CZ308379B6

CZ308379B6 - Reaktor pro výrobu plynu

Info

Publication number: CZ308379B6
Application number: CZ2019-276A
Authority: CZ
Inventors: Qusay Al Ansari
Original assignee: H2 Solution s.r.o.
Priority date: 2019-05-03
Filing date: 2019-05-03
Publication date: 2020-07-08
Also published as: US20220186387A1; KR20220002494A; WO2020224683A1; CZ2019276A3; MX2021013314A; CA3135573A1; CN113767190A; AU2019444399A1; IL287741A; EP3856953A1; MA53738A; BR112021021964A2; JP2022531429A

Abstract

Řešení se týká reaktoru, který obsahuje skupinu vzájemně paralelních desek rozmístěných odděleně od sebe a uzpůsobených k tomu, aby byly připojeny ke zdroji proudu tak, že alespoň jedna z těchto desek je katodová deska, alespoň jedna z těchto desek je anodová deska a alespoň jedna z těchto desek je neutrální deska a je umístěná mezi katodovou deskou a anodovou deskou, a skupinu rámů, přičemž každý z těchto rámů z této skupiny rámů je uzpůsoben pro obvodové uzavření dutiny přilehlé k alespoň jedné z desek, a potrubí pro přivádění vody a elektrolytu do zmíněných dutin a potrubí pro odvádění kapaliny obohacené produkovaným plynem, který je vytvářen ve zmíněných dutinách, z reaktoru, kde tento reaktor dále obsahuje skupinu permanentních magnetů připevněných k anodové desce a k neutrálním deskám, rozmístěných odděleně od sebe, na té straně anodové desky, která směřuje proti katodové desce, přičemž severní póly permanentních magnetů směřují proti této katodové desce.

Description

Reaktor na výrobu plynu

Oblast techniky

Tento vynález se týká reaktoru na výrobu plynu pomocí elektrolýzy, kde reaktor obsahuje alespoň jeden odvod pro vyráběný plyn a skupinu vzájemně paralelních desek rozmístěných odděleně od sebe a uzpůsobených k tomu, aby byly připojeny ke zdroji proudu tak, že alespoň jedna z těchto desek je katodová deska, alespoň jedna z těchto desek je anodová deska a alespoň jedna z těchto desek je neutrální a umístěná mezi katodovou deskou a anodovou deskou, kde tato anodová deska a ta neutrální deska jsou opatřeny skupinou magnetů, přičemž jednotlivé desky jsou odděleny pryžovými rámy pro udržování předem stanovené vzdálenosti jednotlivých desek od sebe a pro vytváření vodotěsných dutin mezi těmito deskami.

Dosavadní stav techniky

V současném stavu techniky jsou známy reaktory na výrobu plynů využívající elektrolýzu. Cílem tohoto vynálezu je zvýšit účinnost takových reaktorů. Toho je dosaženo použitím magnetického pole, které během procesu elektrolýzy urychluje elektrony a tím zrychluje produkci plynu, aniž by se zvýšila intenzita vstupního elektrického proudu.

Podstata vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu je reaktor na výrobu plynu, který obsahuje skupinu vzájemně paralelních desek rozmístěných odděleně od sebe a uzpůsobených k tomu, aby byly připojeny ke zdroji proudu tak, že alespoň jedna z těchto desek je katodová deska, alespoň jedna z těchto desek je anodová deska a alespoň jedna z těchto desek je neutrální deska a je umístěná mezi katodovou deskou a anodovou deskou. Tento reaktor dále obsahuje skupinu rámů, kde každý rám z této skupiny rámů je uspořádán tak, aby obvodově uzavřel dutinu přiléhající alespoň kjedné z těchto desek, a potrubí pro přivádění vody a elektrolytu do zmíněných dutin a potrubí pro odvádění kapaliny obohacené plynem, vytvářeným ve zmíněných dutinách, z reaktoru. Reaktor podle tohoto vynálezu se vyznačuje tím, že dále obsahuje skupinu permanentních magnetů připojených k anodové desce a k neutrálním deskám, kteréžto magnety jsou od sebe odděleny, na té straně anodové desky, která směřuje ke katodové desce, přičemž severní póly magnetů směřují proti katodové desce. V jednom výhodném provedení je každý rám v reaktoru umístěn mezi dvěma deskami, aby tak vytvořil dutinu uzavřenou tímto rámem a těmito dvěma sousedícími deskami, nebo reaktor dále obsahuje skupinu membrán, přičemž každý rám má dvě části, kde každá část tohoto rámu je umístěna mezi deskou a membránou tak, aby se vytvořila dutina uzavřená zmíněnou částí rámu, zmíněnou deskou a zmíněnou membránou. Permanentními magnety jsou s výhodou neodymové magnety a/nebo které mají tvar disku, majícího průměr v rozmezí 7 až 13 mm, nejlépe 9 až 11 mm, a/nebo tloušťku v rozmezí 0,4 až 1,5 mm. Desky jsou s výhodou zhotoveny z nerezové oceli. V jiném výhodném provedení alespoň některé z těchto desek jsou opatřeny drážkami, nejlépe horizontálními a vertikálními drážkami. Mezery mezi deskami jsou s výhodou stejné a v rozmezí 2,3 až 2,9 mm, nejlépe 2,6 až 2,8 mm. Ještě v dalším provedení jsou desky uspořádány tak, že tvoří alespoň jednu sadu, která obsahuje sekvenci jedné katodové desky, skupiny neutrálních desek, jedné anodové desky, skupiny neutrálních desek a jedné katodové desky. Počet neutrálních desek na jedné straně anodové desky je s výhodou stejný jako počet neutrálních desek na druhé straně anodové desky, takže tato anodová deska je umístěna uprostřed této sady, kde preferovaný počet neutrálních desek na každé straně této anodové desky je 5. Reaktor podle tohoto vynálezu s výhodou obsahuje alespoň dva elektricky izolující a vodotěsné koncové prvky, přičemž desky a rámy jsou sevřeny mezi těmito koncovými prvky.

- 1 CZ 308379 B6

Objasnění výkresů

Příkladná provedení tohoto vynálezu jsou zobrazena na připojených výkresech.

Na obr. 1 je zobrazeno první příkladné provedení tohoto vynálezu.

Na obr. 2 je zobrazen detailní pohled na část reaktoru z obr. 1.

Na obr. 3 je zobrazeno uspořádání magnetů na deskách prvního příkladného provedení.

Na obr. 4 je fotografie desky opatřené drážkami.

Na obr. 5 je zobrazeno druhé příkladné provedení tohoto vynálezu.

Na obr. 6 je zobrazen detailní pohled na část reaktoru z obr. 5.

Na obr. 7 jsou zobrazeny jednotlivé desky, rámy a membrána druhého příkladného provedení.

Příklady uskutečnění vynálezu

První provedení reaktoru, zobrazené na obr. 1 a 2, je uzpůsobeno pro výrobu oxyhydrogenu, tj. směsi vodíku a kyslíku (HHO).

Zmíněný reaktor obsahuje vzájemně paralelní desky j_, 2, 3, které jsou uspořádány odděleně od sebe, přičemž mezery mezi sousedícími deskami 1, 2, 3 jsou stejné a to 3 mm nebo méně, s výhodou méně než 3 mm a více než 2,3 mm, lépe mezi 2,6 a 2,8 mm, nejlépe 2,67 mm.

Desky 1, 2, 3 mohou být jakéhokoliv tvaru, jako např. čtvercové, obdélníkové, lichoběžníkové, kruhové apod., přičemž čtvercový nebo obdélníkový tvar je preferován. Desky 1, 2, 3 jsou zhotoveny z nerezové oceli, jako je např. 316L. V jednom provedení mají tyto desky j_, 2, 3 rozměry 180 mm (výška) x 180 mm (šířka).

Před použitím je lepší upravit tyto desky j_, 2, 3 specifickým způsobem. Tato úprava spočívá vtom, že každá strana těchto desek 1, 2, 3 je opatřena drážkami horizontálně v jednom směru a pak vertikálně od spodu po vrchní stranu desky 1, 2, 3 opět pouze v tomto jednom směru. Šířka těchto drážek je 10^-3mm až 10¹ mm, nejlépe 10³ mm až 2.10².

Hloubka těchto drážek je 10^-3 mm až 10^-2mm. Fotografie desky 1, 2 nebo 3 s drážkami je zobrazena na obr. 4. Pak jsou tyto desky 2, 3 uloženy do alkoholu, jako je např. etanol, na alespoň 24 hodin. Zmíněná úprava má pozitivní dopad na vyvádění plynů z článků a také na odstranění olejového povlaku z povrchu.

V tomto konkrétním provedení, zobrazeném na obr. 1 a 2, je 26 desek j_, 2, 3, které jsou připojeny ke zdroji proudu tak, že čtyři z těchto desek jsou katodové desky 1, dvě z těchto desek jsou anodové desky 2, a zbytek desek jsou neutrální desky 3. Toto konkrétní uspořádání desek 1, 2, 3 je takové, že zde jsou dvě sady po 13 deskách 2, 3 uspořádané v následujícím konkrétním pořadí: katodová deska 1, pět neutrálních desek 3, anodová deska 2, pět neutrálních desek 3 a katodová deska L Tudíž každá z těchto sad obsahuje jednu anodovou desku 2 umístěnou uprostřed této sady, pak je zde katodová deska 1, umístěná na každé straně této sady a pět neutrálních desek 3, umístěných vždy mezi anodovou deskou 2 a katodovou deskou 1.

Jednotlivé desky 2, 3 jsou vzájemně odděleny pryžovými rámy 7, jejichž vnější obvodový povrch v podstatě odpovídá vnějšímu obvodovému povrchu desek j_, 2, 3. Každý z těchto rámů 7

-2 CZ 308379 B6 drží dvojici sousedících desek 1, 2, 3 oddělenou od sebe, čímž zajišťuje vzájemné izolování, a uzavírá prostor mezi těmito deskami 1, 2, 3, čímž vytváří uzavřenou / nepropustnou dutinu mezi sousedícími deskami 1, 2, 3.

Reaktor zobrazený na obr. 1 a 2 dále obsahuje koncové prvky 4, které jsou uzpůsobeny tak, aby udržovaly výše popsané sady desek 1, 2, 3 a rámy zafixované v jejich vzájemných polohách. Toto zafixování může být provedeno pomocí napínacích tyčí (nejsou zobrazeny), které svírají koncové prvky 4, držící desky j_, 2, 3 a rámy 7, pevně stisknuté k sobě, takže je zabráněno úniku vody a elektrolytu z dutin.

Mezi výše popsanými sadami desek j_, 2, 3 je tekutinu vodicí člen 14. který obsahuje vtokový kanál 5 pro přivádění vody a elektrolytu do reaktoru a odtokový kanál 6 oxyhydrogenu pro odvádění tekutiny obohacené oxyhydrogenem z reaktoru.

Koncové prvky 4, stejně jako tekutinu vodicí člen 14 jsou zhotoveny z vodotěsného a elektricky izolujícího materiálu, jako je např. polymetyhnetakrylát.

Jak bylo popsáno výše, jsou v reaktoru uzavřené dutiny, z nichž každá je ohraničená rámem 7 a dvěma vzájemně sousedícími deskami j_, 2, 3. Zmíněné dutiny jsou průtočně propojeny, aby byl umožněn volný průchod kapalin a plynů. V tomto konkrétním příkladu jsou každá z desek 1, 2, 3 a každý z rámů 7 opatřeny prvním průchozím otvorem 8 pro průtok vody s elektrolytem z jedné dutiny do druhé. Tyto první průchozí otvory 8 jsou zarovnány vzájemně a také s výtokovým otvorem vtokového kanálu 5 tekutinu vodícího členu 14 za účelem vytvoření potrubí pro vodu a elektrolyt z vtokového kanálu 5 do každé z dutin. Rámy 7 mají své průchozí otvory 8 průtočně propojené s příslušnými dutinami.

Kromě toho každá z desek 1, 2, 3 a každý z rámů 7 jsou opatřeny druhým průchozím otvorem 9 pro průchod kapaliny (vody) obohacené oxyhydrogenem z jedné dutiny do druhé nebo přesněji řečeno z jednotlivých dutin směrem k odtokovému kanálu 6 oxyhydrogenu. Tyto druhé průchozí otvory 9 jsou zarovnány vzájemně a také se vstupním otvorem odtokového kanálu 6 oxyhydrogenu tekutinu vodícího členu 14 za účelem vytvoření potrubí pro tekutinu obohacenou oxyhydrogenem vytvořeným v dutinách a umožnění průchodu do odtokového kanálu 6 oxyhydrogenu. Pro tento účel mají rámy 7 jejich druhý průchozí otvor 9 také průtočně propojený s příslušnými dutinami.

První průchozí otvor 8 a druhý průchozí otvor 9 v desce 1, 2, 3 nebo v rámu 7 jsou umístěny v diagonálně protilehlých rozích desky 1, 2, 3 nebo rámu 7. Ovšem jsou možná i jiná vzájemná uspořádání. S výhodou jsou první průchozí otvory 8 vytvořeny ve spodní části desek 2, 3, druhé průchozí otvory 9 jsou vytvořeny v horní části desek j_, 2, 3.

Každá anodová deska 2 je opatřena větším množství permanentních magnetů 10 připojených k ní na té straně anodové desky 2, která směřuje k nejbližší katodové desce 1 této konkrétní sady, přičemž severní póly permanentních magnetů 10 směřují proti katodové desce 1. V tomto konkrétním provedení, protože anodové desky 2 jsou umístěny uprostřed sad desek 1, 2, 3, jsou permanentní magnety 10 uspořádány na obou stranách každé anodové desky 2.

Také každá z neutrálních desek 3 je opatřena skupinou permanentních magnetů 10 na té straně, která směřuje proti nejbližší katodové desce 1, patřící do této konkrétní sady, přičemž severní póly těchto magnetů 10 směřují k této katodové desce 1.

Počet a velikost magnetů 10 je úměrná velikosti anodové desky 2 a cílem je vytvořit co nej stejnoměrnější magnetické pole po celé této oblasti, příkladné uspořádání magnetů je zobrazeno na obr. 3. Každý z těchto permanentních magnetů 10 je připevněn k neutrální desce 3 nebo k anodové desce 2, aniž by se dotýkal kterékoliv jiné desky 1, 2, 3.

-3 CZ 308379 B6

Těmito permanentními magnety 10 jsou s výhodou neodymové magnety, ale místo nich je možno použít jakýkoliv jiný typ materiálu vytvářejícího magnetické pole.

Permanentní magnety 10 mohou být k anodové desce 2 a k neutrálním deskám 3 připevněny pomocí lepidla nebo jakýmikoliv jinými vhodnými prostředky.

Samozřejmě výše specifikované výhodné provedení může být obměněno mnoha způsoby, aniž by došlo k odchýlení se mimo rozsah vynálezu. Počet neutrálních desek 3 v sadě může být změněn, počet výše specifikovaných sad desek j_, 2, 3 a velikost těchto desek j_, 2, 3 mohou být upraveny na základě požadovaného výkonu reaktoru. Rámy 7 byly popsány jako pryžové rámy, ale pro tyto rámy 7 může být použit jiný materiál.

Ve druhém příkladném provedení, které je zobrazeno na obr. 5 a 6, je reaktor uzpůsoben pro výrobu vodíku (H2), nebo jinak řečeno, pro výrobu dvou oddělených plynů vodíku a kyslíku. V tomto provedení je 26 desek j_, 2, 3, které jsou připojeny ke zdroji proudu tak, že čtyři z těchto desek jsou katodové desky 1, dvě z těchto desek jsou anodové desky 2 a zbytek těchto desek jsou neutrální desky 3. Konkrétní uspořádání desek J_, 2, 3 je takové, že jsou zde dvě sady po 13 deskách j_, 2, 3, uspořádaných v následujícím specifickém pořadí: jedna katodová deska 1, pět neutrálních desek 3, jedna anodová deska 2, pět neutrálních desek 3 a jedna katodová deska 1. Tudíž každá z těchto sad obsahuje jednu anodovou desku 2, umístěnou uprostřed této sady, pak je zde jedna katodová deska 1 umístěna na každé straně této sady a pět neutrálních desek 3, umístěných mezi anodovou deskou 2 a katodovou deskou 1. Opět jsou tu rámy 7 pro uzavření dutin mezi sousedícími deskami 1, 2, 3. Kromě toho, aby se zajistilo oddělení vodíku od kyslíku, jsou zde membrány 11 mezi jednotlivými deskami 1, 2, 3. Každá membrána 11 rozděluje dutinu, vytvořenou mezi dvěma sousedícími deskami 1, 2, 3, na dvě dílčí dutiny, z nichž jedna se rozprostírá podél jedné z desek 1, 2, 3, ta druhá se rozprostírá podél té druhé z desek 1, 2, 3 z této dvojice. Tyto membrány 11 jsou propustné pouze pro vodík. Jednotlivé desky 1, 2, 3 jsou vzájemně odděleny pryžovými rámy 7, jejichž vnější obvodový povrch v podstatě odpovídá vnějšímu obvodovému povrchu desek 1, 2, 3. V tomto provedení jsou rámy 7 vytvořeny ze dvou částí, přičemž každá z membrán 11 je držena mezi těmito dvěma částmi rámu 7. Jiné prostředky uchycení membrán jsou rovněž možné.

Posloupnost jednotlivých komponent této sady je následující: jedna katodová deska 1, první část prvního pryžového rámu 7, membrána 11, druhá část prvního pryžového rámu 7, neutrální deska 3, první část druhého pryžového rámu 7, membrána JT, druhá část druhého pryžového rámu 7, neutrální deska 3, první část třetího pryžového rámu 7, membrána JT, druhá část třetího pryžového rámu 7 ..., jak je zobrazeno na obr. 5.

Reaktor, zobrazený na obr. 5 a 6, dále obsahuje koncové prvky 4, které jsou uzpůsobeny k tomu, aby držely výše popsané sady desek J_, 2, 3, rámů 7 a membrán 11 zafixovány v jejich vzájemných polohách. Toto zafixování může být provedeno pomocí napínacích tyčí (nejsou zobrazeny), které svírají koncové prvky 4, držící desky 1, 2, 3, rámy 7 a membrány 11. pevně stlačeny proti sobě tak, že je zabráněno úniku vody a elektrolytu z dutin. Samy koncové prvky 4 jsou rovněž odděleny od katodové desky 1 pryžovým rámem 7.

Mezi výše popsanými sadami desek 1, 2, 3 je tekutinu vodicí člen 14. který obsahuje vtokový kanál 5 pro přivádění vody a elektrolytu do reaktoru, odtokový kanál 12 vodíku pro odvádění kapaliny obohacené vodíkem z reaktoru a odtokový kanál 13 kyslíku pro odvádění kapaliny obohacené kyslíkem z reaktoru.

V reaktoru jsou uzavřené dutiny, z nichž každá je ohraničena rámem 7 a deskami J_, 2, 3 a je rozdělena membránou 11. Zmíněné dutiny jsou průtočně propojeny, aby byl umožněn průchod kapalin a plynů. V tomto konkrétním příkladu jsou každá z desek J_, 2, 3 a každý z rámů 7 (obě části) a každá z membrán 11 opatřeny prvním průchozím otvorem 8 pro průtok vody s elektrolytem z jedné dutiny do druhé. Tyto první průchozí otvory 8 jsou vzájemně zarovnány

-4 CZ 308379 B6 spolu a s výstupním otvorem vtokového kanálu 5 tekutinu vodícího členu 14. aby tak vytvořily potrubí pro vodu a elektrolyt z vtokového kanálu 5 do každé dutiny. Rámy 7 (obě části) mají jejich první průchozí otvor 8 v průtočném propojení s odpovídajícími dutinami.

Kromě toho každá z desek J_, 2, 3, rámů 7 a membrán 11 je opatřena druhým průchozím otvorem 9 pro průchod kyslíku (nebo spíš kapaliny obohacené kyslíkem) a třetím průchozím otvorem 16 pro průchod vodíku (nebo spíš kapaliny obohacené vodíkem). Tyto druhé průchozí otvory 9 jsou vzájemně zarovnány spolu a se vstupním otvorem odtokového kanálu 13 kyslíku tekutinu vodícího členu 14 za účelem vytvoření potrubí pro kapalinu obohacenou kyslíkem, vytvořeným v dutinách, a umožnění jejího průtoku do odtokového kanálu 13, a ty třetí průchozí otvory 16 jsou vzájemně zarovnány spolu a se vstupním otvorem odtokového kanálu 12 vodíku tekutinu vodícího členi 14 za účelem vytvoření potrubí pro kapalinu obohacenou vodíkem, vytvořeným v dutinách, a umožnění jejího průtoku do odtokového kanálu 12.

Za tímto účelem první části jednotlivých rámů 7, které se nacházejí na té straně membrány 11. která je blíž k anodové desce 2, mají jejich druhý průchozí otvor 9 průtočně propojen s příslušnými dutinami, a druhé části jednotlivých rámů 7, které se nacházejí na opačné straně membrány 11. tj. ty, které jsou blíž ke katodové desce 1, mají jejich třetí průtočný otvor 16 průtočně propojen s příslušnými dutinami.

Každá anodová deska 2 je opatřena větším množstvím permanentních magnetů 10, připevněných na té straně anodové desky 2, která směřuje proti katodové desce 1, přičemž severní pól permanentních magnetů 10 směřuje k nejbližší katodové desce 1 odpovídající sady. Také každá z neutrálních desek 3 je opatřena skupinou permanentních magnetů 10 na té straně, která směřuje směrem k nejbližší anodové desce 2 patřící do této konkrétní sady, přičemž severní póly magnetů 10 směřují směrem ke zmíněné katodové desce L

S výhodou jsou těmito permanentními magnety 10 neodymové magnety, ale jakýkoliv jiný druh materiálu, vytvářející magnetické pole, může být použit místo nich. Tyto permanentní magnety 10 mohou být připevněny k anodovým deskám 2 a neutrálním deskám 3 pomocí lepidla nebo jakéhokoliv jiného vhodného prostředku.

Počet a velikost magnetů 10 jsou úměrné velikosti anodových desek 2 a podle jednoho výhodného provedení mají tyto permanentní magnety 10 tvar disku majícího průměr 10 mm a tloušťku 1 mm a jsou připojeny k anodové desce 2 nebo k neutrální desce 3 tak, že jejich osa (nebo osa působení síly magnetu) je kolmá k této desce. Místo toho mohou být použity jiné typy a velikosti magnetů, jako např. mající tloušťku 0,5 mm.

Preferovaný počet magnetů 10 je možno vypočítat podle následující rovnice 1:

(F X 2) + Md kde

Mn je počet magnetů 10, a je délka / výška desky 2, 3 mající čtvercový tvar, měřená v mm,

F je rozsah magnetického pole měřený v mm (hodnotu je možno získat ze specifikace tohoto magnetu, nebo je možno přibližnou hodnotu změřit jednoduše tak, že se položí dva magnety blízko sebe, jeden magnet se přisunuje ktomu druhému, a když se ten druhý magnet začne posunovat, změří se přesná vzdálenost mezi těmi dvěma magnety, změřená vzdálenost (mm) se podělí 2 a výsledkem je rozsah F magnetického pole).

-5 CZ 308379 B6

Md je průměr magnetu (mm).

S použitím výše uvedeného vzorce a specifikace toho prvního nebo druhého provedení vynálezu je počet permanentních magnetů 10, uspořádaných na každé straně anodových desek 2 a neutrálních desek 3 vypočítán následovně:

Rozměry anodové desky 2: 180 mm x 180 mm

Rozsah F magnetického pole magnetu 10: 7,5 mm

Průměr Md magnetu 10: 10 mm

180 Mn = ------------ = 7,2 (7,5 X 2) + 10

V tomto případě by optimální počet permanentních magnetů 10 byl 8 ks.

Protože jsou permanentní magnety 10 umístěny na anodových deskách 2 a jejich severní pól vždycky směřuje proti příslušné katodové desce 1, magnetické pole zvyšuje produkci plynu, přičemž toto zvýšení je možno pozorovat hned od spuštění provozu tohoto reaktoru.

V průběhu elektrolýzy vody jsou 2H2O rozděleny na 2H₂ + O₂.

Uvažujeme-li vodu (2H₂O), oxidační stupeň vodíku je +1 a oxidační stupeň kyslíku je -2.

V důsledku elektrolýzy získá vodík elektrony, na druhé straně kyslík 2 elektrony ztratí a tyto elektrony putují k anodové straně. Proto magnet 10 na anodové straně urychlí tyto elektrony, což povede k urychlení produkce, aniž by se zvýšil přívod elektrické energie. Tudíž elektrony jsou urychleny a účinnost reaktoru je zvýšena.

Je možno použít různé elektrolyty, jako je např. voda a roztoky vody s NaHCCfi (nejlépe 10% NaHCCfi ve vodě), kyselina octová, hydroxid sodný, hydroxid draselný, uhličitan draselný.

Např. při použití 10% roztoku NaHCCl· ve vodě, je iont se záporným nábojem v polovině reakce:

2H₂O + 2e = H₂ + 2HO“

Magnetické pole má také enormní účinek na hydrogenuhličitan sodný a jelikož hydrogenuhličitan sodný je sůl složená ze sodíkového kationtu (Na⁺) a hydrouhličitanového aniontu (HCO,^-). permanentní magnet 10 působí silou na Na⁺ a zvyšuje jeho výkon a tato síla může být vypočtena pomocí této rovnice:

F = qvB sin3

F = síla q = náboj částice v = rychlost (rychlost iontů může být získána z tlaku vodního čerpadla, délky potrubí do a z reaktoru a času)

B = intenzita magnetického pole (Tesla)

Θ = úhel mezi vektorem magnetického pole a vektorem rychlosti nábojové částice.

-6 CZ 308379 B6

V různých místech magnetického pole může být tato síla vypočtena s použitím této rovnice pro výše specifikovaná preferovaná provedení reaktoru, přičemž ta kalkulovaná síla na Na⁺ bude mezi 800 N a 820 N, což znamená, že proces elektrolýzy bude nesporně velmi účinný.

Např. ionty sodíku (Na⁺) se pohybují rychlostí 0,851 m/s, magnetické pole pro všechny magnety má intenzitu 0,245 T (tento faktor může být získán ze specifikace magnetů nebo přístrojem pro měření magnetů „Gaussmetr“). Toto magnetické pole působí na tyto ionty z různých úhlů, jak se pohybuje, v našem případě zde vezmeme 51,0° jako průměrný úhel během pohybu iontů sodíku. Množství vody pohybující se mezi články je asi 100 cm³ a koncentrace Na⁺ je 3,00 x 1O²⁰ iontů na cm³.

q (pro Na⁺) = 1,6 x 10¹⁹ C v = 0,851 m/s

B = 0,254 T (Tesla) = 51,0°

Tudíž síla najeden iont: F = (1,60 x 10¹⁹ C) (0,851 m/s) (0,254 T) sin (51,0°) F = 2,69 x ΙΟ^-20 N

Počet iontů N = (3,00 x 1O²⁰ iontů/cm³) (100 cm³) N = 3,00 x 10²² iontů

Tudíž celková síla F = (2,69 x IO^-20 N/l iont) (3,00 x 10²² iontů)

F = 807 N

Byla provedena komparativní měření s použitím výše specifikovaného prvního příkladného provedení reaktoru na výrobu oxyhydrogenu (s uspořádanými permanentními magnety a bez jakýchkoliv permanentních magnetů) s elektrolytem obsahujícím 10% roztok NaHCO; ve vodě.

Spotřeba proudu s magnety:

Stejnosměrné napětí: 17 V až 18 V

Stejnosměrný proud: 18 A až 20 A

Vyrobený plyn: 8 litrů/min

Spotřeba proudu bez magnetů:

Stejnosměrné napětí: 28 V

Stejnosměrný proud: 40 A

Vyrobený plyn: 2 až 3 litry/min

Výše uvedená měření prokázala, že produkce oxyhydrogenu v reaktoru s magnety je významně vyšší, zatímco dodávaná elektrická energie (napětí, proud) pro totéž je mnohem nižší.

Funkčnost a účinnost reaktoru podle tohoto vynálezu byla testována a potvrzena autorizovaným ústavem (Ustav obecné a fýzikální chemie, Bělehrad, Srbsko). Navíc byl tento reaktor také shledán šetrným k životnímu prostředí, neprodukuje jakýkoliv odpad.

-7 CZ 308379 B6

Výše specifikované reaktory mohou mít výstup(y) pro plyn napojené potrubím na další zařízení pro čištění anebo vysoušení plynu, jak je známo v současném stavu techniky.

I když byla výše popsána mnohá příkladná provedení, je zřejmé, že odborníci z oboru by si snadno uvědomili možné alternativy těchto provedení. A tudíž rozsah předloženého vynálezu není omezen na výše uvedená příkladná provedení, ale je spíše definován následujícími patentovými nároky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Reaktor na výrobu plynu, kde reaktor obsahuje

- sadu vzájemně paralelních desek (1, 2, 3) rozmístěných odděleně od sebe a uzpůsobených pro připojení ke zdroji proudu tak, že alespoň jedna z desek je katodová deska (1), alespoň jedna z desek je anodová deska (2) a alespoň jedna z desek je neutrální deska (3) a je umístěná mezi katodovou deskou (1) a anodovou deskou (2), a

- skupinu rámů (7), kde každý z rámů (7) ze skupiny rámů (7) je upraven tak, aby obvodově uzavíral dutinu rozkládající se přilehle k alespoň jedné z desek (1,2, 3),

- potrubí pro přivádění kapaliny, která obsahuje vodu a elektrolyt, do zmíněných dutin a potrubí pro odvádění kapaliny, obohacené produkovaným plynem, vytvářejícím se ve zmíněných dutinách, z reaktoru, vyznačující se tím, že reaktor dále obsahuje

- skupinu permanentních magnetů (10) připevněných k anodové desce (2) a k neutrálním deskám (3), rozmístěných odděleně od sebe, na té straně anodové desky (2), která směřuje proti katodové desce (1) sady, přičemž severní póly permanentních magnetů (10) směřují proti katodové desce (1).
2. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že desky (1, 2, 3) a rámy (7) jsou opatřeny vzájemně zarovnanými prvními průchozími otvory (8), tvořícími potrubí pro přivádění kapaliny, a vzájemně zarovnanými druhými průchozími otvory (9), tvořícími potrubí pro odvádění kapaliny obohacené produkovaným plynem, vytvářejícím se v dutinách, kde každý rám (7) je vybaven průchodem propojujícím první průchozí otvory (8) s příslušnou dutinou uzavřenou tímto rámem (7) a průchodem propojujícím druhé průchozí otvory (9) s příslušnou dutinou uzavřenou tímto rámem (7).
3. Reaktor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že reaktor dále obsahuje:

- skupinu membrán (11), kde každá membrána (11) je umístěna mezi dvěma sousedícími deskami (1, 2, 3) a rozděluje dutinu na dvě dílčí dutiny, přičemž každá z těchto dvou dílčích dutin se rozkládá podél jedné z těchto dvou sousedících desek (1, 2, 3), přičemž zde jsou dvě samostatná potrubí pro odvádění kapaliny obohacené produkovaným plynem, vytvářejícím se v těchto dutinách, z reaktoru.
4. Reaktor podle nároků 2 a 3, vyznačující se tím, že každý rám (7) obsahuje dvě části, mezi kterými je upevněna membrána (11), a desky (1, 2, 3) a rámy (7) jsou opatřeny vzájemně zarovnanými třetími průchozími otvory (16), vytvářejícími další potrubí pro vedení kapaliny obohacené produkovaným plynem, vytvářejícím se ve zmíněných dutinách, kde každá první část

-8 CZ 308379 B6 rámu (7) je opatřena průchodem propojujícím druhé průchozí otvory (9) s příslušnou dílčí dutinou uzavřenou první částí rámu (7), a každá druhá část rámu (7) je opatřena průchodem propojujícím třetí průchozí otvory (9) s příslušnou dílčí dutinou uzavřenou druhou částí rámu (7).
5. Reaktor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačujícím tím, že permanentní magnety jsou

- neodymové magnety, a/nebo

- diskového tvaru, majícího průměr v rozmezí 7 až 13 mm, nejlépe 9 až 11 mm, a/nebo

- tloušťky v rozmezí 0,4 až 1,5 mm.
6. Reaktor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačujícím tím, že desky (1, 2, 3) jsou zhotoveny z nerezové oceli a/nebo alespoň některé z desek (1, 2, 3) jsou opatřeny drážkami, s výhodou horizontálními a vertikálními drážkami.
7. Reaktor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačujícím tím, že mezery mezi deskami (1, 2, 3) jsou stejné, a to v rozmezí 2,3 až 2,9 mm, nejlépe 2,6 až 2,8 mm.
8. Reaktor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že desky (1, 2, 3) jsou uspořádány tak, že tvoří alespoň jednu sadu, která obsahuje posloupnost: katodová deska (1), skupina neutrálních desek (3), anodová deska (2), skupina neutrálních desek (3) a katodová deska (1).
9. Reaktor podle nároku 8, vyznačující se tím, že počet neutrálních desek (3) na jedné straně anodové desky (2) je stejný jako počet neutrálních desek (3) na druhé straně anodové desky (2), takže anodová deska (2) je umístěna uprostřed této sady.
10. Reaktor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačujícím tím, že obsahuje alespoň dva elektricky izolující a vodotěsné koncové prvky (4), přičemž desky (1, 2, 3) a rámy (7) jsou sevřeny mezi těmito koncovými prvky (4).