ES2359217B1 - Aparato productor de gases combustibles por electrolisis. - Google Patents

Aparato productor de gases combustibles por electrolisis. Download PDF

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Abstract

Aparato productor de gases combustibles por electrolisis.#Consiste en un aparato compacto, de fácil instalación, que permite disipar de manera óptima el calor producido durante la reacción electroquímica que consta de un primer depósito (1) por el que entra el agua (9) y un segundo depósito (2) por el que sale el gas hidrógeno (7) y el gas oxígeno (8) resultantes de la electrolisis mezclados con el agua (9), y que incorpora unos tubos (3) independientes entre sí, sin continuidad superficial entre ellos, que comunican ambos depósitos (1, 2) encontrándose su superficie externa en contacto directo con el aire o con intermediación de unas aletas disipadoras (10) para facilitar la disipación del calor generado en la electrolisis.

Description

Aparato productor de gases combustibles por electrolisis. Objeto de la invención
La presente invención pertenece al campo de los aparatos que tienen como finalidad la producción de gases combustibles mediante el procedimiento de electrolisis.
El objeto de la invención consiste en el desarrollo de un aparato compacto, de fácil instalación, que mediante una solución de diseño permita disipar de manera óptima el calor producido durante la reacción electroquímica, sin necesidad de recurrir al aumento del tamaño del equipo y permitiendo el aumento de intensidades. Antecedentes de la invención
Los aparatos de electrólisis son conocidos para diversas y variadas aplicaciones, en concreto son empleados por ejemplo para la electrólisis de agua como tecnología limpia para la producción de hidrógeno gas que posteriormente es utilizado como combustible.
En el proceso de electrólisis el agua es disociada en el cátodo con la formación de moléculas de hidrógeno y de iones de oxígeno que se desplazan a través del electrolito formando moléculas de oxígeno en la superficie del ánodo con desprendimiento de electrones. Para que estos electrones se desplacen del ánodo al cátodo y se produzca la reacción electrolítica se deberá aplicar una energía eléctrica.
La reacción electroquímica que se produce en el interior del equipo desprende calor, alcanzándose en algunos equipos unas temperaturas excesivas.
La mayor parte de los sistemas conocidos son cerrados, las unidades productoras de gases se encuentran sumergidas en el agua en depósitos cerrados, por lo que las grandes temperaturas alcanzadas suponen un problema que obliga a bajar las intensidades o a construir sistemas más grandes y costosos. Descripción de la invención
El aparato productor de gases combustibles por electrólisis que constituye el objeto de esta invención resuelve la problemática anteriormente expuesta de forma satisfactoria.
Este aparato productor de gases se encuentra configurado por sendos depósitos, consistentes en un primer depósito por el que entra el agua y un segundo depósito por el que sale el gas hidrógeno y el gas oxígeno resultantes de la electrólisis mezclados con agua circulante, y por al menos un tubo externo que comunica ambos depósitos penetrando ligeramente en ambos por sus extremidades y que está conectado a un primer terminal eléctrico y por un alma interior conectada a un segundo terminal eléctrico de polaridad opuesta al primer terminal.
El aparato destaca fundamentalmente porque la superficie externa del tubo se encuentra en contacto con el aire o con intermediación de unas aletas disipadoras que facilita la disipación del calor generado en la electrólisis y por tanto la refrigeración del aparato.
Tal y como se ha descrito el alma es interior a cada tubo y puede consistir en uno o más tubos internos, varillas o pletinas que desembocan por sus extremidades en ambos depósitos.
Para potenciar la refrigeración el aparato puede incorporar un electroventilador o similar que facilita la extracción de calor.
senta una temperatura de funcionamiento óptima que no requiere bajar la intensidad, a diferencia de lo que sucede en los sistemas cerrados que se conocen actualmente. Una misma intensidad de trabajo a la empleada en sistemas convencionales conduce a producciones más altas con este aparato.
El grado de refrigeración que se obtiene como consecuencia de esta disposición determina que el tamaño del equipo sea inferior al tamaño de otros equipos cuya configuración no permite una adecuada refrigeración, consiguiendo por tanto una reducción del espacio ocupado.
De acuerdo con esta estructuración del aparato se puede modificar el número, tamaño, forma y ubicación de los tubos, así como la forma de los depósitos para obtener distintos diseños de volumen adecuado al espacio donde se pretende ubicar, permitiendo por tanto una fácil instalación.
El funcionamiento del aparato transcurre de la siguiente manera, el agua se introduce en continuo por el primer depósito, a continuación el agua se dirige por el interior de los tubos al mismo tiempo que los terminales se encuentran sometidos a corriente produciéndose la reacción electroquímica que da lugar a la formación de gas hidrógeno y gas oxígeno. El gas se desplaza disuelto en el agua hacia el segundo depósito desde donde salen al exterior para su posterior utilización como combustible. El calor generado durante la reacción electroquímica es disipado de forma óptima por los tubos en contacto con el aire.
El aparato presenta por tanto una alimentación constante de agua que sale en forma de gas, evitando por tanto que el agua llegue a estancarse, favoreciendo por tanto la producción de gas en continuo.
Las aplicaciones de este aparato son múltiples, destacando su empleo para alimentación de baterías de hidrógeno por ejemplo, para motores de combustión,..., sin descartar otras utilidades en la industria, vivienda y otros.
El aparato se puede constituir en acero inoxidable, aluminio, titanio o una combinación de ambos, en fibra de carbono, plástico o en cualquier otro material adecuado.
El aparato productor de gases puede encontrarse dentro de una instalación convencional que incluye un depósito principal independiente. En este caso el depósito principal está conectado por un manguito la entrada del primer depósito del aparato al que suministra agua, con la posible intermediación de una bomba que fuerza la circulación del agua hacia el aparato. Otro manguito conectado a la salida del segundo depósito del aparato retorna los gases producidos en éste al depósito principal donde se mezcla con el agua para favorecer la limpieza de impurezas producidas en la electrólisis, saliendo finalmente el gas limpio de este depósito principal. Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.-Muestra una vista esquemática de una
3 ES 2359217A1 4
primera realización del aparato productor de gases combustibles por electrólisis que está dotado de un único tubo con aletas disipadoras.
Figura 2.-Muestra una vista esquemática de una primera realización del aparato productor de gases combustibles por electrólisis que está dotado de varios tubos en el que el alma incluida en cada tubo es otro tubo de menor diámetro.
Figura 3.-Muestra una vista esquemática de una segunda realización del aparato dotado de varios tubos en el que el alma está formada por varias platinas. Realización preferente de la invención
A la vista de las figuras se describe a continuación en detalle una serie de posibles realizaciones del aparato productor de gases combustibles por electrólisis objeto de esta invención.
De acuerdo con lo representado en la figura 1 el aparato productor de gases combustibles comprende un primer depósito (1) por el que entra el agua (9) y un segundo depósito (2) por el que sale el gas hidrógeno (7) y el gas oxígeno (8) resultantes de la electrólisis mezclados con agua circulante (9), así como comprende un tubo (3) que comunica ambos depósitos (1, 2) penetrando ligeramente en los depósitos (1, 2) por sus extremidades, que está conectado a un primer terminal (4) eléctrico, y dispone de un alma (5) interior al tubo externo (3) que desemboca por sus extremidades en ambos depósitos (1, 2) consistente en un tubo (5) conectado a un segundo terminal (6) eléctrico de polaridad opuesta al primer terminal (4).
Tal y como se aprecia en esta figura 1 el tubo (3) se encuentra en contacto con el aire con intermediación de unas aletas disipadoras (10) que facilitan la disipación del calor generado en la electrólisis.
En la figura 2 se observa una segunda realización con la misma estructuración a la representada en la figura 1, en la que ahora se disponen tres tubos (3) independientes, sin continuidad superficial entre ellos, en cuyo interior se encuentran correspondientes almas
(5) consistentes en tubos (5), en el que los tubos (5) se encuentran conectadas al segundo terminal (6).
En la figura 3 se observa otra realización en la que, a diferencia de lo representado en la figura 2, el alma (5’) interior a los tubos (3) consiste en un grupo de pletinas (5’).
En cualquiera de los aparatos representados en las figuras 2 y 3, se contempla que los tubos (3) se encuentren separados y con su superficie externa en contacto directo con el aire para de esta forma potenciar la disipación del calor generado en la electrólisis y por tanto la refrigeración del aparato. En la figura 1 se puede observar que el contacto directo con el aire se establece mediante las aletas (10) que circundan la superficie externa del tubo (3).
5 ES 2359217A1 6

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Aparato productor de gases combustibles por electrólisis caracterizado porque comprende:
    un primer depósito (1) por el que entra el agua (9) en continuo y un segundo depósito (2) por el que sale en continuo el gas hidrógeno (7) y el gas oxígeno
    (8) resultantes de la electrólisis mezclados con el agua (9),
    al menos un tubo (3) que comunica ambos depósitos (1, 2) penetrando ligeramente por sus extremidades en dichos depósitos (1, 2) y que se encuentra conectado a un primer terminal (4) eléctrico, y
    al menos un alma (5, 5’) interior al tubo (3) que desemboca por sus extremidades en ambos depósitos (1, 2) y que está conectada a un segundo terminal (6) (4),
    en el que los tubos (3) son independientes entre sí, sin continuidad superficial entre ellos, encontrándose su superficie externa en contacto directo con el aire o con intermediación de unas aletas disipadoras
    (10) para facilitar la disipación del calor generado en la electrólisis.
  2. 2.
    Aparato productor de gases combustibles por electrólisis caracterizado porque el alma (5, 5’) consiste en uno o más tubos o varillas (5’) o pletinas (5).
  3. 3.
    Aparato productor de gases combustibles por electrólisis de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque comprende adicionalmente un ventilador orientado hacia los tubos (3).
    ES 2 359 217 A1
    ES 2 359 217 A1
    ES 2 359 217 A1
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200802362
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 06.08.2008
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : C25B9/06 (2006.01) C25B1/04 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    WO 9107525 A2 (COMMAND INTERNATIONAL INC) 30.05.1991, página 12, 2º párrafo; 1-3
    página 15, 3º párrafo – página 16, línea 8; figuras 2-3.
    X
    US 5399251 A (NAKAMATS YOSHIRO) 21.03.1995, columna 1, líneas 9-14; columna 2, 1-3
    líneas 40-46; columna 3, líneas 18-20,56-65; columna 4, líneas 45-50; columna 5, líneas 46-49;
    columna 6, líneas 20-21; figuras 2,7,12,13.
    A
    US 3954592 A (HORVATH STEPHEN) 04.05.1976, columna 7, líneas 28-29,63-68; columna 8, 1-3
    líneas 14-15,33-38; columna 9, líneas 36,42; columna 10, líneas 23-27,34; columna 11,
    líneas 59-60; figuras 3-5.
    A
    US 2004074781 A1 (KLEIN DENNIS) 22.04.2004, párrafos [0002],[0028-0029]; figuras 1-2. 1-3
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 27.04.2011
    Examinador M. Ramos Asensio Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200802362
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) C25B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200802362
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 27.04.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200802362
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    WO 9107525 A2 (COMMAND INTERNATIONAL INC) 30.05.1991
  4. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    El documento D01 revela un aparato para generar gases de hidrógeno y oxígeno, formado por un conjunto de células electrolíticas, cada una comprendiendo un tubo (216, fig.2) provisto con aletas disipadoras de calor (218, fig.3), el cual trabaja como un cátodo, y un ánodo dispuesto en el centro (246, fig.3), ambos conectados a terminales eléctricos (220, 250, fig.3). Cada célula se alimenta con agua desionizada (212, fig.3); en la parte superior del tubo, hay un depósito que contiene los gases de hidrógeno y oxígeno que se van generando (231, fig.3).
    La reivindicación 1 difiere de D01 en que la célula electrolítica comprende un depósito por el que entra el agua al electrolizador. No hay evidencia en la descripción de que la presencia de dicho depósito tenga otra función que no sea la de introducir agua en el aparato, independientemente de que sea de manera continua o bajo demanda. Esta característica adicional no produce un efecto técnico que contribuya a la solución del problema planteado, la cual consiste en refrigerar el aparato mediante aletas disipadoras de calor, por lo que se considera obvia para el experto en la materia. Por lo tanto, la invención definida en la reivindicación 1 no implica actividad inventiva (Art. 8 Ley de Patentes 11/86).
    Las características de diseño divulgadas en las reivindicaciones 2 y 3 son técnicas constructivas obvias para el experto en la materia. Por consiguiente, las reivindicaciones 2 y 3 carecen de actividad inventiva (Art. 8 Ley de Patentes 11/86).
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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