CZ20004770A3 - Způsob výroby ortovodíku nebo/a paravodíku a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Abstract

Způsob výroby ortovodíku nebo/a paravodíku elektrolýzou vody spočívá v tom, že do tekutiny zahrnující vodu se ponoří pár elektrod, které jsou od sebe vzdáleny nejvýše 5 mm a na tyto elektrody se přivede pulzní elektrický signál o frekvenci 10 až 250 kHz. Zařízení zahrnuje zásobník (111), pár elektrod (105a, 105b), zdroj proudu připojený k elektrodám, cívku uspořádanou v zásobníku a druhý zdroj proudu připojený k cívce.

Description

178517/HK

-žař-ízem pro výrob/í ortovodíku nebo/a paravodíku b- jek©

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro výrobu ortovodíku a paravodíku.

Dosavadní stav techniky

Konvenční články pro elektrolýzu jsou schopné vyrábět z vody vodík a kyslík. Tyto konvenční články pro elektrolýzu obecně obsahují dvě elektrody uspořádané v článku pro elektrolýzu a dodávající do vody energii potřebnou pro výrobu vodíku a kyslíku. Obě elektrody jsou konvenčně zhotoveny ze dvou různých materiálů.

Nicméně vodík a kyslík tvořící se v konvenčních článcích pro elektrolýzu je obecně vyráběn s nízkou účinností. To znamená, že k výrobě vodíku a kyslíku je třeba přivádět na elektrody velké množství elektrické energie. Kromě toho musí být do vody přidáván chemický katalyzátor, jakým je hydroxid sodný nebo hydroxid draselný s cílem oddělit bubliny vodíku a kyslíku od příslušných elektrod. Navíc musí být vyrobený plyn často veden do tlakovaného zásobníku pro přechovávání plynu vzhledem k tomu, že konvenční články pro elektrolýzu produkují oba plyny velmi pomalu. Mimo to mají konvenční články pro elektrolýzu tendenci k přehřívání, což způsobuje četné problémy včetně vaření vody v článku pro elektrolýzu, což je nežádoucí. Konvenční články pro elektrolýzu mají rovněž sklon k vytváření bublin na elektrodách, které potom působí jako elektrické izolátory a zhoršují takto provoz článků pro elektrolýzu.

Proto je extrémně žádoucí vyrábět velká množství vodíku a kyslíku při skromném množství přiváděné elektrické energie.

• · · 9 « ·

Kromě toho je žádoucí vyrábět vodík a kyslík z normální vody z vodovodu a bez přídavku chemických katalyzátorů a provozovat článek pro elektrolýzu bez nutnosti použití čerpadel pro tlakování vyráběných plynů. Rovněž by bylo žádoucí zhotovit elektrody za použití stejného materiálu. Dále by bylo žádoucí vyrábět oba plyny rychle, bez přehřívání článku a bez tvorby bublin na elektrodách.

Ortovodík a paravodík jsou dva odlišné izomery vodíku. Ortovodík je takový stav vodíkových molekul, ve kterém jsou spiny obou jader paralelní. Naopak paravodík je takový stav vodíkových molekul, antiparalelní. Tyto paravodíku vedou k ve kterém jsou spiny obou jader odlišné charakteristiky ortovodíku a odlišným fyzikálním vlastnostem. Tak například ortovodík je vysoce hořlavý na rozdíl od paravodíku, který představuje formu vodíku, která hoří pomaleji. Je takto zřejmé, že ortovodík a paravodík mohou být použity v rámci odlišných aplikací. Konvenční články pro elektrolýzu vyrábějí pouze ortovodík a paravodík. Výroba samotného paravodíku je konvenčně obtížná a nákladná.

V souladu s výše uvedeným je zřejmé, že je žádoucí vyrábět laciným způsobem ortovodík nebo/a paravodík za použití článku pro elektrolýzu a mít možnost regulovat množství obou forem vodíku produkovaných článkem pro elektrolýzu. Je rovněž žádoucí vést vyrobený ortovodík nebo paravodík přímo do připojeného stroje s cílem poskytnout tomuto připojenému stroji zdroj energie.

Podstata vynálezu

Je proto cílem vynálezu poskytnout elektrolytický článek mající elektrody a obsahující vodu a produkující velká množství vodíku a kyslíku v relativně krátké časové periodě při skromném množství přiváděné energie a bet tvorby tepla.

Dalším cílem vynálezu poskytnou článek pro elektrolýzu, na jehož elektrodách by se tvořily bubliny vodíku a kyslíku, • · které by se neshlukovaly na elektrodách nebo okolo elektrod.

Dalším cílem vynálezu je poskytnout článek pro elektrolýzu, který by mohl být provozován bez nutnosti použití chemického katalyzátoru. Takto by článek pro elektrolýzu mohl být provozován za použití pouze vody z vodovodu. Navíc by se dosáhlo odbourání nákladů spojených s pořizovacími náklady chemického katalyzátoru.

Dalším cílem vynálezu je poskytnout samotlakovatelný článek pro elektrolýzu. Takto již nebude zapotřebí použití žádných dodatečných čerpadel.

Ještě dalším cílem vynálezu je poskytnout článek pro elektrolýzu mají elektrody zhotovené ze stejného materiálu. Tímto materiálem může být například nerezavějící ocel. Tímto opatřením může dojít ke zjednodušení konstrukce článku pro elektrolýzu a k odpovídajícímu snížení pořizovacích nákladů.

Ještě dalším cílem vynálezu je poskytnout článek pro elektrolýzu, který by byl schopen vyrábět ortovodík, paravodík nebo směs ortovodíku a paravodíku a jehož provoz by mohl být regulován tak, aby vyráběl množství ortovodíku nebo paravodíku požadované spotřebitelem.

Konečně dalším cílem vynálezu je připojit výstup plynu článku pro elektrolýzu k zařízení, jakým je například spalovací motor, tak, aby připojené zařízení mohlo být poháněno plynem dodávaným článkem pro elektrolýzu.

Splnění těchto a dalších cílů vynálezem bude zřejmé z následujícího detailního popisu vynálezu, z odkazů na připojené obrázky, na kterých stejné vztahové značky označují odpovídající části zařízení na různých obrázcích.

V souladu s výše uvedeným vynález zahrnuje zásobník pro přechovávání vody. V tomto zásobníku je uspořádán alespoň jeden pár blízko sebe uspořádaných elektrod, přičemž tyto • · elektrody jsou ponořené pod vodou. První napájení elektrickým prodem poskytuje specifický pulzní signál přiváděný na elektrody. V uvedeném zásobníku je rovněž uspořádaná cívka a tato cívka je rovněž ponořená pod vodou. Druhé napájení proudem poskytuje specifický pulzní signál přiváděný přes spínač na cívku.

Když pouze obě elektrody přijímají pulzní signály může být vyráběn ortovodík. V případě, že jak obě elektrody, tak cívka přijímají pulzní signály, může být vyráběn paravodík nebo směs paravodíku a ortovodíku. Zásobník pro přechovávání vody je samotlakovatelný a voda v tomto zásobníku nemusí obsahovat chemický katalyzátor pro účinnou produkci ortovodíku nebo/a paravodíku.

Popis obrázků na výkresech

Obr.l znázorňuje bokorysný pohled na článek pro výrobu ortovodíku obsahující pár elektrod podle první formy provedení vynálezu;

obr.2 znázorňuje bokorysný pohled na článek pro výrobu ortovodíku obsahující dva páry elektrod podle druhé formy provedení vynálezu;

obr.3 znázorňuje bokorysný pohled na článek pro výrobu ortovodíku obsahující pár válcovitě tvarovaných elektrod podle třetí formy provedení vynálezu;

obr.4a znázorňuje grafické zobrazení obdélníkového pulzního signálu, který může být produkován obvodem zobrazeným na obr.5 a přiváděn na elektrody zobrazené na obr.l až obr.3;

obr.4b znázorňuje grafické zobrazení pilovitého pulzního signálu, který může být produkován obvodem zobrazeným na obr.5 a přiváděn na elektrody zobrazené na obr.l až obr.3;

β· · ·· ·· · · ·· ···· ···· • · · ····· ···· ♦ · ·· ·· · • · · ♦ · · · obr.4c znázorňuje grafické zobrazení trojúhelníkového pulzního signálu, který může být produkován obvodem zobrazeným na obr.5 a přiváděn na elektrody zobrazené na obr.l až obr.3;

obr.5 znázorňuje elektronický obvodový diagram ilustrující napájení elektrod zobrazených na obr.l až obr.3 pulzními signály;

obr. 6 znázorňuje bokorysný pohled na článek pro výrobu alespoň paravodíku obsahující cívku a pár elektrod podle čtvrté formy provedení vynálezu;

obr.7 znázorňuje bokorysný pohled na článek pro výrobu alespoň paravodíku obsahující cívku a dva páry elektrod podle páté formy provedení vynálezu;

obr. 8 znázorňuje bokorysný pohled na článek pro výrobu alespoň paravodíku obsahující cívku a pár válcovitě tvarovaných elektrod podle šesté formy provedení vynálezu; a obr.9 znázorňuje elektronický obvodový diagram ilustrující napájení elektrod zobrazených na obr.6 až obr.8 pulzními signály.

Obr.l znázorňuje první formu provedení vynálezu týkající se článku pro výrobu vodíku a kyslíku. Jak to bude diskutováno dále v souvislosti s obr.6 až obr.8, vyžaduje výroba paravodíku dodatečnou cívku, která není na obr.l znázorněna. Takto je vodík produkován touto první formou provedení vynálezu zobrazenou na obr.l ortovodíkem.

Článek je tvořen uzavřeným zásobníkem 111, který je ve své spodní části uzavřen plastikovým základem 113 opatřeným závitem a šroubovým podkladem 109. Zásobník 111 může být zhotoven například z plexiskla a má například výšku 43 cm a šířku 9 cm. Zásobník 111 obsahuje vodovodní vodu 110.

• · : ··: · : .· ··· · · ······'

Uvedený článek dále obsahuje tlakoměr 103 pro měření tlaku uvnitř zásobníku 111. K horní části zásobníku 111 je připojen výstupní ventil 102, který umožňuje odvádění veškerého plynu ze' zásobníku 111 do výstupního potrubí 101.

Článek rovněž obsahuje pojistný ventil 106, který zajišťuje bezpečný provoz článku tím, že automaticky uvolňuje tlak v zásobníku 111 v případě, že tlak uvnitř zásobníku 111 přesáhne předem stanovenou prahovou hodnotu. Tento pojistný ventil 106 je připojen k plastikovému základu 113. Tak například pojistný ventil 106 může být nastaven tak, že se otevře v případě, že tlak uvnitř zásobníku 111 přesáhne hodnotu 0,525 MPa. Vzhledem k tomu, že zásobník 111 je konstruován tak, že je schopen odolat tlaku asi 1,4 MPa, má zásobník 111 článku v případě výše uvedeného nastavení pojistného ventilu 106 dostatečnou bezpečnostní rezervu.

V zásobníku 111 je uspořádán pár elektrod 105a, 105b. Tyto elektrody 105a, 105b jsou ponořeny pod hladinou vody 110 a vymezují interakční zónu 112 nacházející se mezi těmito elektrodami 105a, 105b. Tyto elektrody 105a, 105b jsou výhodně zhotoveny ze stejného materiálu, jakým je například nerezavějící ocel.

Aby bylo produkováno optimální množství vodíku a kyslíku, musí být udržován mezi oběma elektrodami 105a, 105b stejný rozestup. Kromě toho je výhodné minimalizovat rozestup mezi oběma elektrodami 105a, 105b. Avšak rozestup mezi oběma elektrodami 105a, 105b zase nemůže být příliš malý vzhledem k možnosti vytvoření oblouku mezi těmito elektrodami 105a, 105b. Bylo zjištěno, že rozestup mezi oběma elektrodami 105a, 105b rovný 1 mm je optimální pro produkci vodíku a kyslíku. Rozestup rovný 5 mm může být ještě přijatelný pro účinný provoz článku, avšak rozestup větší než 5 mm již nezajišťuje účinnou produkci vodíku a kyslíku s výjimkou případu, kdy je použit nadměrný elektrický příkon.

• * • ·

Plynný vodík a kyslík, které vstupují do výstupního potrubí 101, mohou být tímto výstupním potrubím 101 vedeny do zařízení 120, které tyto plyny spotřebovává a kterým je například spalovací motor zobrazený na obr.l. Namísto spalovacího motoru může být zařízení 120 tvořeno libovolným zařízením spotřebovávajícím vodík a kyslík, jakým je například pístový stroj s vratným pohybem, plynová turbína, kamna, ohřívač, pec, destilační jednotka, jednotka pro čistění vody, vodíko/kyslíková tryska nebo libovolné jiné zařízení využívající plyny produkované v článku pro elektrolýzu. Příkladem takového zařízení 120 může být zejména zařízení spotřebovávající produkovaný plyn plynule tou měrou, jak je produkován v článku pro elektrolýzu, a tedy bez nutnosti nebezpečného skladování plynného vodíku a kyslíku.

Obr.2 znázorňuje druhou formu provedení vynálezu, které zahrnuje více než jeden pár elektrod 205a-d. Rozestup mezi těmito elektrodami je menší než 5 mm a tedy stejný, jako u provedení zobrazeného na obr.l. I když je na obr.2 zobrazen pouze jeden dodatečný pár elektrod, je možné do sestavy elektrod v článku pro elektrolýzu zařadit více párů elektrod (například až 40 párů elektrod). Zbytek článku zobrazeného na obr.2 zůstává stejný jako u článku zobrazeného na obr.l. Elekrodami jsou zde výhodně ploché deskové těsně uspořádané a vzájemně paralelní elektrody. Obr.3 zase zobrazuje článek obsahující válcovitě tvarované elektrody 305a,305b. Vnější elektroda 305b obklopuje koaxiálně vyrovnanou vnitřní elektrodu 305b. Mezi oběma elektrodami 305a a 305b je nastaven stejný rozestup menší než 5 mm, přičemž interakční zóna se nachází mezi oběma těmito elektrodami 305a,305b. I když horní část zásobníku 111 je pouze na obr.3 tvořena plastikovým kloboučkem 301, je samozřejmé, že stejný plastikový klobouček může být použit i u zásobníků zobrazených na obr.l a obr.2 a že naopak zásobník zobrazený na obr.3 může mít stejnou formu jako zásobníky zobrazené na obr.l a obr.2. Jak je to naznačeno na obr.3, mohou mít elektrody téměř libovolný tvar, například tvar plochých desek, tyčí, trubek nebo koaxiálních válců.

• ·

Elektrody 105a, 105b z obr.l (nebo elektrody 205a-d z obr. 2 anebo elektrody 305a, 305b z obr.3) jsou připojeny k napájecím svorkám 108a, 108b tak, že mohou přijímat pulzní elektrické signály z napájecího zdroje. Tyto pulzní signály mohou mít téměř libovolný tvar vlny a variabilní proudový průběh, napěťový průběh, frekvenci a střídu (poměr doby trvání jednoho pulzu k době trvání intervalu mezi dvěma následnými pulzy). Tak například zdrojem elektrického proudu přivádějícího proud na elektrody článku může být napaječ 110 V na 12 V nebo akumulátorová baterie vozidla.

Obr.4a, obr.4b a obr.4c zobrazují obdélníkový, pilovitý respektive trojúhelníkový pulzní signál, který může být přiveden na elektrody 105a, 105b (nebo 205a-d nebo 305a,305b) v rámci vynálezu. Každý pulzní signál zobrazený na obr.4a až obr.4c má střídu rovnou 1:1. Jak je to patrné z obr.4b, dosáhne pilovitý pulzní signál maximálního napětí až ke konci doby trvání pulzu. Jak je to patrné z obr. 4c, má trojúhelníkový signál nízké píkové napětí. Bylo zjištěno, že optimálních výsledků se při výrobě vodíku a kyslíku v rámci vynálezu dosáhne použitím obdélníkového pulzního signálu.

Po iniciaci pulzního signálu z energetického zdroje produkují elektrody 105a, 105b plynule a téměř okamžitě z vody 110 bubliny vodíku a kyslíku v interakční zóně 112. Kromě toho jsou tyto bubliny produkovány pouze při minimálním ohřívání vody 110 nebo některé ze součástí článku pro elektrolýzu. Tyto bubliny stoupají vodou 110 vzhůru a jímají se v horní části zásobníku 111.

Vytvořené bubliny vodíku a kyslíku se neshlukují na elektrodách 105a, 105b nebo v okolí elektrod 105a, 105b a takto snadno plavou vzhůru k povrchu vody 110. Vzhledem k tomu zde není zapotřebí přidávat do vody 110 chemický katalyzátor zlepšující vodivost roztoku a působící proti shlukování bublin produkovaných plynů na elektrodách 105a, 105b nebo okolo elektrod 105a, 105b. Takto může být pro výrobu vodíku a • · kyslíku podle vynálezu použita pouhá vodovodní voda.

Plyny produkované v zásobníku 111 článku jsou samotlakovatelné ( což znamená, že se v zásobníku 111 vytvoří tlak plynů v důsledku produkce těchto plynů a to bez použiti tlakovacího čerpadla). Vzhledem k tomu není nutné připojovat k zásobníku 111 žádné přídavné čerpadlo a produkovaný plyn nemusí být veden do tlakovaného zásobníku.

V rámci vynálezu je třeba k poskytnutí pulzního signálu zdroj poskytující elektrický proud pouze 12 V při 300 mA (3,6 W). Bylo zjištěno, že optimální množství vodíku a kyslíku bylo produkováno v případě, kdy pulzní signál měl střídu (poměr šířky impulzu k mezeře) 10:1 a frekvenci 10 až 250 kHz. Za použití těchto parametrů je prototyp článku pro elektrolýzu podle vynálezu schopen produkovat plyn rychlostí 1 p.s.i. za minutu. V souladu s tím je článek pro elektrolýzu podle vynálezu schopen produkovat vodík a kyslík vysoce efektivním a rychlým způsobem při nízké dodávce elektrické energie,

Jak již bylo uvedeno výše, je vodíkem produkovaným v článcích zobrazených na obr.l až obr.3 ortovodík. Jak je velmi dobře známo odborníkům v daném oboru, je ortovodík vysoce hořlavým plynem. Proto může být veškerý ortovodík produkovaný v článku pro elektrolýzu veden ze zásobníku 111 skrze výstupní ventil 102 a výstupní potrubí 101 do zařízení, ve kterém bude spotřebován, například do spalovacího motoru.

Článek pro elektrolýzu podle vynálezu může při použití dostatečně velikých elektrod produkovat vodík a kyslík dostatečně rychle tak, aby tyto plyny mohly být vedeny přímo do spalovacího motoru nebo turbíny a aby zajišťovaly plynulý chod spalovacího motoru bez nutnosti akumulace nebo přechovávání těchto plynů v dodatečných zásobnících. Vynález takto umožňuje vůbec poprvé bezpečný provoz spalovacího motoru na směs vodíku a kyslíku a to právě vzhledem k tomu, že již není nutné akumulovat produkovanou směs vodíku a kyslíku.

• ·

Obr.5 zobrazuje příkladné provedení jednotky pro dodávku elektrické energie poskytující stejnosměrné pulzní signály, jakými jsou pulzní signály zobrazené na obr.4a až obr.4c, pro elektrody zobrazené na obr.l až obr.3. Jak to však bude zřejmé odborníkům v daném oboru může být uvedené příkladné provedení jednotky pro dodávku elektrické energie nahrazeno libovolným jiným vhodným zařízením schopným poskytnout výše uvedené pulzní signály.

Jednotka pro dodávku elektrické energie zobrazená na obr.5 zahrnuje následující součístky a jejich příkladné komponenty nebo hodnoty:

astabilní obvod	NE555 nebo ekvivalentní logický obvod
odpor R2	10K
odpor R3	10K
odpor R4	10K
odpor R5	2,7K
odpor R6	2,7K
transistor TRI	2N3904
transistor TR2	2N3904
transistor TR3	2N3055 nebo jiný velmi rychlý křemíkový spínač velkého proudu
dioda D2	1N4007
kondenzátor (není zná-	případně kondenzátor Vcc by-pass.

zorněn)

Astabilní obvod je připojen k bázi transistoru TRI přes odpor R2. Kolektor transistoru TRI je připojen ke zdroji napětí Vcc přes odpor R5 a k bázi transistoru TR2 přes odpor R3. Kolektor transistoru TR2 je připojen ke zdrohi napětí Vcc přes odpor R6 a k bázi transistoru TR3 přes odpor R4. Kolektor transistoru TR3 je připojen k jedné z elektrod článku a k diodě D2. Emitory transistorů TRI, TR2 a TR3 jsou uzemněny. Odpory R5 a R6 slouží jako kolektorové zátěže transistoru TRI respektive transistoru TR2. Článek slouží jako kolektorová zátěž pro transistor TR3. Odpory R2, R3 a R.4 zajišťují, že

9

9 9 99 9999999 transistory TRI, TR2 respektive TR3 jsou nasyceny. Dioda D2 chrání zbytek obvodu před jakoukoliv zpětnou emf indukovanou v článku.

Uvedený astabilní obvod je použit pro generování pulzního průběhu proudu ve specifickém času a se specifickou střídou. Tento pulzní průběh je přiveden na bázi transistoru TRI přes odpor R2. Transistor R2 pracuje jako invertní spínač. Takto když astabilní obvod produkuje výstupní puls, napětí báze transistoru TRI stoupá (t.j. těsně k Vcc nebo logické 1) . Napěťová hladina kolektoru transistoru TRI klesá (t.j. těsně k potenciálu země nebo k logické 0).

Transistor TR2 rovněž pracuje jako invertor. Když napětí kolektoru transistoru TRI klesá, klesá rovněž napětí báze transistoru TR2 a transistor TR2 se vypne. Napětí kolektoru transistoru TR2 a napětí báze transistorz TR3 tudíž klesá. Proto se transistor TR3 zapne v souladu se střídou nastavenou astabilním obvodem. Když je transistor TR3 zapnut, připojí se jedna elektroda článku k Vcc a druhá je spojena se zemí přes transistor TR3. Transistor TR3 může být takto zapínán (a vypínán) a tento transistor TR3 takto ve skutečnosti slouží jako spínač dodávky elektrického proudu pro elektrody článku pro elektrolýzu.

Obr.6 až obr.8 zobrazují další formy provedení článků pro elektrolýzu, které jsou podobné formám provedení článků zobrazených na obr.l až obr.3. Nicméně každé z provedení článků .zobrazených na obr.6 až obr.8 dále zahrnuje cívku 104 uspořádanou nad elektrodami a napájecími svorkami 107 připojenými k cívce 104. Rozměry uvedené cívky 104 mohou být například 5 x 7 cm pro například 1500 závitů. Také cívka 104 je ponořena pod povrchem vody 110.

Provedení zobrazená na obr.6 až obr.8 dále zahrnují případný spínač 121, který může být zapínán a vypínán spotřebitelem. Když spínač 121 není zapnut, potom má článek v

podstatě stejnou strukturu jako článek zobrazený na obr.l až obr.3 a může být tedy provozován stejným způsobem, jak to bylo popsáno v souvislosti s články zobrazenými na obr.l až obr.3, přičemž se vyrábí ortovodík a kyslík. Když je ale spínač 121

zapnut, potom činí dodatečné cívka 104 článek způsobilým
vyrábět buď ortovodíku.	(1) paravodík nebo	(2)	směs paravodíku	a
Když j e	spínač 104 sepnut	(nebo	není zařazen	do

přívodního vedení), potom je cívka 104 připojena přes napájecí svorky 107 a spínač 121 (nebo přímo přes napájecí svorky 107) ke zdroji proudu tak, že tato cívka 104 může přijímat pulzní signál. Jak bude uvedeno dále, může být být zdroj elektrické energie tvořen obvodem zobrazeným na obr.9.

Když cívka 104 a elektrody 105a, 105b přijímají pulzy, je možné produkovat bubliny paravodíku nebo směsi paravodíku a ortovodíku. Takto vytvořené bubliny stoupají potom směrem vzhůru k povrchu vody 110, jak to již bylo popsáno v souvislosti s obr.l až obr.3. Když se cívka 104 napájí pulzy většího proudu, produkuje se větší množství paravodíku. Kromě toho změnou napětí přivedeného na cívku 104 mohou být produkovány větší/menší procentické podíly ortovodíku/paravodíku. Takto je možné regulací úrovně napětí, úrovně proudu a frekvence (bude diskutováno dále), které jsou jsou přivedeny na cívku 104 (a regulací parametrů, jakými jsou úroveň napětí, úroveň proudu, frekvence, střída a tvar pulzních signálů, přivedených na elektrody 105a, 105b, jak to již bylo diskutováno výše) regulovat složení plynu produkovaného článkem pro elektrolýzu. Tak například je možné produkovat pouze kyslík a ortovodík pouhým odpojením cívky 104. Rovněž ' je možné vyrábět pouze kyslík a paravodík přivedením příslušných pulzních signálů na cívku 104 a na elektrody 105a, 105b. Všechny výhody a výsledky, kterých se dosáhne za použití forem provedení článků pro elektrolýzu zobrazených na obr.l až obr.3, jsou rovněž dosažitelné za použití forem provedení článků pro elektrolýzu zobrazených na ·· ·· k » * <

» · · <

obr.6 až obr.8. Tak například články zobrazené na obr.6 až obr. 8 jsou samotlakovatelné, nevyžadují žádný chemický katalyzátor, nedochází v nich k zahřívání vody 110 ani článku a produkují velké množství vodíku a kyslíku při skrovném příkonu elektrické energie a bez shlukování bublin produkovaných plynů na elektrodách.·

Značná časová perioda musí uplynout než následující puls přivede proud na cívku 104. Tato frekvence pulzních signálů je tudíž mnohem nižší než frekvence přiváděná na elektrody 105a, 105b. V souladu s tím může u typu cívky 104 mající výše uvedené rozměry frekvence pulzních signálů dosahovat hodnot až 30 Hz, avšak výhodně 17 až 22 Hz, pro dosažení optimálních výsledků.

Paravodík není tak vysoce hořlavý jako ortovodík a jedná se tudíž o pomaleji hořící formu vodíku. Jestliže je tedy v článku vyráběn paravodík, může být takto získaný paravodík veden do vhodného zařízení, jakým je vařič nebo pec, za účelem poskytnují zdroje energie nebo tepla s pomalejším plamenem.

Obr.9 znázorňuje příkladný zdroj proudu pro přivedení stejnosměrných pulzních signálů, které jsou zobrazeny na obr.4a až 4b, na elektrody zobrazené na obr.6 až obr.8. Kromě toho tento zdroj proudu může poskytovat další pulzní signály pro cívku 1Q4. Jak je zřejmé odborníkům v daném oboru, může být zdroj proudu zobrazený na obr.9 nahrazen libovolným jiným vhodným zdrojem proudu, který bude schopen poskytnout výše diskutované pulzní signály pro uvedené elektrody a pro uvedenou cívku.

Alternativně mohou být pulzní signály pro elektrody a pro cívku poskytnuty dvěma separátními zdroji proudu.

Část zdroje energie (astabilní obvod, odpory R2 až R6, transistory TRI až TR3 a dioda D2) poskytující pulzní signál pro elektrody článku je identická s odpovídající částí zdroje • » · * • · λ · energie zobrazeného na obr.5. Zdroj energie zobrazený na obr.9 dále obsahuje následující části a jejich příslušné příkladné hodnoty:

dělení čítačem N monostabilní obvod odpor Rl transistor TR4

Dioda Dl

4018BPC nebo ekvivalentní logický obvod

NE 554 nebo ekvivalentní logický obvod 10K

2N3055 nebo jiný velmi rychlý křemíkový spínač velkého proudu 1N4007.

Vstup dělení čitačem N (dále jen dělič) je připojen ke kolektoru transistoru TRI. Výstup děliče je připojen k monostabilnímu obvodu a výstup monostabilního obvodu je připojen k bázi transistoru TR4 přes odpor Rl. Kolektor transistoru TR4 je připojen k jednomu konci cívky a k diodě Dl. Druhý konec cívky a diody Dl je připojen ke zdroji napětí Vcc . Odpor Rl zajišťuje úplné nasycení transistoru TR4. Dioda D2 eliminuje jakoukoliv zpětnou emf generovanou v cívce, která by mohla poškodit zbytek obvodu. Jak je to patrné z obr.6 až obr. 8, může být do obvodu zabudován také spínač 121, který spotřebiteli umožňuje přepínat provoz článku buď (1) na výrobu ortovodíku a kyslíku nebo (2) na výrobu alespoň paravodíku a kyslíku.

Přepnutí na vysoké/nízké kolektorové napětí transistoru TRI poskytne pulzní signál pro dělič. Tento dělič dělí pulzní signál číslem N (N je kladným celým číslem) za vzniku výstupního pulzního signálu. Tento výstupní pulzní signál se použije pro spouštění monostabilního obvodu. Monostabilní obvod restauruje délku pulzu tak, aby měl vhodné časování. Výstupní signál z monostabilního obvodu je přiveden na bázi transistoru TR4 přes odpor Rl pro zapnutí/vypnuti transistoru TR4. Když je transistor TR4 zapnut, je mezi Vcc a zemí cívka.

Když je transistor TR4 vypnut, je cívka odpojena od zbytku • · • · v souvislosti s obr.6 až cívku přerušován výhodně je frekvence, která je signálu přiváděného na obvodu. Jak to již bylo diskutováno obr.8, je pulzní signál přivedený na s frekvencí mezi 17 až 22 Hz, což mnohem nižší než frekvence pulzního elektrody.

Jak již bylo uvedeno výše, není nezbytné aby obvod (dělič, monostabilní obvod, odpor Rl, transistor TR4 a dioda Dl) poskytující pulzní signál pro cívku byl spojen s obvodem (astabilní obvod, odpory R2 až R6, transistory TRI až TR3 a dioda D2) poskytujícím pulzní signál pro elektrody. Nicméně spojením uvedených obvodů uvedeným způsobem poskytne snadný způsob, jak iniciovat pulzní signál pro cívku.

při výrobě produkovaný

V rámci vynálezu byl sestrojen provozovatelný prototyp zařízené podle vynálezu a toto zařízení bylo úspěšně provozováno za použití výše uvedených optimálních parametrů ortovodíku, paravodíku a kyslíku z vody. Plyn tímto prototypem zařízení podle vynálezu by připojen potrubím k vstupnímu rozvodnému ventilu malého jednoválcového benzínového spalovacího motoru, u kterého byl odstraněn karburátor, přičemž tento motor spolehlivě běžel bez jakéhokoliv dodatečně přiváděného benzínu.

Je zřejmé, že dborníka v daném oboru napadnou snadno další očekávatelná zlepšení a modifikace popsaného systému. Vynález se takto neomezuje na specifické, výše popsané formy provedení vynálezu. V souladu s tím lze zařízení podle vynálezu různě modifikovat, aniž by takové modifikace vybočovaly z rámce vynálezu, který je jednoznačně definován v následujících patentových nárocích.

Claims (6)

1. Způsob výroby vodíku, vyznačený tím, že zahrnuje:

poskytnutí zásobníku, plnění zásobníku tekutinou zahrnující vodu až je zásobník alespoň částečně naplněn, ponoření páru elektrod do tekutiny, vzájemné odsazení elektrod tak, aby byly od sebe vzáleny nejvýše 5 mm a po ponoření a odsazení elektrod přivedení pulzního z

elektrického signálu na jednu z uvedených elektrod, přičemž tento pulzní signál má frekvenci asi 10 až asi 250 kHz,čímž se produkuje vodík.

2. Způsob podle nároku 1, v y z n a č e n ý t í m, že tekutina je v vodstatě prosta chemického katalyzátoru.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že tekutina je v podstatě prosta hydroxidu draselného nebo hydroxidu sodného.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že pulzní elektrický signál má střídu rovnou asi 1:1 až asi 10:1.

5. pulz mA. Způsob podle nároku 1, má v y z napětí n a asi č e n ý t 12 V a proud í m, že asi 300 .ní elektrický signál 6. Způsob podle nároku 1, v y z n a č e n ý t í m, že

frekvence pulzního elektrického signálu je variabilní.

7. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že dále zahrnuj e:

• · poskytnutí zařízení majícího vstup přípojek výstupu uvedeného zásobníku, přičemž toto zařízení je zvoleno z množiny zahrnuj ící

a) spalovací motor,

b) pístový stroj s vratným pohybem,

c) plynová turbína,

d) kamna,

e) ohřívač,

f) pec,

g) destilační jednotka,

h) jednotka pro čistění vody a

i) vodíko-kyslíkový hořák, a provozování tohoto zařízení.

8. Způsob podle nároku 1, vyznačený t í m, že dále zahrnuje:

uspořádání cívky v uvedeném zásobníku a přivedení druhého pulzního elektrického signálu na cívku.

9. Způsob podle nároku 1, vyznačený t í m, že že pulní elektrický signál je pulzním elektrickým signálem s variabilním napětím. 10. Způsob podle nároku 1, vyznačen ý t í m, že pulzní elektrický signál má obdélníkový tvar vlny. 11. Způsob podle nároku 1, vyznačen Ý t í m, že pulzní elektrický signál má pilovitý tvar vlny. 12. Způsob podle nároku 1, vyznačen ý t í m, že pulzní elektrický signál má trojúhelníkový tvar vlny • 13. Zařízení pro výrobu vodíku, v y z n a č e n é t í m, že

obsahuj e:

zásobník pro pojmutí tekutiny včetně vody, pár elektrod uspořádaných v zásobníku, přičemž uvedené elektrody jsou od sebe vzdáleny nejvýše 5 mm, • · zdroj proudu připojený k elektrodám pro přivedení pulzního elektrického signálu na jednu z uvedených elektrod, přičemž pulzní elektrický signál má frekvenci asi 10 až asi 250 kHz a elektrody jsou ponořeny do uvedené tekutiny.

14. Zařízení podle nároku 13, vyznačené tím, že dále zahrnuje cívku uspořádanou v zásobníku a druhý zdroj proudu připojený k uvedené cívce pro přivedení druhého pulzního signálu na uvedenou cívku.

15. Zařízení podle nároku 13 nebo 14, vyznačené tím, že pulzní elektrický signál má střídu asi 1:1 až asi 10:1.