в реакциях является фактически энергией связи самих молекул воды, которые для такого самоподдерживащегося процесса являются “топливом”.

Все это приводит к образованию самоподдерживающегося процесса разложения молекул воды, в результате которого раствор воды насыщается элементами ОН, О, Н₂, О₂, запасенной колебательной энергией, которая частично превращается в тепло.

Степень активации воды определяется запасенной колебательной энергией и концентрациями радикалов ОН, О, которые и ускоряют химические и биологические процессы, идущие в биологических объектах на клеточном уровне.

При облучении воды монохроматическим излучением с длинами волн инфракрасного диапазона будет происходить прямое возбуждение колебательных мод молекул Н₂О. Непосредственно увеличению дипольного момента молекулы способствуют только симметричная, деформационная и асимметричная моды колебаний. В то же время существуют также трансляционные, либрационные и составные моды колебаний молекулы, причем эти моды внутри нее могут обмениваться квантами энергии и один тип колебаний переходить в другой, поэтому можно колебательно возбуждать все моды. Вид колебаний и длины волн, на которых они возбуждаются, приведены в таблице, взятой из работы [17], а непрерывный спектр поглощения (1-Q) излучения молекулой Н₂О в жидкости показан на фиг.5, взятой из работы [3].

Кроме того, можно колебательно возбудить молекулу Н₂О за счет спектральных линий поглощения при переходе ее с одного колебательного уровня на другой, количество которых (63 шт.) и диапазон длин волн (от 2,279 до 220,23 мкм) монохроматического инфракрасного излучения указаны в справочнике [18].

При облучении электромагнитным излучением заданной мощности и частоты в диапазоне от 10¹² до 10¹⁴ Гц, то есть в диапазоне СВЧ, также возможно резонансное поглощение электромагнитной энергии колебательными степенями молекулы Н₂О, что переводит ее в возбужденное состояние.

Акустическое воздействие в заданном диапазоне амплитудно-частотных колебаний на воду вызывает образование в ней стоячих волн сжатия и разрежение плотности среды. Это означает, что происходит циклическое увеличение или уменьшение расстояния между молекулами и, в связи с наличием водородных связей и электростатических сил, обладающих большой энергией, происходит циклическое воздействие на каждую молекулу как целое. Таким образом, происходит “утряска” хаотически расположенных молекул и под действием гравитационных сил молекулы разворачиваются так, что “тяжелый” атом кислорода находится внизу, а легкие атомы водорода - вверху. В этом случае оказывается, что дипольные моменты всех молекул направлены вверх, электрическое поле всех диполей векторно складывается, образуется переменное электромагнитное поле, распространяющееся на весь объем диэлектрика, и происходит образование жидкокристаллической структуры во всем объеме жидкости.

Решение задачи о нестационарном движении диполя в присутствии сил трения, инерционных, гравитационных сил приводит к результату: собственные частоты колебаний молекул воды как целое под действием гравитационных сил лежат в инфразвуковом диапазоне 0-20 Гц, а вынужденные колебания под действием гравитационных сил - в диапазоне 10⁴-10⁵ Гц, что очень хорошо совпадает с известными экспериментальными данными [4, 8, 13].

Воздействие на воду кавитационных процессов связано с тем фактом, что при схлопывании пузырьков газа в жидкости возникают точечные области, где давление может достигать сотни и тысячи атмосфер. Такие многочисленные источники в объеме жидкости служат возникновением акустических волн сжатия и разряжение плотности, воздействие которых на создание активированной воды аналогично вышеописанному.

Воздействие инфразвуковых волн на нефть исследовалось автором работы [8], причем оказалось, что в нефти разлагаются парафины на более простые соединения, следовательно, вязкость у нее уменьшается и она может вытекать из пласта породы в скважину, что подтверждается патентом [19]. Автор работы [8] неправильно объясняет физику явления, полагая, что излучение воздействует непосредственно на углеводородные соединения нефти, что пока совершенно не проверено. Более правдоподобное объяснение связано с воздействием этого типа излучения на воду, что подтверждено и самим автором работы [8], которая всегда находится и в нефти и передает колебательную энергию углеводородным молекулам, ускоряя реакции разложения парафина. Причем известно, что инфразвуковые волны распространяются на большие расстояния с очень малыми потерями, поэтому одним генератором в скважине можно охватить большую площадь месторождения нефти.

Физика воздействия на воду, находящуюся в нефти в пластах месторождения, электромагнитным излучением высокой частоты аналогична вышеописанному.

Облучение излучением сусла молодого вина или пива приводит к ускорению процессов коагуляции органических веществ в тысячи раз, что связано с релаксацией колебательной энергией молекул воды, флуктуирующей в растворе, на инородных включениях, в данном случае органических, сложных молекулах с выделением около них энергии (тепла). Кроме того, при столкновении колебательно возбужденной молекулы воды со сложной органической молекулой, окруженной гидратной оболочкой, колебательная энергия резонансно может передаваться этой молекуле и разваливать гидратную оболочку, а твердые элементы будут выпадать в осадок.

Осуществление способа

В случае выполнения в совокупности всех вышеперечисленных требований создаются условия самоподдерживающегося процесса разложения молекул воды, ее доочистка, активация с насыщением раствора элементами H₂, О₂, ОН, О, выделением водорода, кислорода и энергии.

Осуществление устройства

На фиг.1-5 показаны схема и конструкции устройства для реализации прелагаемого способа.

Устройство для активации воды и получения из нее водорода, кислорода и энергии включает в себя основные элементы: реактор 1, рабочую камеру 2, насос 3. В реакторе находится вода 4, которая заливается 7 через трубопровод 6. В верхней реактора имеется трубопровод 5 для отвода газообразных продуктов разложения, в нижней - сливной трубопровод 8 для удаления раствора, насыщенного солями и осадками. Реактор имеет двойные стенки, между которыми прокачивается хладагент 10, поступающий через входное отверстие в наружной стенке реактора и выходящий через выходное отверстие 9. В рабочей камере 2 на протекающую воду воздействует облучение 11.

Второй вариант устройства для активации воды и получения водорода с использованием в качестве излучения магнитного поля отличается от основного устройства тем, что рабочая камера 2 размещена между полюсами постоянного магнита 12.

Третий вариант устройства для активации воды и получения водорода снабжен источником высокочастотного электромагнитного излучения, а рабочая камера выполнена из диэлектрического материала.

Четвертый вариант устройства для активации воды и получения водорода снабжен источником инфразвукового излучения.

Пятый вариант устройства для активации воды и получения водорода снабжен источником монохроматического излучения инфракрасного диапазона длин волн.

Шестой вариант устройства для активации воды и получения водорода отличается тем, что рабочая камера дополнительно снабжена узлом, обеспечивающим кавитационный режим течения воды.

При этом один вариант узла кавитации выполнен в виде отрезка трубы 13, заполненного проволокой 14.

Второй вариант узла кавитации воды сделан в виде двух коаксиально расположенных труб, причем стенки внутренней трубы 16 снабжены отверстиями для истечения воды во внешнюю трубу 15, при этом один конец внутренней трубы заглушен, а другой ее конец предназначен для подачи воды в рабочую камеру.

Использование способа и устройства для его реализации.

Использование способа и устройства для его реализации позволит:

- Создать генератор водорода с хорошим коэффициентом полезного действия и большой производительностью.

- Создать устройства большой производительности по очистке воды от вредных примесей.

- Создать устройства для активации воды в нефти, находящейся в пластах месторождений, и существенно (в несколько раз) увеличить нефтеотдачу скважин за счет нефти, связанной с породой пласта.

- Создать устройства большой производительностью по активации воды.

- Создать устройства по ускорению процессов коагуляции и ферментации с большой производительностью для пищевой промышленности.

- Создать достоверную теорию взаимодействия активированной воды с биологическими объектами.

- Создать теорию, достоверно объясняющую физиологические процессы, идущие в организме человека под действием разного рода излучений и полей.

- Разработать большое количество новых приборов для терапевтического лечения.

- Усовершенствовать методики терапевтического лечения человека с помощью разного рода излучений и полей.

Пример 1. Способ получения водорода экспериментально был опробован на модельной установке в работе [8]. При воздействии на воду инфразвуковыми волнами были получены следующие результаты:

- Воздействие на воду приводило к смещению параметра рН от 7,85 (кислотная область) до 8,15 (щелочная область), время обработки при этом составляло ~1 ч.

- Из обработанной воды выпадают в осадок и на стенки сосуда соли тяжелых металлов и других соединений.

- Из обработанной воды выделялся водород, причем рассматривали воду под микроскопом и обнаружили постоянное выделение мелких пузырьков газа. Этот эффект проверяли неоднократно для одной и той же один раз обработанной порции воды и наблюдали его через неделю, через месяц, через три месяца, через полгода, вплоть до двух лет, и все это время проходила реакция разложения воды. Реакция прекращалась, когда воду замораживали, а во льду наблюдали картинку, характерную для взрывного процесса, с радиально отходящими лучами от центра, состоящую из мельчайших пузырьков.

- Обработка инфразвуком нефти показала, что парафины в ней разлагаются на более простые соединения и при потребляемой электрической мощности 10 кВт/ч и мощности инфразвукового поля 16 Вт производительность процесса составила 3000 м³/ч.

Обработанную активированную воду использовали для лечения людей, выводы были следующие:

- Вода обеззараживается, микробы патогенные и условно-патогенные погибают и снижается их численность в десятки раз, а микробные культуры кишечной палочки и золотого стафилококка - обратная картина - резко размножаются.

- Инфразвуковая терапия приводит: к подавлению воспалительных процессов, рассасыванию толстых соединений, удалению из организма отложений солей в суставах, камней в почках, желчном пузыре, тормозит рост раковых опухолей в три раза.

С другой стороны, незнание физических процессов, происходящих в этом устройстве, приводило к фактам: один раз наблюдают явление, а в другой раз оно отсутствует. Автор, используя данное изобретение, может предсказать: как пойдет процесс, какой частоты и амплитуды необходимо инфразвуковое воздействие в зависимости от входных параметров воды (температуры, давления, наличия растворенных солей, газов), а также других внешних воздействий (геомагнитное поле земли, электромагнитные поля, солнечное излучение и т.д.), на основании чего будут созданы устройства с гораздо большей эффективностью.

Пример 2. Обработка воды с помощью турбулизатора, создающего кавитационный режим течения воды, проводилась на установке по генерации тепла для отопления жилых и производственных помещений в работах [9, 10]. Оказалось, что тепло выделяется наиболее интенсивно в радиаторах и температура увеличивается по направлению к конечному радиатору и достигала 60° С, при этом отношение тепловой выделенной энергии к электрической, затраченной на прокачку воды с помощью насоса, составило 1,8, а выход на рабочий режим составлял по времени 1,5-2 ч. Наблюдали также выделение газов из воды и благоприятное воздействие ее на человека и на растения при поливе.

Выделение энергии в радиаторах объясняется тем, что колебательная энергия молекул интенсивно релаксирует на стенках сосудов, а поскольку у радиаторов специально развита тепловыделяющая поверхность с узкими плоскими каналами, то молекулы воды имеют большую вероятность частого соударения со стенками.

Необходимо отметить, что полученные параметры теплогенераторов низкие и не удовлетворяют теплотехническим ГОСТам, в настоящее время автором данного изобретения разрабатывается устройство, которое позволит получить значительно более высокие параметры (превышение выделяющейся тепловой энергии над потребляемой электрической в 2,5-3 раза и температуру теплоносителя поднять до 110° С).

Пример 3. В патенте [19] представлено устройство излучения, опускаемое в скважину, вид которого автором не раскрывается, и оно довольно сильно воздействует на нефтяной пласт, отдача нефти с которого увеличивается до 85%. Из геофизических методов разведки известно, что для создания мощного электромагнитного излучения, охватывающего большие площади породы, необходимо устанавливать много электродов и затрачивать большую мощность. Поэтому можно предположить, что проникающим излучением являются инфразвуковые волны, воздействующие на воду аналогично вышеизложенному в работе [8]. На основании достоверно имеющихся сведений у автора патента [19] очень часто эффект увеличения дебита нефти на многих скважинах не получался, в связи с чем он и не нашел широкого внедрения в практику. Автору данного изобретения понятно, по каким причинам это происходило: на процесс уменьшения вязкости нефти и сопутствующей ей воды очень сильно влияют многие параметры (температура, давление в пласте, состав нефти и воды, состав нефтеносных пород и т.д.). В связи с чем для каждой скважины необходимо подбирать частоту и интенсивность акустических воздействий, и автор данного изобретения, зная эти параметры, сможет сразу определить необходимые оптимальные характеристики акустического поля.

Пример 4. В России одной из фирм выпускаются сушилки, в которых имеются обычные электрические тэны, покрытые снаружи слоем керамики, представляющий собой фильтр, пропускающий излучение ИК-диапазона длин волн 1,8-50 мкм. Как говорится в рекламе, “вода при воздействии активируется на молекулярном уровне во всем объеме, что приводит к эффекту холодного кипения”. При нормальном давлении процесс идет при температуре 30-50° С. Практическое применение данного метода показало, что время сушки объектов сокращается в несколько раз, удаление воды происходит из всего объема материала. В этом устройстве реализован процесс максимально быстрого прямого разложения молекул воды на водород и кислород за счет поглощения молекулами ИК-излучения.

Эффективность этих сушилок все-таки низкая, поскольку много электроэнергии тратится на тепловой нагрев тэнов и излучение на частотах ИК-диапазона, которое слабо поглощается молекулами воды. Автор данного изобретения, зная необходимые оптимальные частоты ИК-излучения, которые наиболее эффективно разваливают молекулу воды, сможет создать устройство по сушке изделий с эффективностью в десятки раз выше.

Пример 5. Исследование характеристик воды, водки, лимонада и т.д. при воздействии на нее импульсного электромагнитного излучения проводилось в работе [3]. Так, для воды для измеренного вначале значения рН 5,74 (без облучения) после облучения наблюдалось следующее: увеличение рН через сутки после воздействия составило 7,3; шесть суток - 8; восемь суток - 8,2 и далее 12-25 суток - 8,4. Зависимость спектрального поглощения водой в ИК-диапазоне при облучении ее импульсным электромагнитным полем показано на фиг.5. Эксперименты по воздействию импульсного электромагнитного поля на воду показывают: во-первых, что спектральный состав и диапазон поглощения не меняется в зависимости от дозы облучения, а доля поглощения зондируемого излучения уменьшается с увеличением дозы воздействия.

В данном случае обработка воды, используемой для питья, и пищевых продуктов должна с большой гарантией обеспечивать безопасность этих продуктов при потреблении их человеком. Незнание процессов, происходящих при активации воды, до настоящего времени не позволяет широко внедрять эти технологии в пищевую промышленность. Поэтому, основываясь на данном изобретении, можно разработать технологию обработки воды и пищевых продуктов, которая позволит осмысленно понимать происходящие физические и биологические процессы и гарантировать безопасность пищевых продуктов.

Пример 6. В этом примере объединены результаты влияния лазерного излучения, инфразвукового и электромагнитного поля на воду, кровь, терапевтическое воздействие на человека, проверенные в работах [6, 7, 8]. Эти воздействия дают следующие результаты:

1. Воздействия на воду:

- сдвигают кислотный состав в сторону щелочного;

- смягчают воду, при этом выпадают в осадок или на стенки сосудов соли, происходит коагуляция органических соединений;

- значительно изменяется проводимость в 2-3 раза;

- уменьшается содержание патогенных микроорганизмов;

- улучшаются пищевые свойства.

2. Воздействие на кровь человека:

- изменяется структура хроматина и состояния нуклеиновых кислот;

- увеличивается электрохимический потенциал протонов и активность АТФ в митохондриях;

- увеличивается скорость синтеза белка и скорости деления клеток ткани и микроорганизмов;

- увеличивается активность ионов кальция в клетках;

- происходит трансформация отклика лимфоцитов на иммуноиндуцирующие факторы;

- происходит расширение сосудов;

- наблюдается бактерицидный и бактериостатический эффект.

3. Воздействие на кровь человека, в свою очередь, обеспечивает:

- активизацию биосинтеза, энергизацию клеток; энергизацию иммунопотенции;

- улучшение кровоснабжения; ускорение заживления язв;

- рассасывание толстых соединений паталогического очага;

- подавление воспалительных процессов; удаление из организма новообразований;

- уменьшение заболеванием гриппом, ОРВИ; стабилизирует артериальное давление;

- повышает защитные свойства организма;

- снижает воздействие всех видов вредных излучений.

Все эти явления, протекающие в организме человека, можно объяснить в результате активации воды, входящей в кровь, значительным насыщением ее энергией, радикалами ОН, О, которые приводят к увеличению скоростей химических и биологических процессов, идущих на клеточном уровне. При этом процесс этот оказывается самоподдерживающимся, протекает длительное время, а в качестве “топлива” в нем используются молекулы воды.

С другой стороны, у врачей, использующих лазерную, электро-, магнитно- и акустотерапию, до настоящего времени нет фундаментальной теории, объясняющей, как и почему эти селективные воздействия приводят ко всей перестройки организма человека [6, 7]. Параметры терапевтического лечения подбираются чисто эмпирически, причем анализ медицинских данных показывает, что такое лечение только у 60% больных дает положительный эффект, для 20% не оказывает никакого воздействия, а у 20% больных здоровье и самочувствие ухудшается. Поэтому знание всех физических, химических, биологических процессов при облучении крови и тканей человека разными видами излучений крайне необходимо. Основываясь на данном изобретении, можно объяснить практически все физические и химические процессы, идущие в воде при ее облучении, что очень поможет пониманию физиологических и биологических процессов, идущих в организме человека, и рекомендовать для каждого больного оптимальные параметры излучения (частоту, интенсивность, спектральный состав).

Приведенные примеры экспериментально обосновывают и подтверждают новый способ получения водорода и энергии при разложении молекул воды, а также ее доочистки и активации, включая и активацию воды, входящей в кровь живого организма, и улучшение технических характеристик устройства, реализующего этот способ.

Источники информации

1. Малышева Л. “Есть у революции начало”, газета “Комсомольская правда” от 30.11. 2001 г. Патент РФ №2182122

2. Патент РФ RU №2152906, кл. С 02 F 1/48, 2000 г.

3. Саунин Е.И. “Изучение комплексного электромагнитного воздействия на физическую структуру и химический состав воды, водки, лимонада и табака” Отчет, Институт физической химии, М., 1993 г.

4. Солодилов А.И. и др. Реклама и патенты РФ №2155081, 2162513, 2162570, 2162736, 2002 г.

5. Патент РФ RU №2151104, кл. С 02 F 1/463, 2000 г.

6. Аносов В.Н., Трухан Э.М. “Нештатное излучение лазера и его биологическое действие”. Информационный бюллетень ЛАС “Лазер-информ” №19, 2001 г.

7. Сабинин В.Е. “К вопросу об “изучении неизвестной физической природы, присутствующем в излучении лазеров и убивающем человеческую кровь” Информационный бюллетень ЛАС “Лазер-информ” №19, 2001 г.

8. Казаков О.Д. “Он пришел дать надежду”, Алмааты, 1999 г.

9. Кашницкий С. “Оседлать вихрь”, газета “Московский комсомолец”, 22.01. 2002 г.

10. Котельников В.П. Патент РФ №2161289.

11. Патент №57-067002 от 23.04.1982 г. Int. C1. C 01 B 3/04; C 01 B 13/02; //B 01 J 19/08; C 25 B 1/04.

12. Scott V.W. J.Chem. Phys. v.94 3 (1991) p. 1859.

13. Под ред. Ю.А.Рахманина “Вода-космическое явление”, М., 2002 г.

14. А.М.Старик, Н.Г.Даутов “Влияние колебательного возбуждения молекул на динамику горения смеси Н₂ + воздух”, жур. “Кинетика и катализ”, т. 37, №3, 1996 г.

15. Havthorne G. J. Chem. Phys. №108, 12, (1998), р. 4693.

16. Под ред. Краснова К.С. “Физическая химия”, т. 1,2, “Высшая школа”, 2001 г.

17. Зацепина Г.Н. “Физические свойства и структура воды” Московский университет, 1998 г.

18. Под ред. Прохорова А.М. “Справочник по лазерам”, т.1 М., “Советское радио”, 1978 г., с. 123, 124.

19. Белоненко, Патент США №5628365.

Формула изобретения

1. Способ получения водорода и энергии при разложении молекул воды, а также ее доочистки и активации, включая и активацию воды, входящей в кровь живого организма, отличающийся тем, что воду облучают монохроматическим излучением инфракрасного диапазона, спектральный состав которого близок к спектральному составу любой из трех колебательных мод молекулы воды - деформационной, симметричной и антисимметричной, с длиной волны в диапазоне от 2,279 до 220,23 мкм, или электромагнитным излучением с частотой в диапазоне от 10¹² до 10¹⁴ Гц, или инфразвуковыми акустическими волнами, создавая условия протекания самоподдерживающегося процесса, в результате которого происходит постоянное поступление колебательной энергии в ансамбль молекул жидкости, при этом получаемая колебательная энергия от всех молекул продуктов реакций и подводимая к ансамблю молекул-реагентов превышает все потери, связанные с реакциями и релаксацией ее в тепло, что приводит к ускорению химических реакций за счет энергии внутренних связей молекулы воды; происходит доочистка, активация и разложение молекул воды с выделением из жидкости газообразного водорода, кислорода, а также энергии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что инфразвуковыми акустическими волнами воздействуют на воду, находящуюся в нефтегазоносных пластах земли из скважины.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что воду пропускают через узел, обеспечивающий ее кавитационный режим течения.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что облучают сусло молодого вина или пива.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что облучают воду в крови биологических объектов, создавая условия для самоподдерживающегося процесса возбуждения колебательных степеней свободы молекулы воды и насыщения крови радикалами ОН, О, ускоряющими химические реакции в биологическом объекте на клеточном уровне.

6. Устройство для получения водорода и энергии при разложении молекул воды, а также ее доочистки и активации, включающее в себя источник излучения, реактор с трубопроводом в верхней части для отвода газообразных продуктов разложения, окно, выполненное из материала, пропускающего излучение с минимальными потерями, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено рабочей камерой, в стенке которой установлено указанное окно, причем рабочая камера сообщена с реактором посредством подводящего и отводящего каналов, снабженных насосом для прокачивания воды, а реактор выполнен с двойными стенками для отвода тепла от реактора с помощью хладагента и дополнительно снабжен трубопроводами с вентилями, один из которых предназначен для залива свежей воды, а второй, размещенный в нижней части реактора, предназначен для слива части воды с высокой концентрацией солей и осадка.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно снабжено источником высокочастотного электромагнитного излучения, а рабочая камера выполнена из диэлектрического материала.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в качестве источника излучения оно содержит постоянный магнит, причем рабочая камера установлена между полюсами магнита.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно снабжено источником инфразвукового излучения.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно снабжено источником монохроматического излучения инфракрасного диапазона длин волн.

11. Устройство по любому из пп.5-9, отличающееся тем, что рабочая камера дополнительно снабжена узлом, обеспечивающим кавитационный режим течения воды.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что узел выполнен в виде двух коаксиально расположенных труб, причем стенки внутренней трубы снабжены отверстиями для истечения воды во внешнюю трубу, при этом один конец внутренней трубы заглушен, а другой ее конец предназначен для подачи воды в рабочую камеру.

13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что узел кавитации выполнен в виде отрезка трубы, заполненного проволокой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5