Система, способ и устройство для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии

Настоящее изобретение относится к системе, способу и устройству (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, содержащим магнитный сердечник (30) и впускные и выпускные каналы (41a, 42a), причем впускные и выпускные каналы (41a, 42a) выполнены с возможностью приема газов (201), газы (201) попеременно устанавливают потоки между впускными каналами (41a) и выпускными каналами (42a), и наоборот, магнитный сердечник (30) выполнен с возможностью генерирования и воздействия магнитных полей (35) на газы (201) внутри впускных и выпускных каналов (41a, 42a), чередование потоков между впускными и выпускными каналами (41a, 42a) и воздействие магнитных полей (35) способствует ускорению атомов водорода и ионов кислорода и аргона, способствует уменьшению радиусов орбит электронов атомов водорода вокруг их ядер, и вызывает высвобождение потенциальной энергии электронов и соответствующее увеличение кинетической энергии ядер молекул газов (201), тем самым, оптимизируя (повышая энергию) газов (201, 202). 6 н. и 23 з.п. ф-лы, 1 табл., 10 ил.

 

[001] Настоящее изобретение относится к области «зеленых» технологий, в частности альтернативных «чистых» и «зеленых» энергоносителей. В частности, настоящее изобретение использует топливные элементы, которые производят незагрязняющие газы, которые могут использоваться в транспортных средствах, работающих на водороде, или в существующих в настоящее время автомобильных транспортных средствах, заменяя использование ископаемых видов топлива смесью оптимизированного гремучего газа (HHO).

[002] Настоящее изобретение относится к системе, способу и устройству для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии из газов, содержащих водород в своем составе, в частности смеси гремучего газа (HHO).

[003] Настоящее изобретение было разработано для обеспечения существенного повышения эффективности сгорания газообразного водорода и его использования вместе с различными устройствами, которые преобразуют тепловую энергию в другие виды энергии, такими как двигатели внутреннего сгорания, генераторы и турбины. Настоящее изобретение также может использоваться вместе с устройствами, которые используют тепловую энергию для нагревания или производства пара, такими, как печи или паровые котлы.

[004] Важно отметить, что использование газообразного водорода в качестве источника энергии является потенциальным ответом на неотложный поиск альтернативного источника чистой, недорогой и имеющейся в избытке энергии. Принимая во внимание, что процесс сгорания водорода приводит к образованию только водяного пара, можно отметить, что это является жизнеспособным альтернативным источником для использования вместо сжигания углеводородов. Сгорание водорода полностью исключает выбросы загрязняющих газов, так называемых парниковых газов, и это является основной целью предлагаемого изобретения.

Описание существующего уровня техники

[005] Стабилизация концентрации в атмосфере парниковых газов, чтобы избежать катастрофического влияния на климатическую систему, представляет собой серьезный вызов XXI века. Выбросы CO₂, возникающие в результате сжигания ископаемых видов топлива, в настоящее время составляют приблизительно 78% от всех антропогенных выбросов парниковых газов (отчет IPCC). В отсутствие политики уменьшения воздействия на среду и радикального перехода к использованию чистой энергии рост выбросов будет сохраняться, что приведет к повышению температуры на 3,7-4,8°C к концу столетия. Необходимо понимать значимость предостережения ученых о вероятности и масштабах воздействия на окружающую среду, а также социальный, экономический и геодемографический характер данного сценария.

[006] В 2014 году возобновляемые источники энергии обеспечивали только 3% от всей потребляемой в мире энергии, несмотря на значительные инвестиции в данный сектор за последние два десятилетия. Ископаемые виды топлива являются доминирующими и обеспечивают более 85% мировой потребности в энергии (BP Statistical Review of World Energy 2015).

[007] Исходя из оценок Международного энергетического агентства США, мировая потребность в энергии возрастет более чем на 50% к 2040 году из-за роста численности населения, наряду с ростом глобальной покупательной способности и международными усилиями по борьбе с бедностью. По данным Организации Объединенных Наций, более 1,3 млрд. человек по-прежнему не имеют доступа к электричеству, и более 1 млрд. имеет доступ только к ненадежным сетям энергоснабжения. Демократизация энергетики и всеобщий доступ к электроэнергии являются необходимыми условиями для осуществления новых циклов экономического развития.

[008] В настоящее время крупнейшие источники энергии также являются и крупнейшими источниками CO₂. Точное воздействие этих выбросов на глобальный климат по-прежнему остается неясным, однако существует научный консенсус относительно того, что беднейшие слои населения будут наиболее уязвимыми к экстремальным последствиям глобального потепления, несмотря на незначительный вклад в эту проблему.

[009] В 2015 году COP 21, также известная как Конференция по климату в Париже, достигла беспрецедентного глобального соглашения, содержащего обязательства по сокращению выбросов 187 стран. Результат этого соглашения представляет собой переломный момент, который изменит климатические действия на следующие десятилетия с целью поддержания глобального потепления на уровне менее 2°C.

[0010] Энергия, требующаяся для следующих десятилетий, должна быть не только дешевой, при этом климатические вызовы нынешнего столетия требуют быстрого перехода к чистым технологиям. Одно из многочисленных возможных применений настоящего изобретения находится в секторе производства электроэнергии, как на тепловых электростанциях, являющихся крупнейшим источником электроэнергии в мире, так и на автономных системах возобновляемых источников энергии, предназначенных для местных сообществ, не имеющих доступа к сетям распределения электроэнергии.

[0011] В настоящее время транспортный сектор в наибольшей степени зависит от ископаемых видов топлива. Этот рынок быстро меняется благодаря государственным инициативам по повышению эффективности использования топлива, а также в результате спроса со стороны потребителей на более ресурсосберегающие альтернативы транспортных средств. Автомобили, использующие бензин или дизельное топливо, составляют примерно 98% мирового автопарка. В последние годы большое внимание уделяется таким технологическим разработкам, как электромобили и автомобили, использующие топливные элементы. Несмотря на это, их присутствие в мировом автопарке по-прежнему остается невпечатляющим. Наконец, даже электротранспортные средства, которые накапливают электроэнергию в аккумуляторах, продолжают оставаться потенциальными загрязнителями, и малополезны в борьбе за сокращение выбросов парниковых газов, в зависимости от того, каким образом была получена запасаемая в них электрическая энергия.

[0012] Следует отметить, что патентные документы, относящиеся к устройствам, целью которых является повышение эффективности сгорания топлива (обычно жидкого топлива) в зависимости от воздействия на него магнитных полей, исчисляются сотнями. Однако самым убедительным доказательством низкой эффективности существующих решений является тот факт, что ни одно из них до сих пор не получило значимого общественного признания. Подтверждением этого утверждения является тот факт, что даже сегодня, десятки лет спустя после своего появления, ни в одном выпускаемом заводами автомобиле не используются эти решения, несмотря на огромные усилия автомобильной промышленности производить более экономичные и менее загрязняющие транспортные средства и даже удовлетворять все более строгому законодательству по выбросам загрязняющих газов.

[0013] Пример такого решения описан в патенте США US 8444853, который относится к устройству магнитной обработки текучей среды с целью улучшения сгорания топлива. Однако можно заметить, что этот документ не описывает или не предполагает сгорания водорода, предлагаемого в настоящем изобретении.

[0014] Другие решения описаны в патентах США US 5637226 и US 5943998, которые относятся к магнитной обработке текучих сред для улучшения сгорания топлива. Однако можно заметить, что эти документы не описывают или не предполагают сгорания водорода, предлагаемого в настоящем изобретении.

[0015] Аналогичным образом, патентные документы US 6851413, US 2014/0144826, US 2008/0290038, US 5943998, US 5161512, US 4372852, US 4568901 и US 4995425 относятся к магнитной обработке топлива с целью улучшения сгорания топлива. Однако можно заметить, что эти решения не описывают или не предполагают сгорания водорода, предлагаемого в настоящем изобретении.

[0016] Хотя устройства, описанные в указанных выше документах, имеют потенциально широкое применение, эти устройства преследуют лишь цель сокращения потребления традиционных видов ископаемого топлива в умеренных пределах, за счет повышения эффективности их окислительно-восстановительных реакций (горения) в двигателях внутреннего сгорания. Указанные диапазоны повышения эффективности (как правило, менее 10%) редко подтверждаются на практике, что доказывается фактическим отсутствием этих устройств в крупномасштабном промышленном применении, будь то оснащение новых транспортных средств или рынок запасных частей (вторичные рынки).

[0017] Патентный документ США US 6024935 относится к производству тепловой энергии на основе водорода и базируется на принципах, которые аналогичны принципам, служащим основой настоящего изобретения. Однако он включает сложный процесс, касающийся работы при высоких температурах и сложной механической конструкции, использующей запатентованные химические соединения в качестве катализаторов и с высокой стоимостью по сравнению с настоящим изобретением, что приводит к высокой степени сложности его реализации и воспроизведения. Эти утверждения подтверждаются тем фактом, что до настоящего времени, спустя почти 20 лет после его публикации, до сих пор не удалось осуществить ввод в промышленную эксплуатацию.

[0018] Таким образом, существует явная необходимость в изобретении, целью которого является не только скромное потенциальное снижение использования ископаемых видов топлива, но также значительное сокращение (свыше 30%) или даже полная замена ископаемых видов топлива (всей цепочки углеводородов) чистым топливом, таким как водород, при горении которого образуется только водяной пар.

[0019] На основании вышеизложенного, можно отметить, что настоящее изобретение отличается от множества других патентных документов, которые используют магнитные поля для повышения эффективности сгорания топлива (как правило, жидкого топлива). Более конкретно, настоящее изобретение относится конкретно к газам, в отличие от того, что имеется в существующем уровне техники, и эти газы содержат водород в своем составе.

[0020] Важно подчеркнуть, что настоящее изобретение способствует непрерывному и повторяющемуся воздействию на молекулы этих газов магнитных полей переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности, объединяя это воздействие с процессами ускорения движения, объемного расширения и роста температуры и повторяя этот цикл кондиционирования достаточное число раз, для того, чтобы величина прироста энергетической эффективности была максимально увеличена, и полученный прирост оставался стабильным в течение достаточного времени, пока горючий газ не будет использован в последующем окислительно-восстановительном процессе.

[0021] Для решения проблем существующего уровня техники было разработано устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, на основе знания атомных моделей и квантовой термодинамики, как показано ниже.

[0022] В 1913 году датский физик Нильс Бор разработал теорию для объяснения модели атома, ранее предложенной Резерфордом. Эта новая модель рассматривает квантовую теорию Макса Планка для объяснения устойчивости вещества и испускания спектра в определенных радиусах в каждом элементе. Модель Бора описывает атом как ядро с положительным зарядом, окруженное электронами, которые перемещаются по круговой траектории вокруг ядра, с притяжением, осуществляемым электростатическими силами.

[0023] Данная модель, несмотря на то, что не подходит для более тяжелых атомов, прекрасно объясняет такое явление, как спектр излучения и поглощения водорода. Водород является уникальным атом во Вселенной, а также это самый простой существующий атом: его ядро имеет только один протон и только один электрон, вращающийся по орбите вокруг этого ядра. Чтобы объяснить очевидную устойчивость атома водорода, а также появление серии спектральных линий данного элемента, Бор предложил несколько «постулатов».

[0024] 1) Электрон движется вокруг ядра по круговой орбите, как спутник движется вокруг планеты, сохраняя данную орбиту за счет электрической силы притяжения между зарядами противоположных знаков.

[0025] 2) Круговая орбита электрона не может быть любого радиуса. Для радиусов орбит допустимы только определенные значения.

[0026] 3) На каждой допустимой орбите электрон имеет постоянную и точно определенную энергию, задаваемую выражением: E=E1/n2, где E1 - энергия минимального радиуса орбиты. Бор предложил формулу для E1: применительно к отрицательному знаку в данной формуле можно заметить, что чем меньше «n», тем более внутренней является орбита (тем меньше радиус), и более отрицательной является энергия электрона. Физики используют отрицательные энергии, чтобы показать, что что-то связано, «заключено» в некоторой области пространства.

[0027] 4) Находясь на одной из допустимых орбит, электрон не излучает или не поглощает какой-либо энергии.

[0028] 5) Когда электрон меняет орбиту, атом излучает или поглощает «квант» энергии. Различные ученые исследовали эти переходы на разных уровнях.

[0029] Квантовая теория поля (QFT) представляет собой набор идей и математических методов, используемых для описания квантовых физических систем, имеющих бесконечное число степеней свободы. Теория обеспечивает теоретическую структуру, используемую в нескольких областях физики, таких как физика элементарных частиц, космология и физика конденсированного состояния.

[0030] Архетипом квантовой теории поля является квантовая электродинамика (традиционно сокращаемая как КЭД «Квантовая электродинамика»), которая в основном описывает взаимодействие электрически заряженных частиц через излучение и поглощение фотонов.

[0031] В рамках этой парадигмы, в дополнение к электромагнитному взаимодействию, как слабое взаимодействие, так и сильное взаимодействие описываются квантовыми теориями поля, которые при объединении образуют так называемую «Стандартную модель». Она рассматривает как частицы, которые составляют материю (кварки и лептоны), так и частицы-переносчики взаимодействия, такого как возбуждения фундаментальных полей, таких как магнитные поля, используемые с помощью магнитного сердечника настоящего изобретения.

[0032] Полная энергия, присутствующая в атоме (водорода), задается уравнением E_T=E_P+E_K, где: E_T=полная энергия, E_P=потенциальная энергия и E_K=кинетическая энергия. Потенциальная энергия E_P является функцией радиуса орбиты электрона вокруг ядра (одного протона в случае водорода), и кинетическая энергия E_K является функцией результирующего вектора скорости движения ядра атома.

[0033] Хотя по-прежнему отсутствует всеобщее признание со стороны научного сообщества, существует широкий спектр данных из научных исследований, которые ясно и непротиворечиво свидетельствуют о том, что водород может существовать в более низких энергетических состояниях, чем те, которые ранее представлялись возможными, или на своем основном уровне, т.е. со своим электроном на орбите n=1 главного квантового числа (Commercializable power source using heterogeneous hydrino catalysts, International Journal of Hydrogen Energy, volume 35, pages 395-419, 2010, R.L. Mills, K. Akhtar, G. Zhao, Z. Chang, J. He, X. Hu, G. Chu, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2009.10.038).

[0034] Водород в энергетическом состоянии более низкого уровня, чем основной (т.е. с орбитой атомного номера <1), также называемый атомарным водородом в дробном ридберговском состоянии, представлен формулой Hf(n), где n= 1/2, 1/3, 1/4, … 1/p (p≤137), заменяет известный параметр n=целое число, в уравнении Ридберга для состояний возбуждения водорода. Водород в состоянии ниже основного уровня несет меньше потенциальной энергии, чем водород в естественном состоянии, и его электрон при переходе с более высокоэнергетической орбиты на более низкоэнергетическую орбиту высвобождает один или несколько квантов энергии, соответственно, ускоряя скорость движения ядра атома по принципу сохранения энергии (первый закон термодинамики).

[0035] R.L. Mills утверждает, что переходный процесс энергетического состояния к более низкому уровню, чем основной, происходит в присутствии катализаторов, которые, во-первых, поглощают квант энергии, выделяющийся при уменьшении радиуса орбиты электрона, и затем переносят этот квант энергии к другим телам, в данном случае к собственному ядру атома водорода. В соответствии с теорией Mills, в благоприятной окружающей среде для каждого столкновения между ионом катализатора и атомом водорода, электрон испытывает уменьшение радиуса своей орбиты, эквивалентное уменьшению одного уровня атомного номера, перемещаясь с орбиты с радиусом, соответствующим его атомному номеру, на орбиту с радиусом, соответствующим атомному номеру непосредственно ниже и рядом. Mills также подчеркивает, что среди нескольких элементов, которые служат в качестве катализаторов, ионизированный кислород (O⁺⁺) имеет особое и уникальное поведение, которое устанавливает, что этот ион обладает способностью при столкновении с атомом водорода, вызывать уменьшение на два квантовых уровня в радиусе орбиты электрона водорода, вместо одного квантового уровня. То есть, ион кислорода способен создавать, например, электрон с орбитой радиусом n=1/2, с немедленным переходом на орбиту радиуса n=1/4 вместо промежуточного и смежного уровня n=1/3, высвобождая большое количество энергии в этом процессе (эквивалентное уменьшению на два квантовых уровня в орбите электрона).

[0036] Также согласно R. L. Mills разные катализаторы имеют различную способность вызывать понижение квантовых чисел орбит электрона на один или более уровней, как например, в примерах, представленных в таблице ниже (только несколько, существует ряд других), где столбец m представляет собой количество уровней уменьшения орбиты электрона, которое катализатор вызывает при каждом столкновении:

Катализатор	m	Комментарий
Ar+	1	Ион аргона (аргон составляет около 1% воздуха)
O++	2	Ион кислорода (без двух электронов)
К	3	Атом калия
Fe	3	Атом железа

[0037] Настоящее изобретение использует описанные выше идеи, путем пропускания смеси электролитического водорода и электролитического кислорода (гремучего газа - HHO) и ионизированного воздуха через магнитные и электромагнитные поля высокой интенсивности, в последовательной конфигурации магнитных полей, имеющих определенные свойства, ускоряющих камер, объемное расширение и теплообмен в атомах водорода и ионах имеющихся катализаторов (электролитического кислорода, кислорода и аргона, присутствующих в ионизированном воздухе), вызывает снижение энергетического состояния атомов водорода до более низких уровней, чем основные, при температуре несколько выше комнатной (приблизительно 55-65°С), низком давлении (приблизительно 60 мм рт.ст. (8 кПа)), стабильно, безопасно и при малых затратах.

[0038] На основе приведенной выше теории, можно видеть, что гремучий газ образуется в результате разделения молекул H₂O на H₂ и O₂ с помощью электролиза. Эти газы затем используются устройством, которое является предметом настоящего изобретения, которое служит для потенциального изменения радиуса положительной и отрицательной орбиты молекул водорода (или водорода, присутствующего в более тяжелых звеньях углеводородов) путем столкновения молекул водорода с ионами кислорода (O⁺⁺) и аргона (Ar⁺), которые служат катализаторами в процессе перехода атомов водорода в более низкие энергетические состояния, включая состояния ниже основного уровня (орбиты с дробными квантовыми числами, с n= 1/2, 1/3, 1/4, … 1/p (p≤137). Такое изменение приводит к высвобождению потенциальной энергии на их переходных орбитах, трансформирующейся в кинетическую энергию, которая вызывает расширение в объеме газов и сохраняет данное состояние кратковременно стабильным.

[0039] Это изменение осуществляется с помощью потока газов через несколько впускных и выпускных каналов, динамического и теплового расширения и магнитного воздействия до выхода во впускной канал камеры сгорания, например, двигателя внутреннего сгорания автомобиля.

[0040] Что касается динамического расширения, можно заметить, что газы проходят через множество впускных и выпускных каналов, проходя через отверстия меньшего диаметра, что вызывает ускорение движения их молекул водорода и ионов кислорода и аргона, присутствующих в ионизированном воздухе. Проходя через отверстие, газы входят в камеру большего диаметра и объема, откуда их молекулы снова переходят в другую камеру, где они нагреваются. Впоследствии молекулы газа продолжают движение через контур каналов и проходят через другое отверстие, где они опять подвергаются такому же процессу ускорения, расширения и теплообмена и, следовательно, подряд до их выхода.

[0041] Что касается теплового расширения, можно отметить, что когда водород проходит через отверстие, которое находится в динамической расширительной камере, он нагревается до приблизительно 60°С, благодаря чему и молекулы водорода и ионы кислорода и аргона, которые в это время смешаны, подвергаются тепловому и объемному расширению, поскольку объем этих двух элементов увеличивается при нагревании. Эта фаза также повторяется несколько раз в ходе процесса до выхода.

[0042] Что касается магнитного воздействия, можно отметить, что атомы водорода и имеют свои+и - орбиты, определяемые силой магнитного поля, и радиус этой орбиты определяет прирост или потерю их энергии таким образом, что чем больше воздействие магнитного поля около этой орбиты, тем больше уменьшение их радиуса и, как следствие, количество энергии, выделяющейся при переходах электронов между орбитами. C этой целью газы проходят через множество впускных и выпускных каналов и отверстий в динамических расширительных камерах бесчисленное количество раз. Для каждого расширения орбиты проходят через 42 магнитных поля переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности, распределенных в трех магнитных стержнях с 14 полями в каждом, которые помещены в магнитный сердечник устройства, являющегося предметом настоящего изобретения. Чтобы гарантировать эффективность процесса, электроны водорода подвергаются воздействию магнитных полей, которые способствуют ускорению атомов водорода и ионов кислорода и аргона и процессам перехода, что приводит к высвобождению квантов энергии во время перехода электронов с орбиты большего радиуса на орбиту меньшего радиуса и к преобразованию потенциальной энергии электронов в кинетическую энергию ядер молекул газообразного водорода.

[0043] Среди основных преимуществ использования настоящего изобретения важно подчеркнуть, что оно практически сразу же использует образующийся гремучий газ. Например, в электролитической ячейке промежуточное хранение не нужно, благодаря чему устройство обеспечивает намного более высокую безопасность и значительно меньшую сложность по сравнению с решениями, имеющимися в настоящее время на рынке, в которых применяется сгорание водорода, хранящегося в емкостях высокого давления.

Задачи изобретения

[0044] Первой задачей настоящего изобретения является существенное повышение эффективности сгорания газообразного водорода, увеличение его теплотворной способности и уменьшение величины объема газа, необходимого для осуществления функциональных и коммерческих целей.

[0045] Вторая задача заключается в устранении выбросов загрязняющих газов и газов, способствующих глобальному потеплению, в частности CO₂ и оксидов азота (NO_x), обычно присутствующих при сгорании ископаемых видов топлива. Изобретение использует источник чистой и имеющейся в избытке энергии, стремясь гарантировать сохранение окружающей среды и глобальной экосистемы.

[0046] Третьей задачей является повышение безопасности при использовании водородного топлива, обходясь без его предварительного хранения. Применение изобретения не требует хранения водородного газа в потенциально взрывоопасных баллонах высокого давления. Несколько граммов водорода, произведенных обычным электролитическим элементом, достаточно для использования в различных областях применения, и может использоваться во время образования, исключая риски при транспортировке и хранении газа.

[0047] Четвертая задача заключается в создании устройства для оптимизации использования чистого топлива вместе с оборудованием, которое преобразует тепловую энергию в другие виды энергии, таким как двигатели, электрогенераторы и турбины.

[0048] Пятая задача заключается в обеспечении устройства для оптимизации использования чистого топлива для сектора производства электроэнергии и промышленного сектора. Изобретение может использоваться вместе с оборудованием, которое использует тепловую энергию для нагревания или образования пара, таким как печи или паровые котлы.

[0049] Шестой задачей является расширение доступа к источнику чистой и автономной энергии в областях, где доступ к электросети ограничен или полностью отсутствует. Среди потенциальных выгодополучателей оказываются 18% населения мира, которые в настоящее время остаются за пределами электросетей.

[0050] Седьмая задача заключается в том, чтобы облегчить и ускорить переход глобальной экономики к экономике, основанной на водороде, который является самым распространенным элементом во Вселенной и в больших количествах присутствует во всех регионах планеты. Легкий доступ к этому топливу ограничит необходимость инвестиций в сложные инфраструктуры для добычи и распределения энергии.

Краткое описание изобретения

[0051] Задачи настоящего изобретения достигаются с помощью устройства для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, содержащего магнитный сердечник и впускные и выпускные каналы. Впускные и выпускные каналы выполнены с возможностью приема газов, причем газы попеременно образуют потоки между впускными каналами и выпускными каналами, и наоборот. Магнитный сердечник выполнен с возможностью генерирования и воздействия магнитных полей на газы внутри впускных и выпускных каналов. Чередование потоков между впускными и выпускными каналами и воздействие магнитных полей способствуют динамическому и тепловому расширению и магнитному воздействию на газы. Это ускоряет атомы водорода и ионы кислорода и аргона, присутствующие в ионизированном воздухе, имея целью уменьшение радиусов орбит электронов атомов водорода, и способствует образованию модифицированного водорода с энергетическими состояниями ниже основного уровня.

[0052] Задачи настоящего изобретения также достигаются с помощью системы для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, содержащей устройство для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии и устройство для генерирования механической энергии. Устройство для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии имеет впускные и выпускные каналы и магнитный сердечник. Впускные и выпускные каналы выполнены с возможностью приема газов, причем газы попеременно образуют потоки между впускными каналами и выпускными каналами, и наоборот. Магнитный сердечник выполнен с возможностью генерирования и воздействия магнитных полей на газы внутри впускных и выпускных каналов. Чередование потоков между впускными и выпускными каналами и воздействие магнитных полей способствуют динамическому и тепловому расширению и магнитному воздействию на газы. Это ускоряет атомы водорода и ионы кислорода и аргона, присутствующие в ионизированном воздухе, имея целью уменьшение радиусов орбит электронов атомов водорода, и способствует образованию модифицированного водорода с энергетическими состояниями ниже основного уровня. Модифицированный водород с энергетическими состояниями ниже основного уровня поступает в устройство генерирования механической энергии.

[0053] В дополнение к этому, задачи настоящего изобретения также достигаются с помощью способа оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, включающего стадии:

[0054] - образования чередующихся потоков газов между впускными каналами и выпускными каналами, и наоборот, таким образом, чтобы газы динамически расширялись;

[0055] - теплового расширения газов для каждого потока между впускными каналами и выпускными каналами; и

[0056] - подвергания газов воздействию магнитных полей для каждого потока между впускными каналами и выпускными каналами, и наоборот.

[0057] Задачи настоящего изобретения также достигаются с помощью устройства для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, содержащего:

[0058] расширительную камеру;

[0059] нагревательную колонну;

[0060] магнитный сердечник;

[0061] набор впускных каналов; и

[0062] набор выпускных каналов,

[0063] причем наборы впускных и выпускных каналов имеют множество впускных и выпускных каналов, которые проходят в непосредственной близости вокруг внешней поверхности магнитного сердечника, наборы впускных и выпускных каналов являются концентрическими по отношению к магнитному сердечнику, набор впускных каналов устанавливает сообщение по текучей среде с расширительной камерой и тепловое сообщение с нагревательной колонной, расширительная камера устанавливает сообщение по текучей среде с набором выпускных каналов, набор выпускных каналов устанавливает сообщение по текучей среде с набором впускных каналов таким образом, что:

[0064] впускные и выпускные каналы принимают газы, газы попеременно образуют потоки между впускными каналами и выпускными каналами, и наоборот, магнитный сердечник выполнен с возможностью генерирования и воздействия магнитных полей на газы внутри впускных и выпускных каналов, чередование потоков между впускными и выпускными каналами способствует динамическому расширению газов при их течении через расширительную камеру, тепловому расширению газов при их течении через нагревательную колонну и воздействию на газы магнитных полей, генерируемых магнитным сердечником, динамическое и тепловое расширения и магнитное воздействие ускоряют атомы водорода и ионы кислорода и аргона, присутствующие в ионизированном воздухе, с получением уменьшения радиуса орбиты электронов атомов водорода и последующим уменьшением потенциальной энергии электронов и соответствующим увеличением кинетической энергии ядер атомов водорода.

[0065] Задачи настоящего изобретения также достигаются с помощью системы для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, содержащей:

[0066] устройство для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии; и

[0067] устройство генерирования механической энергии,

[0068] причем устройство для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии имеет наборы впускных и выпускных каналов, которые имеют множество впускных и выпускных каналов, расположенных в непосредственной близости вокруг внешней поверхности магнитного сердечника, наборы впускных и выпускных каналов являются концентрическими по отношению к магнитному сердечнику, набор впускных каналов устанавливает сообщение по текучей среде с расширительной камерой и тепловое сообщение с нагревательной колонной, расширительная камера устанавливает сообщение по текучей среде с набором выпускных каналов, набор выпускных каналов устанавливает сообщение по текучей среде с набором впускных каналов таким образом, что:

[0069] впускные и выпускные каналы принимают газы, газы попеременно образуют потоки между впускными каналами и выпускными каналами, и наоборот, магнитный сердечник выполнен с возможностью генерирования и воздействия магнитных полей на газы внутри впускных и выпускных каналов, чередование потоков между впускными и выпускными каналами способствует динамическому расширению газов при их течении через расширительную камеру, тепловому расширению газов при их течении через нагревательную колонну и воздействию на газы магнитных полей, генерируемых магнитным сердечником, динамическое и тепловое расширения и магнитное воздействие ускоряют атомы водорода и ионы кислорода и аргона, присутствующие в ионизированном воздухе, с получением уменьшения радиуса орбиты электронов атомов водорода и последующим уменьшением потенциальной энергии электронов и соответствующим увеличением кинетической энергии ядер атомов водорода, при этом оптимизированные газы далее поступают в устройство генерирования механической энергии.

[0070] Наконец, задачи настоящего изобретения достигаются с помощью способа оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, включающего следующие стадии:

[0071] - размещение наборов впускных и выпускных каналов в непосредственной близости вокруг внешней поверхности магнитного сердечника;

[0072] - установление сообщения по текучей среде между набором впускных каналов и расширительной камерой и теплового сообщения с нагревательной колонной;

[0073] - установление сообщения по текучей среде между расширительной камерой и набором выпускных каналов;

[0074] - установление сообщения по текучей среде между набором выпускных каналов и набором впускных каналов;

[0075] - стимулирование входа газов в набор впускных каналов за счет всасывания;

[0076] - образование потоков газов попеременно между впускными каналами и выпускными каналами и наоборот, таким образом, чтобы газы динамически расширялись;

[0077] - тепловое расширение газов для каждого потока между впускными каналами и выпускными каналами; и

[0078] - подвергание газов воздействию магнитных полей для каждого потока между впускными каналами и выпускными каналами, и наоборот.

Краткое описание чертежей

[0079] Настоящее изобретение далее будет описано более подробно на основе примеров, представленных на чертежах.

[0080] Чертежи иллюстрируют:

[0081] фиг. 1 - вид в сборе устройства для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, которое является предметом настоящего изобретения;

[0082] фиг. 2 и фиг. 3 - изображения в разобранном виде устройства для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, которое является предметом настоящего изобретения, подробно иллюстрирующие каждый элемент его конструкции;

[0083] фиг. 4A - фиг. 4D - виды сверху в перспективе в увеличенном масштабе и спереди наборов впускных и выпускных каналов, которые входят в состав устройства для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, являющегося предметом настоящего изобретения;

[0084] фиг. 5A - фиг. 5C - виды в перспективе, в разрезе и спереди расширительной камеры, которая входит в состав устройства для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, являющегося предметом настоящего изобретения;

[0085] фиг. 6A - фиг. 6E - виды в перспективе, в разрезе, сбоку и спереди внутреннего строения распределительных камер впуска и выпуска газов, которые входят в состав устройства для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, являющегося предметом настоящего изобретения;

[0086] фиг. 7A - фиг. 7B - виды в перспективе и спереди магнитного сердечника, который входит в состав устройства для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, являющегося предметом настоящего изобретения;

[0087] фиг. 8 - вид внутри стержней, которые входят в состав магнитного сердечника, проиллюстрированного на фиг. 7A и фиг. 7B, элементов устройства для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, которое является предметом настоящего изобретения;

[0088] фиг. 9 - визуализации взаимодействия между множеством впускных и выпускных каналов с максимальным числом магнитных полей переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности, создаваемых стержнем магнитного сердечника, для магнитного и молекулярного преобразования и поляризации газов; и

[0089] фиг. 10 - схематическая визуализация системы, которая является предметом настоящего изобретения, показывающая соединение устройства для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии с внешним источником и с устройством генерирования механической энергии согласно описанию настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

[0090] С целью преодоления проблем, отмеченных в существующем уровне техники, было разработано устройство 1 для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии. Устройство 1 может использоваться в системе для оптимизации эффективности сгорания газов и посредством способа оптимизации эффективности сгорания газов, как описано ниже.

[0091] Устройство 1 для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, которое является предметом настоящего изобретения, было разработано для оптимизации газов 201 на основе водорода, таким образом, чтобы способствовать уменьшению радиуса орбиты электронов атомов водорода вокруг ядра с квантовыми числами ≤ 1, для получения атомов водорода с энергетическими состояниями ниже основного уровня и соответствующего увеличения кинетической энергии ядер молекул газа и поддержания этого эффекта оптимизации до их использования.

[0092] Предпочтительно, газы 201 содержат смесь гремучего газа и предварительно ионизированного воздуха. Очевидно, что это включает только предпочтительную конфигурацию, таким образом, чтобы газы 201 могли только содержать смесь гремучего газа.

[0093] Устройство 1 может отлично сочетаться с любым типом обычного двигателя внутреннего сгорания, использующего бензин, природный газ, СНГ, биогаз или любые другие газы из легких углеводородных звеньев (цикл Отто) или дизельное и биодизельное топливо (цикл Дизеля), судовыми двигателями, турбинами, генераторами, в том числе для приведения в действие горелки парового котла или промышленной угольной топки, мазутной горелки и топливных элементов. Указанные выше двигатели далее обобщенно называются «устройство 300 генерирования механической энергии», но оно не ограничивается только приведенными выше примерами.

[0094] Как было отмечено ранее, устройство 1 для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии отличается от любого другого уже существующего устройства по своим физическим и/или функциональным характеристикам, отличается своей эффективностью относительно накопления газов 201, 202 в емкостях или любых других типах необязательных контейнеров. Его основная характеристика заключается в замене ископаемых видов топлива, предотвращая вред, вызываемый их использованием, и обеспечивая более благоприятные условия для достижения общественного блага.

[0095] Как можно видеть из фиг. 1 - фиг. 10, устройство 1 для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии в собранном/герметизированном состоянии имеет по существу цилиндрическую форму, которая используется для приема газов 201 из внешнего источника 200 и для оптимизации их для последующего использования устройством 300 генерирования механической энергии, как будет описано ниже.

[0096] С учетом того, что предпочтительно, чтобы газы 201 содержали смесь гремучего газа и ионизированного воздуха, можно отметить, что внешний источник 200 выполнен с возможностью образования гремучего газа с помощью электролиза воды 100. В этом случае внешний источник 200 является электролитическим элементом. Для получения ионизированного воздуха может использоваться второй внешний источник 200 или баллон.

[0097] Очевидно, что использование электролитического элемента является лишь предпочтительной конфигурацией, так что может использоваться любой другой топливный элемент, способный образовывать газ на основе водорода.

[0098] В качестве альтернативы, можно заменить электролитический элемент емкостью с водородом под давлением или любым другим газом на основе водорода, причем контейнер, например, соединен по текучей среде с декомпрессионной камерой/колбой с регулировочным клапаном потока, позволяющим устройству 1 для оптимизации газов для производства чистой энергии принимать эти газы, оптимизировать их и получать чистую энергию в соответствии с описанием настоящего изобретения.

[0099] Другая альтернативная конфигурация позволяет независимо инжектировать окислительный элемент в устройство 300 генерирования механической энергии для последующего смешивания с оптимизированными газами 202 (с помощью понижения энергетического состояния атомов водорода и соответствующего увеличения кинетической энергии ядер их молекул) с помощью устройства 1, которое является предметом настоящего изобретения.

[00100] В качестве альтернативы, устройство 1 для оптимизации газов для производства чистой энергии может использоваться в устройстве 300 генерирования механической энергии, совместно с другими видами топлива, такими как бензин, природный газ, СНГ, биогаз или любые другие газы из легких углеводородных звеньев (цикл Отто) или дизельное топливо и биодизель (цикл Дизеля). В этой гибридной конфигурации устройство 1 выступает в качестве устройства экономии топлива, поскольку меньшее количество топлива (бензина или дизельного топлива) требуется для поддержания высокой мощности в устройстве 300 генерирования механической энергии.

[00101] Вновь обращаясь к фиг. 10, следует отметить, что устройство 1 для оптимизации газов для производства чистой энергии принимает газы 201 из внешнего источника 200 и способствует их оптимизации за счет понижения энергетического состояния атомов водорода и соответствующего увеличения кинетической энергии ядер их молекул, тем самым, образуя газы 202.

[00102] Важно отметить, что внешний источник 200 может быть соединен с резервуаром 100 воды, если источник 200 является электролитическим элементом. Также отмечается, что внешний источник 200 электрически соединен с источником 500 тока, который можно периодически использовать при необходимости. Для начала процесса электролиза, источник 500 тока подает начальный ток во внешний источник 200 и впоследствии отсоединяется от внешнего источника 200. Для поддержания работы процесса электролиза внешнего источника 200 устройство 400, вырабатывающее электроэнергию, соединенное с устройством 300 генерирования механической энергии, непосредственно соединяется с внешним источником 200. В качестве альтернативы, устройство 400, вырабатывающее электроэнергию, может подзаряжать источник 500 тока.

[00103] Можно видеть, что, таким образом, процесс образования гремучего газа, присутствующего в газах 201 из внешнего источника 200, осуществляется непрерывно, и, вследствие этого, образование оптимизированных газов 202 путем понижения энергетического состояния атомов водорода и соответствующего увеличения кинетической энергии ядер их молекул используется устройством 300 генерирования механической энергии. Следует отметить, что энергетический обмен и преобразование энергии непрерывно осуществляются внутри системы, которая использует устройство 1 для оптимизации газов для производства чистой энергии.

[00104] Как было отмечено ранее, оптимизация газов 201 происходит путем непрерывного и повторяющегося воздействия на молекулы этих газов 201 магнитных полей переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности, объединения этого воздействия с процессами ускорения движения атомов водорода и ионов кислорода и аргона, содержащихся в ионизированном воздухе, объемного расширения и увеличения температуры и повторения этого цикла кондиционирования в течение достаточного количества раз, для того, чтобы величина прироста энергетической эффективности была максимально увеличена, и полученный прирост оставался стабильным в течение достаточного времени до тех пор, пока газовое топливо не будет использовано в последующем окислительно-восстановительном процессе.

[00105] Важно подчеркнуть, что этот процесс возможен только благодаря уникальным, новым и обладающим признаками изобретения характеристикам устройства 1, которое является предметом настоящего изобретения, как будет описано более подробно ниже.

[00106] После описания основного функционирования системы, являющейся предметом настоящего изобретения, далее будут подробно описаны структурные и функциональные характеристики устройства 1 для оптимизации газов для производства чистой энергии, которое оптимизирует газы 201 за счет понижения энергетического состояния атомов водорода и соответствующего увеличения кинетической энергии ядер их молекул, с ионами кислорода и аргона, присутствующими в ионизированном воздухе.

[00107] Изображения в разобранном виде устройства 1 для оптимизации газов для производства чистой энергии можно наблюдать на фиг. 2 и фиг. 3, иллюстрирующих его составные элементы. Можно заметить, что устройство 1 содержит расширительную камеру 10, нагревательную колонну 20, магнитный сердечник 30, снабженный стержнями 31, набор 41 впускных каналов, набор 42 выпускных каналов, наружный корпус 50, распределительную камеру 51 входящих газов и распределительную камеру 52 выходящих газов.

[00108] В предпочтительной конфигурации магнитный сердечник 30, наборы 41, 42 впускных и выпускных каналов и распределительные камеры 51, 52 входящих и выходящих газов выполнены из нержавеющей стали AISI 316 или 316L, керамики, конструкционных полимеров, таких как нейлон, ABS, полиэстр, или других сплавов немагнитных металлов.

[00109] Как можно видеть из фиг. 4А и фиг. 4В, наборы 41, 42 впускных и выпускных каналов имеют, соответственно, множество впускных и выпускных каналов 41а, 42а. Предпочтительно, устройство 1 имеет по меньшей мере 7 впускных каналов 41а и по меньшей мере 6 выпускных каналов 42а, что позволяет осуществлять процесс поляризации и преобразования по меньшей мере 6 раз.

[00110] Следует отметить, что чем выше число каналов 41a, 42a, тем выше оптимизация эффективности сгорания газов для производства чистой энергии. Другими словами, за счет увеличения количества каналов 41a, 42a, чередование потоков между впускными и выпускными каналами 41a, 42a и воздействие магнитных полей 35 также будет увеличиваться. Следовательно, количество динамических и тепловых расширений и магнитное воздействие на газы 201 будут увеличены, такие расширения и воздействие повышают оптимизацию эффективности сгорания газов для производства чистой энергии.

[00111] В предпочтительной конфигурации, каналы 41а, 42а имеют по существу спиральную геометрию и симметричны друг относительно друга, они выступают из соответствующих впускных и выпускных фланцев 45, 46 и имеют длину, пропорциональную магнитному сердечнику 30, что будет более подробно объяснено позже.

[00112] Каналы 41a, 42a имеют диаметр приблизительно 9 мм (миллиметров) и линейную длину, измеряемую от фланцев 45, 46 до конца каналов 41a, 42a, причем каждый из каналов 41a, 42a имеет три оборота 360° с шагом приблизительно 120 мм (миллиметров), имея длину приблизительно 360 мм (миллиметров). Очевидно, что это входит только в предпочтительную конфигурацию, таким образом, в качестве альтернативы, могут использоваться различные обороты и шаги с учетом длины каналов 41a, 42a.

[00113] Следует отметить, что чем больше длина каналов 41a, 42a, тем выше и длительнее воздействие магнитных полей 35, такое воздействие повышает оптимизацию эффективности сгорания газов для производства чистой энергии.

[00114] Предпочтительно, если пользователь устройства 1, являющегося предметом настоящего изобретения, хочет повысить оптимизацию эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, следует рассмотреть увеличение числа каналов 41a, 42a, числа кластеров каждого стержня 31 и увеличение длины каналов 41а, 42а, таким образом, чтобы процессы динамического и термического расширения и магнитного воздействия были пропорционально увеличены, приводя в результате к пропорциональному повышению оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии.

[00115] Можно отметить, что это включает только предпочтительную конфигурацию, так что эти параметры не имеют ограничительного характера. В зависимости от типа устройства 300 генерирования механической энергии или внешнего источника 200, размеры указанных выше элементов могут быть пропорционально изменены.

[00116] Как будет подробно описано ниже, длина должна быть меньше длины наружного корпуса 50, который включает элементы, из которых собрано устройство 1 для оптимизации газов для производства чистой энергии.

[00117] Наружный корпус 50 может быть изготовлен из нержавеющей стали AISI 316 или 316L, керамики, конструкционных полимеров, таких как нейлон, ABS, полиэстр, или других сплавов немагнитных металлов.

[00118] Важно подчеркнуть, что предпочтительно принятая спиральная геометрия позволяет получить максимальное количество магнитных полей 35 переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности для взаимодействия перпендикулярно движению атомов газов 201 в каналах 41а, 42а. Интенсивное взаимодействие между магнитными полями 35 и атомами газов 201 обеспечивает ускорение атомов водорода и ионов кислорода и аргона, содержащихся в ионизированном воздухе в газах 201, в частности, из гремучего газа и ионизированного воздуха, как будет описано ниже.

[00119] В качестве альтернативы, каналы 41a, 42a могут иметь другую геометрическую форму (например, цилиндрическую или прямоугольную), при условии, что это позволяет магнитным полям 35 действовать перпендикулярно движению атомов газов 201 внутри каналов 41а, 42а.

[00120] Другой альтернативой может быть применение кольцевых трубчатых форм с прямыми каналами 41a, 42a и магнитного сердечника 30 с оборотами в его продольной оси, так, чтобы обеспечить аналогичный эффект относительного движения молекул газа в каналах 41a, 42a со спиральной формой.

[00121] В предпочтительной конфигурации можно видеть, что фланцы 45, 46 имеют наружный диаметр приблизительно 60 мм (миллиметров) и по существу круглую форму, а также имеют множество расположенных по периферии канавок 45а, 46a. На фиг. 4А - фиг. 4D можно отметить, что диаметр расположенных по периферии канавок 45а, 46а равен диаметру впускных и выпускных каналов 41а, 42а благодаря чему оба элемента могут быть соответствующим образом соединены, как это будет описано ниже.

[00122] В случае набора 41 впускных каналов впускные каналы 41а соединены попеременно с соответствующими канавками из множества расположенных по периферии канавок 45а. В частности, каждый впускной канал 41a соединен с канавкой 45a, причем канавка 45a, смежная с ним, остается свободной до полной сборки устройства 1, как будет описано далее.

[00123] Аналогичным образом, в случае набора 42 выпускных каналов, выпускные каналы 42а соединены попеременно с соответствующими канавками из множества расположенных по периферии канавок 46а. В частности, каждый выпускной канал 42a соединен с канавкой 46a, причем канавка 46a, смежная с ним, остается свободной до полной сборки устройства 1, как будет описано далее.

[00124] Как только наборы 41, 42 впускных и выпускных каналов сформированы, учитывая, что они имеют множество впускных и выпускных каналов 41а, 42а по существу спиральной формы, можно отметить, что наборы 41, 42 образуют по существу круглую область, в которой магнитный сердечник 30 впоследствии собирается концентрически и в непосредственной близости, как будет описано далее.

[00125] Как можно видеть из фиг. 5А - фиг. 5С, расширительная камера 10 имеет по существу цилиндрическую форму, и, аналогично фланцам 45, 46, также имеет наружный диаметр приблизительно 60 мм (миллиметров) и множество расположенных по периферии канавок 10a, 10b, 10c, 10d. Канавки 10а, 10b расположены по периферии на одном из концов камеры 10, и канавки 10с, 10d находятся на противоположном конце камеры 10.

[00126] Предпочтительно, канавки 10b, 10c, 10d имеют диаметр приблизительно 9 мм (миллиметров). С другой стороны, канавка 10а первоначально имеет диаметр 9 мм (миллиметров), сужающийся до диаметра 2,5 мм (миллиметров) до тех пор, пока она не вступит в контакт с полостью камеры, имеющей диаметр 9 мм (миллиметров). Сужение и последующее расширение диаметра позволяет газам 201 ускоряться и расширяться внутри полости, пока они не достигнут канавки 10с. Число канавок 10a, 10b, 10c, 10d пропорционально числу впускных и выпускных каналов 41а, 42а, соединенных с фланцами 45, 46.

[00127] Как будет подробно описано ниже, расширительная камера 10 соединена по текучей среде с впускным фланцем 45а и по этой причине должна иметь совместимые с ним размеры. В этом контексте можно заметить, что внешний диаметр расширительной камеры 10 будет составлять приблизительно 60 мм (миллиметров) и длина приблизительно 80 мм (миллиметров).

[00128] Можно отметить, что это касается только предпочтительной конфигурации, так что эти размеры не имеют ограничительного характера. В зависимости от типа устройства 300 генерирования механической энергии или внешнего источника 200, размеры указанных выше элементов могут быть пропорционально изменены.

[00129] Что касается фиг. 2 и фиг. 3, можно отметить, что нагревательная колонна 20 в предпочтительной конфигурации соединена концентрически с внешней поверхностью расширительной камеры 10. Нагревательная колонна 20 имеет аналогичные размеры, что и расширительная камера 10.

[00130] Вместе с тем, предпочтительно следует отметить, что нагревательная колонна 20 представляет собой кольцевой резистор мощностью приблизительно 100 Вт (Ватт), собранный вокруг расширительной камеры 10. Нагревательная колонна 20 в предпочтительной конфигурации выполнена с возможностью принудительного теплообмена газов 201, 202 при конвективном нагревании, до достижения температур в диапазоне 55-65°С (градусов Цельсия).

[00131] В качестве альтернативы, нагревательная колонна 20 обменивается теплотой с расширительной камерой 10 посредством теплопередачи с помощью индукции, пара, моста транзисторов и теплообмена с помощью рассеивателя или любых средств, способных нагревать ее поверхность, передавая тепловую энергию в камеру 10 и, впоследствии, внутрь камеры 10.

[00132] Как можно видеть из фиг. 6A - фиг. 6E, распределительные камеры 51, 52 входящих и выходящих газов имеют по существу вогнутую и, следовательно, полукруглую, поверхность, тогда как противоположная поверхность является по существу плоской и имеет множество полостей для размещения соединений между каналами 41а, 42а, как будет описано ниже. Число полостей пропорционально числу впускных и выпускных каналов 41а, 42а, соединенных с фланцами 45, 46.

[00133] В предпочтительной конфигурации плоская поверхность распределительных камер 51, 52 входящих и выходящих газов имеет диаметр приблизительно 75 мм (миллиметров) и ширину приблизительно 25 мм (миллиметров). Диаметр является достаточным для правильного соединения распределительной камеры 51 входящих газов с выпускным фланцем 46 и для правильного соединения расширительной камеры 10 с распределительной камерой 52 выходящих газов.

[00134] Распределительные камеры 51, 52 входящих и выходящих газов также снабжены входом 51а и выходом 52а. Вход 51а и выход 52а соответственно соединены по текучей среде с внешним источником 200 и с устройством 300 генерирования механической энергии, как будет описано ниже. В предпочтительной конфигурации вход 51a и выход 52a имеют диаметр приблизительно 22 мм (миллиметра). Можно отметить, что это касается только предпочтительной конфигурации, так что эти размеры не имеют ограничительного характера. В зависимости от типа устройства 300 генерирования механической энергии или внешнего источника 200, размеры указанных выше элементов могут быть пропорционально изменены.

[00135] Как можно видеть из фиг. 7А и фиг. 7В, магнитный сердечник 30 имеет по существу цилиндрическую форму и длину, пропорционально равную линейной длине каналов 41а, 42а. В предпочтительной конфигурации магнитный сердечник 30 имеет диаметр приблизительно 32 мм (миллиметра), размер которого пропорционален по существу круглой области, образованной наборами 41, 42 впускных и выпускных каналов, так, что впускные и выпускные каналы 41а, 42а проходят по спирали в непосредственной близости вокруг внешней поверхности магнитного сердечника 30. Кроме того, как описано выше, магнитный сердечник 30 расположен концентрически относительно наборов 41, 42, как показано в изображениях устройства в разобранном виде на фиг. 2 и фиг. 3.

[00136] Как было отмечено ранее, в качестве альтернативы, возможно применение кольцевых трубчатых форм с прямыми каналами 41a, 42a и магнитного сердечника 30 с оборотами в его продольной оси, так, чтобы обеспечить аналогичный эффект относительного движения молекул газа в каналах 41a, 42a со спиральной формой.

[00137] По-прежнему в предпочтительной конфигурации, из фиг. 7A и фиг. 7B можно видеть, что магнитный сердечник 30 имеет по меньшей мере одну по существу кольцевую полость, которая проходит по всей длине сердечника 30. Магнитный сердечник 30 предусмотрен с тремя полостями, расположенными поочередно, образующими угол приблизительно 120° (градусов) между их центрами. Полости имеют диаметр приблизительно 20 мм (миллиметров), достаточный для приема по отдельности каждого из магнитных стержней 31.

[00138] При эксплуатации, каждый из стержней 31 выполнен с возможностью образования магнитных полей 35 переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности, таким образом, что они действуют перпендикулярно движению атомов газов 201 в каналах 41а, 42а. Интенсивное взаимодействие между магнитными полями 35 и атомами газов 201 обеспечивает ускорение атомов водорода и ионов кислорода и аргона, содержащихся в ионизированном воздухе газов 201, в частности, из гремучего газа и ионизированного воздуха, как будет описано ниже.

[00139] Эта смежность и взаимодействие проиллюстрированы на фиг. 9, на которой показаны каналы 41а, 42а, пронизывающие как можно дальше магнитные поля 35 переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности. Это позволяет сформировать когерентный пучок потока газов 201, в частности гремучего газа и ионизированного воздуха, который позволяет обеспечить ускорение атомов водорода и ионов кислорода и аргона, содержащихся в ионизированном воздухе газов 201. Этот пучок сформирован таким образом, что поток газов 201 является оптимизированным, вследствие чего смесь газов 202 более эффективна для сжигания (окислительно-восстановительного процесса) по сравнению с методами, известными в существующем уровне техники.

[00140] Предпочтительно, магнитный сердечник 30 изготовлен из немагнитных материалов (из нержавеющей стали AISI 316 или 316L), тогда как стержни 31 изготовлены из магнитов из редкоземельных металлов (таких как сплав неодима-железа-бора Nd-Fe-B или самария-кобальта Sm-Co).

[00141] В качестве альтернативы, стержни 31 могут быть изготовлены из феррита, электромагнитов, таких как непостоянные магниты, электромагнитные средства, цепь электромагнитов, подпитываемых силовой цепью и управляемых электронной схемой, или любые другие средства, известные в существующем уровне техники, способные генерировать магнитное поле.

[00142] Как подробно показано на фиг. 8 и фиг. 9, три стержня 31 магнитного сердечника 30 имеют множество магнитных элементов 31a и зазоров 31b. Магнитные элементы 31а предпочтительно изготовлены из магнитов из редкоземельных металлов (таких как сплав неодим-железо-бор Nd-Fe-B или самарий-кобальт Sm-Co) или любого типа материала, способного генерировать магнитные поля переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности. В предпочтительной конфигурации магнитные элементы 31а имеют диаметр приблизительно 20 мм (миллиметров) и ширину 16 мм (миллиметров).

[00143] Вместе с тем, предпочтительно, магнитные элементы 31а расположены поочередно с зазорами 31b, например, имея последовательность поляризации типа +-/-+/+-/-+/-+/-+/-+/+-/-+/+-/-+/-+/+-/+-. Можно отметить, что это касается только предпочтительной конфигурации, так что могут использоваться и другие последовательности поляризации, если сохраняются характеристики минимального количества кластеров и минимального количества инверсий полярности, при этом описанная последовательность не имеет ограничительного характера.

[00144] Такая последовательность используется в тестах, чтобы указать на интенсификацию взаимодействия газов 201 внутри каналов 41а, 42а с максимальным числом магнитных полей 35 переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности. Предпочтительно, каждый стержень 31 имеет по меньшей мере 14 кластеров с 32 магнитными элементами 31а, причем они расположены линейно и имеют по меньшей мере 8 инверсий полярности из кластеров в каждом стержне 31.

[00145] Следует отметить, что чем выше число кластеров в каждом стержне 31, тем выше оптимизация эффективности сгорания газов для производства чистой энергии. Другими словами, при увеличении количества кластеров каждого стержня 31, газы 201 будут подвергаться воздействию большего числа магнитных полей 35 при протекании между каналами 41а, 42а, что приводит к повышению оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии.

[00146] Предпочтительно, если пользователь устройства 1, являющегося предметом настоящего изобретения, хочет повысить оптимизацию эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, следует рассмотреть увеличение числа каналов 41a, 42a, числа кластеров каждого стержня 31 и увеличение длины каналов 41а, 42а, таким образом, чтобы процессы динамического и термического расширения и магнитного воздействия были пропорционально увеличены, приводя в результате к пропорциональному повышению оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии.

[00147] Испытания показывают, что магнитный сердечник 30 способен генерировать магнитное поле 35 с интенсивностью 9,5 МГc/950 Тл (равной интенсивности используемых магнитов неодим-железо-бор Nd-Fe-B) в его внутренней части и в наиболее внешней части достигающее 15 МГс/1500 Тл на внешней поверхности магнитного сердечника 30.

[00148] Указанная выше конфигурация обеспечивает высокое взаимодействие между каналами 41a, 42a и максимальным числом магнитных полей переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности, генерируемых магнитным сердечником 30, что обеспечивает высокую эффективность формирования когерентного пучка потока газов 201, в частности, гремучего газа, смешанного с ионизированным воздухом, и высокую эффективность в ускорении атомов водорода и ионов кислорода и аргона, содержащихся в ионизированном воздухе газов 201, что будет более подробно объяснено ниже.

[00149] Можно отметить, что это касается только предпочтительной конфигурации, так что количество полостей и стержней 31 может варьировать в зависимости от размеров устройства 1. Кроме того, указанные выше параметры не имеют ограничительного характера. В зависимости от типа устройства 300 генерирования механической энергии или внешнего источника 200, размеры указанных выше элементов могут быть пропорционально изменены.

[00150] Можно отметить, что элементы, из которых состоит описанное выше устройство 1, могут быть изготовлены различными способами получения и из различных материалов. Кроме того, указанные выше элементы, из которых состоит устройство 1, могут быть соединены модульно, посредством соединения элементов по отдельности или посредством соединения блоков, образованных элементами устройства 1.

[00151] Далее будут описаны соединения всех указанных выше элементов, чтобы собрать устройство 1 для оптимизации газов для производства чистой энергии.

[00152] Сборка устройства 1 начинается с вставки магнитных стержней 31 в полости магнитного сердечника 30. Важно отметить, что стержни 31 остаются герметично изолированными, находясь внутри полостей, таким образом, что внутрь не могут попасть никакие инородные тела.

[00153] После указанного выше соединения наборы 41, 42 впускных и выпускных каналов газов размещаются концентрически относительно магнитного сердечника 30, таким образом, что множество впускных и выпускных каналов 41а, 42а проходит по спирали и в непосредственной близости вокруг внешней поверхности магнитного сердечника 30.

[00154] Можно отметить, что множества расположенных по периферии канавок 45а, 46а наборов 41, 42 впускных и выпускных каналов, которые остаются свободными (как описано выше), принимают, соответственно, выпускные каналы 42а и впускные каналы 41а. Таким образом, можно отметить, что наборы 41, 42 впускных и выпускных каналов функционально соединены друг с другом так, что впускные и выпускные фланцы 45, 46 фиксируют как впускные каналы 41, так и выпускные каналы 42.

[00155] После указанной выше стадии впускной фланец 45 соединяется по текучей среде и механически с расширительной камерой 10, причем данное соединение осуществляется посредством соединения между множеством расположенных по периферии канавок 45а впускного фланца 45 и множеством расположенных по периферии канавок 10а, 10b расширительной камеры 10.

[00156] Затем нагревательная колонна 20 соединяется концентрически с внешней поверхностью расширительной камеры 10 таким образом, что она способна передавать тепловую энергию внутрь указанной выше камеры 10.

[00157] Затем выпускной фланец 46 соединяют по текучей среде и механическим образом с распределительной камерой 51 входящих газов посредством соединения между множеством расположенных по периферии канавок 46а фланца 46 и множеством полостей распределительной камеры 51 входящих газов. Можно отметить, что это соединение по текучей среде установлено таким образом, что впускные и выпускные каналы 41а, 42а, которые расположены в непосредственной близости друг от друга в выпускном фланце 46, связаны по текучей среде посредством полостей распределительной камеры 51 входящих газов таким образом, что поток газов 201 течет из одного канала в другой.

[00158] Важно подчеркнуть, что только один единственный впускной канал из множества впускных каналов 41a остается отсоединенным по текучей среде от других каналов в выпускном фланце 45. Это связано с тем, что единственный впускной канал из множества впускных каналов 41a соединен по текучей среде со входом 51a распределительной камеры 51 входящих газов, при этом вход 51a впоследствии соединяется по текучей среде с внешним источником 200 для приема газов 201.

[00159] Аналогичным образом, расширительная камера 10 соединена по текучей среде и механически с распределительной камерой выходящих газов 52. Можно отметить, что это соединение по текучей среде установлено таким образом, что впускные и выпускные каналы 41а, 42а, которые расположены в непосредственной близости друг от друга в расширительной камере 10, связаны по текучей среде посредством соединения между множеством расположенных по периферии канавок 10c, 10d и множеством полостей распределительной камеры выходящих газов 52 таким образом, что поток газов 202 течет из одного канала в другой.

[00160] Важно подчеркнуть, что только один единственный выпускной канал из множества выпускных каналов 42a остается отсоединенным по текучей среде от других каналов в расширительной камере 10. Это связано с тем, что единственный выпускной канал из множества выпускных каналов 42a соединен по текучей среде с выходом 52a распределительной камеры выходящих газов 52, при этом выход 52а впоследствии соединяется по текучей среде с устройством 300 генерирования механической энергии, которое будет использовать оптимизированные газы 202.

[00161] Кроме того, отмечается, что все указанные выше элементы концентрически и функционально соединены с наружным корпусом 50, причем последний имеет в качестве цели герметизацию всех элементов, которые входят в состав устройства 1 для оптимизации газов для производства чистой энергии. Наружный корпус 50 в сочетании с распределительными камерами 51, 52 входящих и выходящих газов обеспечивает идеальную герметичную изоляцию от внешней среды, таким образом, что внутрь не может попасть никакое инородное тело, и ни один из оптимизированных газов 201, 202 не может улетучиться из устройства 1. Эта характеристика позволяет значительно повысить эффективность работы устройства 1, соединяемого с внешним источником 200 и устройством 300 генерирования механической энергии.

[00162] В дополнение к этому, устройство 1 для оптимизации газов для производства чистой энергии может содержать взрывобезопасные контрольные клапаны (не показаны).

[00163] Как только устройство 1 для оптимизации газов для производства чистой энергии собрано/герметизировано, можно отметить, что набор 41 впускных каналов устанавливает сообщение по текучей среде с расширительной камерой 10 и тепловое сообщение с нагревательной колонной 20, расширительная камера 10 устанавливает сообщение по текучей среде с набором 42 выпускных каналов, набор 42 выпускных каналов устанавливает сообщение по текучей среде с набором 41 впускных каналов.

[00164] Газы 201 из внешнего источника 200 вводятся в единственный впускной канал из множества впускных каналов 41a, через вход 51a распределительной камеры 51 входящих газов, при этом газы 201 попеременно устанавливают потоки между впускными каналами 41а набора 41 впускных каналов и выпускными каналами 42а набора 42 выпускных каналов, и наоборот.

[00165] Можно отметить, что газы 201, протекающие через впускные каналы 41а, устанавливают максимальное взаимодействие с максимальным числом магнитных полей 35 переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности, генерируемых стержнями 31 магнитного сердечника 30, таким образом, что образуются когерентные пучки потока газов 201, в частности, гремучего газа и ионизированного воздуха. Это взаимодействие и интенсификация максимального числа магнитных полей дают возможность эффективного ускорения атомов водорода и ионов кислорода и аргона, содержащихся в ионизированном воздухе.

[00166] Во время эксплуатации можно заметить, что динамическое расширение начинается с прохождения газов 201 через множество впускных и выпускных каналов 41а, 42а, и далее через отверстия меньшего диаметра расширительной камеры 10. Это прохождение позволяет ускорить движение молекул газа 201. Проходя через отверстия, газы 201 поступают в расширительную камеру большего диаметра и объема, откуда их молекулы снова поступают в нагревательную колонну 20, где они нагреваются.

[00167] Впоследствии молекулы газа 201 продолжают движение через каналы 41а, 42а и проходят через другое отверстие, где они снова подвергаются такому же процессу ускорения, расширения и теплообмена и, следовательно, подряд до их выхода.

[00168] Что касается теплового расширения, можно заметить, что когда гремучий газ проходит через отверстие, которое находится в динамической расширительной камере 10, он нагревается до приблизительно 60°С, благодаря чему и молекулы водорода и молекулы кислорода, которые в это время смешаны, подвергаются тепловому и объемному расширению, поскольку объем этих двух элементов увеличивается при нагревании. Эта стадия повторяется несколько раз во время процесса до выхода.

[00169] В связи с магнитным воздействием можно заметить, что атомы водорода имеют свои орбиты+и -, определяемые электростатической силой, и радиус этой орбиты определяет их уровень потенциальной энергии, запасенной в электронах атома, с поглощением энергии при увеличении или высвобождением энергии при уменьшении радиуса орбиты электрона, таким образом, чем больше действие магнитного поля на эту орбиту, тем больше уменьшение ее радиуса и, как следствие, увеличение высвобождения потенциальной энергии, запасенной в электронах на каждой из этих орбит. С этой целью газы 201 пропускаются бесчисленное количество раз через множество впускных и выпускных каналов 41а, 42а и через отверстия в динамических расширительных камерах 10. Для каждого расширения орбиты проходят через 42 магнитных поля переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности, распределенных в трех стержнях 31 по 14 полей (кластеров) в каждом, которые помещены в магнитный сердечник 30 устройства 1, являющегося предметом настоящего изобретения. Чтобы гарантировать эффективность действия, атомы водорода и ионы кислорода и аргона, содержащиеся в ионизированном воздухе, ускоряются, что стимулирует уменьшение радиусов орбит электронов атомов водорода, которое позволяет высвобождать потенциальную энергию из электронов и обеспечивает соответствующее увеличение кинетической энергии ядер молекул газов 201.

[00170] По существу, оптимизированные газы проходят через расширительную камеру 10 и нагревательную колонну 20, в результате чего газы 202 уменьшают свое давление и повышают свой объем и температуру. При пониженном давлении, большем объеме и температуре газы 202, в частности и, в предпочтительной конфигурации, гремучий газ, не возвращаются в свою жидкую форму, может продолжаться процесс магнитного и молекулярного преобразования и поляризации газов 201.

[00171] После прохождения через расширительную камеру 10 и нагревательную колонну 20 газы 202 возвращаются посредством выпускных каналов 42а в распределительную камеру выходящих газов 52, которая дает возможность потоку газов 202 возвращаться во впускные каналы 41а и позволяет перезапустить указанный выше процесс.

[00172] Процесс постоянного ускорения атомов водорода и ионов кислорода и аргона, содержащихся в воздухе газов 201, 202, вызывающий снижение давления, увеличение объема и температуры и возвращение газов, состоящих из атомов водорода и ионов кислорода и аргона, содержащихся в ионизированном воздухе, осуществляется по меньшей мере 6 раз.

[00173] После осуществления указанных выше стадий по меньшей мере 6 раз, можно отметить, что оптимизированные газы 202 поступают в единственный выпускной канал из множества выпускных каналов 42а и, впоследствии к выходу 52а из распределительной камеры 52 выходящих газов, используемых устройством 300 генерирования механической энергии.

[00174] Исходя из вышеизложенного, можно видеть, что основные стадии указанного выше способа могут быть представлены ниже:

[00175] - размещение наборов 41, 42 впускных и выпускных каналов в непосредственной близости вокруг внешней поверхности магнитного сердечника 30;

[00176] - установление сообщения по текучей среде между набором 41 впускных каналов и расширительной камерой 10 и теплового сообщения с нагревательной колонной 20;

[00177] - установление сообщения по текучей среде между расширительной камерой 10 и набором 42 выпускных каналов;

[00178] - установление сообщения по текучей среде между набором 42 выпускных каналов и набором 41 впускных каналов;

[00179] - впускание газов 201 в набор 41 впускных каналов;

[00180] - образование потоков газов 201 попеременно между впускными каналами 41а и выпускными каналами 42а, и наоборот, таким образом, чтобы газы 201 динамически расширялись;

[00181] - тепловое расширение газов 201 для каждого потока между впускными каналами 41а и выпускными каналами 42а; и

[00182] - подвергание газов 201 воздействию магнитных полей 35 для каждого потока между впускными каналами 41а и выпускными каналами 42а, и наоборот.

[00183] Как подробно описано в данном описании, важно еще раз подчеркнуть, что в зависимости от типа устройства 300 генерирования механической энергии или внешнего источника 200, размеры элементов, которые входят в состав устройства 1, могут быть пропорционально изменены.

[00184] В соответствии с настоящим изобретением можно видеть, что испытания осуществляли с использованием следующих элементов:

[00185] I) батареи, способной обеспечивать 160 Вт⋅ч (12 В/13 А), и электролитического элемента с номинальной эффективностью 66%, с подачей воды в качестве внешнего источника 200;

[00186] II) устройства 1 для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, соединенного по текучей среде с электролитическим элементом и принимающего ионизированный воздух из другого источника;

[00187] III) электрогенератора с номинальной эффективностью приблизительно 30% в качестве устройства 300 генерирования механической энергии;

[00188] IV) генератора постоянного тока в качестве устройства 400, вырабатывающего электроэнергию; и

[00189] V) резисторных нагрузок и электрических устройств, электрически соединенных с генератором: душевой установки (7370 Вт), осветителя (300 Вт), печи (800 Вт) и дрели (750 Вт).

[00190] В ходе испытаний было отмечено, что при применении 160 Вт⋅ч для инициирования процесса электролиза электролитическому элементу удалось произвести энергию 107 Вт⋅ч и 3,2 г газообразного водорода Н₂. Газообразный водород H₂ поступал в устройство 1, где он смешивался с ионизированным воздухом. После осуществления стадий преобразования и поляризации газов 201, 202 по меньшей мере 6 раз, устройству 1 удалось повысить в 296 раз энергию введенных газов, до 31600 Вт·ч. Эта энергия была подана в генератор, который вырабатывал 9480 Вт⋅ч для питания нагрузок и электрических устройств, электрически соединенных с генератором. Было также отмечено, что потребление кислорода, водорода и воды значительно сократилось, и только приблизительно 28,8 миллилитров в час воды H₂O было необходимо для подачи энергии на эти нагрузки и электрические устройства посредством использования устройства 1, являющегося предметом настоящего изобретения.

[00191] Исходя из указанных выше элементов газохроматографический анализ с детектором теплопроводности и поверкой со стандартными массами в соответствии с калибровочными сертификатами RBC-INMETRO № M-49472/14 осуществлялся компанией White Martins Praxair Inc. 14 июля 2016 года (сертификат № 16012). Этот анализ показал, что устройство 1 получает 0,2% газообразного водорода H₂, 18,2% газообразного кислорода O₂, 63,1% газообразного азота N₂, 0,1% газообразного диоксида углерода CO₂, и отмечались показатели менее 0,01% для метана, этана, этилена, пропана, изобутана, н-бутана и монооксида углерода (в пределах точности используемого способа).

[00192] В ходе работы устройства по преобразованию и поляризации газов, результаты показали, что устройство 1 имеет на выходе 0,3% газообразного водорода H₂, 17,5% газообразного кислорода O₂, 62% газообразного азота N₂, 0,1% газообразного диоксида углерода CO₂, и отмечались показатели менее 0,01% для метана, этана, этилена, пропана, изобутана, н-бутана и монооксида углерода (в пределах точности используемого способа).

[00193] Преобразованные и поляризованные газы далее направлялись в генератор для сгорания (окислительно-восстановительного процесса) и генерирования механической энергии. Результаты измерений выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, приводящего в действие генератор, показали, что 0% газообразного водорода (H₂), 17,7% газообразного кислорода (O₂), 63,7% газообразного азота (N₂), 0,3% газообразного диоксида углерода (CO₂), и менее 0,01% для метана, этана, этилена, пропана, изобутана, н-бутана и монооксида углерода выпускалось в выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания генераторов (в пределах точности используемого способа).

[00194] Принимая во внимание указанные выше элементы, был проведен масс-спектрографический анализ Centro de Tecnologia da Renato Archer (CTI) 30 октября 2016, номер заказа 14/0562, подписанный MSc. Thebano Emilio de Almeida Santos (старший технолог-физик). В этом анализе использовали анализатор остаточного газа, который анализирует газы, содержащиеся в высоковакуумной системе (приблизительно 2×10^-7 торр/266,65×10^-7 Па), причем газ собирали с помощью ампулы и затем вводили в эту систему через предварительную камеру с заданным объемом и управляемым потоком. Данный анализ показал, что газы, образованные устройством, которое является предметом настоящего изобретения, имеют низкую атомную массу, с предпочтением для атмосферного воздуха (N₂, O₂, CO₂, аргон и водяной пар).

[00195] Результаты измерений на входе устройства 1, являющегося предметом настоящего изобретения, показали, что оно получает 30,4% атмосферного воздуха (N₂, O₂, CO₂ и аргон), 29,2% газообразного водорода H₂ и 40,4% водяного пара.

[00196] В ходе работы устройства по преобразованию и поляризации газов, результаты показали, что на выходе устройства 1 было 19,8% атмосферного воздуха (N₂, O₂, CO₂ и аргон), 75,4% газообразного водорода H₂, 4,8% водяного пара и 0,1% хлористоводородного газа.

[00197] Преобразованные и поляризованные газы далее направлялись в генератор для сгорания (окислительно-восстановительного процесса) и генерирования механической энергии. Результаты измерений выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, приводящего в действие генератор, показали наличие 21,4% атмосферного воздуха (N₂, O₂, CO₂ и аргона), 31,6% газообразного водорода H₂, 46,7% водяного пара и 0,2% хлористоводородного газа.

[00198] В пределах точности оборудования, используемого при анализе вышеуказанных газов (0,05%), было невозможно обнаружить присутствия монооксида углерода (СО) и диоксида углерода (СО₂), превышающего обычно ожидаемое в атмосферном воздухе, или метана. Важно подчеркнуть, что ампулы, используемые в указанных выше испытаниях, имели предельную величину парциального давления (7,0×10^-7 торр/933,25×10^-7 Па) для нескольких атомных масс. Кроме того, в пределах обнаружения масс оборудования, составляющего 200 атомных единиц массы, было невозможно обнаружить присутствие ископаемых видов топлива. Это также может подтверждаться отсутствием признаков монооксида углерода (атомная масса 28) и диоксида углерода (атомная масса 44).

[00199] Эти испытания наглядно продемонстрировали, что использование газообразного водорода H₂ в качестве источника энергии является потенциальным ответом на неотложный поиск альтернативного источника чистой, недорогой и имеющейся в избытке энергии. Кроме того, процесс сгорания/окисления-восстановления водорода, осуществляемый в настоящем изобретении, не приводит к выбросу загрязняющих газов. Этот процесс является альтернативным источником чистой энергии и пригоден для использования в самых разных областях, как было указано выше.

[00200] Хотя был описан пример предпочтительного варианта осуществления, следует понимать, что объем настоящего изобретения распространяется и на другие возможные варианты и ограничивается только содержанием формулы изобретения, включая возможные эквиваленты.

1. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, отличающееся тем, что содержит:

магнитный сердечник (30); и

впускные и выпускные каналы (41a, 42a);

причем впускные и выпускные каналы (41a, 42a) выполнены с возможностью приема газов (201), газы (201) попеременно устанавливают потоки между впускными каналами (41a) и выпускными каналами (42a), и наоборот, магнитный сердечник (30) выполнен с возможностью генерирования и воздействия магнитных полей (35) на газы (201) внутри впускных и выпускных каналов (41a, 42a),

чередование потоков между впускными и выпускными каналами (41a, 42a) и воздействие магнитных полей (35) способствуют динамическим и тепловым расширениям и магнитному воздействию на газы (201).

2. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по п. 1, отличающееся тем, что впускные и выпускные каналы (41а, 42а) проходят в непосредственной близости вокруг внешней поверхности магнитного сердечника (30).

3. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по п. 1, отличающееся тем, что впускные и выпускные каналы (41а, 42а) проходят в непосредственной близости и по спирали вокруг внешней поверхности магнитного сердечника (30).

4. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по п. 3, отличающееся тем, что каждый впускной и выпускной канал (41a, 42a) имеет по меньшей мере три оборота по 360° вокруг внешней поверхности магнитного сердечника (30).

5. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что впускные и выпускные каналы (41a, 42a) имеют такие размеры, чтобы интенсифицировать воздействие на газы (201) максимальным числом магнитных полей (35) переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности, создаваемых магнитным сердечником (30).

6. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что магнитные поля 35 действуют перпендикулярно движению атомов газов (201).

7. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что магнитный сердечник (30) имеет три магнитных стержня (31), причем стержни (31) обеспечены магнитными элементами (31а) магнитов из редкоземельных металлов и зазорами (31b), расположенными внутри магнитных стержней (31), и выполнены с возможностью образования магнитных полей переменной интенсивности, ориентации, направления и полярности.

8. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по п. 7, отличающееся тем, что магнитные элементы (31а) выполнены из сплава неодим-железо-бор Nd-Fe-B.

9. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по п. 7 или 8, отличающееся тем, что каждый стержень (31) содержит 32 магнитных элемента (31а).

10. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 7-9, отличающееся тем, что магнитные элементы (31а) образуют магнитные поля (35) с интенсивностью до 950 Тл внутри магнитного сердечника (30) и до 1500 Тл на внешней поверхности магнитного сердечника (30).

11. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 7-10, отличающееся тем, что магнитные стержни (31) расположены попеременно, таким образом, что образуется угол приблизительно 120° между центрами стержней (31).

12. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что динамическое расширение происходит посредством чередования потоков между впускными и выпускными каналами (41a, 42a), когда газы (201) проходят через расширительную камеру (10).

13. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что термическое расширение происходит посредством чередования потоков между впускными и выпускными каналами (41a, 42a), когда газы (201) проходят через нагревательную колонну (20).

14. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по п. 13, отличающееся тем, что нагревательная колонна (20) соединена концентрически с внешней поверхностью расширительной камеры (10).

15. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 13, 14, отличающееся тем, что нагревательная колонна (20) выполнена с возможностью работы в диапазоне от 55°C до 65°C.

16. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 13-15, отличающееся тем, что нагревательная колонна (20) представляет собой кольцевой резистор.

17. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 1-16, отличающееся тем, что динамическое и тепловое расширения вызывают снижение давления и увеличение объема и температуры газов (201, 202).

18. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 1-16, отличающееся тем, что динамическое и тепловое расширения газов (201, 202) осуществляются по меньшей мере 6 раз устройством (1).

19. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 1-18, отличающееся тем, что газы (201) представляют собой смесь гремучего газа и ионизированного воздуха.

20. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по п. 19, отличающееся тем, что гремучий газ образуется с помощью электролитического элемента (200).

21. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по любому из пп. 1-20, отличающееся тем, что оптимизированные газы (202) используются устройством (300) генерирования механической энергии.

22. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по п. 1, отличающееся тем, что впускные и выпускные каналы (41a, 42a) образуют наборы (41, 42) впускных и выпускных каналов.

23. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по п. 22, отличающееся тем, что газы (201) принимаются одним единственным впускным каналом из впускных каналов (41а).

24. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии по п. 23, отличающееся тем, что оптимизированные газы (202) поступают в один единственный выпускной канал из выпускных каналов (42а).

25. Устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, отличающееся тем, что содержит:

расширительную камеру (10);

нагревательную колонну (20);

магнитный сердечник (30);

набор (41) впускных каналов; и

набор (42) выпускных каналов,

причем наборы (41, 42) впускных и выпускных каналов снабжены множеством впускных и выпускных каналов (41a, 42a), которые проходят в непосредственной близости вокруг внешней поверхности магнитного сердечника (30), наборы (41, 42) впускных и выпускных каналов являются концентрическими по отношению к магнитному сердечнику (30),

набор (41) впускных каналов устанавливает сообщение по текучей среде с расширительной камерой (10) и тепловое сообщение с нагревательной колонной (20), расширительная камера (10) устанавливает сообщение по текучей среде с набором (42) выпускных каналов, набор (42) выпускных каналов устанавливает сообщение по текучей среде с набором (41) впускных каналов, таким образом, что:

впускные и выпускные каналы (41a, 42a) принимают газы (201), газы (201) попеременно устанавливают потоки между впускными каналами (41a) и выпускными каналами (42a), и наоборот, магнитный сердечник (30) выполнен с возможностью генерирования и воздействия магнитных полей (35) на газы (201) внутри впускных и выпускных каналов (41a, 42a),

чередование потоков между впускными и выпускными каналами (41a, 42a) способствует динамическому расширению газов (201), когда газы (201) проходят через расширительную камеру (10), термическому расширению газов (201) когда газы (201) проходят через нагревательную колонну (20) и воздействию на газы (201) магнитных полей (35), образованных с помощью магнитного сердечника (30).

26. Система для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, отличающаяся тем, что содержит:

устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии; и

устройство (300) генерирования механической энергии,

причем устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии снабжено впускными и выпускными каналами (41a, 42a) и магнитным сердечником (30),

причем впускные и выпускные каналы (41a, 42a) выполнены с возможностью приема газов (201), газы (201) попеременно устанавливают потоки между впускными каналами (41a) и выпускными каналами (42a), и наоборот, магнитный сердечник (30) выполнен с возможностью генерирования и воздействия магнитных полей (35) на газы (201) внутри впускных и выпускных каналов (41a, 42a),

чередование потоков между впускными и выпускными каналами (41a, 42a) и воздействие магнитных полей (35) способствуют динамическому и тепловому расширению и магнитному воздействию на газы (201),

оптимизированные газы (202) поступают в устройство (300) генерирования механической энергии.

27. Система для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, отличающаяся тем, что содержит:

устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии; и

устройство (300) генерирования механической энергии,

причем устройство (1) для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии снабжено наборами (41, 42) впускных и выпускных каналов, которые имеют множество впускных и выпускных каналов (41a, 42a), которые проходят в вблизи вокруг внешней поверхности магнитного сердечника (30), наборы (41, 42) впускных и выпускных каналов являются концентрическими по отношению к магнитному сердечнику (30),

набор (41) впускных каналов устанавливает сообщение по текучей среде с расширительной камерой (10) и тепловое сообщение с нагревательной колонной (20), расширительная камера (10) устанавливает сообщение по текучей среде с набором (42) выпускных каналов, набор (42) выпускных каналов устанавливает сообщение по текучей среде с набором (41) впускных каналов, таким образом, что:

впускные и выпускные каналы (41a, 42a) принимают газы (201), газы (201) попеременно устанавливают потоки между впускными каналами (41a) и выпускными каналами (42a), и наоборот, магнитный сердечник (30) выполнен с возможностью генерирования и воздействия магнитных полей (35) на газы (201) внутри впускных и выпускных каналов (41a, 42a),

чередование потоков между впускными и выпускными каналами (41a, 42a) способствует динамическому расширению газов (201), когда газы (201) проходят через расширительную камеру (10), термическому расширению газов (201) когда газы (201) проходят через нагревательную колонну (20) и воздействию на газы (201) магнитных полей (35), образованных с помощью магнитного сердечника (30),

оптимизированные газы (202) поступают в устройство (300) генерирования механической энергии.

28. Способ для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, отличающийся тем, что включает стадии:

- установления потоков газов (201) попеременно между впускными каналами (41а) и выпускными каналами (42а), и наоборот, таким образом, чтобы газы (201) динамически расширялись;

- теплового расширения газов (201) для каждого потока между впускными каналами (41а) и выпускными каналами (42а); и

- подвергания газов (201) воздействию магнитных полей (35) для каждого потока между впускными каналами (41а) и выпускными каналами (42а), и наоборот.

29. Способ для оптимизации эффективности сгорания газов для производства чистой энергии, отличающийся тем, что включает стадии:

- размещения наборов (41, 42) впускных и выпускных каналов в вблизи вокруг внешней поверхности магнитного сердечника (30);

- установления сообщения по текучей среде между набором (41) впускных каналов и расширительной камерой (10) и теплового сообщения с нагревательной колонной (20);

- установления сообщения по текучей среде между расширительной камерой (10) и набором (42) выпускных каналов;

- установления сообщения по текучей среде между набором (42) выпускных каналов и набором (41) впускных каналов;

- введения газов (201) в набор (41) впускных каналов;

- установления потоков газов (201) попеременно между впускными каналами (41а) и выпускными каналами (42а), и наоборот, таким образом, чтобы газы (201) динамически расширялись;

- теплового расширения газов (201) для каждого потока между впускными каналами (41а) и выпускными каналами (42а); и

- подвергания газов (201) воздействию магнитных полей (35) для каждого потока между впускными каналами (41а) и выпускными каналами (42а), и наоборот.