ES2286939B1 - Equipo y procedimiento para obtener gases mediante la electrolisis del agua. - Google Patents

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Abstract

Equipo y procedimiento para obtener gases mediante la electrólisis del agua. Se compone de un reactor electrolítico que alberga en su interior sendas placas conductoras o semiconductoras dispuestas paralelamente e intercalando una placa separador aislante entremedio de cada dos placas contiguas, conectando las dos placas situadas en los extremos directamente o indirectamente a una fuente de alimentación, de forma que se genera gas oxhídrico en el interior del reactor, el cual sale por la parte superior del reactor hacia un circuito superior de conductos previstos de sendos tramos curvados, en el cual la mezcla gaseosa se va enfriando y deshumidificando, de manera que el agua condensada se canaliza hacia un circuito inferior de conductos, que la dirige nuevamente al reactor, y la mezcla de gas ¿seca¿ pasa por un sistema de auto-regulación de la presión antes de salir fuera del equipo, también incluyendo un sistema de llenado automático del agua del reactor desde un depósito de agua destilada.

Description

Equipo y procedimiento para obtener gases mediante la electrólisis del agua.
La presente solicitud de Patente de Invención consiste conforme indica su enunciado en un "Equipo y procedimiento para obtener gases mediante la electrólisis del agua", cuyas nuevas características de construcción, conformación y diseño, cumplen la misión para la que específicamente ha sido diseñado con una seguridad y eficacia máximas, proporcionando numerosas ventajas tal y como se detallará en la presente memoria.
Más concretamente la invención se refiere a un procedimiento novedoso para obtener una mezcla de gases, compuesta de hidrógeno y oxígeno, generada dicha mezcla a partir de la electrólisis del agua, así como el equipo compacto que sirve para llevar a cabo dicho procedimiento, formado esencialmente por un reactor electroquímico dentro del cual se produce la citada electrólisis y otros dispositivos asociados al reactor que comprenden medios de deshumificación de los gases y refrigeración del agua condensada, medios de carga automática de agua en el reactor y medios de seguridad.
La invención tiene la finalidad de conseguir un aprovechamiento óptimo de los gases (oxígeno y hidrógeno) obtenidos de la electrólisis del agua dentro de un reactor electrolítico para destinar los mismos a multitud de aplicaciones industriales, como es la combustión de los mismos o en combinación de otros gases, merced a su elevado poder calorífico y su total respeto con el medio ambiente.
El presente equipo ha estado proyectado con el fin de obtener una mezcla de gases pura de hidrógeno y oxígeno generada a través de la electrólisis del agua, que garantice una total seguridad frente a posibles implosiones, que integre el mínimo número de elementos para ahorrar costes de fabricación, que sea compacto y manejable, que reduzca al máximo los gastos energéticos y eléctricos del funcionamiento del equipo, que sea versátil para ser apto para distintas aplicaciones, así como otros atributos que se irán detallando en la explicación que sigue a continuación.
Preferentemente, el equipo está diseñado para la combustión de la mezcla de gases de salida para distintas aplicaciones merced a su elevado poder calorífico y su respeto con el medio ambiente, como por ejemplo la soldadura. Sin embargo, dicho equipo podrá emplearse ventajosamente para otros numerosos y variados procesos industriales como la generación de energía térmica (vapor, agua caliente, aire caliente), o bien la combustión de los mismos en una caldera, o en combinación con otros gases de escape contaminantes de otros procesos, ya que al mezclarse ambos gases se consigue degradar y purificar los gases contaminantes.
La electrólisis es un proceso ya bien conocido que se basa en la aportación de energía eléctrica generalmente mediante una pila galvánica o un generador de corriente continuo en una solución electrolítica compuesta por un soluto, un solvente y suspensiones. Es necesario disolver una sustancia en un determinado disolvente, con el fin de que los iones que constituyen dicha sustancia estén presentes en la disolución. La corriente eléctrica se aplica a un par de electrodos conductores colocados en la disolución; el electrodo cargado negativamente se conoce como cátodo y el cargado positivamente como ánodo. Cada uno de dichos electrodos atrae a los iones de carga opuesta, de manera que los iones positivos o cationes son atraídos al cátodo, mientras que los iones negativos o aniones se desplazan hacia el ánodo. La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos proviene de una fuente de poder eléctrica que mantiene la diferencia de potencial en los electrodos. Así, en los electrodos los electrones son absorbidos o emitidos por los iones, formando concentraciones de los elementos o compuestos deseados.
En el caso concreto de la electrólisis del agua, se forma hidrógeno en el cátodo, oxígeno en el ánodo, y vapor de agua, lo cual fue descubierto en 1833 por Michael Faraday.
La reacción de la electrólisis del agua no es un proceso espontáneo, y por eso se lleva a cabo en una celda electrolítica o reactor, que es un sistema electroquímico generador de sustancias, por la acción de un flujo de electrones suministrado por la fuente de voltaje externa.
La descomposición del agua en oxígeno gaseoso e hidrógeno gaseoso, uno y dos volúmenes respectivamente, puede llevarse a cabo a diferentes temperaturas y empleando diversos electrolitos, dependiendo de la finalidad de la mencionada descomposición.
Las utilidades más destacadas de la descomposición del agua mediante electrólisis son la obtención de hidrógeno a partir de la disgregación del agua, el cual tiene infinidad de aplicaciones para la industria electrónica, farmacéutica o alimentaria, la purificación de aguas residuales para extraer las sustancias contaminantes contenidas en el agua.
El Dr. Yull Brown en Australia lanzó en 1971 una investigación relacionada con la electrolisis del agua, que culminó en la invención del generador de una mezcla gaseosa de gas hidrógeno y oxígeno conocida por el nombre de gas oxhídrico, lo cual fue registrado en la patente USA nº 4081656. A partir de ese momento se empezaron a desarrollar teorías relativas a las propiedades de implosión del citado gas oxhídrico.
La mezcla "seca" gaseosa del hidrógeno y oxígeno, es decir sin humedad, presenta atractivas ventajas frente a otros gases convencionales que se utilizan actualmente en distintas aplicaciones, sobretodo como combustible.
Los principales atributos de dicha mezcla gaseosa son que la temperatura de llama puede alcanzar temperaturas realmente muy elevadas, del orden de 3600ºC., superiores incluso al tungsteno, y por otro lado al combustionar el gas tan sólo genera agua como producto de la combustión, con lo cual no se produce ningún gas contaminante para el medio ambiente.
Es por ello que la obtención de la mezcla gaseosa conocida como gas oxhídrico está siendo en la actualidad un campo de desarrollo de gran importancia, especialmente en aplicaciones en calderas, hornos, calentadores o para la combustión o aprovechamiento de dicho gas.
La principal dificultad existente a la hora de mezclar los dos gases (hidrógeno y oxígeno) es que son especialmente difíciles de controlar una vez los mismos han sido mezclados, puesto que pueden producir fácilmente una reacción implosiva y descontrolada merced a su elevada inflamabilidad.
Otro de los inconvenientes ligados a la obtención de dicha mezcla gaseosa es que al aplicar un corriente durante la electrólisis el fluido gaseoso de salida inevitablemente se calentará hasta alcanzar temperaturas de entre 50-60ºC., con lo que además de contener una combinación de moléculas de gas hidrógeno y de gas oxígeno incorpora vapor de agua, de manera que para obtener la mezcla "seca" o "pura" de gases deseada se debe condensar previamente el citado vapor de agua.
Existen en el Estado de la Técnica diversos equipos para la fabricación controlada y segura de una mezcla de gases hidrógeno-oxígeno generados a partir de un reactor electroquímico para distintas aplicaciones constituidos por diversos elementos relacionados entre sí.
En la mayoría de los equipos de fabricación de gas oxhídrico desarrollados recientemente, el agua condensada por cualquier medio contenida en la mezcla gaseosa de salida del reactor no se evacúa fuera del equipo, sino que se direcciona otra vez hacia el reactor para ser nuevamente aprovechada. De este modo, el consumo de agua del reactor se reduce notablemente debido al mencionado aprovechamiento del agua. No obstante, el fluido electrolítico consumido por el reactor, compuesto de agua destilada y electrolito, debe estar en todo momento a una temperatura constante para garantizar una máxima eficiencia del equipo, por lo cual se debe refrigerar el agua hasta una temperatura determinada antes de retornarla al reactor.
Por ejemplo, a través de la patente PCT nº WO 02095090 se conoce un equipo para la obtención de una mezcla gaseosa provinente de la electrolisis del agua que incorpora un deshumificador para extraer el vapor de agua de la mezcla gaseosa a la salida del reactor y a continuación un mezclador de gas para obtener el gas oxhídrico a partir de la mezcla de gas oxígeno e hidrógeno.
Sin embargo, todas las realizaciones de dispositivos para tal fin conocidas son muy complejas en cuanto al número de componentes que las componen y además tienen grandes gastos energéticos añadidos, puesto que incorporan en la mayoría de las veces diversos depósitos de almacenamiento de gas independientes, condensadores o deshumidificadores del vapor del agua contenido en el fluido de salida de la electrólisis, ventiladores para refrigerar el agua condensada que retornará al reactor electrolítico para ser aprovechada para próximos ciclos electrolíticos o mezcladores
de gas.
Una de las finalidades de la presente invención es obtener un procedimiento y un equipo capaz de deshumidificar el vapor de agua contenido en la mezcla de fluidos gaseosos y a la vez capaz de auto-refrigerar.
Otra de las finalidades de la presente invención es que el procedimiento y equipo objetos de la presente invención garanticen una máxima seguridad frente a posibles implosiones de la mezcla gaseosa contenida en el interior del equipo.
Otra de las finalidades de la presente invención es disponer de un equipo compacto, estanco y fácilmente manejable por el usuario.
Otra de las finalidades de la presente invención es disponer de un equipo previsto de un sistema automático de llenado de agua y también con la posibilidad de llenado manual.
Otra de las finalidades de la presente invención es disponer de un equipo desprovisto de aparatos eléctricos y electrónicos por seguridad.
Otra de las finalidades de la presente invención es disponer de un equipo previsto de un sistema de control del nivel de fluidos, de presión y de temperatura.
Otra de las finalidades de la presente invención es disponer de un equipo capaz de acoplarse para diferentes aplicaciones, preferiblemente la combustión del gas, mediante cualquier sistema estándar, como por ejemplo quemadores convencionales.
La presente invención tienen por objeto modificar la gestión y manipulación de la mezcla de gases una vez la misma ha sido generada en un reactor electroquímico, con el fin de eliminan todos los aparatos térmicos existentes, eliminar su consumo, y por lo tanto el coste global del equipo, así como asegurar la total seguridad del equipo frente a implosiones de la mezcla de gases.
Las mejoras de la presente patente consisten en diseñar un equipo compacto generador de una mezcla gaseosa de hidrógeno y oxígeno que comprende un dispositivo electrolítico donde se genera dicha mezcla gaseosa y unos medios deshumidificadores para condensar el vapor de agua contenido en la citada mezcla, unos medios auto-refrigerantes para enfriar el agua condensada que retorna al reactor, unos medios de llenado automático del agua del reactor electroquímico, unos medios de auto-regulación de la presión y temperatura de la mezcla gaseosa, y unos medios de seguridad que impidan la propagación de la llama una vez la misma ha sido generada.
El dispositivo electrolítico se trata de un reactor electrolítico formado por un contenedor inundado de agua, más una solución conductora y más suspensiones, dentro del cual se prevén una pluralidad de placas conductoras o semiconductoras en línea, y una entrada y una salida de fluidos. Externamente o internamente al equipo una fuente de alimentación de corriente se conecta entre las dos placas situadas en posiciones extremas, de manera que el resto de placas se cargan positivamente y negativamente, formándose gas hidrógeno y gas oxígeno separadamente dentro del reactor, pero al no existir ninguna barrera física entre los cátodos y los ánodos dichos gases se mezclan entre sí para formar gas oxhídrico dentro del reactor.
Más específicamente, el dispositivo electrolítico es del tipo célula electrolítica en línea, el cual comprende sendas placas conductoras o semiconductoras dispuestas en serie (paralelamente una al lado de otra) e intercalando una placa separador aislante entremedio de dos placas contiguas. Las dos placas conductoras o semiconductoras situadas en los extremos se conectan directamente o indirectamente a una fuente de alimentación que aplica una diferencia de potencial entre las mismas, con lo que gracias a los separadores aislantes y al medio conductor todas las placas conductoras o semiconductoras se cargan por una de sus caras positivamente y por la otra negativamente. Por lo tanto, cada una de las placas del reactor desempeña la función de cátodo por una de sus caras y ánodo por la otra cara. Dichas placas se localizan dentro de un reactor de configuración sensiblemente poliédrica, formado por un elemento contenedor de configuración preferentemente prismática carente de su base frontal. Dicho elemento contenedor está dotado de un borde perimetral que sobresale desde las aristas de las caras laterales del contenedor opuestas a las que forman la cara posterior del contenedor y prolongándose el citado borde perimetral perpendicularmente a dichas caras laterales. Dicho borde sobresaliente está diseñado para permitir el cerramiento estanco del dispositivo electrolítico por su parte frontal.
Las dos placas conductoras o semiconductoras situadas en los extremos se pueden conectar indirectamente a una fuente de alimentación, por ejemplo conectando un borne a la tapa frontal y el otro al contenedor del reactor.
Con tal de cerrar estancamente el reactor y evitar fugas de fluido hacia afuera del mismo, se prevé una junta que ajusta perfectamente sobre la superficie frontal de dicho borde perimetral.
Finalmente sobre de dicha junta se dispone una placa tapa frontal, que cierra perfectamente el reactor frontalmente e incorpora en las proximidades de una de sus aristas un fusible electrotérmico, cuya finalidad es doble: por un lado interrumpe la corriente eléctrica en caso de aumentar excesivamente la temperatura dentro del reactor, y por el otro interrumpe la corriente eléctrica en caso de producirse un fallo eléctrico durante el funcionamiento del equipo.
Preferentemente tanto la placa tapa frontal, la junta de estanqueidad, como el contenedor incluyen una pluralidad de agujeros dispuestos en línea, cuya función es la de recibir pernos de seguridad y estanqueidad del reactor para cerrar el conjunto electrolítico. La placa tapa frontal incorpora dichos agujeros en las proximidades de su borde perimetral, la junta de estanqueidad los incorpora a lo largo de la misma y el recipiente los incorpora a lo largo de su borde sobresaliente.
El conjunto electrolítico descrito anteriormente presenta una entrada de agua destilada preferentemente en la parte inferior de la cara posterior del contenedor y una salida de gases originados en la electrólisis preferentemente en la parte superior de la cara posterior del contenedor. Es necesario que la entrada de fluido en el contenedor sea por la parte inferior y la salida de gases por la parte superior del contenedor, para así asegurar que la correcta evacuación del flujo de gases del reactor.
La solución electrolítica consumida por el reactor descrito debe ser conductora; por consiguiente, es preciso añadir un porcentaje determinado de componente, preferentemente una sustancia alcalina tal como hidróxido de potasio. Dicha sustancia alcalina se debe añadir manualmente en el equipo convenientemente cada cierto tiempo.
La forma ventajosa de lograr unos medios acoplados a la salida del reactor electrolítico que integren las funciones de deshumidificación, auto-refrigeración del agua condensada y barrera de propagación de la llama es disponer un circuito superior de conductos por donde circula la mezcla gaseosa provinente del reactor la cual se va enfriando y condensando durante el recorrido por dicho circuito y un circuito inferior de conductos de recogida del agua condensada formado por el mismo número de conductos que el circuito superior, unidos ambos circuitos entre sí mediante sendos conductos de unión.
Preferentemente, dichos medios de deshumidificación, auto-refrigeración del agua condensada y barrera de propagación de la llama se disponen por encima del reactor.
El circuito superior de conductos está formado por una pluralidad de conductos que discurren por la parte superior del equipo dispuestos en serie, los cuales están previstos de sendos tramos en donde los tubos se curvan como mínimo una vuelta entera. Sin embargo, los tubos se pueden torcer más de una vuelta entera, formando una configuración en forma de espiral. En la parte inferior de dichos tramos curvados se va depositando ventajosamente una parte del agua condensada, y la otra parte de agua baja por los conductos de unión pertinentes hacia el circuito inferior de conductos.
El circuito inferior de conductos está formado por una pluralidad de conductos dispuestos en serie por la parte inferior del equipo, los cuales van recogiendo el agua condensada en cada uno de los tramos del circuito superior y la dirigen nuevamente hacia el reactor.
En la unión entre dos conductos superiores contiguos y dos conductos inferiores contiguos se dispone un conducto de unión, cuya misión es la de comunicar el circuito superior con el inferior. El primer conducto de unión es el conducto de subida de los gases que comunica la salida de gases del reactor con el circuito superior de conductos. El resto de conductos de unión tienen la misión de canalizar el agua condensada desde el circuito superior hasta el circuito inferior de conductos. Los mencionados conductos de unión están parcialmente llenos del fluido electrolítico, es decir agua más electrolito, para disminuir la cantidad de mezcla gaseosa albergada dentro del equipo preconizado y consecuentemente el riesgo de implosión de la mezcla gaseosa, así como favorecer el flujo del agua condensada a lo largo del circuito inferior.
Al conducir la mezcla gaseosa que sale del reactor electrolítico que está a una temperatura superior a la temperatura ambiente, por ejemplo 50ºC, por los tubos superiores, de sección pequeña, la temperatura de dicho fluido va a disminuir progresivamente merced al intercambio de calor por conducción y convección con el aire exterior, el cual está a una temperatura inferior, hasta alcanzar en la parte final de los conductos una temperatura cercana a la temperatura ambiente, de manera que el agua se auto-refrigera con el exterior sin necesidad de incluir ningún ventilador u otro equipo térmico equivalente.
Debido a que la mezcla gaseosa contiene un cierto porcentaje de vapor de agua, al descender la temperatura por debajo de la temperatura de rocío la humedad contenida en la mezcla gaseosa condensa en forma de agua líquida, de manera que la mezcla gaseosa se auto-condensa sin necesidad de ningún equipo térmico adicional.
Por otro lado, al conducir la mezcla gaseosa por tubos de sección pequeña, no existen tramos donde se acumule una gran cantidad de mezcla gaseosa, con lo que el riesgo de implosión de la mezcla gaseosa se reduce totalmente.
Además, al prever en los tubos superiores sendos tramos curvados, preferentemente un tramo curvado por conducto, dichos tramos curvados actúan a modo de sifón, de manera que el agua que se va condensando a lo largo del conducto horizontal superior se va acumulando en los mismos. Al depositarse una cierta cantidad de agua en estos tramos de los tubos superiores, los mismos actúan de barrera corta-llama, de modo que impiden la propagación de la llama a través del circuito superior, y de sistema anti-retorno.
El número de conductos gasificadores que componen el circuito superior e inferior es el mismo y dependerá de las prestaciones de cada tipo de equipo; no obstante, como mínimo hay uno por circuito.
El flujo de la mezcla gaseosa en el circuito superior y el flujo del agua condensada en el circuito inferior tienen la misma dirección y sentido.
Los medios de llenado automático del agua del reactor están situados en la parte superior del conducto de bajada general de agua y están compuestos preferentemente por una válvula reguladora del nivel de agua tipo boya que trabaja conjuntamente con una bomba tipo aspirante impelente, que utilizan el flujo de la mezcla de gases "seca" de salida del circuito superior como medio para auto-bombear el caudal de agua destilada necesario desde un depósito de agua destilada hasta el reactor electrolítico.
El funcionamiento de las bombas aspirantes impelentes se basa en intercalar en una bomba de pistón dos válvulas antirretorno dispuestas en posición favorable, de forma que mientras una se cierra en la aspiración, la otra se abre, invirtiéndose su funcionamiento cuando se produce la compresión.
El funcionamiento hidroneumático del dispositivo de llenado automático se basa en que el flujo de gases a la salida del circuito superior de conductos pasa a través de la válvula reguladora hacia la parte superior de la bomba, la cual merced a la diferencia de presiones entre los dos lados del pistón impulsa un cierto caudal de agua desde el depósito de agua destilada hasta el contenedor del reactor. La apertura o cierre del paso de gas a través de la válvula reguladora se rige mediante un elemento boya, el cual deja pasar o cierra el avance del gas en función del nivel del fluido electrolítico contenido dentro del reactor. De esta manera, por ejemplo, al requerir el usuario un incremento en la demanda de gas del equipo, el voltaje existente entre los cátodos y ánodos del reactor electroquímico aumentará, entonces la producción de gas y el consumo de agua también aumentarán; entonces el nivel de agua en el reactor disminuirá y por lo tanto el dispositivo regulador de la carga de agua bombeará un cierto caudal de agua. Por contra, cuando el contenedor se encuentre lleno de fluido, correspondiente a una altura superior al límite superior del reactor, el nivel de fluido electrolítico subirá proporcionalmente y la boya de la válvula reguladora cerrará la válvula, interrumpiendo el paso de gas a la bomba, e impidiendo el bombeo de agua destilada desde el depósito hasta el reactor.
La válvula reguladora del nivel de agua tipo boya se conectada inferiormente a una de las caras del reactor y estará semi-ocupada por fluido electrolítico y está compuesta por un cuerpo sensiblemente alargado con dos aberturas: la primera está conectada al conducto de salida de los gases del circuito superior y la segunda está conectada a la parte superior de la bomba, y alberga en su interior una boya y una tórica situada por encima de la boya. De esta manera, si el nivel de fluido dentro de la válvula se encuentra por debajo de la citada tórica, la boya no tocará con la tórica y los gases pasarán a través de la válvula merced a la diferencia de presiones existente. Al pasar dichos gases a la bomba por su parte superior, los mismos ejercen una presión en la parte superior del pistón. La diferencia de presiones entre los dos lados del pistón provoca que una cantidad determinada de agua se impulse desde el depósito hasta el reactor. Por contra, si el nivel de fluido dentro de la válvula sube y la boya presiona contra la tórica, se cierra el paso del gas a través de la válvula, con lo que la presión en la parte superior de la bomba decrece y el pistón vuelve a su posición extrema superior merced a la previsión de un poro en la parte superior por donde el gas se expulsa y también a la acción de la fuerza elástica de un muelle.
Ventajosamente para evitar el movimiento oscilatorio de la boya contra la tórica, llamado histéresis, se dispone un contrapeso en la parte inferior de la boya previsto de un imán y un aro metálico fijo rodeando el cuerpo de la válvula en una posición intermedia en la válvula, de forma que al llegar la boya a una posición intermedia en la válvula el contrapeso se queda sujeto contra el aro y la misma queda inmovilizada en dicha posición, pudiendo el gas pasar a través de la válvula. Al irse llenando el contenedor del reactor de fluido electrolítico el nivel de agua irá subiendo y llegará un momento en que el agua ejercerá una fuerza suficiente para desenganchar el contrapeso de la boya del aro de la válvula, propiciando el cierre de la válvula.
Alternativamente el contrapeso de la boya puede ser metálico y en aro de la válvula previsto con un imán.
La bomba de pistón está conectada por su parte inferior a dos válvulas antirretornos, las cuales comunican el depósito de agua destilada con el conducto de bajada de agua hacia el reactor: la primera válvula se conecta por un lado al depósito y por el otro a la bomba de pistón, y la segunda se conecta por un lado a la bomba de pistón y por el otro al conducto de bajada de agua.
Preferentemente el depósito de agua destilada se ubica exteriormente al equipo.
Las ventajas de utilizar una bomba aspirante impelente accionada por el propio gas es que no existe ningún gasto de energía adicional, con lo que se disminuyen los costes asociados al equipo preconizado.
Sin embargo, alternativamente, los medios de llenado automático del agua del reactor pueden componerse de dispositivos eléctricos o electrónicos.
Los medios de auto-regulación de la presión de los gases de salida del equipo están compuestos por una válvula reguladora de presión conectada por un lado a una válvula de seguridad de sobrepresión y por el otro a una válvula de seguridad para-aguas. Dichos medios se conectan al conducto de salida de los gases del circuito superior de conductos, justo antes de la salida al exterior del equipo.
La válvula reguladora de presión tiene la función de mantener la presión dentro de un rango de presiones prefijadas, independientemente de la cantidad de fluido que pasa a través de la misma.
La válvula de seguridad de sobrepresión tiene la función de detectar presiones por encima de un cierto valor de referencia y está conectada por un lado a una alarma que se activará en caso de sobrepasar dicho límite y por el otro a un sistema de descarga. Dicho sistema de descarga está compuesto por dos conductos independientes: uno conecta el conducto de salida de gases con el exterior del equipo y el otro comunica el conducto de salida de gases con el depósito de agua destilada. La finalidad de los citados conductos de descarga es por un lado descargar el gas al exterior en caso de sobrepresión y por el otro eliminar el agua del conducto de salida de gases en caso de ser enviada el agua hacia atrás por la válvula de seguridad para-aguas.
La válvula de seguridad para-aguas tiene la función de permitir la salida de la mezcla gaseosa hacia el exterior pero impedir la salida de agua líquida hacia la línea de gas.
Preferentemente la válvula de seguridad para-aguas comprende un dispositivo de forma sensiblemente esférica y dos topes situados por encima del dispositivo citado, de manera que cuando pasa gas a través de la válvula el dispositivo esférico flota merced a su densidad y deja pasar el gas a través de la misma. Por contra, si aún restase agua líquida mezclada con los gases de salida, el agua líquida empujaría el dispositivo esférico contra los topes superiores, con lo que se cerraría el paso del fluido hacia el exterior y el agua retornará al depósito de agua destilada a través del conducto previsto en la válvula de sobrepresión.
Todo el equipo descrito se presentará de forma compacta y portátil dentro de una carcasa, preferentemente en un contenedor de policarbonato celular, tal y como está estipulado por la Ley vigente de Seguridad; excepto el depósito de agua destilada que se alojará externamente a la carcasa.
Opcionalmente, se puede incorporar al contenedor un sistema de transporte cómodo mediante ruedas y accesorios varios como tiradores, topes, etc.
El equipo compacto puede presentar una o ventajosamente más de una salidas de gases, puesto que en alguna aplicación específica, como es la soldadura, puede interesar añadir algún aditivo a la mezcla de gases antes de la combustión. A menudo se deben agregar dos aditivos distintos que juntos entrañan diversos dificultades de almacenamiento, puesto que reaccionan entre sí. Al disponer de dos salidas de gas distintas, en cada una de ellas se puede disponer un producto aditivo distinto que se mezclarán en la boquilla, con lo que se evitan los problemas de no compatibilidad entre aditivos. Un ejemplo de aditivo habitual para aplicaciones de soldadura es el gas esterbórico, que evita la oxidación del hierro.
Convenientemente, el equipo preconizado no incluye ningún aparato eléctrico ni electrónico con el fin de evitar riesgos eléctricos.
Merced a sus múltiples y variadas aplicaciones, el equipo preconizado no incluye ningún accesorio como quemadores, aunque el mismo está preparado para admitir quemadores estándares.
Con el equipo objeto de la presente invención la presión máxima alcanzada por los gases en todo el equipo es de 3,5 bar., es decir que se encuentra comprendida entre los valores impuestos por la legislación vigente de baja presión.
El caudal de gas obtenido por el equipo preconizado dependerá de las dimensiones del mismo: capacidad del contenedor del reactor, diferencia de potencial de la fuente de alimentación, número de tubos gasificadores, etc.
Otros detalles y características se irán poniendo de manifiesto en el transcurso de la descripción, que a continuación se da, en los que se hace referencia a los dibujos que a esta memoria se acompaña en la que se representan las distintas partes del equipo, a título ilustrativo pero no limitativo de la invención.
Sigue a continuación una relación numerada de las partes principales del equipo preconizado que se indican con números en las figuras anexas;
(10) -
reactor electroquímico,
(11) -
contenedor,
(12) -
borde perimetral del contenedor (11),
(13) -
placas conductoras extremas,
(14) -
junta de estanqueidad,
(15) -
agujero para pernos,
(16) -
placas conductoras,
(17) -
separador aislante,
(18) -
tapa del reactor (10),
(19) -
fusible electrotérmico,
(20) -
conducto de entrada de agua,
(21) -
conducto de salida de gases,
(22) -
conducto de subida de gases,
(23) -
conductos intermedios de bajada de agua condensada,
(24) -
conducto de bajada general de agua al reactor (10),
(25) -
conductos superiores,
(26) -
tramos curvados de los conductos (25),
(27) -
agua condensada en los tramos (26),
(28) -
conductos inferiores,
(29) -
conducto de salida de gases secos,
(30) -
tapón para el llenado manual,
(31) -
dispositivo de deshumidificación y refrigeración,
(32) -
válvula reguladora,
(33) -
bomba,
(34) -
depósito de agua destilada,
(35) -
pistón de la bomba (33),
(36) -
muelle del pistón (35),
(37) -
poro salida de gases,
(38) -
boya de la válvula (32),
(39) -
tórica de la válvula (32),
(40) -
cuerpo de la válvula (32),
(41) -
conducto entrada de gases,
(42) -
conducto válvula-bomba,
(43) -
conducto carga de agua,
(44) -
nivel de agua en el reactor (10),
(45) -
conducto unión válvulas seguridad,
(46) -
válvula reguladora de presión,
(47) -
entronque,
(48) -
válvula para-aguas,
(49) -
válvula de seguridad de sobrepresión,
(50) -
alarma sonora,
(51) -
conductos de salida al exterior,
(52) -
conducto intermedio,
(53) -
dispositivo esférico de la válvula (58),
(54) -
topes de la válvula (58),
(55) -
circuito superior,
(56) -
circuito inferior,
(57) -
medios de llenado automático del agua,
(58) -
medios de auto-regulación de la presión de los gases de salida,
(59) -
conducto de evacuación de gases,
(60) -
conducto de retorno de agua,
(61) -
cara lateral del contenedor (11),
(62) -
cara posterior del contenedor (11), y
(63) -
pernos de seguridad del reactor (10).
La figura nº 1 es una vista en perspectiva implosionada de una realización del reactor electroquímico (10) de acuerdo con la invención y las partes que lo integran.
La figura nº 2 es una vista parcialmente seccionada en alzado lateral del reactor (11), donde se muestran la distribución de cargas (positivas y negativas) de las placas (16).
La figura nº 3 es una vista esquemática en perspectiva del dispositivo de deshumidificación y refrigeración (31), según es el objeto de la invención.
La figura nº 4 es una vista en planta inferior del dispositivo de deshumidificación y refrigeración (31), donde se aprecia la disposición de los conductos inferiores (28).
La figura nº 5 es una vista en planta superior del dispositivo de deshumidificación y refrigeración (31), donde se muestra la disposición de los conductos superiores (25) y también los conductos curvados (26), según lo que es el objeto de la invención.
La figura nº 6 es una vista en alzado frontal de un esquema del dispositivo de carga automática de agua (57), según lo que es el objeto de la invención.
La figura nº 7 es una vista en alzado frontal de un esquema del dispositivo de seguridad (58), según lo que es el objeto de la invención.
Tal y como puede verse en la figura nº 1, el equipo para obtener una mezcla de gases mediante la electrólisis del agua está integrado por un reactor electroquímico (10), el cual es un habitáculo totalmente estanco dentro del cual se deposita el fluido electrolítico (agua más electrolito) y se produce la electrólisis del agua. Dicho reactor (10) está formado por un contenedor (11) de configuración prismática de base rectangular carente de su base frontal, en vez de la cual se dispone una placa tapa frontal (18) de configuración sensiblemente rectangular y de escaso espesor que ajusta perfectamente en el hueco frontal para cerrar el reactor (10) frontalmente.
Además, el contenedor (11) presenta un borde perimetral (12) sobresaliente desde las aristas de las cuatro caras laterales (61) del contenedor (11) opuestas a las que forman la cara posterior (62) del contenedor (11) y prolongándose el borde perimetral (12) perpendicularmente a dichas caras laterales (61).
Sobre de dicho borde perimetral (12) se dispone una junta de estanqueidad (14) para evitar que el fluido electrolítico traspase hacia afuera del reactor (10).
La placa tapa frontal (18) incorpora en una de sus esquinas un fusible electrotérmico (19), cuya finalidad es la de interrumpir la alimentación del equipo en caso de aumentar excesivamente la temperatura dentro del reactor o bien de producirse algún fallo eléctrico que pudiera dañar el equipo.
En el interior del reactor (10) se disponen sendas placas conductoras o semiconductoras (16) de configuración sensiblemente rectangular y de escaso espesor dispuestas paralelamente una al lado de otra, intercalando un separador aislante (17) de configuración también rectangular y dimensiones similares entremedio de dos placas (16) contiguas. La primera y última de las placas (13) se conecta indirectamente a una fuente de alimentación externa que aplica una diferencia de potencial entre la placa tapa frontal (18) y el contenedor (11), motivo por el cual el resto de placas (16) dispuestas entremedio se cargan por una de sus caras positivamente y por la otra negativamente, ver figura nº 2.
Para conseguir un cerramiento totalmente estanco del reactor (10), en las proximidades de los bordes perimetrales de la tapa (18), de la junta de estanqueidad (14) y el contenedor (11) se prevén una pluralidad de agujeros (15) dispuestos en línea, cuya misión es la de recibir pernos de seguridad y estanqueidad (63) del reactor (10), ver figuras nº 1-2.
Tal y como se aprecia en la figura nº 2, la entrada de fluido electrolítico (20) en el reactor (10) se localiza en la parte inferior de la cara posterior (62) del contenedor (11), mientras que la salida de gases originados en la electrólisis (21) se localiza en la parte superior de la misma cara (62) del contenedor (11).
En referencia a la figura nº 3, en la misma se aprecia la realización preferida del dispositivo (31) de deshumidificación, auto-refrigeración del agua condensada y barrera de propagación de la llama, conectado a la salida de gases del reactor electrolítico (10). Dicho dispositivo (31) comprende un circuito superior de conductos (55) por donde circula la mezcla gaseosa y un circuito inferior de conductos (56) de recogida del agua que se va condensando en el circuito superior (55), unidos ambos circuitos mediante sus conductos intermedios de bajada del agua (23).
El circuito superior de conductos (55) a su vez está formado por cinco conductos superiores (25) que discurren por la parte superior del equipo dispuestos en serie, los cuales incorporan un tramo curvado (26) en cada conducto (25). Tal y como se puede apreciar en la figura nº 3, en la parte inferior de dichos tramos curvados (26) se va depositando una cierta cantidad de agua condensada (27), y el resto de agua va bajando por los conductos intermedios de bajada (23) y por el conducto de bajada general de agua (24).
La mezcla gaseosa provinente del reactor (10) sube por el conducto de subida de gases (22), que es la prolongación del conducto (21), hasta llegar al circuito superior de conductos (55) por donde circulará la mezcla gaseosa en el sentido de las flechas ilustradas hasta alcanzar el conducto de salida de gases (29). A lo largo de dicho recorrido el agua que se va condensando se acumula parcialmente en la parte inferior de los tramos curvados (26) y el resto va bajando por los conductos intermedio de bajada (23) hasta desembocar en el conducto de bajada general de agua (24), el cual es la prolongación del conducto de entrada de fluido (20) al reactor (10).
El circuito inferior de conductos (56) está formado por cinco conductos inferiores (28) dispuestos en serie por la parte inferior del equipo, los cuales van recogiendo el agua condensada en cada uno de los tramos del circuito superior (55) y la dirigen en el sentido de las flechas ilustradas hacia el conducto de bajada general de agua (24) que desemboca en el reactor (10).
Adicionalmente, dicho conducto ultimo de bajada de agua hacia el reactor (24) prevé un tapón (30) en su parte superior para el llenado manual de agua y/o electrolito.
Tal y como se muestra en las figuras nº 4-5, tanto el circuito inferior (56) como el superior (55) están constituidos por cinco conductos unidos entre sí, (28) y (25) respectivamente, formando una configuración en forma de "U", puesto que entre el primer y segundo y entre el último y penúltimo conducto se forma un ángulo recto, para así disminuir al máximo el volumen del equipo.
Haciendo referencia nuevamente a las figuras nº 4-5, los conductos (28) que forman el circuito inferior (56) tienen una sección mayor a los conductos (25) que forman el circuito superior (55). Por otra parte, el sentido del flujo de los fluidos en ambos circuitos es el mismo.
En la figura nº 5 se aprecia que el tramo curvado (26) en cada uno de los conductos (25) está formado por dos vueltas enteras.
En relación a la figura nº 6, en la misma se pueden observar los medios de llenado automático (57) del agua destilada hacia el contenedor (11) ubicados en la parte superior del conducto de bajada general de agua hacia el reactor (24), compuestos principalmente por una válvula reguladora del nivel de agua (32) tipo boya que trabaja conjuntamente con una bomba tipo aspirante impelente (33) conectada a un depósito de agua destilada (34), cuyo funcionamiento se basa en el aprovechamiento del flujo de la mezcla de gases de salida para auto-bombear el caudal de agua destilada necesario desde un depósito de agua destilada (34) hasta el contenedor (11) a través del conducto (24).
La mencionada válvula reguladora (32) está formada por un cuerpo (40) de configuración sensiblemente alargado en donde se monta una boya (38) y en la parte superior se dispone una tórica (39), previsto de un conducto de entrada de gases (41) en un lado y en el otro un conducto de unión entre la válvula y la bomba (42).
La bomba (33) está formada por una bomba de pistón (58) que trabaja en colaboración con dos válvulas anti-retorno (59). La mencionada bomba de pistón (58) está formada por un pistón (35), el cual incluye un muelle (36) y en la parte superior de dicho cuerpo se ha previsto un poro (37) para la salida de los gases hacia el exterior de la bomba (58). El volumen de fluido contenido en la parte superior de la bomba (58) está conectado a través de un conducto (42) a la válvula (32), mientras que el volumen de fluido contenido en la parte inferior de la bomba (58) está conectado a través del conducto (44) al depósito (34) y por otro lado al conducto de bajada general de agua (24), rigiéndose la bomba (33) por la acción de dos válvulas antiretorno (59), ver figura nº 6.
La válvula (32) se encuentra semi-sumergida en el contenedor (11) del reactor (10) y contiene un nivel de agua con una boya (38) incorporada, cuya función es la de dejar pasar o interrumpir el paso de gases a través de la misma válvula (32): cuando el contenedor (11) se encuentre llena de fluido electrolítico la boya (38) se encontrará en su posición superior y cerrará la entrada del conducto (42), con la consiguiente obstaculización del paso de los gases hacia la bomba (33). En el resto de casos, es decir mientras el nivel de agua del contenedor (11) se encuentre en alturas inferiores a su máxima altura, la boya (38) se encontrará en una posición intermedia dentro del cuerpo de la válvula (40) y permitirá el paso de los gases hacia la bomba (33) .
En el caso particular de la figura nº 6, el nivel de agua del contenedor (11) y la boya (38) que flota en dicho nivel se encuentran en una posición intermedia dentro de la válvula (32), con lo que los gases de salida pueden pasar hacia el conducto (41), entrar dentro del cuerpo (40) de la válvula (32) y después ser conducidos por el conducto (42) hacia la parte superior de la bomba de pistón (58). Merced a la diferencia de presiones entre los dos lados del pistón (35), la bomba (58) juntamente con las válvulas anti-retorno (59) impulsan un cierto caudal de agua desde el depósito de agua destilada (34) por el conducto carga de agua (43) que desemboca directamente en el conducto de bajada general (24), concretamente en la parte de dicho conducto (24) que está ocupada por gases.
En referencia a la figura nº 7, en la misma se aprecian los medios de auto-regulación de la presión de los gases de salida del equipo (58) conectados al conducto de salida de los gases (29) del circuito superior de conductos (55), justo antes de la salida al exterior del equipo. Dichos medios (58) comprenden una válvula de seguridad de sobrepresión (49) conectada en paralelo en el conducto salida de gases (29), y una válvula reguladora de presión (46) y una válvula de seguridad para-aguas (48) conectadas en serie con dicho conducto (29).
El conducto de salida de gases (29) está conectado a la válvula de seguridad de sobrepresión (49) mediante un entronque (47), la cual está unida a una alarma sonora (50), que se activará en caso de sobrepasar los gases de salida la presión máxima estipulada. En el caso de que la presión de los gases sobrepase el valor máximo, además de activarse la alarma (50) los gases se escaparían por el conducto (59) hacia el exterior del equipo para así reducir rápidamente la presión en el interior del equipo. Por otro lado, si por el conducto de salida de gases (29) saliese agua líquida en vez de gases, dicha agua no saldría por la línea de gas, sino que la válvula para-aguas (48) la retendría en el conducto (29) y retornaría al depósito (34) por medio del conducto (60).
La válvula reguladora de presión (46) está conectada por un lado a la válvula de sobrepresión (49) por medio del conducto intermedio (52) y por el otro a la válvula para-aguas (48) por medio del conducto (45).
La citada válvula de seguridad para-aguas (48) comprende un dispositivo esférico (53) y dos topes (54) en la parte superior de la válvula (48), de manera que cuando pasa gas a través de la válvula el dispositivo esférico (53) flota merced a su densidad y deja pasar el gas a través de la misma.
Conectados a la salida de la válvula para-aguas (48) a través de un entronque (47) se disponen ventajosamente dos conductos en paralelo de salida de gases (51) hacia el exterior del equipo.
Descrito suficientemente la presente invención en correspondencia con las figuras anexas, fácil es comprender que podrán introducirse en la misma cualesquiera modificaciones de detalle que estimen convenientes, siempre y cuando con las modificaciones que se introduzcan no se altere la esencia de la invención que queda resumida en las siguiente reivindicaciones.

Claims (32)

1. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua, dichos gases son una mezcla gaseosa seca de hidrógeno y oxígeno generados a partir de la electrólisis del agua en un reactor electroquímico estanco formado por un contenedor inundado de soluto, solvente y suspensiones previsto de como mínimo un cátodo y un ánodo, y una entrada de fluido electrolítico (agua más electrolito) y una salida de una mezcla gaseosa húmeda de hidrógeno y oxígeno, caracterizado en que comprende:
- un reactor electrolítico (10) del tipo célula electrolítica en línea de configuración sensiblemente poliédrica que alberga en su interior sendas placas conductoras o semiconductoras (16) dispuestas paralelamente una al lado de otra, e intercalando una placa separador aislante (17) entremedio de cada dos placas contiguas (16), conectando las dos placas situadas en los extremos (13) directamente o indirectamente a una fuente de alimentación que aplica una diferencia de potencial entre dichas placas, de forma que el resto de placas (16) situadas entremedio de las dos placas extremas (13) se cargan positivamente (+) por una de sus caras y negativamente (-) por la otra cara, y disponiendo una entrada de fluido electrolítico en la parte inferior del reactor (10) y una salida de gases en la parte superior del reactor (10);
- unos medios (31) deshumidificadores para condensar el vapor de agua contenido en la mezcla gaseosa de salida del reactor (10), que a la vez son auto-refrigerantes para enfriar el agua condensada que retorna al reactor (10), y que a la vez impiden la propagación de la llama dentro del equipo una vez la misma ha sido generada;
- unos medios (57) de llenado automático del agua del reactor (10) desde un depósito de agua destilada (34) según las necesidades de fluido electrolítico (agua más electrolito) del reactor (10);
- unos medios (58) de auto-regulación de la presión de la mezcla gaseosa de salida del equipo; y
- unos medios de auto-regulación de la temperatura de la mezcla gaseosa dentro del reactor (10).
2. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera reivindicación, caracterizado en que el reactor electrolítico (10) está formado por un contenedor (11) de cuerpo sensiblemente poliédrico carente de base frontal, en vez de la cual se dispone una placa tapa frontal (18) que ajusta perfectamente en el hueco frontal para cerrar el reactor (10) frontalmente, presentando el contenedor (11) un borde perimetral (12) sobresaliente desde las aristas de las cuatro caras laterales (61) del contenedor (11) opuestas a las que forman la cara posterior (62) del contenedor (11) y prolongándose el borde perimetral (12) perpendicularmente a dichas caras laterales (61).
3. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y segunda reivindicaciones, caracterizado en que el reactor (10) incorpora una junta de estanqueidad (14) que ajusta perfectamente sobre la superficie frontal del borde perimetral (12) del contenedor (11), dispuesta entremedio de dicho borde (12) y la placa tapa frontal (18).
4. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera reivindicación, caracterizado en que la placa tapa frontal (18) en las proximidades de su borde, la junta de estanqueidad (14) a lo largo de su longitud y el contenedor (11) en su borde perimetral sobresaliente (12) del reactor (10) incluyen una pluralidad de agujeros (15) dispuestos en línea, cuya función es la encajar entre sí para recibir pernos de seguridad y estanqueidad (63) que atraviesen la placa tapa frontal (18), la junta de estanqueidad (14) y el borde (12) del contenedor (11) y cierren frontalmente el reactor (10).
5. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera reivindicación, caracterizado en que la entrada de fluido electrolítico en el reactor (10) se localiza en la parte inferior de la cara posterior (62) del contenedor (11), y la salida de gases en el reactor (10) se localiza en la parte superior de la cara posterior (62) del contenedor (11).
6. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera reivindicación, caracterizado en que los medios acoplados a la salida del reactor (10) que integran las funciones de deshumidificación, auto-refrigeración del agua condensada y barrera de propagación de la llama (31) comprenden un circuito superior de conductos (55) por donde circula la mezcla gaseosa, la cual se va condensando merced a la transferencia de calor con el aire exterior y un circuito inferior de conductos (56) de recogida del agua condensada, unidos entre sí mediante sendos conductos intermedios (23), estando formado el circuito superior (55) por una pluralidad de conductos (25) que discurren por la parte superior y conectados en serie, los cuales están previstos de sendos tramos en donde los tubos se curvan formando tramos curvados (26) y los conductos (25) acaban en el conducto de salida de gases (29), estando formado el circuito inferior (56) por una pluralidad de conductos (28) dispuestos en serie por la parte inferior del equipo, que desembocan en el conducto de recogida general de agua (24) que es la entrada de fluido electrolítico del
reactor (10).
7. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y sexta reivindicaciones, caracterizado en que se prevé como mínimo un tramo curvado (26) en cada conducto superior (25) que integra el circuito superior de conductos (55).
8. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera, sexta y séptima reivindicaciones, caracterizado en que los tramos curvados (26) del circuito superior (55) se tuerce como mínimo una vuelta
entera.
9. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y sexta reivindicaciones, caracterizado en que la unión de dos conductos contiguos entre sí en los circuitos superior (55) e inferior (56) puede presentar ángulos distintos a un ángulo llano.
10. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y sexta reivindicaciones, caracterizado en que se prevé un conducto de subida de gases (22) que comunica la salida de los gases del reactor (10) con el inicio del circuito superior de conductos (55).
11. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y sexta reivindicaciones, caracterizado en que se incorpora un tapón (30) en el extremo superior del conducto de bajada general de agua (24) para posibilitar el llenado manual de fluido electrolítico en el reactor (10).
12. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y sexta reivindicaciones, caracterizado en que el número de conductos que integran el circuito superior (55) e inferior (56) es el mismo y como mínimo uno.
13. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y sexta reivindicaciones, caracterizado en que la sección de los conductos superiores (25) que integran el circuito superior (55) es menor a la sección de los conductos inferiores (28) que integran el circuito inferior (56).
14. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y sexta reivindicaciones, caracterizado en que los conductos intermedios de bajada de agua (23), el conducto de subida de gases (22) y el conducto de recogida general de agua (24) están ocupados por fluido electrolítico (agua más electrolito) en su parte inferior y por mezcla gaseosa (hidrógeno y oxígeno gas) en su parte superior.
15. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y sexta reivindicaciones, caracterizado en que el flujo de los gases a través del circuito superior de conductos (55) y el flujo de agua a través del circuito inferior de conducto (56) tiene la misma dirección y sentido.
16. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera reivindicación, caracterizado en que los medios (57) de llenado automático del agua del reactor (10) están situados en la parte superior del conducto de bajada general de agua (24) y comprenden una válvula reguladora del nivel de agua (32) conectada a una bomba (33) y la bomba (33) conectada a un depósito de agua destilada (34), que utilizan el flujo de la mezcla de gases "seca" de salida del circuito superior como medio para auto-bombear el caudal de agua destilada necesario desde un depósito de agua destilada (34) hasta el reactor (10), gobernando el cierre o abertura de la válvula (32) según la posición del nivel de fluido electrolítico contenido dentro del reactor (10).
17. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y dieciseisava reivindicaciones, caracterizado en que la bomba (33) que compone el sistema (57) de llenado automático del agua del reactor (10) es del tipo aspirante impelente y comprende una bomba de pistón (58) y dos válvulas anti-retorno (59) conectadas a la parte inferior de dicha bomba (58).
18. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y dieciseisava reivindicaciones, caracterizado en que la válvula reguladora del nivel de agua (32) que compone el sistema (57) de llenado automático del agua del reactor (10) es del tipo boya, está conectada inferiormente a una de las caras del reactor (10), encontrándose semi-ocupada de fluido electrolítico, compuesta por un cuerpo (40) sensiblemente alargado dotado de una entrada de gases en un lado y en el otro una salida de gases que conecta la válvula (32) con la bomba (33) mediante un conducto (42), y la válvula (32) albergando en su interior una boya (38) que flota en el nivel de fluido del interior de la válvula (38) y una tórica (39) situada en una posición fija en la parte superior de la válvula (32), de forma que cuando el nivel de fluido electrolítico del reactor (10) sube por encima de su límite superior, el nivel de la válvula (38) asciende con la misma proporción y la boya (38) llega a topar con la tórica (39) y entonces obstaculiza el paso del gas a través de la válvula (32) e impide el bombeo de agua destilada desde el depósito (34) hasta el
reactor (10).
19. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera, dieciseisava y diecisiete reivindicaciones, caracterizado en que la bomba de pistón (58) que compone la bomba (33) del sistema (57) de llenado automático del agua del reactor (10) está formada por un pistón (35) que incorpora un muelle (36), formándose dos volúmenes en el interior de la bomba (58): uno en la parte superior y otro en la parte inferior del pistón (35), e incorporando una pequeña abertura o poro (37) en la parte superior de la bomba (58) para poder evacuar el gas contenido en el volumen superior de la bomba (58) y así retornar el pistón (35) a su posición superior.
20. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera, dieciseisava y diecisiete reivindicaciones, caracterizado en que la parte inferior de la bomba de pistón (58) que compone la bomba (33) del sistema (57) de llenado automático del agua del reactor (10) está conectada a dos válvulas antiretorno (59) en paralelo: la primera de dichas válvulas (59) se localiza en el conducto (44), el cual va a parar a un depósito de agua destilada (34), y la otra válvula (59) se localiza en el conducto de carga (43), el cual comunica el conducto (44) con el conducto de bajada general de agua (24).
21. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera reivindicación, caracterizado en que alternativamente los medios (57) de llenado automático del agua del reactor (10) desde el depósito de agua destilada (34) pueden comprender cualquier dispositivo eléctrico o electrónico.
22. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera reivindicación, caracterizado en que los medios (58) de auto-regulación de la presión de la mezcla gaseosa conectados al conducto de salida de los gases (29) del circuito superior de conductos (55), justo antes de la salida al exterior del equipo, comprenden primero una válvula de seguridad de sobrepresión (49) conectada en paralelo con dicho conducto (29), y después una válvula reguladora de presión (46) conectada en serie con una válvula para-aguas (48).
23. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y veintidosava reivindicaciones, caracterizado en que la válvula de sobrepresión (49) de los medios (58) de auto-regulación de la presión de la mezcla gaseosa está conectada al conducto salida de gases (29) mediante un entronque (47), y está conectada a una alarma (50), la cual se activará en caso de sobrepasar la presión de los gases de salida el valor máximo estipulado, y también está conectada a un conducto de salida de gases al exterior del equipo (59) para evacuar los gases si existe una presión superior a la estipulada y a un conducto de retorno de agua (60) hacia el depósito (34) para la evacuación del agua.
24. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y veintidosava reivindicaciones, caracterizado en que la válvula reguladora de presión (46) de los medios (58) de auto-regulación de la presión de la mezcla gaseosa está conectada en serie con el conducto salida de gases (29) a través del conducto intermedio (52) y por el otro lado a la válvula para-aguas (48) a través del conducto (45).
25. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y veintidosava reivindicaciones, caracterizado en que la válvula para-aguas (48) de los medios (58) de auto-regulación de la presión de la mezcla gaseosa comprende un dispositivo esférico (53) que va fluctuando dentro de la válvula (48) y dos topes (54) fijos en la parte superior de la válvula (48), de manera que cuando pasa gas a través de la válvula (48) el dispositivo esférico (53) flota y deja paso libre al gas a través de la misma hacia la salida del equipo, pero si pasa agua el dispositivo esférico (53) asciende hasta topar con los topes (54) e impide el paso del agua hacia la línea de gas del equipo.
26. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y veintidosava reivindicaciones, caracterizado en que se disponen dos conductos en paralelo de salida de gases (51) al exterior del equipo conectados a la salida de la válvula para-aguas (48) a través de un entronque (47) .
27. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera reivindicación, caracterizado en que los medios de auto-regulación de la temperatura comprenden un fusible electrotérmico (19) situado en las proximidades de una de las aristas de la placa tapa frontal (18) del reactor (10), para auto-regular la temperatura alcanzada en el interior del reactor (10): interrumpiendo la corriente eléctrica que pasa a través de las placas conductoras (16) en caso de sobrepasar la temperatura del gas en el reactor (10) el límite establecido o en caso de producirse un fallo eléctrico.
28. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera reivindicación, caracterizado en que el equipo se presentará de forma compacta y portátil dentro de una carcasa.
29. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y veintiochoava reivindicaciones, caracterizado en que la carcasa es de policarbonato celular.
30. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera y veintiochoava reivindicaciones, caracterizado en que se incorporan a la carcasa medios de transporte mediante ruedas y accesorios varios como tiradores o topes.
31. Equipo para obtener gases mediante la electrólisis del agua según la primera reivindicación, caracterizado en que el equipo no incluye ningún accesorio como quemadores, pero sí está preparado para admitir quemadores estándares.
32. Procedimiento para obtener gases mediante la electrólisis del agua, caracterizado por comprender:
- un reactor electroquímico (10) para la obtención de una mezcla gaseosa de hidrógeno y oxígeno que está inundado de soluto, solvente y suspensiones e incorpora en su interior una pluralidad de placas semiconductoras o conductoras (16) dispuestas en paralelo e intercalando una placa aislante (17) entremedio de cada dos placas (16) contiguas, de manera que al conectar una fuente de alimentación directamente o indirectamente entre las dos placas situadas en los extremos (13) el resto de placas (16) automáticamente se cargan positivamente (+) por una de sus caras y negativamente (-) por la otra cara, formándose gas hidrógeno (H_{2}) en todas las caras cargadas negativamente (-) y oxígeno (O_{2}) en todas las caras cargadas positivamente (+) de las placas (16), mezclándose el gas hidrógeno (H_{2}) y el gas oxígeno (O_{2}) formando gas oxhídrico en el interior del reactor (10);
- unos medios de deshumidificación para auto-condensar el vapor de agua contenido en la mezcla gaseosa, de auto-refrigeración para enfriar el agua condensada, y apaga-llamas para impedir la propagación de la llama conectados a la salida de gases del reactor (10), que se basan en la canalización de la mezcla gaseosa por unos conductos superiores (25) de escasa sección previstos de sendos tramos curvados (26), de manera que el fluido se va enfriando paulatinamente merced a la transferencia de calor por conducción y convección con el aire exterior, lo cual conlleva que la humedad contenida en la mezcla gaseosa se vaya condensando a lo largo de los citados tubos (25) y el agua condensada se acumule en dichos tramos curvados (26) y el resto del agua se recoja en los conductos inferiores (28) que integran el circuito inferior (56), que la transportan hasta el conducto de bajada general de agua (24) hacia el reactor (10);
- unos medios de auto-llenado del reactor (10) que comprenden una válvula reguladora del nivel de agua (32) que trabaja conjuntamente con una bomba (33), que se basan en el aprovechamiento del flujo de la mezcla de gases de salida como medio para auto-bombear la cantidad de caudal de agua destilada necesaria en cada momento desde un depósito de agua destilada (34) hasta el reactor (10) y rigiendo la apertura o cierre de la válvula (32) según el nivel de fluido electrolítico contenido en el reactor (10);
- unos medios de auto-regulación de la presión de la mezcla gaseosa en el interior del equipo que comprenden una válvula de seguridad de sobrepresión (49), una válvula reguladora de presión (46) y una válvula de seguridad para impedir la salida de agua (48), que aprovechan el flujo de gases de salida antes de la línea de gas para auto-regular la presión de los gases en el interior del equipo; y
- unos medios de auto-regulación de la temperatura de la mezcla gaseosa en el interior del reactor (10) que comprenden un fusible electrotérmico (19) situado en las proximidades de una de las aristas de la placa tapa frontal (18) del reactor (10), cuya función es interrumpir la corriente eléctrica que pasa a través de las placas conductoras (16) situadas dentro del reactor (10) en caso de sobrepasar la temperatura del gas en el reactor (10) el límite establecido o en caso de producirse un fallo eléctrico.
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