Генератор водородо-кислородной смеси
Изобретение относится к технологии электрохимических производств, а именно к устройствам для электролиза воды. Генератор водород-кислородной смеси, содержит по меньшей мере один цилиндр с рубашкой охлаждения, впускной, выпускной клапаны, поршень и головку цилиндра, образующие замкнутый объем цилиндра, кривошипно-шатунный механизм, связанный с приводом, и устройство подачи рабочей смеси. Выпускной клапан выполнен самодействующим. Поршень выполнен с герметичной полостью и с возможностью доступа в нее, где установлены впускной клапан, выполненный самодействующим и с кавитатором, выполненным в впускном канале, электролизер, выполненный с возможностью подачи постоянного тока к его электродам от источника тока, форсунка, выполненная с кавитатором и с возможностью подачи в электролизер цикловой дозы электролита от насоса высокого давления, который кинематически связан с кривошипно-шатунным механизмом. Технический эффект - создание генератора для выработки экологически чистого топлива. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технологии электрохимических производств, а именно к устройствам для электролиза воды, и может быть широко использовано для выработки экологически чистого топлива, преимущественно для теплоснабжения населения.
Человечество обладает огромным запасом энергии воды /H2O/ - водородное топливо и окислитель, нужно только создать приемлемое устройство для разложения ее на составные части. Известен применяемый для электрохимического разложения воды электролизер, который содержит цилиндрический корпус – анод, полый катод, установленный коаксиально с корпусом, патрубок для ввода электролита и патрубок с отсекателем для вывода газа, между анодом и катодом концентрично установленные токопроводящие перегородки, закрепленные с торцов диэлектрическими прокладками, и источник постоянного тока.
/Патент РФ, №2034934, С 25 В 9/00, 1/02, 1995 г./ [1]
Недостатком известного электролизера являются повышенные энергетические затраты на электрохимическую реакцию и низкая производительность.
Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому изобретению является устройство для получения синтез-газа, которое содержит основанный на двигателе внутреннего сгорания химический реактор, включающий по меньшей мере один цилиндр с рубашкой охлаждения, поршнем, головкой цилиндра, впускным клапаном для подачи рабочей смеси, выпускным клапаном для отвода продуктов реакции, образующие замкнутый объем цилиндра, кривошипно-шатунный механизм, связанный с приводом, и устройство подачи рабочей смеси в цилиндр.
/Патент РФ, №2119888, С 01 В 3/36, 1998 г./ [2]
Недостатком данного устройства является его непредназначенность для электрохимического разложения воды на водород и кислород.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании генератора для выработки дешевого и экологически чистого топлива.
Поставленная задача решается тем, что в генераторе водород-кислородной смеси, содержащем по меньшей мере один цилиндр с рубашкой охлаждения, впускным, выпускным клапанами, поршень и головку цилиндра, образующие замкнутый объем цилиндра, кривошипно-шатунный механизм, связанный с приводом, например, от электродвигателя, и устройство подачи рабочей смеси, выпускной клапан выполнен самодействующим, например, в виде нагнетательного клапана компрессора. Поршень выполнен с герметичной полостью и с возможностью доступа в нее, например, через разъемно, на болтах, закрепленную крышку в его днище. В герметичной полости поршня установлены: впускной клапан, выполненный самодействующим, жесткость пружины которого рассчитана на внесение небольшой, например 10%, задержки открытия клапана. Впускной канал впускного клапана может быть выполнен с кавитатором, например, выполненным в виде обтекаемого тела на перегородках, создающего местное сужение канала - сопло; электролизер выполнен с возможностью подачи постоянного тока к его электродам от источника, например от аккумулятора. Электроды электролизера выполнены, например, из никелевой сетки в виде с зазором вписывающихся друг в друга и в герметичную полость поршня, полых цилиндров, которые в полости поршня закреплены диэлектрическими прокладками; форсунка выполнена с кавитатором, выполненным, например, в виде местного сужения канала - сопла и с возможностью подачи в электролизер цикловой дозы рабочей смеси в виде, например, водного раствора едкого кали, по спиральному электролитопроводу, от источника давления, например топливного насоса высокого давления, выполненного кинематически связанным с кривошипно-шатунным механизмом. Для контроля за работой генератора использованы приборы контроля и автоматики.
Сущность изобретения показана на чертежах, где:
на фиг.1 показан продольный разрез генератора;
на фиг.2 показана схема создания кавитационных зон в каналах форсунки и впускного клапана.
Пример выполнения предлагаемого решения.
Генератор водород-кислородной смеси содержит по меньшей мере один цилиндр с рубашкой охлаждения 1 /фиг.1/, головку 2 цилиндра с выпускным самодействующим клапаном 3 и поршень 4, образующие замкнутый объем цилиндра 5. Поршень выполнен с герметичной полостью 6 и с возможностью доступа в нее через съемную крышку поршня, где установлены: впускной клапан 7, выполненный самодействующим и с кавитатором, выполненным на перегородках 8 в впускном канале; электролизер 9 с полыми цилиндрической формы электродами 10, на которые постоянный ток подается по спиральному токопроводу 11 от источника тока 12; форсунка 13, выполненная с кавитатором 14 /фиг.2/, на которую электролит для распыливания в электролизер поступает от насоса высокого давления 15, кинематически связанного с кривошипно-шатунным механизмом 16 по спиральному электролитопроводу 17. Электролитный бак 18, привод 19, например электромотор, отсекатель 20 /гидрозатвор/, потребитель 21, кавитатор, выполненный в виде местного сужения канала - сопла 22, с кавитационной зоной 23.
Генератор водород-кислородной смеси работает следующим образом.
Перед включением электролитный бак 18 /фиг.1/ заправляют электролитом, например водным раствором едкого кали. Включением автоматики на электроды 10 электролизера 9 по токопроводу 11 подают постоянный ток от источника 12. Затем включают двигатель привода 19, связанного с кривошипно-шатунным механизмом 16. Поршень 4 от ВМТ перемещается к НМТ. Выпускной нагнетательный клапан 3 и впускной самодействующий клапан 7 закрыты. В замкнутом объеме 5 цилиндра с рубашкой охлаждения 1 создается разрежение, а в полости 6 поршня 4 в электролизере 9 давление остается прежним - избыточным, в силу чего впускной самодействующий клапан 7, преодолев сопротивление своей пружины, открывается и водород-кислородная смесь, полученная в электролизере 9 электролизом и диссоциацией воды кавитатором 14 форсунки 13, через кавитатор на перегородках 8 впускного канала поступает в замкнутый объем цилиндра 5. При этом создаваемая потоком на перегородках 8 впускного канала кавитация приводит к дополнительной диссоциации воды и к дополнительному тончайшему распыливанию ее капелек, что повышает производительность устройства и улучшает удаляемость из цилиндра 5 остатков цикловой дозы электролита. После уравновешивания давления в полостях 6 поршня 4 и замкнутого объема цилиндра 5 самодействующий впускной клапан 7 усилием пружины закрывается. Сразу затем из электролитного бака 18 топливный насос 15 забирает цикловую дозу электролита и через спиральный электролитопровод 17, форсунку 13 с кавитатором 14 /фиг.2/ под давлением, например, 2 МПа впрыскивает в электролизер 9. Скорость впрыскиваемого электролита в кавитаторе 14 форсунки 13, в местном сужении 22, резко возрастает, а давление падает до критического значения, и схлопывание образовавшихся в кавитационной зоне 23 пузырей приводит к диссоциации воды на водород и кислород и к тончайшему распыливанию электролита в электролизере 9. Затем при протекании постоянного тока, подведенного к электродам 10 по спиральному токопроводу 11 от источника тока 12, через распыленный электролит происходит электролиз - разложение воды на водород и кислород. Поршень 4 от НМТ перемещается к ВМТ. Выпускной нагнетательный клапан 3 открыт, впускной самодействующий клапан 7 закрыт. Образовавшаяся в замкнутом объеме цилиндра 5 и в электролизере 9 порция водород-кислородной смеси под давлением нагнетания и через отсекатель 20 поршнем 4 выкидывается в нагнетательную линию и подается потребителю 21. И рабочие циклы повторяются.
Предлагаемый генератор водород-кислородной смеси в эксплуатации абсолютно безопасен. Даст возможность широко использовать дешевую и экологически чистую энергию воды /H2O/ при производстве тепловой энергии для населения.
Источники информации
1. Патент РФ №2034934, C 25 B 9/00, 1/02, 1995 г.
2. Патент РФ №2119888, C 01 B 3/36, 1998 г. - прототип.
Формула изобретения
1. Генератор водородо-кислородной смеси, содержащий по меньшей мере один цилиндр с рубашкой охлаждения, впускным, выпускным клапанами, поршнем и головкой цилиндра, образующими замкнутый объем цилиндра, кривошипно-шатунный механизм, связанный с приводом, и устройство подачи рабочей смеси, отличающийся тем, что выпускной клапан выполнен самодействующим, поршень выполнен с герметичной полостью и с возможностью доступа в нее, где установлены впускной клапан, выполненный самодействующим, электролизер, выполненный с возможностью подачи постоянного тока к его электродам от источника тока, и форсунка, выполненная с кавитатором и с возможностью подачи в электролизер цикловой дозы электролита от насоса высокого давления, выполненного кинематически связанным с кривошипно-шатунным механизмом.
2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что впускной канал впускного клапана выполнен с кавитатором.
