CZ306312B6 - Zařízení pro recyklaci kapalin na spalitelný plyn, teplo a tuhé látky - Google Patents

Abstract

Zařízení pro recyklaci kapalin na spalitelný plyn, teplo a tuhé látky, které zahrnuje: - uzavřenou kovovou nádobu (10) pro držení kapaliny určené k recyklaci; - alespoň jednu dvojici elektrod (1, 2) umístěných uvnitř uzavřené kovové nádoby (10). Podstata tohoto zařízení spočívá v tom, že dále zahrnuje: - trubici (6) z elektricky izolačního materiálu, která obklopuje hroty (97, 98) elektrod (1, 2), - vstupní trubku (4), která končí v trubici (6), - čerpací prostředky (36, 105) pro vynucení toku kapaliny skrz trubku (4) a trubici (6) a tím vynucení toku kapaliny skrz ponořené elektrické oblouky (95) mezi uvedenou alespoň jednou dvojicí elektrod a plazmou (96) obklopující hroty (97, 98) elektrod (1, 2), - sestavu (74) pro sběr spalitelného plynu probublávajícího na povrch kapaliny.

Description

Zařízení pro recyklaci kapalin na spalitelný plyn, teplo a tuhé látky

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká zařízení pro recyklaci kapalin na spalitelný plyn, teplo a tuhé látky, které zahrnuje: uzavřenou kovovou nádobu pro držení kapaliny určené k recyklaci a alespoň jednu dvojici elektrod umístěných uvnitř uzavřené kovové nádoby.

Dosavadní stav techniky

US patenty 5 826 548 a 5 069 765 popisují zařízení definované v úvodní části připojeného nároku 1.

Dokument US 19990372278 popisuje nový účinný postup pro recyklaci kapalného odpadu, který ve skutečnosti představuje nový způsob pro zplynování takovýchto odpadů a spočívá v přeměně znečištěných kapalin na čistě hořící, spalitelné plyny a tuhé sraženiny. Tento nový způsob, nazvaný PlasmaArcFlow (protékání plazmovým obloukem), je založen na protékání kapalného odpadu skrz elektrické oblouky mezi elektrodami. Tento nový způsob je znatelně účinnější než postupy popisované v dosavadním stavu techniky, jako jsou US patenty 603 058 (H. Eldridge); 5 159 900 (W. A. Dammann a D. Wallman); 5 435 274 (W. H. Richardson, Jr.); 5 417 817 (W. A. Dammann a D. Wallman); 5 692 459 (W. H. Richardson, Jr.); a 5 792 325 (W. H. Richardson, Jr.).

Způsoby, jako například podle výše uvedených patentů dosavadního stavu techniky mají následující hlavní nevýhody, které zabránily tomu, aby byly vhodné pro průmyslové a spotřební aplikace: 1) vytvořený plyn je nepřijatelný z hlediska životního prostředí, protože podle množství měření jeho spaliny obsahují o 4 % až 8 % více oxidu uhličitého než spaliny fosilních paliv; 2) vytvořený plyn je nepřijatelný z průmyslového hlediska, protože rovněž podle nejrůznějších měření je rychlost jeho výroby nadměrně pomalá v důsledku spalování obloukem vodíku a kyslíku zpět na vodu, jak je ilustrováno obvykle velkým žhnutím podvodních oblouků; a 3) vytvořený plyn je nepřijatelný z ekonomického hlediska, protože rovněž podle množství měření je komerční efektivita těchto způsobů nadměrně malá, to znamená, že energie ve spalitelném plynu je zlomkem elektrické energie použité pro jeho výrobu, což způsobuje nadměrné náklady.

Nový postup, jak je popsán v dokumentu US 19990372278, vyřešil všechny výše uvedené nevýhody. Ve skutečnosti PlasmaArcFlow odstraňuje CO z oblouku bezprostředně po jeho vytvoření, přičemž tím brání jeho oxidaci vlastním obloukem na CO2 a snižuje obsah CO2 ve spalinách na přibližně 1/3 obsahu CO2 ve spalinách fosilních paliv a na přibližně 1/4 obsahu CO2 ve spalinách plynu podle patentů dosavadního stavu techniky, jak je zjištěno opakovanými měřeními. Navíc magnegas či magneplyn (plyn vytvořený uvedeným novým postupem) je vytvářen při teplotě 3871 °C (7000 °F) elektrického oblouku a jako takový nemůže mít jakýkoliv uhlovodík ve svojí struktuře. Z toho potom vyplývá, že magneplyn nemá žádné karcinogenní substance ve spalinách. Nakonec platí, že magneplyn je vyrobené spalitelné palivo, které jako takové může mít předem nastavené znaky, jako je aktivní rovnováha kyslíku, zejména tedy že procentní množství kyslíku ve spalinách je větší než kyslíku potřebného ke spalování. Všechny tyto a další faktory způsobují, že magneplyn je v současnosti z hlediska životního prostředí nejlepším dostupným, spalitelným palivem.

Druhým důležitým pokrokem postupu podle dokumentu US 19990372278 je to, že díky protékání kapalného odpadu skrz elektrické oblouky, spíše než aby tento odpad byl stacionární jako v případě patentů dosavadního stavu techniky, je znatelně zvýšena rychlost výroby na takové hodnoty, jako je výroba 22,65 až 25,48 m³/h (800 až 900 stop krychlových za hodinu) s vybavením poháněným 50 kWh stejnosměrným elektrickým generátorem. Tím je dosaženo toho, že magneplyn se stává vhodným pro průmyslové aplikace.

Třetím pokrokem postupu podle dokumentu US 19990372278 je to, že již bylo nezávislou automobilovou laboratoří MOTORFUELERS, INC., Largo, Florida, vytvořeno zařízení mající komerční nadjednotkové využití přibližně dva, to znamená, že na každou jednotku elektrické energie měřené na ovládacím panelu při výrobě toto zařízení vytvoří alespoň dvě jednotky energie ve spalitelném plynu.

Mělo by být zdůrazněno, že výše uvedená nadjednotková výroba je označována jako komerční energetická rovnováha, to jest poměr mezi energií vytvořenou a energií vynaloženou na její výrobu, což je elektrická energie měřená a ověřená na ovládacím panelu. Vědecká energetická rovnováha je vždy menší než jedna v důsledku přeměny energie a je dána poměrem mezi celkovým energetickým výstupem a celkovým energetickým vstupem, přičemž energetický vstup je součtem elektrické energie a energie v molekulách kapaliny. Energie v molekulách kapaliny není uvažována v komerční energetické rovnováze, protože recyklování kapalného odpadu s sebou nese spíše zisky než peněžní náklady. Vyloučení energie molekul kapaliny z energetické rovnováhy potom poskytuje komerční nadjednotku. Výše uvedené rozdíly mezi komerční a vědeckou energetickou rovnováhou rovněž platí pro jaderné (nukleární) reaktory, které jsou skutečně komerčně nadjednotkové pro velmi velké hodnoty v tom smyslu, že energie vyrobená jaderným reaktorem je velkým násobkem elektrické energie použité pro jeho provoz.

Je tedy možné říci, že jaderné reaktory, které ve čtyřicátých letech minulého století vynalezl Enrico Fermi, jsou schopné získávat energii z jader, zatímco PlasmaArcFlow reaktory podle tohoto vynálezu jsou schopné získávat energii z molekul. Naneštěstí jaderné reaktory nejsou z hlediska životního prostředí přijatelné, protože uvolňují velmi škodlivé záření a zanechávají velmi radioaktivní odpad. Naproti tomu podle nezávislých osvědčeni vydaných sdružením RADIATION PROTECTION ASSOCIATES, Dade City, Florida reaktory podle tohoto vynálezu neemitují žádné škodlivé záření a neponechávají škodlivý odpad jakéhokoliv typu, zatímco vytvářejí čistě hořící plyn.

Druhá výše zmiňovaná přihláška US 1998013348 popisuje, že plyn vytvořený podle vynálezu definovaného v přihlášce US 19990372278 je tvořen zcela novými chemickými částicemi vědecky nazývanými elektromagnekuly a průmyslově nazývanými magnekuly vzhledem k dominanci magnetických nad elektrickými jevy, přičemž tyto částice jsou jedinými novými chemickými částicemi objevenými po identifikaci molekul v devatenáctém století. V podstatě jsou atomy a molekuly, tvořící magneplyn, vystaveny velmi intenzivním magnetickým a elektrickým polím oblouku, což způsobuje magnetickou polarizaci orbit valenčních a dalších elektronů z kulového na prstencové prostorové rozložení, což má za následek vytvoření magnetických momentů. Jednotlivé atomy, tvořící magneplyn, potom působí jako malé magnety, což umožňuje magnetické vázání atomů a molekul do shluků. Množství měření hmotnostními spektrometry plynových chromatografů ověřilo tyto nové chemické částice magnekuly. Přesněji jsou tedy magnekuly snadno detekovatelné zařízením hmotnostních spektrometrů, kde vykazují masivní špičky, ačkoliv bez jakékoliv infračervené značky. Tento posledně zmíněný znak potom potvrzuje nepřítomnost valenčního charakteru vazby. Vazba tudíž může mít pouze elektromagnetický charakter. Množství dalších anomálních znaků potvrdilo dominanci magnetického nad elektrickým původem vazby.

Tento vynález nového zařízení pro výrobu magneplynu tudíž implikuje nejen nový způsob nadjednotkové výroby spalitelného plynu prostřednictvím elektrických oblouků mezi elektrodami uvnitř kapalných odpadů, ale rovněž zcela novou chemickou strukturu samotného spalitelného plynu.

Třetí výše zmiňovaná přihláška US 19980106170 popisuje nové způsoby pro vzájemné magnetické vázání kapalin, které jsou normálně rozpustné, a rovněž odlišných kapalin nebo kapalin a tuhých látek, které se nemíchají, jako je olej a voda nebo voda a uhlík. Tento nový postup vytváří shluky, které jsou detekovatelné hmotnostními spektrometry kapalinových chromatografů jako masivní špičky, přičemž nemají žádnou infračervenou značku. Zmíněný experimentálně ověřený výskyt potvrzuje nepřítomnost valenčního původu vazby a následnou novost nových chemických částic magnekul také v kapalinách, nazývaných magnekapaliny. Tento posledně uvedený vynález je zjevně velmi důležitý pro zlepšení účinnosti celého způsobu zplynování kapalných odpadů, protože umožňuje proudění skrz oblouk magneticky vázaných kapalných odpadů, nebo kapalin a tuhých látek, s následným dramatickým zvýšením účinnosti a energetického obsahu vytvářeného plynu.

Souhrnně tedy vynález zařízení pro nadjednotkovou výrobu magneplynu přijatelného z hlediska životního prostředí, jak je definováno výše zmíněnými třemi patentovými přihláškami, implikuje: 1) zásadně nový způsob výroby spalitelného plynu z kapalných odpadů, tedy PlasmaArcFlow způsob; 2) zásadně nové chemické částice vytvořeného plynu, tedy magneplynu; a 3) zásadně novou chemickou strukturu v kapalině použité pro výrobu magneplynu, tedy v magnekapalině.

Podstata vynálezu

Zde popisovaný vynález tedy navrhuje zařízení pro recyklaci kapalin na spalitelný plyn, teplo a tuhé látky, v úvodu uvedeného typu, jehož podstata spočívá v tom, že dále zahrnuje:

- trubici z elektricky izolačního materiálu, která obklopuje hroty elektrod,

- vstupní trubku, která končí v trubici,

- čerpací prostředky pro vynucení toku kapaliny skrz trubku a trubici a tím vynucení toku kapaliny skrz ponořené elektrické oblouky mezi uvedenou alespoň jednou dvojicí elektrod a plazmou obklopující hroty elektrod,

- sestavu pro sběr spalitelného plynu probublávajícího na povrch kapaliny.

Výhodně jsou elektrické oblouky umístěny uvnitř trubky mající elipsovitou plochu průřezu, odpovídající přibližně tvaru plazmatu vytvořenému elektrickými oblouky, což zajišťuje průtok kapaliny skrz plazma v těsné blízkosti hrotů elektrod, vytvářejících elektrické oblouky, a následně skrz mezeru mezi hroty elektrod.

Výhodně je kapalina přinucena k proudění skrz vnitřek jedné elektrody z elektrod, což zajišťuje průtok kapaliny skrz elektrické oblouky a následně skrz plazma vytvořené elektrickými oblouky.

Výhodně elektrody zahrnují uhlíkovou tyčovou anodu, přičemž zařízení dále zahrnuje motorem poháněné ozubené kolo pro pohon anody k elektrickému oblouku, přičemž toto ozubené kolo působí tlakem proti anodě, a vyrovnávací, izolační vodicí válec tlačený proti uhlíkové tyčové anodě.

Zařízení výhodně dále zahrnuje prostředky pro automatické doplňování vzájemně propojených elektrodových tyčí, přičemž tyto prostředky zahrnují úložný zásobník, snímač signalizující aktivaci doplňování, a prostředek pro odebrání doplňované elektrodové tyče ze zásobníku a propojení této doplňované elektrody s poslední aktivní elektrodou umístěnou v uvedené kovové nádobě.

Výhodně alespoň jedna z elektrod má válcový tvar.

Výhodně je alespoň jedna z elektrod vyrobena z uhlí.

Zařízení výhodně dále zahrnuje prostředek pro kontinuální vytlačování alespoň jedné elektrody z vodivého prášku a spojovacího činidla.

Výhodně jsou uvedené dvojice elektrod a elektrické oblouky řazeny do série.

Výhodně jsou uvedené dvojice elektrod a elektrické oblouky řazeny paralelně.

Výhodně jsou elektrické oblouky mezi elektrodami zažehnuty a řízeny motorem poháněnými automatickými elektronickými prostředky.

Výhodně je polarita elektrického proudu přiváděna přes ponořené kontakty klouzající pod tlakem na anodě a umístěné u elektrických oblouků.

Výhodně sestava pro sběr vyrobeného spalitelného plynu zahrnuje stabilizační nádrž pro plyn, umístěnou nad horní úrovní uvedené kapaliny.

Zařízení výhodně dále zahrnuje prostředek pro rychlé sbírání tuhých sraženin bez zastavení provozu zařízení.

Zařízení výhodně zahrnuje vnější radiátor pro využití tepla absorbovaného v kapalině čerpáním této kapaliny skrz něj.

Zařízení výhodně zahrnuje vnější a vnitřní tepelný výměník pro využití tepla absorbovaného v kapalině čerpáním této kapaliny skrz jeden z nich.

Výhodně je na vršku kovové nádoby umístěna stabilizační nádrž, do níž je zaváděn spalitelný plyn a která má otvor pro vzájemné spojení mezi stabilizační nádrží a kovovou nádobou pro umožnění usazování kapaliny, zachycené ve spalitelném plynu, a jejího návratu do kovové nádoby.

Zařízení výhodně dále zahrnuje ventil s měřičem tlaku, umístěný na vstupu pro přednastavení průtoku kapaliny na předem určenou hodnotu.

Výhodně je přiváděný elektrický proud k elektrodám stejnosměrný.

Výhodně je přiváděný elektrický proud k elektrodám střídavý.

Výhodně je jedna polarita elektrického proudu přiváděna přes kovové kontakty klouzající s pružným předpětím na elektrodách, přičemž tyto kontakty jsou umístěny v blízkosti elektrických oblouků.

Zařízení výhodně dále zahrnuje odmagnetizační prostředky pro odstranění magnetických polarizací získaných molekulami kapalného odpadu při průchodu molekul kapalného odpadu skrz elektrické oblouky.

Zařízení výhodně dále zahrnuje odstředivku pro odstranění tuhých komponentů z recyklovaného kapalného odpadu.

Pro plnější pochopení povahy, cílů a znaků předkládaného vynálezu budou níže poněkud detailněji popsána neomezující příkladná provedení ve spojení s odkazy na připojené výkresy.

Objasnění výkresů

Obr. 1A znázorňuje proces PlasmaArcFlow podle souběžné přihlášky US 19990372278;

Obr. IB znázorňuje výhodné provedení zlepšeného procesu PlasmaArcFlow podle tohoto vynálezu, ve kterém recyklovaná kapalina proudí nejprve skrz plazma obklopující elektrický oblouk a potom skrz vlastní elektrický oblouk;

Obr. 1C znázorňuje alternativní provedení nazvané ArcPlasmaFlow, ve kterém recyklovaná kapalina proudí nejprve skrz elektrický oblouk a potom skrz plazma obklopující elektrický oblouk;

Obr. ID znázorňuje systémy PlasmaArcFlow zapojené do série;

Obr. 1E znázorňuje systémy PlasmaArcFlow zapojené paralelně;

Obr. 2A znázorňuje výhodné provedení automatického reaktoru PlasmaArcFlow podle tohoto vynálezu pro úplnou recyklaci kontaminovaného kapalného odpadu;

Obr. 2B znázorňuje ponořené měděné kontakty dodávající zápornou polaritu elektrického proudu k anodě tak blízko, jak jen je možné, k elektrickému oblouku pro minimalizaci ztrát;

Obr. 2C a 2D znázorňují různé pohledy na automatické řízení elektrického oblouku;

Obr. 2E znázorňuje vybavení pro automatické doplňování uhlíkových tyčí;

Obr. 3 znázorňuje nové vybavení pro vytlačování anody přímo v reaktoru PlasmaArcFlow prostřednictvím použití uhlí a pojivá;

Obr. 4 znázorňuje nový reaktor PlasmaArcFlow pro úplnou recyklaci kapalného odpadu; a

Obr. 5 znázorňuje výhodné provedení automatického reaktoru PlasmaArcFlow pro recyklaci biologicky kontaminovaných vod.

Příklady uskutečnění vynálezu

Níže jsou popsána výhodná provedení tohoto vynálezu ve všech možných konstrukčních detailech pro průmyslovou realizaci všech znaků popisovaných výše.

S odkazem na výkresy, obr. 1A znázorňuje základní princip procesu PlasmaArcFlow podle souběžné přihlášky US 19990372278, kde ilustrovaný reaktor sestává ze dvou elektrod 1, 2 s průměrem přibližně 1,9 cm (3/4), které jsou ponořeny uvnitř kapalného odpadu určeného k recyklaci, jak je znázorněno v následujícím provedení podle obr. 2A, přičemž tato kapalina je obsažena ve vnitřku kovové nádoby, rovněž znázorněné v následujícím provedení podle obr. 2A. Mezi hrotem 97 anody 1 a hrotem 98 katody 2 je vytvářen stejnosměrný elektrický oblouk 95, přičemž elektrony se pohybují od kladně nabitého hrotu 98 k záporně nabitému hrotu 97 a přičemž tento elektrický oblouk 95 je napájen 50 kWh stejnosměrným zdrojem (pro jednoduchost není znázorněn na obr. 1). Vzdálenost mezi hroty 97, 98 elektrod 1, 2 je tvořena mezerou 3, která má velikost řádově 0,3175 cm (1/8) pro 50 kWh stejnosměrný zdroj. Obr. 1A rovněž znázorňuje plazma 96 obklopující hroty 97, 98 elektrod 1, 2, které v podstatě sestává z oblasti mající přirozenou geometrii kulového elipsoidu s poloosami o velikosti přibližně 1,27 cm x 1,27 cm x 2,54 cm (1/2 x 1/2 x 1), vytvořené žhavým charakterem hrotů 97, 98 při elektrickém oblouku 95 a obecně tvořené směsi plynných a kapalných komponentů při teplotě řádově 3871 °C (7000 °F). K. recyklování kapalného odpadu dochází prouděním kapaliny přes čerpadlo či čerpací prostředek 36 ženoucí kapalinu skrz potrubí nebo vstupní trubku 4, což nutí kapalinu, aby procházela skrz plazma 96, obklopující hroty 97, 98 elektrod 1, 2, a skrz elektrický oblouk 95 v mezeře 3, a končila jako výstupní tok 5. Toto provedení představuje proces PlasmaArcFlow, který rozkládá molekuly c

recyklované kapaliny na plynné a tuhé prvky. Rekombinace plynných prvků na spalitelný plyn je řízena vlastním průtokem, zatímco tuhé prvky se vysrážejí u dna reaktoru, kde jsou periodicky sbírány pro průmyslová a jiná využití.

Výhodné provedení předkládaného vynálezu, které představuje podstatné zlepšení předcházejícího provedení, je znázorněno na obr. IB, a zahrnuje stejné elektrody 1, 2, příslušné hroty 97, 98, plazma 96 a poháněči stejnosměrnou jednotku o výkonu 50 kWh, jako bylo uvedeno u provedení podle obr. 1 A. Hlavní novost tohoto provedení spočívá ve skutečnosti, že vstupní trubka 4, skrz kterou je čerpadlem protlačována kapalina určená k recyklaci, končí trubicí 6 z izolačního materiálu, jako je keramika, přičemž tato trubice 6 bude dále označována jako difuzér 6, který má následující hlavní znaky: 1) difuzér 6 obklopuje hroty 97, 98 elektrod 1, 2; 2) difuzér 6 má přibližně vnitřní průměr kolem 2,54 cm (1) pro elektrody s průměrem 1,9 cm (3/4), vnější průměr kolem 7,62 cm (3) a délku kolem 12,7 cm (5); 3) difuzér 6 má vůli 7 o velikosti 0,159 cm (1/16) pro elektrody 1, 2, aby se pohybovaly volně do a z difuzéru 6; 4) difuzér 6 je zajištěn ke vstupní trubce 4 prostřednictvím upevňovacích prostředků, jako jsou šrouby 8; a 5) difuzér 6 končí hladkým zakřivením 9 pro minimalizaci turbulencí. Poté, co byl protlačen skrz uvedený difuzér 6, kapalný odpad odchází jako výstupní tok 5.

Výhod provedení PlasmaArcFlow podle obr. 1B oproti provedení podle obr. 1A je několik a zahrnují:

1) zajištění, že veškerá kapalina je vystavena plazmatu 96 obklopujícímu hroty 97, 98 elektrod 1, 2, přičemž toto úplné vystavení je zjevně nezajištěno u provedení podle obr. 1A; 2) zajištění, že recyklovaná kapalina skutečně projde skrz mezeru 3 s elektrickým obloukem 9 v důsledku evidentního záložního přitlačení vytvářeného difuzérem 6, přičemž toto zajištění je rovněž nepřítomné u provedení podle obr. 1A, zejména pro malé vzdálenosti mezery při malých elektrických výkonech; a 3) dramatické zvýšení účinnosti recyklace kapalného odpadu, nejen v důsledku předchozích vlastností 1) a 2), ale rovněž v důsledku snížení turbulencí v pohybu kapaliny.

Vzhledem k těmto výhodám PlasmaArcFlow podle obr. 1B s difuzérem 6 umožňuje praktická využití, která jsou jednoduše nemožná pro PlasmaArcFlow podle obr. 1A. Jedním z těchto využití je recyklování kapalného odpadu, které dosahuje úplné sterilizace s jedním průchodem při použití difuzéru 6 podle obr. 1B. Ve skutečnosti v případě provedení podle obr. 1B je veškerý kapalný odpad protlačován skrz plazma 96, mající 3871 °C (7000 °F), a extrémně intenzivní světlo, elektrický proud 1000 A a větší, velmi velká elektrická a magnetická pole, což jsou všechno faktory, které zajišťují okamžité ukončení všech bakteriologických aktivit. Pro porovnání pouze část kapalného odpadu je vystavena všem těmto faktorům v případě použití PlasmaArcFlow podle obr. 1 A, což vylučuje jeho praktickému a průmyslovému využití pro zde uvažovaný případ. Není třeba říkat, že úměrně větší vnitřní průměry difuzéru 6 jsou potřebné pro větší průměry elektrod; přičemž vnitřní tvar difuzéru 6 může mít množství různých geometrií, jako je elipsovitá spíše než válcová plocha průřezu; tvar ukončení difuzéru 6 může mít množství různých zakřivení pro minimalizaci turbulenci.

Obr. 1C znázorňuje alternativní provedení, nazvané ArcPlasmaFlow, které zahrnuje anodu 1 tvořenou běžnou uhlíkovou tyčí o průměru 1,9 cm (3/4) a délce 30, 48 cm (12) s koncovým hrotem 97; dutou katodu 2 s přibližným tvarem válce o vnějším průměru 1,9 cm (3/4) a vnitřním průměru 1,27 cm (1/2) s koncovým hrotem 98, mezeru 3 mezi hroty 97, 98 elektrod 1, 2, elektrický oblouk 9 mezi uvedenými hroty 97, 98 a plazma 96 obklopující hroty 97, 98 elektrod, kapalina určená k recyklování je vedena skrz vnitřek katody 2, čímž je tudíž nucena, aby nejprve procházela skrz oblouk 95 a potom skrz plazma 96, z čehož potom vyplývá uvedený proces ArcPlasmaFlow.

Zlepšení výše popsaného provedení je dáno dutou anodou 1 se stejnými rozměry válce, jako má katoda 2, ačkoliv takové uspořádání není nezbytně nutné pro uhlíkové tyče, protože i když jsou vytvořeny z tuhé tyče působící na dutou válcovou anodu 2, taková tuhá anoda 1 je zcela spotře

-6CZ 306312 B6 bována elektrickým obloukem 95 při pokusech o proniknutí do duté katody, bez ohledu na to, zda anoda 1 je tuhou tyčí nebo dutým válcem.

ArcPIasmaFlow podle obr. 1C je výhodný oproti PlasmaArcFlow podle obr. 1B v množství případů, ve kterých je kapalný odpad potřebné vystavit nejprve elektrickému oblouku, například pro způsobení daných chemických reakcí a rozkladu, před průchodem stejného kapalného odpadu skrz plazma 96. Alternativní ArcPIasmaFlow bude bez výslovného uvádění považován za použitelný pro všechna níže uvažovaná provedení, kdykoliv to bude potřebné.

Obr. 1D znázorňuje reprezentativní případ tří do série zapojených reaktorů PlasmaArcFlow s protékajícím kapalným odpadem. V tomto případě kapalný odpad proudí skrz jednu jedinou vstupní trubku 4 a potom prochází skrz sérii tří plazmat 96 s odpovídajícími sériemi tří elektrických oblouků 95, které jsou všechny obklopeny uvnitř stejného difuzéru 6. Toto provedení zjevně implikuje trojnásobné zvětšení recyklačních procesů jednoho PlasmaArcFlow, zatímco průtok zůstává stejný jako průtok u jednoho jediného reaktoru PlasmaArcFlow. Je třeba uvést, že podle testů a prováděných experimentů mohou být elektrické oblouky 95 napájeny následujícími třemi různými způsoby:

1) všechny tři elektrické oblouky jsou v sérii napájeny jedním jediným stejnosměrným elektrickým generátorem, přičemž v tomto případě je první záporná polarita spojena s elektrickým generátorem, první kladná polarita je spojena s druhou zápornou polaritou, druhá kladná polarita je spojena se třetí zápornou polaritou a poslední kladná polarita je spojena se stejnosměrným elektrickým generátorem; 2) všechny tři elektrické oblouky jsou zapojeny paralelně a napájeny z jednoho jediného stejnosměrného elektrického generátoru, přičemž v tomto případě jsou všechny tři záporné polarity jednotlivě spojeny s uvedeným generátorem a všechny tři kladné polarity jsou rovněž jednotlivě spojeny s uvedeným elektrickým generátorem; a 3) elektrické oblouky jsou individuálně napájeny třemi různými stejnosměrnými elektrickými generátory, jedním na každý elektrický oblouk.

Obr. 1E znázorňuje reprezentativní případ tří paralelně zapojených generátorů PlasmaArcFlow s průtokem kapalného odpadu. V tomto případě kapalný odpad proudí skrz jednu jedinou vstupní trubku 125, která je potom rozdělena do tří samostatných trubek 4, z nichž každá má svůj vlastní difuzér 6, které obklopují jednotlivé elektrické oblouky 95 a plazmy 96. Toto provedení evidentně implikuje trojnásobné zvětšení recyklačního průtoku jednoho jediného reaktoru PlasmaArcFlow s udržením stejných recyklačních procesů jednoho reaktoru PlasmaArcFlow. Je třeba uvést, že podle testů a prováděných experimentů může být tato sekvence elektrických oblouků 95 napájena následujícími třemi různými způsoby:

1) všechny tři elektrické oblouky jsou v sérii napájeny jedním jediným stejnosměrným elektrickým generátorem, přičemž v tomto případě je první záporná polarita spojena s elektrickým generátorem, první kladná polarita je spojena s druhou zápornou polaritou, druhá kladná polarita je spojena se třetí zápornou polaritou, a poslední kladná polarita je spojena se stejnosměrným elektrickým generátorem; 2) všechny tři oblouky jsou zapojeny paralelně a napájeny z jednoho jediného stejnosměrného elektrického generátoru, přičemž v tomto případě jsou všechny tři záporné polarity jednotlivě spojeny s uvedeným generátorem a všechny tři kladné polarity jsou rovněž jednotlivě spojeny s uvedeným elektrickým generátorem; a 3) elektrické oblouky jsou jednotlivě napájeny třemi různými stejnosměrnými elektrickými generátory, jedním pro každý elektrický oblouk.

Obr. 2A, 2B, 2C, 2D a 2E znázorňují výhodná provedení hadronových reaktorů pro nadjednotkovou úplnou recyklaci kapalného odpadu nebo nadjednotkový rozklad vody, které jsou založeny na zlepšeném reaktoru s procesem PlasmaArcFlow s difuzérem 6 podle obr. IB a sestávají z následujících hlavních komponentů.

Zde je třeba zdůraznit, že všechny uváděné rozměry jsou přibližné a odrážejí pouze typické využití vynálezu. Podobně přestože v popisu níže mohou být jako výhodné materiály zmiňovány nerezová ocel nebo ocel, jiné materiály jsou rovněž předpokládány.

SESTAVA HLAVNÍ UZAVŘENÉ NÁDOBY. Na obr. 2A je souhrnně označena hlavní nádoba 10, zahrnující válcovou bočnici 11 z nerezové oceli, která má tloušťku kolem 0,635 cm (1/4), průměr kolem 91,44 cm (3') a výšku 30,48 cm (l¹), se spodní základnou 12 sestávající z příruby z nerezové oceli o tloušťce 1,27 cm (1/2) a vnějším průměru 93,98 cm (3’ a 1), která je upevněna k uvedené válcové bočnici 11 svarem 13 nebo jiným prostředkem, a s vrškem 15 tvořeným kotoučem z nerezové oceli o tloušťce 1,27 cm (1/2) a vnějším průměru 99,06 cm (3' a 3), který je upevněn k přírubě 14 prostřednictvím šroubů 1_6, zatímco ploché těsnění 17 zajišťuje úplné utěsnění vnitřní komory pod tlakem, přičemž uvedená hlavní nádoba 10 je zcela naplněna přibližně 15 g kapalného odpadu J_8, který je určen k recyklaci.

SOUSTAVA ELEKTROD. Na obr. 2A a obr. 2B je souhrnně označena soustava 19 elektrod, která zahrnuje vertikálně uloženou, stacionární, nespotřebovatelnou katodu 2 tvořenou wolframovou tyčí s vnějším průměru přibližně 5,08 cm (2) a s délkou přibližně 7,62 cm (3), umístěnou v měděném držáku 20, který vystupuje pod a ven ze spodní základny 12 nádoby a je elektricky izolován od nádoby prostřednictvím nevodivé průchodky 21 vyrobené z fenolového nebo jiného nevodivého materiálu, upevněné k základně 12 šrouby 22 s vloženým plochým těsněním 23 pro úplné utěsnění pod tlakem, přičemž tato průchodka 21 má tvar a rozměry takové, aby bylo nemožné dosáhnout vzdálenosti menší než 2,54 cm (1) mezi držákem 20 katody a kovovou základnou 12. Soustava 19 elektrod dále zahrnuje spotřebovatelnou anodu 1 tvořenou 1,9 cm (3/4) komerčně dostupnými, uhlíkovými tyčemi s délkou 30,48 cm (12), kteréjsou propojené pro kontinuální použití, a které pronikají do sestavy hlavní kovové nádoby 10 vertikálně od vršku 15 skrz průchodku 24 upevněnou k vršku 15 prostřednictvím šroubů 25 s vloženým plochým těsněním 26 a s těsněními 27 pro zajištění udržení tlaku uvnitř nádoby a rovněž pro zabránění unikání kapalného odpadu 18 ven. Uvedená uhlíková tyč prochází skrz kontaktní soustavu 28 pro přivádění záporné polarity elektrického proudu k anodě 1, jak je zejména dobře ilustrováno na obr. 2B, ze kterého je také patrné, že soustava zahrnuje dva měděné kontakty 29 s délkou přibližně 5,08 cm (2) měřenou podél osy anody 1, s tloušťkou 2,54 cm (1) a se šířkou 2,54 cm (1), které se mohou kluzně posouvat uvnitř obklopující měděné krabičky 30 s tloušťkou přibližně 0,635 cm (1/4), která tlačí uvedené měděné kontakty 29 proti uvedené uhlíkové tyči, tvořící anodu 1, prostřednictvím pružin 31, přičemž měděné kontakty 29 jsou drženy na místě prostřednictvím příslušných dříků 32 klouzajících uvnitř obklopující krabičky 30 prostřednictvím 0,079 cm (1/32) vůle 33, přičemž záporná polarita elektrického proudu je přiváděna ke kluzným kontaktům 29 prostřednictvím vysokoproudových drátů a přidružených spojovacích prostředků.

SOUSTAVA PLASMA-ARC-FLOW. Na obr. 2A je souhrnně naznačena soustava 35 PlasmaArcFlow, tvořená soustavou jako podle obr. 1B s difuzérem 6 obklopujícím hroty elektrod 1, 2, s oběhovým čerpadlem či čerpacím prostředkem 36 s výkonem 0,745 kW (1 HP (koňská síla)), které protlačuje kapalný odpad 18 skrz uvedený difuzér 6_, se vstupem 37 zasahujícím dovnitř hlavní nádoby JO, a které je propojeno se standardními, tlakovými (odolnými proti tlaku), ocelovými trubkami 38 s vnitřním průměrem 2,54 cm (1) s trvalým, tlakovým (proti tlaku odolným) upevněním k uvedené nádobě 10 prostřednictvím svaru nebo jiného prostředku. Uvedená soustava 35 PlasmaArcFlow dále zahrnuje komerčně dostupný sifon 39 s vnitřním filtrem a obtoky (nejsou zde pro jednoduchost znázorněny) pro odstraňování tuhých sraženin bez nutnosti zastavení provozu.

SOUSTAVA ELEKTRICKÉHO NAPÁJENÍ. Na obr. 2A je souhrnně naznačena soustava 40 elektrického napájení, sestávající ze stejnosměrného elektrického generátoru 41 o výkonu 50 kWh, jako je komerčně dostupný Dimension 1000 vyrábění v USA firmou Miller Corporation, s vysokoproudovým měděným kabelem 42 pro přivádění záporné polarity ke kontaktní soustavě podle obr. 2B, přičemž prochází skrz sestavu hlavní nádoby 10 prostřednictvím tlakově odolné tvarovky 43, a s vysokoproudovým měděným kabelem 44 pro přivádění kladné polarity k držáku 20 katody vystupujícímu pod a ven ze základny 12 sestavy hlavní nádoby 10.

SOUSTAVA AUTOMATICKÉHO UDRŽOVÁNÍ OBLOUKU. Na obr. 2A je souhrnně označena soustava 45 automatického udržování oblouku, která je podrobněji ilustrována a popsána prostřednictvím obr. 2C, 2D, z nichž je patrné, že uvedená soustava zahrnuje komerčně dostupné elektronické vybavení 46 pro zažehnutí, řízení a optimalizaci oblouku, jako je model NP6000 vyráběný a prodávaný v USA firmou ArcAir, což je divize firmy Tweeco Corporation, s elektronickým snímáním napětí elektrického oblouku každých 50 milisekund prostřednictvím drátu 47, připojeného ke katodě 2, a drátu 48, připojeného ke kontaktům 29 podle obr. 2B nebo k zemi v závislosti na dostupném modelu, přičemž elektronické vybavení potom vysílá impulz elektrického proudu skrz dráty 49 do elektrického motorku 50 o výkonu 0,373 kW (1/2 HP (koňské síly)), který ovládá dvojici ostře ozubených koleček 51 z popouštěné oceli s tloušťkou 0,3175 cm (1/8), vnějším průměrem 7,62 cm (3) a s odstupem 0,9525 cm (3/8) pro uhlíkové tyče o průměru 1,9 cm (3/4), přičemž tato ozubená kolečka 51 pronikají do uhlíkové tyče tvořící anodu 1 do hloubky přibližně 0,3175 cm (1/8) pro správný záběr díky vodícímu válečku 52 s vnějším průměrem přibližně 7,62 cm (3), tloušťkou 1,9 cm (3/4) a kruhovou prohlubní v jeho válcovém vnějšku pro vložení a udržení polohy anody 1 tvořené uhlíkovou tyčí, přičemž tento vodicí váleček 52 je vyroben z izolačního tvrdého materiálu, jako je keramika, a je uložen v držáku 53 ve tvaru písmene U, který končí závitovým dříkem 54, který proniká skrz pouzdro s vůli 55 o velikosti 0,079 cm (1/32), přičemž uvedený vodicí váleček je tlačen proti anodě 1 tvořené uhlíkovou tyčí a proti ozubeným kolečkům 51 prostřednictvím pružiny 56, přičemž uvedený přítlak může být uvolněn pro údržbu prostřednictvím knoflíku 57 působícího na závitovém dříku 54. Ozubená kolečka 51 jsou pro hladký provoz nesena kuličkovými ložisky 58 umístěnými ve vnějším pouzdru a podobně je rovněž vodicí váleček 52 také pro hladkou činnost nesen kuličkovým ložiskem 59 umístěným v držáku 53 ve tvaru písmene U. Celá sestávaje nesena kovovými nožičkami 60 pro upevnění do kovového vršku 15 sestavy hlavní nádoby 10.

SESTAVA PRO AUTOMATICKÉ DOPLŇOVÁNÍ TYČÍ. Na obr. 2A je souhrnně označena soustava 61 pro automatické doplňování tyčí, která je podrobněji ilustrována na obr. 2E, ze kterého je zřejmé, že tato sestava zahrnuje automatické prostředky pro vzájemné propojování uhlíkových tyčí 1,9 cm (3/4) krát 30,48 cm (12), tvořících anody 1, prostřednictvím jejich kuželových a závitových opěrných konců 62 a přítlačných konců 63, včetně infračervených snímačů 65, 66 pro konec 64 nejhořejší tyče s vysílací jednotkou 65 a přijímací jednotkou 66, a včetně automatického ramena 67 poháněného prostřednictvím elektrického motorku 68 a přidruženého komerčně dosažitelného elektronického ovládání (pro jednoduchost není na obr. 2E znázorněno). Automatické rameno 67 uchopí novou uhlíkovou tyč, tvořící anodu 1, ze zásobníku 69, který uchovává 300 shodných uhlíkových tyčí, což je postačující pro čtyři hodiny provozu, a potom automatické rameno 61 vkládá závitový přítlačný konec (s vnějším závitem) této nové uhlíkové tyče do závitového opěrného konce 62 (s vnitřním závitem) poslední uhlíkové tyče. Sestava ještě zahrnuje vše obklopující pouzdro 70, vyrobené z nerezové oceli o síle 0,635 cm (1/4), které je upevněno ke kovovému vršku 15 sestavy hlavní nádoby 10 prostřednictvím nožiček 71 a šroubů 72 nebo svarů 13, přičemž toto vše obklopující pouzdro 70 má víko 72 z nerezové oceli o síle 0,635 cm (1/4), vybavené rychloupínacími svorkami 73 pro rychlé opětovné naplnění vnitřního zásobníku 69 novými uhlíkovými tyčemi a rovněž pro údržbu. Na obr. 2E je rovněž znázorněna čárkovaně soustava 45 automatického udržování oblouku (automatickým kontinuálním vedením tyčí) pro ilustraci horního uložení sestavy pro automatické doplňováni tyčí.

SESTAVA PRO VYUŽITÍ MAGNEPLYNU. Na obr. 2A je souhrnně naznačena sestava 74 pro využití magneplynu, který je vyráběn reaktorem, která zahrnuje otvor 75 o průměru přibližně 4 ve vršku 15 soustavy hlavní kovové nádoby 10, skrz který může volně unikat magneplyn vyrobený reaktorem, stabilizační komoru sestávající z nádrže 76 o tloušťce stěny 0,635 cm (1/4) s průměrem 60,96 cm (2') a s délkou 121,92 cm (4'), která je obecně uložena vertikálně ve vršku soustavy hlavní nádoby 10 pro kapalný odpad vytlačovaný s magneplynem, aby se tento odpad usadil a opět vrátil do vnitřku nádoby. Sestava dále zahrnuje ventil 77 pro řízení tlaku uvnitř _ o nádoby reaktoru na předem nastavenou hodnotu, filtr 78 pro odstraňování uhlíku, zbytkového kapalného odpadu a dalších částicových materiálů z magneplynu, potrubí 79 z nerezové oceli, propojující stabilizační komoru či nádrž 76, ventil 77 a filtr 78 se spojením svary 13 nebo jinými proti tlaku odolnými prostředky, a výstup 80 pro magneplyn, který ústí do běžného zařízení pro využití magneplynu (které pro jednoduchost není znázorněno na obr. 2A), jako je komerčně dostupné plynové čerpadlo pro převod magneplyn do komerčně dostupných nádrží či zásobníků.

SESTAVA PRO VYUŽITÍ TEPLA. Na obr. 2A je souhrnně naznačena sestava 81 pro využití tepla vyráběného reaktorem a získávaného z kapalného odpadu 18, přičemž tato sestava sestává z oběhového čerpadla 82 o výkonu 0,7456 kW (1 HP) se vstupem 83 ústícím uvnitř soustavy hlavní nádoby 10, přičemž toto oběhové čerpadlo 82 protlačuje kapalný odpad 18 do vnějšího vybavení 84 pro využití tepla, jako je radiátor s ventilátorem nebo tepelný výměník, načež uvedené oběhové čerpadlo 82 protlačuje kapalný odpad 18 zpět do kovové nádoby skrz vstup 85, přičemž tato sestava 81 pro využití tepla je propojena prostřednictvím standardního, vysokotlakého potrubí 86 z nerezové oceli o vnitřním průměru 2,54 cm (1), které je upevněno k soustavě hlavní nádoby 10 prostřednictvím svaru 13 nebo jiných prostředků odolných proti tlaku.

NEJRŮZNĚJŠÍ BEZPEČNOSTNÍ A DOPLŇKOVÉ VYBAVENÍ, NEZNÁZORNĚNÉ NA OBR. 2 PRO JASNOST. Jako je: měřidlo s automatickým vypnutím v případě úniku magneplynu mimo soustavu hlavní nádoby 10; měřidlo rovněž s automatickým vypnutím v případě překročení hodnoty kyslíku v magneplynu 5 % nebo větší v důsledku nezáměrné elektrolýzy; snímač s automatickým vypnutím, obvykle začleněný v sestavě pro automatické udržování oblouku, v případě ukončení nebo přerušení uhlíkových tyčí; tlakoměr s automatickým vypnutím v případě dosažení tlaku 172369 Pa (25 psi) uvnitř hlavní nádoby; měřidlo hladiny kapalného odpadu s automatickým vypnutím v případě, že hladina kapalného odpadu je 7,62 cm (3) pod horním limitem; nezávislé filtry jak v soustavě 35 PlasmaArcFlow tak i v sestavě 81 pro využití tepla pro odstranění nečistot z kapalného odpadu j_8; vše obsahující vozík; prostředky ovládané čerpadlem pro spojení soustavy hlavní nádoby 10 s vnější nádrží o požadované kapacitě; vše uzavírající izolační kryt pro vyloučení náhodného lidského kontaktu s reaktorem; a další vybavení.

Činnost shora popisovaného výhodného provedení hadronového reaktoru při atmosférickém tlaku je následující: nádoba reaktoru je zcela naplněna kapalným odpadem 18 určeným k recyklaci, jako je odpad automobilových nemrznoucích směsí nebo olejový odpad; sada tří ručně vzájemně propojených 30,48 cm (12) dlouhých uhlíkových tyčí, tvořících anodu 1, je zasunuta shora jejím zatlačením skrz vodicí mechanismus soustavy 45 pro automatické udržování oblouku, skrz těsnění 27 horní průchodky 24, jak je ilustrováno na obr. 2A, a rovněž skrz měděné kontakty 29 podle obr. 2B takovým způsobem, že uvedené vzájemně propojené uhlíkové tyče jsou umístěny s koncovým hrotem 97 v přibližně 2,54 cm (1) vzdálenosti od vršku hrotu 98 stacionární katody 2. Reaktor je naplněn magneplynem pro úplné odstranění atmosférického kyslíku ve sběrném systému magneplynu. Jsou aktivována čerpadla soustavy PlasmaArcFlow a soustavy pro využití tepla. Je iniciována soustava pro automatické udržování oblouku, jako podle obr. 2C a 2D, na dálku nebo prostřednictvím počítačové sekvence, přičemž tato inicializace nejprve vysílá elektrický proud do motoru 50 podle obr. 2D, který tlačí dolů uhlíkovou tyč, tvořící anodu 1, dokud není vytvořen kontakt s katodou 2 a není zažehnut elektrický oblouk, a potom soustava 45 automatického udržování oblouku snímá napětí elektrického oblouku každých 50 milisekund pro mikrometrické posouvání uhlíkové tyče dolů v případě, že se zvýšilo napětí, přičemž tímto způsobem se tak udržuje optimální předem nastavené napětí elektrického oblouku, které je přibližně 40 V stejnosměrných pro zdroj energie 50 kWh. Potom je bezprostředně po zažehnutí elektrického oblouku vytvářen magneplyn odcházející skrz výstup 80 pro čerpání do běžných nádrží. Rovněž bezprostředně po zažehnutí elektrického oblouku je zahájeno využívání tepla v kapalném odpadu 18, ačkoliv to dosáhne provozní teploty 82,2 °C (180 °F), jak bylo uvedeno výše, nejdříve za přibližně 3 minuty, načež se stane sestava 81 pro využití tepla provozuschopnou.

Následně po výše uvedené sekvenci operátor zůstává v pohotovosti a zasahuje pouze v případě automatického vypnutí. V takovém případě příslušné výstražné světlo identifikuje problém způsobující odpojení, takže potom může být proveden příslušný zásah.

Není třeba zdůrazňovat, že výše popisovaný reaktor může být zkonstruován v množství nejrůznějších variací, včetně modelů menších rozměrů poháněných menší energií než 50 kWh, nebo modelů větších rozměrů poháněných stejnosměrnými elektrickými zdroji o výkonu větším než 50 kWh, s příslušným zmenšením nebo zvětšením celé konstrukce, včetně použití elektrod s patřičně menším průměrem nebo větším průměrem, než je uvedená hodnota 1,9 cm (3/4).

Podobně rovněž testy prokázaly, že může být zapojeno několik elektrických oblouků do série, jako podle obr. ID, uvnitř stejné soustavy hlavní nádoby 10 a poháněno stejnou jednotkou stejnosměrné elektrické energie buď v sériových, nebo paralelních zapojeních. Stejný reaktor může být zkonstruován s několika elektrickými oblouky zapojenými paralelně a poháněnými stejnou jednotkou nebo individuálními jednotkami. Stejný reaktor, popisovaný výše, může být použit pro nadjednotkovou separaci (rozklad) vody, jak bylo popisováno výše. Stejný reaktor, popisovaný výše, může stejně tak pracovat s vnitřními tlaky až o maximální hodnotě 137895 Pa (20 psi), po které již automatický mechanismus pro udržování oblouku, který posouvá uhlíkové tyče, dále není funkční v důsledku síly z vnitřku nádoby, která má sklon vytlačovat uhlíkovou tyč ven.

Stejný reaktor, popisovaný v tomto popisu, může být použit pro nový způsob využití surové fosilní ropy, spočívající v její úplné recyklaci na čistě hořící spalitelný plyn a tuhé sraženiny použitelné pro nejrůznější průmysly. Takovéto postupy mají zjevné výhody oproti současným procesům zpracování surové ropy prostřednictvím rafinérií, protože dramaticky vylepšují spaliny vyráběného paliva, mají menší provozní náklady a zahrnují logistické výhody v důsledku menších rozměrů a mobility reaktoru ve srovnání velmi velikých rozměrů běžných rafinérií.

Je třeba uvést, že výše popisované provedení stejně tak pracuje se střídavým elektrickým obloukem, ačkoliv tento oblouk vyžaduje použití odlišných elektrod a celkově vytváří menší účinnost. Hlavním rozdílem oproti provedení podle obr. 2A až 2E je skutečnost, že obě elektrody jsou obecně spotřebovávány pro střídavý elektrický oblouk uvnitř kapalin, což vyžaduje dva různé poháněné automatické podavače elektrod (systémy pro udržování oblouku), vzájemně propojené takovým způsobem, aby se udržovalo nejen stejné napětí, ale rovněž stejná poloha elektrického oblouku v difuzéru 6, přičemž oba tyto znaky jsou realizovatelné s komerčně dostupným vybavením, jako je automatický podavač Modle NP600 vyráběný firmou ArcAir, což je divize společnosti Tweeco Corporation, který je velkým výrobcem uhlíkových tyčí.

Jak bylo indikováno v předcházejícím popisu, při provozu za atmosférického tlaku má výše popisovaný reaktor s 50 kWh elektrickým generátorem komerční nadjednotkovou produkci přibližně 5, to jest na každou jednotku elektrické energie, naměřenou z ovládací desky, reaktor produkuje přibližně 2 jednotky energie v magneplynu a přibližně tři jednotky energie v teple. Přesněji za provozu při plné funkci reaktor produkuje magneplyn s působivou rychlosti kolem 33,98 m³/5 (1200 cf/h). Dvě hodiny provozu reaktoru jsou potom postačující pro vytvoření dostatečného množství magneplynu pro pohánění kompaktního automobilu pro potřeby celodenního pojíždění. Při provozu při 1200 A a 103421 až 137895 Pa (15 až 20 psi) je nadjednotková produkce řádově 7. Když je naplněn vodou z vodovodu, stejný reaktor pracující s 1000 A a atmosférickým tlakem má nadjednotkovou produkci 4 při separaci molekul vody, přičemž pro větší proudy a tlaky je nadjednotková produkce větší.

Největší provozní náklady výše popisovaného hadronového reaktoru jsou dány uhlíkovými tyčemi o průměru 1,9 cm (3/4), které jsou obecně spotřebovávány rychlosti 1,27 cm (1/2) délky na 0,028 m³ (krychlovou stopu) vyrobeného magneplynu. Za předpokladu ceny $ 0,5 na jednu uhlíkovou tyč o průměru 1,9 cm (3/4) a délce 30, 48 cm (12), když jsou vyráběny hromadně ve velkých množstvích, shora uvedená spotřeba poskytuje náklady na uhlíkovou tyč o velikosti $ 0,02 na 0,028 m (krychlovou stopu) magneplynu. Všechny ostatní provozní náklady se pohybují řádově v tisícinách dolarů. Ve skutečnosti může být zařízení používáno po dobu alespoň 15 let, během kterých vyrobí několik miliónů 0,028 m³ (krychlových stop) magneplynu, čímž je dosaženo zanedbatelné amortizace nákupní ceny na 0,028 m³ (krychlovou stopu) vyrobeného magneplynu. Ostatní náklady, včetně nákladů na údržbu, personálních nákladů, pojištění, režijních nákladů, a tak dále byly detailně identifikovány a nepřekračují celkové náklady o velikosti $ 0,005, což dává celkové provozní náklady $ 0,025/cf. Skutečná cena magneplynu je potom dána odečtením shora uvedených nákladů od příjmu za recyklování kontaminovaného odpadu a přijmu z využití tepla.

Obr. 3 znázorňuje výhodné provedení pro nový způsob zplynování uhlí, jehož hlavními výhodami oproti provedení podle obr. 2A až 2E je: 1) dramatické snížení provozních nákladů; 2) zlepšení kontinuálního využití hadronových reaktorů; a 3) zvýšení energetického obsahu vyráběného plynu.

Provedení podle obr. 3 v podstatě ilustruje způsob vytlačování anody z práškového uhlí a spojovacího činidla, jako je dehet. Tímto způsobem je uhlí rozkládáno elektrickým obloukem na jeho atomové složky. Hadronový reaktor potom separuje tyto prvky na těkavé komponenty, které jsou použity pro vytvoření dalšího nového typu magneplynu, níže označovaného jako uhelný magneplyn, a tuhé látky, které se vysrážejí u dna reaktoru, kde jsou periodicky sbírány pro průmyslová a další využití.

Shora uvedený postup s sebou přináší dramatické snížení provozních nákladů oproti nákladům pro provoz reaktoru podle obr. 2A až obr. 2E, protože uhlí je tak levné, že poskytuje prakticky zanedbatelné náklady na anodu na 0,028 m³ (krychlovou stopu) vyrobeného plynu. Systém je evidentně koncipován pro kontinuální použití, což s sebou přináší zlepšení v provozu. Nakonec je spalitelný plyn, vyrobený tímto procesem, evidentně více energetický než odpovídající plyn vyrobený z uhlíkových tyčí, což je způsobeno obecně dobře známým vysokým obsahem energie v uhlí.

Alternativně provedení podle obr. 3 zajišťuje nový způsob zplynování uhlí se zjevnými výhodami oproti jiným postupům, jako je podstatně přijatelnější palivo za nižší cenu v důsledku komerční nadjednotkové produkce hadronového reaktoru.

Výhodné provedení podle obr. 3 tedy přesněji ilustruje obecně označenou sestavu 87 pro vytlačování anody, jejíž uhelná tyč, tvořící anodu f, má přibližný rozměr 1,9 cm (3/4) v průměru a je kontinuálně vytlačována ze vše obklopujícího kovového kontejneru 88, vytvořeného z nerezové oceli s tloušťkou stěny 0,3175 cm (1/8), jehož spodní část má přibližně tvar trychtýře, který končí válcovou částí 89 mající vnitřní průměr rovnající se vnějšímu průměru 1,9 cm (3/4) uhelné tyče, tvořící anodu E Tato válcová část 89 je upevněna k vršku 15 soustavy hlavní nádoby 10 prostřednictvím svaru 13 nebo jiných prostředků odolných proti tlaku. Kontejner 88 je uvnitř potažen teflonem nebo jiným kluzným materiálem při vysoké teplotě pro usnadnění vytlačování. Samostatná nádrž 90 přivádí práškové uhlí, nebo jiný vodivý prášek, do kontejneru 88 prostřednictvím komerčně dostupného dávkovacího podávače (není znázorněn pro jednoduchost), zatímco samostatná nádrž 91 přivádí spojovací činidlo, jako je dehet nebo epoxid, rovněž prostřednictvím komerčně dostupného dávkovacího podávače (který pro jednoduchost není na výkrese znázorněn). Vnitřek kontejneru 88 obsahuje šnekové ozubené kolo 92 s maximální vůlí vzhledem ke stěně kontejneru 88 o velikosti přibližně 0,159 cm (1/16) a velkým stoupáním přibližně 1,27 cm (1/2), přičemž toto šnekové ozubené kolo 92 je poháněno elektrickým motorem 93 o výkonu přibližně 0,7456 kW (1 HP). Šnekové ozubené kolo 92 míchá uhlí a spojovací činidlo a tlačí je směrem dolů. Spojovací prostředek 94, jako je elektrické topné těleso, potom spojuje uhlí a dehet na tuhou tyč použitelnou jako anoda L Následně po svém vytlačení tato uhelná tyč vstupuje do kontaktní soustavy 28 podle obr. 2B pro přivedení stejnosměrného elektrického proudu se zápornou polaritou. Na výstupu z uvedené kontaktní soustavy 28 je uhelná tyč, tvořící anodu 1, nakonec vystavena ke stacionární, nespotřebovatelné katodě 2 vyrobené z wolframové tyče

-1? CZ 306312 B6 o průměru přibližně 5,08 cm (2) a s délkou 7,62 cm (3). Potom je zažehnut elektrický oblouk a pokračuje se jako podle provedení, které je ilustrováno na obr. 2C a obr. 2D.

Provoz podle tohoto nového způsobu zplynování uhlí je následující. Nejprve je nádrž 90 naplněna uhlím a nádrž 91 je naplněna zvoleným spojovacím činidlem. Celé vytlačovací zařízení je potom naplněno magneplynem pro eliminování jakéhokoliv atmosférického kyslíků z důvodů bezpečnosti. Naplní se kontejner 88 práškovým uhlím a zvoleným spojovacím činidlem ve vhodném poměru. Spustí se elektrický motor 93 a aktivuje se spojovací prostředek 94, což má za následek vytlačování uhelné tyče, tvořící anodu £, která proniká dovnitř vršku 15 soustavy hlavní nádoby 10. Snímače indikují pronikání do a vystupování této uhlíkové tyče z elektrické kontaktní soustavy 28, aby se tak aktivoval automatický podavač (systém pro udržení oblouku) jako v provedení podle obr. 2B a obr. 2C. Spíše než pro posouvání uhlíkových tyčí, tvořících anodu 1, směrem ke katodě 2 jako podle provedení ilustrovaného na obr. 2A, je stejná soustava 45 automatického udržování oblouku (automatického podávání tyčí) tentokrát použita pro řízení elektrického motoru 93 pro ovládání rychlosti vytlačování uhelné tyče, tvořící anodu L K zažehnutí oblouku dochází při elektrickém zkratu a následném spotřebování uhelné tyče do mezery 3 elektrického oblouku. Následně, v případě zvýšení napětí oblouku, které indikuje zvětšení mezery 3 oblouku, se zvyšuje uvedená rychlost prostřednictvím uvedené soustavy 45 pro automatické udržování oblouku, zatímco v případě snížení napětí oblouku, které indikuje zmenšení mezery 3 oblouku, je vytlačování zastaveno, čímž se dosahuje konstantního napětí.

Předkládaný vynález rovněž zahrnuje následující alternativní přístup ke zplynování uhlí na magneplyn prostřednictvím reaktorů PlasmaArcFlow. Za prvé, uhlí může být nezávisle vytlačováno na uhelné tyče s vnějším průměrem 1,9 cm (3/4) a s délkou 30, 48 cm (12) s kuželovými závitovými konci, jako podle obr. 2E. V tomto případě mohou být uvedené uhelné tyče použity v sestavě 61 pro automatické doplňování tyčí podle obr. 2E namísto uhlíkových tyčí, což má za následek přesně stejné zplynování uhlí, jako bylo popsáno ve spojení s automatickou sestavou 87 pro vytlačování anody podle obr. 3.

Alternativně může být práškové uhlí magneticky vázáno na kapalinu uvnitř reaktoru až do bodu magnetického nasycení. V tomto případě v důsledku přebytečného uhlíku, obsaženého v magnekapalině, je možné použití nespotřebovatelných elektrod na ne-uhlíkové bázi, což má za následek dlouhou životnost reaktoru. V tomto posledně uvedeném případě automatický podávač (soustava pro udržování oblouku) podle obr. 2B a obr. 2C pouze zažehne a udržuje elektrický oblouk bez posouvání anody v důsledku její spotřeby.

Jedním z hlavních znaků hadronových reaktorů podle obr. 2A až obr. 2E a obr. 3 je to, že umožňují kontinuální, 24 hodinové použití bez přerušování až na údržbu. To je umožněno vlastností vzájemného propojení uhlíkových nebo uhelných tyčí, které jako takové mohou být kontinuálně přiváděny do elektrického oblouku. Přesněji vzhledem k lineárnímu charakteru vzájemně propojených tyčí anoda musí nutně pronikat do soustavy hlavní nádoby 10 skrz těsnění 27, jak je patrné na obr. 2A.

Omezením výše popisovaných provedení je, že mohou pracovat pouze při omezeném tlaku maximálně řádově 137895 až 206843 Pa (20 až 30 psi). To je způsobeno skutečností, že při vyšších tlacích automatický podavač (soustava pro udržování oblouku) již nemůže tlačit uhlíkovou nebo uhelnou tyč do reaktoru v důsledku nadměrné velikosti síly, která se snaží stejnou tyč vytlačit ven z nádoby a která je způsobená vnitřním tlakem.

Výhodné provedení podle obr. 4 znázorňuje ještě další nový typ hadronového reaktoru, který může pracovat při vyšší hodnotě vnitřního tlaku, řádově 1378950 až 2068430 Pa (200 až 300 psi), což má za následek dramatické zvýšení účinnosti komerční nadjednotkové produkce na hodnotu řádově 30 nebo více, když je reaktor poháněn energií 50 kWh. Tento nový hadronový reaktor tvoří následující hlavní části:

- 13 CZ 306312 B6

Soustava hlavní uzavřené nádoby. Souhrnně je na obr. 4 označena soustava hlavní nádoby 10, kteráje v podstatě podobná soustavě hlavní nádoby podle obr. 2A a která zahrnuje vertikální ocelovou válcovou bočnici 11 s tloušťkou přibližně 2,54 cm (1), vnějším průměrem přibližně 91,44 cm (3') a s výškou přibližně 231,36 cm (7'), která má základnu 12 sestávající z ocelového kotouče o tloušťce 5,08 cm (2) a vnějším průměru 93,98 cm (3' a 1) a připevněné k přírubě 14 prostřednictvím šroubů 16 nebo jiných prostředků. Ploché těsnění 17 zajišťuje úplné utěsnění vnitřku komory takovým způsobem, aby vydrželo vysoký tlak, přičemž uvedená uzavřená kovová nádoba je zcela naplněna kontaminovaným kapalným odpadem 18 určeným k recyklování.

Soustava elektrod. Souhrnně je znázorněna soustava 19 elektrod, která zahrnuje stacionární nespotřebovatelnou katodu 2 tvořenou wolframovou tyčí s vnějším průměrem alespoň 5,08 cm (2) a s délkou 7,62 cm (3), kteráje vložena do měděného držáku 20, který vystupuje dolů a ven ze základny 12 nádoby a je izolován elektricky od této základny 12 prostřednictvím nevodivé průchodky 21 upevněné k základně 12 prostřednictvím šroubů 22. Ploché těsnění 23 zajišťuje úplné utěsnění pod tlakem pro hlavní nádobu, přičemž uvedená průchodka 21 je vyrobena z fenolového nebo jiného elektrického izolátoru s tvarem a rozměry takovými, aby neumožnila jakoukoliv vzdálenost menší než 2,54 cm (1) mezi držákem 20 katody a uvedenou kovovou základnou £2. Soustava 19 elektrod dále zahrnuje spotřebovatelnou anodu £, vyrobenou z uhlíku, uhlí nebo jiného vodivého materiálu, která má tvar válce s tloušťkou 1,9 cm (3/4), poloměrem jedné stopy (30,48 cm) a výškou 91,44 cm (3'), přičemž tato válcová anoda £ je uložena uvnitř měděného držáku 99, ve tvaru šálku, držícího válcovou anodu upevňovacími prostředky 100. Uvedená sestava válcové anody £ a jejího měděného držáku 99 končí v horní části měděnou tyčí 101 o průměru 1,9 cm (3/4) a s výškou delší, než je spotřebovatelná délka válcové anody £, například tedy s výškou 121,92 cm (4'), přičemž tato měděná tyč 101 prochází skrz kontaktní soustavu 28 pro přivádění elektrického proudu se zápornou polaritou, podobně jako podle obr. 2B. Záporná polarita přiváděna prostřednictvím vysokoproudových elektrických drátů £02, zatímco proud s kladnou polaritou je přiváděn k měděnému držáku 20 katody 2 v jeho části vyčnívající ven a dolů ze základny 12, jako u provedení podle obr. 2A.

Soustava Plasma-Arc-Flow. Soustava 35 PlasmaArcFlow zahrnuje uspořádání podle obr. 1A s oběhovým čerpadlem podobným provedení podle obr. 2A a na obr. 4 pro jednoduchost není ilustrována.

Soustava elektrického napájení. Souhrnně znázorněná soustava 40 elektrického napájení je podobná provedení podle obr. 2A a zahrnuje 50 kWh stejnosměrný elektrický generátor, jako je komerčně prodávaný model Dimension 1000, vyráběný v USA firmou Miller Corporation, s vysokoproudovým měděným kabelem 102 pro přivádění záporné polarity k vnitřní kontaktní sestavě podle obr. 2B a s měděným kabelem 44 pro přivádění kladné polarity k držáku 20 katody, který vyčnívá dolů a ven ze základny 12 nádoby, a s automatickým podavačem 45 pro zažehnutí, udržování a optimalizaci elektrického oblouku, který je podobný soustavě 45 automatického udržování oblouku podle obr. 2C a obr. 2D, ačkoliv tentokrát je poháněči hlava zcela zanořena dovnitř soustavy nádoby 10 a elektronická část je vně tuto nádobu. Tento automatický podavač je navíc modifikován tak, aby měl funkci otáčení měděnou tyčí 101 válcové anody 101 s rychlostí 5 otáček za minutu navíc k jejím posouváním podél osy tyče tak, aby se umožnilo otáčení válcové anody £ nad katodou 2 ještě kromě posouvání válcové anody £ směrem k a od stacionární katody 2.

Soustava pro využití magneplynu. Soustava 74 pro využití magneplynu je stejná jako podle obr. 2A a je na obr. 4 pro jednoduchost vynechána.

Soustava pro využití tepla. Soustava 81 pro využití tepla je stejná jako podle obr. 2A a je na obr. 4 pro jednoduchost vynechána.

Nejrůznější bezpečnostní a doplňkové vybavení, neznázoměné na obr. 4 pro jasnost. Toto vybavení je v podstatě stejné jako u provedení podle obr. 2A až obr. 2E a je zde rovněž pro jednoduchost vynecháno.

Činnost výhodného provedení vysokotlakého hadronového reaktoru podle obr. 4 je následující. Válcová uhlíková nebo uhelná anoda 1 je vložena do jejího měděného držáku 99 a uložena do polohy vhodné pro zažehnutí oblouku. Uzavřená nádoba reaktoru je zcela naplněna kapalným odpadem 18 určeným k recyklaci, jako je odpad automobilových nemrznoucích směsí nebo odpad motorových olejů nebo surová ropa. Reaktor je potom naplněn magneplynem pro úplné odstranění atmosférického kyslíku z vnitřku nádoby. Jsou aktivována čerpadla soustav PlasmaArcFlow a využití tepla. Je spuštěn automatický podavač pro elektrický oblouk dálkově od zařízení nebo prostřednictvím počítačové sekvence. Válcová uhlíková nebo uhelná anoda 1 zahájí otáčení ze strany vzhledem k wolframové katodě 2 při současném posouvání rovněž podél osy, dokud se nezažehne elektrický oblouk. Jak se uhlík nebo uhlí spotřebovává elektrickým obloukem v jednom bodě hrany válcové anody 1, její otáčení a její mikrometrické posouvání dolů podle potřeby umožňuje udržování konstantního elektrického napětí oblouku, což udržuje konstantní jeho mezeru. Následně po zažehnutí elektrického oblouku je bezprostředně vytvářen magneplyn současně s vytvářením tepla v kapalině. Činnost začíná při atmosférickém vnitřním tlaku, který se rychle zvětšuje produkcí magneplynu na předem nastavený tlak soustavy ventilu 77. Veškerý magneplyn vytvořený nad tuto předem stanovenou hodnotu tlaku potom může být vypouštěn z reaktoru a může být čerpán do běžných skladovacích nádrží.

Zatímco nízkotlaký hadronový reaktor v provedení podle obr. 2A až obr. 2E může pracovat kontinuálně 24 hodin denně s pouhým přerušováním potřebným pro případnou údržbu, vysokotlaký hadronový reaktor podle obr. 4 musí být zastavován pro periodickou výměnu válcové uhlíkové nebo uhelné anody 1 každých 8 hodin práce pro výše uvedené rozměry válce. Taková výměna může být realizována prostřednictvím prostředků pro rychlé upnutí či povolení vršku 15 nádoby 10 a prostřednictvím rychlého opětovného uložení nové válcové anody.

Pro pochopení výdrže uvedené válcové anody připomeňme, že 1,9 cm (3/4) uhlíková nebo uhelná tyč se spotřebovává s rychlostí kolem 1,27 cm (1/2) 0,028 m³ (krychlovou stopu) vytvořeného plynu. Válcová anoda s 1,9 cm (3/4 palcovou) tloušťkou, poloměrem 30,48 cm (Γ) a výškou 91,44 cm (3') je ekvivalentem 300 lineárních tyčí o průměru 1,9 cm (3/4) a délkou 365,76 cm (12'), což je využitelné pro výrobu 203,88 m³ (7200 krychlových stop) magneplynu, která při rychlosti 25,48 m³/h (900 cf/h) trvá 8 kontinuálních pracovních hodin, jak bylo uvedeno. Delší výdrže válcové anody může být snadno dosaženo prostřednictvím zvětšení jejího poloměru nebo její výšky nebo obojího. Může být tedy zkonstruována dostatečně velká nádoba pro kontinuální provoz po dobu 24 hodin, po kterých bude provoz zastaven pro rychlou výměnu válcové anody a potom provoz opět začne bezprostředně po výměně.

Lze očekávat, že vysokotlaký hadronový reaktor podle obr. 4 má účinnost dramaticky větší, než je účinnost nízkotlakých reaktorů, protože výroba magneplynu v mezeře mezi elektrodami posouvá recyklovaný kapalný odpad, v důsledku čehož elektrický oblouk probíhá po většinu doby, odhadem po 60 % z celkové doby, uvnitř vyráběného magneplynu spíše než uvnitř kapaliny, což způsobuje následně relativně nízkou účinnost.

Pro porovnání, když pracuje při tlacích řádově 200 nebo 300 psi, mají bublinky magneplynu vyráběného elektrickým obloukem 95 dramaticky zmenšenou velikost o alespoň 99 %. Z toho potom vyplývá, že elektrický oblouk nastává po většinu doby uvnitř recyklované kapaliny, což dramaticky zvětšuje výrobu magneplynu s odpovídajícím dramatickým zvýšením vyráběného tepla.

Detailní výpočty, založené na hadronové mechanice, hadronové supravodivosti a hadronové chemii, odhadují, že nadjednotková produkce vysokotlakého hadronového reaktoru jako v provedení podle obr. 4 při provozu za tlaku 2068430 Pa (300 psi) může být očekávána s hodnotou ales

-15CZ 306312 B6 poň 30, z čehož lze očekávat, že nadjednotková produkce o hodnotě 10 připadá na výrobu magneplynu a nadjednotková produkce o hodnotě 20 připadá na výrobu využitelného tepla.

S připomenutím, že elektrické generátory mají účinnost 30 %, lze očekávat, že účinnost vysokotlakého hadronového reaktoru podle obr. 4 bude soběstačná v tom smyslu, že vyráběný magneplyn je postačující pro pohánění elektrického generátoru pro výrobu stejnosměrného elektrického proudu potřebného pro provoz samotného hadronového reaktoru a potom ještě zbude postačující množství magneplynu pro použití na další účely, to vše ještě vedle výroby velkého množství využitelného tepla.

Alternativním provedením k provedení podle obr. 4, je provedení, ve kterém je záporná polarita elektrického proudu přiváděna přes měděnou průchodku v podstatě podobně jako v provedení podle obr. 2B, která klouže na vnějším válcovém povrchu anody 1_ v přibližně (nejméně) 2,54 cm (1) vzdálenosti od její spodní hrany aje umístěna tak blízko k elektrickému oblouku, jak jen je možné, aby se minimalizovaly ztráty elektrické energie způsobené velkým odporem uhlíku. V tomto alternativním provedení je kontaktní soustava stejná jako soustava podle obr. 2B až na tu skutečnost, že anoda 1 má nyní vnější průměr 60, 96 cm (2'), zatímco soustava pro pohánění anody je stejná jako podle obr. 2C a 2D s tím jediným rozdílem, že tato soustava nyní pohání měděnou tyč 101 anody 101 a obsahuje přídavné prostředky pro otáčení této tyče při současném jejím posouvání. Hlavní výhodou tohoto alternativního provedení jsou značné úspory elektrické energie. Ve skutečnosti pro provedení podle obr. 4 musí elektrický proud procházet skrz celou délku válcové anody se značnými ztrátami v důsledku známého odporu uhlíku, který je přibližně 300 krát větší, než je odpor mědi. Pro porovnání posledně uvedené provedení s sebou přináší přivádění elektrického proudu velmi blízko k oblouku, což vylučuje předchozí velké ztráty elektrické energie.

Výhodné provedení lineárního hadronového reaktoru pro recyklování kapalného odpadu v podobě splašek je ilustrováno na obr. 5 a zahrnuje následujících sedm stanic:

Stanice 1: Filtrační-Macerační sestava. Na obr. 5 je souhrnně naznačena filtrační-macerační sestava 103, která zahrnuje vstupní trubku 104 z nerezové oceli s vnitřním průměrem přibližně 2,54 cm (1), do které jsou zaváděny kapalné splašky či odpadní vody a za kterou následuje čerpací prostředek 105 čili soustava filtračních-maceračních čerpadel určených pro odstranění velkých částic, které by vnikaly do zařízení, a rovněž pro emulgování biologických granulí do podoby, která může být zpracovávána zařízením.

Stanice 2: Soustava řízení průtokových ventilů a měření průtoku. Na obr. 5 je souhrnně znázorněna soustava 106 řízení průtokových ventilů a měření průtoku, která zahrnuje ventily pro řízení průtoku na předem nastavenou hodnotu a rovněž průtokoměry pro měření průtoku tak, aby zařízení bylo nastaveno pro provoz s požadovanou rychlostí recyklování.

Stanice 3: reaktory Plasma-arc-flow. Souhrnně označené reaktory 108 PlasmaArcFlow zahrnují trubku 109 z nerezové oceli s přibližným vnitřním průměrem 2,54 cm (1), která končí v difuzéru 6 podle obr. 1B, obsahujícím stacionární wolframovou katodu 2 a spotřebovatelnou uhelnou nebo uhlíkovou anodu 1, přičemž difuzér 6 má tlakově odolný výčnělek 110 vystupující vertikálně nahoru, skrz který anoda 1 proniká přes těsnění 111 tak, aby se vytvořilo zcela utěsněné zařízení proti unikání vody. Uvedené elektrody jsou napájeny 50 kWh stejnosměrným elektrickým generátorem 112 přivádějícím kladnou elektrickou polaritu ke katodě přes vysokoproudový měděný kabel 113 a zápornou elektrickou polaritu k anodě přes vysokoproudový měděný kabel 114 do ponořené kontaktní soustavy podle obr. 2B, umístěné tak blízko, jak jen je možné, u difuzéru 6 pro minimalizování ztrát elektrické energie. Oblouk 95 je zažehnut, udržován a optimalizován prostřednictvím automatické řídící jednotky podobné, jako byla soustava pro reaktory podle obr. 2A až obr. 2E a obr. 4, která je umístěna vně a na vršku reaktoru, jako podle obr. 2C a obr. 2E.

- 16 CZ 306312 B6

Stanice 4: Jednotka pro využití magneplynu. Souhrnně je na obr. 5 znázorněna jednotka 115 pro využití magneplynu, která zahrnuje trubku 116 z nerezové oceli s vnitřním průměrem přibližně 2,54 cm (1), kterou proudí lineární tok kapaliny tentokrát do stabilizační komory 117 sestávající z válcové, vertikálně uložené nádrže z nerezové oceli o tloušťce pláště přibližně 0,635 cm (1/4), s průměrem 60,96 cm (2') a s výškou 182,88 cm (6'), přičemž trubka 116 vstupuje doprostřed výšky nádrže, jejímž účelem je separace magneplynu vyrobeného zpracovávanou kapalinou. Magneplyn je vytlačován v horní trubce 118, rovněž vytvořené z nerezové oceli a s vnitřním průměrem přibližně 2,54 cm (1), načež následuje tlakový regulátor 119 a filtr 120, za kterým je trubka z nerezové oceli připojena ke standardnímu čerpadlu pro stlačení magneplynu do standardní nádrže na plyn.

Stanice 5: Odmagnetizační systém. Na obr. 5 je souhrnně znázorněn odmagnetizační systém či prostředek 121 sestávající z průmyslové mikrovlnné trouby absorbující přibližně 3 kWh, která má vnitřní rozměry přibližně 182,88 cm x 182,88 cm x 182,88 cm (6' x 6' x 6') a vnitřní spirálu nekovového potrubí, jako například ze skla, s vnitřním průměrem přibližně 2,54 cm (1). Tato trouba pracuje při rezonanční frekvenci vody, jako je tomu u spotřebních mikrovlnných trub.

Stanice 6: Odstředivka. Na obr. 5 je obecně naznačena odstředivka 122 tvořená běžnou, komerčně dosažitelnou odstředivkou vhodnou pro zpracování průtoku 4546 1/h (1000 g/h (galonů za hodinu)) za účelem odstraňování tuhých sraženin ze zpracovávané kapaliny. Tato odstředivka je vybavena prostředkem 123 pro periodické odebírání tuhých sraženin bez přerušení provozu a je rovněž vybavena obtokem, který není znázorněn na obrázku, pro případ, že její činnost není požadována.

Stanice 7: Finální filtr. Na obr. 5 je souhrnně naznačen finální filtr 124 zahrnující komerčně dostupný filtr, jehož porozita je taková, jako je požadováno regulační autoritou pro ochranu životního prostředí pro příslušnou specifickou aplikaci. Tento filtr je rovněž vybaven obtokem, který pro jednoduchost není znázorněn na obr. 5.

Další doplňkové bezpečnostní a řídicí prostředky. Tyto prostředky zahrnují vnější detektory magneplynu pro automatické vypnutí v případě úniků; měřidlo tlaku splašek s automatickým vypnutím v případě stoupání tlaku; desku pro dálkové spuštění a řízení operací, včetně všech potřebných odpojovačích spínačů, a tak dále.

Provoz výše popsaného výhodného provedení lineárního hadronového recyklátoru je následující. Zasune se uhelná nebo uhlíková tyč, tvořící anodu 1; řízení Stanice 2 se předem nastaví na požadovaný průtok, řekněme 4546 1/h (1000 g/h). Vstupní trubka 104 se spojí s městskou vodou a spustí se soustava 105 filtračních-maceračních čerpadel. Zažehne se elektrický oblouk, jehož činnost zahájí výrobu magneplynu a zavlažovači vody. Jakmile je funkce zařízení ověřena s městskou vodou, je vpouštěn kapalný odpad (splašky) s obtokem, který odpojuje použití městské vody. Splašky jsou potom recyklovány obloukem, který zabíjí veškeré bakteriologické aktivity, částečně rozkládá biologické kontaminanty na plynné komponenty a tuhé sraženiny a spéká zbytek do podoby použitelné pro umělá hnojivá. Takto zpracovaný kapalný odpad je potom soustavou 105 filtračních-maceračních čerpadel vháněn do stabilizační komory 117 pro magneplyn, ve které tlak narůstá do bodu nad hodnotou nastavenou tlakovým regulátorem 119. Tímto způsobem je magneplyn vyráběn, filtrován a převáděn do běžného čerpadla pro uložení do běžných nádrží. Zpracovaný kapalný odpad pokračuje ve svém lineárním průtoku tentokrát do odmagnetizačního systému, který má za úkol odstranit magnetickou polarizaci získanou molekulami vody při průchodu skrz velmi intenzivní magnetická podle elektrického oblouku, jejichž velikost se odhaduje na řádově 10 Tesla nebo více. Uvedený odmagnetizační systém odstraňuje magnetickou polarizaci pouhým uvedením molekul vody do prudkých vibrací způsobených mikrovlnami s rezonanční frekvencí vody. Po odmagnetizováni prochází zpracovaný kapalný odpad skrz odstředivku pro vyloučení nežádoucích tuhých částic. Takto zpracovaný kapalný odpad potom prochází skrz filtr 124, aby dosáhl čistoty finální zavlažovači vody požadované regulační autoritou pro životní prostředí, a nakonec je vypuštěn výstupem 107.

- 17CZ 306312 B6

Je možný v podstatě nekonečný počet různých variant, doplnění nebo modifikací provedení podle obr. 5, jako je například rozšíření uvedeného lineárního hadronového recyklátoru o dvě nebo tři Stanice 3 a příslušné Stanice 4, které budou všechny zapojeny do série a každá bude vybavena obtokem, pro zlepšení recyklace stejného průtoku na požadovanou kvalitu, nebo jako je použití několika úplných lineárních hadronových recyklátoru zapojených paralelně za účelem zvýšení průtoku zpracovávaného odpadu.

Zde popisovaný předkládaný vynález je zjevně nový a využitelný. Navíc nebyl zjevně nasnadě pro osoby s běžnými znalostmi v tomto oboru v okamžiku, kdy byl vytvářen, vzhledem k obsahu dosavadního stavu techniky jako celku, jak je požadováno zákonem.

Je tudíž zcela zjevně patrné, že výše stanovené cíle a cíle, které jsou patrné z předcházejícího popisu, jsou dosaženy účinným způsobem. Protože ve shora popisovaných konstrukcích mohou být prováděny změny, aniž by přitom byla opuštěna podstata nebo překročen rozsah vynálezu, je třeba všechny detaily a znaky, obsažené v předcházejících konstrukcích nebo ilustrované na připojených výkresech, považovat pouze za ilustrativní a nemající žádný omezující význam.

Mělo by být rovněž zřejmé, že následující připojené patentové nároky jsou určeny pro pokrytí všech z generických a specifických znaků zde popisovaného vynálezu a rovněž pro pokrytí všech vyjádření spadajících do rozsahu jazykových ekvivalentů.

Claims (23)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro recyklaci kapalin na spalitelný plyn, teplo a tuhé látky, které zahrnuje:

   - uzavřenou kovovou nádobu (10) pro držení kapaliny určené k recyklaci;

   - alespoň jednu dvojici elektrod (1,2) umístěných uvnitř uzavřené kovové nádoby (10);

   vyznačující se t í m , že dále zahrnuje:

   - trubici (6) z elektricky izolačního materiálu, která obklopuje hroty (97, 98) elektrod (1,2),

   - vstupní trubku (4), která končí v trubici (6),

   - čerpací prostředky (36, 105) pro vynucení toku kapaliny skrz trubku (4) a trubici (6) a tím vynucení toku kapaliny skrz ponořené elektrické oblouky (95) mezi uvedenou alespoň jednou dvojicí elektrod a plazmou (96) obklopující hroty (97, 98) elektrod (1,2),

   - sestavu (74) pro sběr spalitelného plynu probublávajícího na povrch kapaliny.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že elektrické oblouky jsou umístěny uvnitř trubky mající elipsovitou plochu průřezu, odpovídající přibližně tvaru plazmatu vytvořenému elektrickými oblouky, což zajišťuje průtok kapaliny skrz plazma v těsné blízkosti hrotů elektrod, vytvářejících elektrické oblouky, a následně skrz mezeru mezi hroty elektrod.
3. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že kapalina je přinucena k proudění skrz vnitřek jedné elektrody (2) z elektrod, což zajišťuje průtok kapaliny skrz elektrické oblouky a následně skrz plazma vytvořené elektrickými oblouky.

   - ix CZ 306312 B6
4. 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že elektrody zahrnují uhlíkovou tyčovou anodu (1), přičemž zařízení dále zahrnuje motorem poháněné ozubené kolo (51) pro pohon anody (1) k elektrickému oblouku, přičemž toto ozubené kolo (51) působí tlakem proti anodě (1), a vyrovnávací, izolační vodicí válec (52) tlačený proti uhlíkové tyčové anodě (1).
5. 5. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředky (61) pro automatické doplňování vzájemně propojených elektrodových tyčí, přičemž tyto prostředky zahrnují úložný zásobník, snímač signalizující aktivaci doplňování, a prostředek pro odebrání doplňované elektrodové tyče ze zásobníku a propojení této doplňované elektrody s poslední aktivní elektrodou umístěnou v uvedené kovové nádobě.
6. 6. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna z elektrod má válcový tvar.
7. 7. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna z elektrod je vyrobena z uhlí.
8. 8. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředek pro kontinuální vytlačování alespoň jedné elektrody z vodivého prášku a spojovacího činidla.
9. 9. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené dvojice elektrod a elektrické oblouky jsou řazeny do série.
10. 10. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené dvojice elektrod a elektrické oblouky jsou řazeny paralelně.
11. 11. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že elektrické oblouky mezi elektrodami jsou zažehnuty a řízeny motorem poháněnými automatickými elektronickými prostředky.
12. 12. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že polarita elektrického proudu je přiváděna přes ponořené kontakty klouzající pod tlakem na anodě a umístěné u elektrických oblouků.
13. 13. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestava (74) pro sběr vyrobeného spalitelného plynu zahrnuje stabilizační nádrž pro plyn, umístěnou nad horní úrovní uvedené kapaliny.
14. 14. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředek pro rychlé sbírání tuhých sraženin bez zastavení provozu zařízení.
15. 15. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje vnější radiátor (84) pro využití tepla absorbovaného v kapalině čerpáním této kapaliny skrz něj.
16. 16. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje vnější a vnitřní tepelný výměník pro využití tepla absorbovaného v kapalině čerpáním této kapaliny skrz jeden z nich.
17. 17. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že na vršku kovové nádoby je umístěna stabilizační nádrž (76), do níž je zaváděn spalitelný plyn a která má otvor pro vzájemné spojení mezi stabilizační nádrží a kovovou nádobou pro umožnění usazování kapaliny, zachycené ve spalitelném plynu, a jejího návratu do kovové nádoby.

    - 19CZ 306312 B6
18. 18. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje ventil s měřičem tlaku, umístěný na vstupu pro přednastavení průtoku kapaliny na předem určenou hodnotu.
19. 19. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že přiváděný elektrický proud k elektrodám je stejnosměrný.
20. 20. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že přiváděný elektrický proud k elektrodám je střídavý.
21. 21. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že jedna polarita elektrického proudu je přiváděna přes kovové kontakty klouzající s pružným předpětím na elektrodách, přičemž tyto kontakty jsou umístěny v blízkosti elektrických oblouků.
22. 22. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje odmagnetizační prostředky (121) pro odstranění magnetických polarizací získaných molekulami kapalného odpadu při průchodu molekul kapalného odpadu skrz elektrické oblouky.
23. 23. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje odstředivku (122) pro odstranění tuhých komponentů z recyklovaného kapalného odpadu.