CS216047B1 - Slnečný termolýzer vody - Google Patents

Description

U6 OQ?

Vynález sa týká slnečného termolýzera vody* v ktorom sa koncentrovanou slnečnouenergiou rozkládá voda na vodík a kyslík·

Vodík ako najušíachtilejší technický plyn možno vyrábat zo zemného plynu, elektrolýzou vody, elektrolýzou vodnej páry na báze tuhých elektrolytov a teiroolýzou vody v ohe-mických cykloch.

Podmienkou zatiaí lacnej výroby vodíka zo zemného plynu je existencia fosilného palivaako suroviny na jeho získanie z technologického procesu.

Známa elektrolýza vody na vodík a kyslík si vyžaduje prúdový rovnosmemý zdroj elektric-ké j energie a je v porovnaní s výrobou vodíka zo zemného plynu pridrehá a kapacitně ne-zauj ímavá. V stádiu vývoje nachádzajúca sa elektrolýza vodnej páry na báze tuhých elektrolytov ale-bo texmolýza vody v chemických cykloch je podmienená existenciou jadrovej tepláme.

Uvedené nedostatky odstraňuje naraz doposiaí neuskutečnitelná absolútna termolýzavody na vodík a kyslík, a to koncentrovanou slnečnou energiou prostredníctvom slnečnéhotermolýzera vody pódia vynálezu, podstatu ktorého tvoří kužeíovo upravený konkávno-kon-vexný slnečný tranformátor na primámej straně priehíadne utěsněný a axiálně plynotesnenasadený na tepelno vodivej trubke ukončenej zúženým dnom s ventilom, do ktorej je ply-notesne vsadená tepelno izolačná trubka koncom s priepustno-nepriehíadným medzidnom, pričom súčastou tepelno vodivej trubky je separačný chladič zaústěný do vývevy.

Slnečný termolýzer vody prináša so sebou jednoduchost, nenáročnost pri vlastněj vý-robě a výhody vyplývajúce z akumulácie slnečnej energie do vodíka ako paliva.

Vynález je zřejmý z připojených výkresov, z ktorých obr. 1 znázorňuje slnečný ter-molýzer vody v nárysnom pohíade, na obr. 2 je bokorysný rez slneČným termolýzerom vodypódia čiary A - A z obr. 1 a na obr. 3 je otvorený slnečný termolýzer vody v podorysnompohíade.

Kužeiovo upravený konkávno-konvexný slnečný transformátor 1_ (obr. 1) predstavujúcizdroj koncentrovanej slnečnej energie nemeniaceho sa kruhového prierezu pozostáva z pri-márného zrkadlového článku % (obr. 2) a sekundárného zrkadlového Slánku 15.

Konkávnym rotačno-parabolickým reflektorom vytvořený primárný zrkadlový článok 2 « kuže-lovým lemom 13 vrcholového kruhového otvoru 14 je z mechanických dovodov připevněný nanosiči 10, ktorý je primárnému zrkadlovému článku 2 koštrukčne priepSsobený, Nosič 10 jez pevného materiálu, například z kovu. Primárným zrkadlovýra článkem 2 može byt okremzrkadla aj lesklý odrazový nátěr alebo staniol nalepený vnútri na nosiči 10.

Konvexným rotačno-parabolickým reflektorom vytvořený sekundárný zrkadlový článok 15s vrcholovou kuželovou špičkou 16 je z mechanických dovodov připevněný na dutom nosiči17. ktorý je sekundárnému zrkadlovému Slánku 15 konštrukčne prisposobený. DuO nosič 17je z pevného materiálu, například z kovu. Sekundárný zrkadlový článok 15 už však musíbyt z So najkvalitnejšieho materiálu a koeficientom odrazu blízkým 1 - teda zrkadlo, ioktorého je dutý nosič 17 například vodotěsně zatavený. Kuželový lem 13 primárného zrkad-lového Slánku 2 a vrcholová kuželová špička 16 sekun^^^ho zrkadlového článku 15 sú 2 přitom geometricky vytvořené z toho istého kuželového plášča a do zrkadlových článkov _9a 15 prechádzajú prostredníetvom dotykových kružnic. Primárný zrkadlový článok £ a sekun-dárný zrkadlový článok 15 sú koaxiálně pevne spojené prostredníetvom dutých priečnikov11, pričom vzájomná poloha primárného zrkadlového článku 2 a sekundárného zrkadlovéhočlánku 15 je na spoločnej osi viazaná ich spoločným nepracovným ohniskem. Duté priečniky11 možu byí rfíznej konštrukcie a z rozneho materiálu, tak například z ocelových rúrokprofilu I umožňujúcioh chladenie sekundárného zrkadlového článku 15 například vodou.

Priečniky 11 koaxiálně po obvode spojujúce nosič 10 a dutý nosič 17 sú k týmto na-příklad privarené. Kužeíovo upravený konkávno-konvexný slneěný transformátor 1, je na pri-mámej straně priehíadne utěsněný pevnou priehíadnou hmotou 12 podopieranou zospodupriečnikmi 11 a dutým nosičom 17. Pevnou priehíadnou hmotou 12 može by£ nypríklad sklo.Takto zostavený kužeíovo upravený konkávno-konvexný slnečný transformátor 1_ je prostred-níctvom nosica 10 axiálně plynotesne naseděný na tepelno vodívej trubke 2 ukončenej zúže-ným dnom £ s ventilom 2· Tepelno vodivá trubka 2 je z pevného a tepelno vodivého mate-riálu, například zo železa. Rovnako ventil například kuželový, je z pevného a tepelnovodivého materiálu, například z ocele. Do zúženého dna £ tepelno vodívej trubky 2 jeplynotesne vsadená tepelno izolačná trubka 2 koncom s priepustno-nepriehíadným medzidnom8, ktorá by mala byí z pevného, plynotesného, neredukujúceho, neoxydujúceho a tepelnoizolaěného materiálu odolávejúceho teplote řádové 3.1Cp °C. Pretože neexistuje materiálsplňujúci také náročné kritéria stopercentne, ako jediný prichádza do úvahy uhlík alebojeho zliatiny, Súčasíou tepelno vodívej trubky 2 je separaěný chladič 6 zaústěný do vývevy 7±. Separačnýchladič 6 nachádzajúci sa po obvode tepelno vodívej trubky 2 nad volným koncom tepelnoizolačněj trubky 2 j® vytvořený například radiálno-paralelným systémom tenkostenných tru-biek 20 chladených například vodou alebo vodíkom, Pretože je separačný chladič 6 sučasíoutepelno vodivéj trubky 2, je rovnako z tepelno vodivého materiálu, například zo železa.Aby nedošlo pri prevádzke slnečného termolýzera vody k porušéniu plynotesnosti v miestezúženého dna £ vplyvora vačšej tepelnej roz£aživosti tepelno vodivej trubky 2, v ktorejje tepelno izolačná trubka 2 například zalisovaná, je toto chúlostivé miesto chladené na-příklad vodou prostredníetvom pomocného chladiče 18, ktorý je například zo železa rovnakoako přívodně potrubie 19 horúcej vody alebo vodnej páry ako suroviny.

Absolútna termolýza vody na vodík a kyslík je silno endotermická reakcia0,0 ita, . j 02 a entalpia reakcie Δ H423 k - + 243,4 kJ-mol."1, pričom volná entalpia reakcie pri 150 °C je Δ K - + 225,8 kJ-mol.-1.

Teoretioky-zvysováním teploty sa znižuje volná entalpia reakcie a pri teplote nad 4427 °Cdoohádza k samovolnej termolýze vody. ,l,í& 3

Praktické zvládnutie teohnológie absolútnej termolýzy vody so zaručenou aeparáoiou vodíkaa kyalíka v elnečnom termolýzere vody pódia vynálezu předpokládá dodržaí náeledovné pod-mienkyt - vývevou χ Je v elnečnom termolýzere vody udržiavané vakuum, - slnečná energie prstencového prierezu axiálně vstupujáoa do slnečného termolýzera vodyJe prostredníotvom kužeíovo upraveného konkávno-konvexného slnečného tranformátora χtransformovaná na požadovaná teplotu a kruhový nemeniaei sa prlerez, ktorým je tepelnoizolačná trubka 2 od pripuetno-nepriehíadného medzidna 8 až po volný konie vyplněná, - sekundárný zrkadlový čiánok 15 a miesto plynotesného spojenia tepelno vodivéj trubky 2a tepelno Izolačnej trubky 2 sá spoíahlivo ohladené, - ventil 2 v zúženom dne £ tepelno vodivej trubky 2 je pulzne otváraný v závislosti navýkone vývevy χ a kužeíovo upraveného konkávno-konvexného slnečného tmasformátora X,resp· na bezpečnom ochládání v sérii gravitačně separovaného vodíka a kyslíka v sepa-račnom chladiči 6 pod zápalná teplotu vodíka·

Pri dodržení uvedených podmienok je funkoia slnečného termolýzere vody následovnát

Pulzným otvorením ventilu χ v záženom dne £ tepelno vodivej trubky 2, ohápaným ako otvo-renie - zatvorenie, je oez priepustno-nepriehíadné medzidno 8 naslate do tepelno izolač-nej trubky 2 určité množstvo vodnej páry alebo horáoej vody ako suroviny· Posobením tep-loty koneentrovanej slnečnej energie a vakua doohádza v tepelno Izolačnej trubko 2 k ter-molýzo vodnej páry na plynný vodík a kyslík, pričom zdrojem koneentrovanej slnečnej ener-gie nemeniaoeho sa kruhového prierezu jo kužeíovo upravený konkávno-konvexný slnečnýtransformátor χ a zdrojem vakua výveva χ. Proti konžtantnému tlaku koncentrovaného slneč-ného žiarenia řeznými rýchloaíami v tepelno izolačnej trubke 2 postupujáci vodík a kyslíksá vplyvem gravltáole Zeme prlrodzene separované· Z otvoreného volného konca tepelno izo-lačnej trubky 2 je prostredníotvom vývevy χ odsávaný vodík a kyslík do separačného chla-diče 6 zaručujáoeho sériové ochladzovanie plynov pod zápalná teplotu vodíka v poradí vo-dík - kyslík a áalej vodík - kyslík ako produkcie vždy nasledujáceho pulzného otvoreniaventilu χ,

Rieéenie axiálneho vstupu slnečnej energie do slnečného termolýzera vody, chemickej úpra-vy horácej vody alebo vodnej páry ako suroviny, meohanizmu pulzného otvárania ventilu χako aj akumulácie vodíka a kyslíka za vývevou χ, je perlfemé·

Použitím iných druhov materiálu alebo funkoiou v inýeh podmienkach vakua nestratíslnečný termolýzer vody na prlnoipiálnosti a dá sa předpoklade^, že nájde využltle nlelenv energetiko, ale v priemysle vobec.

Claims (1)

1. 4 <Ltá (9*ť$ PREDMBT VYNALEZU Slnečný termolýzer vody vyznačený tým, Se pozostáva z kužeíovo upraveného konkávno-konvexného slnečného transformátora (1) na primárnéj straně priehíadne utěsněného a aziálne plynotesne naseděného na tepelno vodivéj trubke (2) ukončenéj zúženým dnom (4) a ven»tilom (5), do ktorej je plynotesne vsadená tepelno izolačná trubka (3) koncem s priepust-no-nepriehíadným medzidnom (8), pričom súčasíou tepelno vodívej trubky (2) je separaSnýchladič (6) zaústěný do vývevy (7). 1 výkres