GR1009403B

GR1009403B - Κυτταρο ηλεκτρολυσης

Info

Publication number: GR1009403B
Application number: GR20170100445A
Authority: GR
Inventors: Θεοδωρος Ευσταθιου Καραβασιλης
Original assignee: Θεοδωρος Ευσταθιου Καραβασιλης
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2017-10-03
Publication date: 2018-11-19

Abstract

Το κύτταρο ηλεκτρόλυσης Τ2 είναι ένας νεός τύπος κυττάρου όπου τα ηλεκτρόδια εφάπτονται σε επιφάνεια (πλάτη) στην οποίαν εφάπτεται και το ειδικής κατασκευής δοχείο και μέσα από ένα κανάλι ο ηλεκτρολύτης ρέει προς τα ηλεκτρόδια ενώ μέσα από δεύτερο κανάλι το παραγόμενο αέριο πηγαίνει στο δοχείο του ηλεκτρολύτη από όπου και το παίρνουμε. Ενα 4ο είδος πλακών που δεν τις έχουν άλλα κύτταρα μεταφέρει θερμότητα και ο σκοπός τους είναι να απάγουν θερμότητα από τον ηλεκτρολύτη έτσι ωστε να μην θερμαίνονται τα ηλεκτρόδια του κυττάρου. Δεν χρειάζεται εύκαμπτους σωλήνες και υποδοχείς για κυκλοφορία ηλεκτρολύτη και αερίου προς και από τα ηλεκτρόδια ηλεκτρόλυσης κι έτσι δεν έχουμε διαρροές που παρουσιάζουν συχνά οι εύκαμπτοι σωλήνες. Ταυτόχρονα η δυνατότητά του να ψύχει τον ηλεκτρολύτη κατά την λειτουργία του μπορεί να κρατάει χαμηλή και σταθερή την θερμοκρασία των ηλεκτροδίων μειώνοντας τη φθορά τους και αυξάνοντας την διάρκεια ζωής τους.

Description

ΚΥΤΤΑΡΟ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗΣ

Περιγραφή

Η εφεύρεση αναφέρεται σε συσκευή ηλεκτρόλυσης για την ηλεκτρόλυση νερού με πρόσμιξη ηλεκτρολύτη ή διαφόρων άλλων ηλεκτρολυτών με σκοπό την παραγωγή αερίων.

Τέτοιες συσκευές υπάρχουν πάρα πολλές και κυκλοφορούν εδώ και 2 δεκαετίες στην παγκόσμια αγορά. Υπάρχουν διάφοροι τύποι. Οι 2 βασικοί τύποι είναι το ξηρό κύτταρο «dry cell» και το υγρό κύτταρο «wet cell». Στην ουσία με την λέξη «κύτταρο» εννοούμε το σετ ανόδουκαθόδου και ενδιάμεσων ουδέτερων πλακών και τσιμουχών. Μια συσκευή ηλεκτρόλυσης μπορεί να έχει 1 ή περισσότερα «κύτταρα» σε συστοιχία. Εμείς εδώ για λόγους κατανόησης και τις συσκευές ηλεκτρόλυσης τις νααγράφουμε ως «κύπαρα» παρότι μια συσκευή δύναται να περιλαμβάνει πολλά κύτταρα.

Ο πιο συχνός ίσως τύπος κυττάρου ηλεκτρόλυσης είναι αυτό του ξηρού τύπου «dry cell» το οποίο είναι μια ομάδα πλακών φτιαγμένες από ανοξείδωτο χάλυβα παρατεταγμένες παράλληλα η μία με την άλλη, οι οποίες εναλάσσονται (χωρίζονται μεταξύ τους) με λαστιχένιες εύκαμπτες τσιμούχες(4). Οι πλάκες αυτές εκτελούν χρέη ηλεκτροδίων και έχουν εσωτερικά οπές ώστε οι θάλαμοι που δημιουργούν με τις ενδιάμεσες τσιμούχες να επικοινωνούν μεταξύ τους.

Ολα τα κύτταρα ηλεκτρόλυσης έχουν 3 ειδών πλάκες που λειτουργούν ως ηλεκτρόδια. Σε κάποια ηλεκτρόδια βάζουμε θετικό φορτίο (άνοδοι) σε κάποια αρνητικό φορτίο (κάθοδοι) και ενδιάμεσα ανόδου και καθόδου αφήνουμε κάποιες πλάκες χωρίς φορτίο (ουδέτερες).

Ολες αυτές τις πλάκες-ηλεκτρόδια τις πιέζουμε ανάμεσα σε 2 μεταλλικές ή πλαστικές πλάκες οι οποίες έχουν περιμετρικές τρύπες από τις οποίες περνάμε βίδες τις οποίες και σφίγγουμε για να πλησιάσουν οι εξωτερικές πλάκες μεταξύ τους να πιέσουν τις εσωτερικές πλάκες με τις τσιμούχες ώστε η όλη κατασκευή να στεγανοποιηθεί με τις τσιμούχες μέσω πιέσεως.

Το μόνο που τώρα μας μένει είναι να βάλουμε τον ηλεκτρολύτη ο οποίος από ένα εξωτερικό δοχείο μεταφέρεται με εύκαμπτο σωλήνα που είναι στη βάση του δοχείου στη μία από τις 2 οπές που εσωτερικά έχει η πρώτη πλάκα (την πιο χαμηλή οπή) κι επειδή όλες οι πλάκες έχουν αυτές τις οπές (μία στο πάνω και μία στο κάτω μέρος τους), ο ηλεκτρολύτης θα φτάσει σε όλα τα ηλεκτρόδια εντός του κυττάρου ηλεκτρόλυσης. Κατόπιν βάζοντας φορτίο στις ανόδους και καθόδους του κυττάρου παράγεται αέριο μέσω ηλεκτρόλυσης που διαφεύγει προς το εξωτερικό δοχείο του ηλεκτρολύτη από τον εύκαμπτο σωλήνα που είναι συνδεδεμένος στην άνω οπή των ηλεκτροδίων. Ο ηλεκτρολύτης λοιπόν λόγω βαρύτητας ρέει από το δοχείο που είναι πιο υψηλά στην κάτω οπή των ηλεκτροδίων μέσω εύκαμπτου σωλήνα και το παραγόμενο αέριο εκτονώνεται προς το δοχείο του ηλεκτρολύτη μέσω του εύκαμπτου σωλήνα στο πάνω μέρος των ηλεκτροδίων.

Από εκεί μπορούμε να πάρουμε κι εμείς το παραγόμενο αέριο.

Ο δεύτερος τύπος είναι το υγρό κύτταρο όπου όλη η συστοιχία των ηλεκτροδίων είναι εμβαπτισμένα σε μια δεξαμενή όπου περιέχει και τον ηλεκτρολύτη.

Τα πλεονεκτήματα του δικού μας κυττάρου ηλεκτρόλυσης Τ2 είναι δύο κι έχουν να κάνουν με τις διαφορές του Τ2 σε σχέση με τα άλλα ξηρά ή υγρά κύπαρα ηλεκτρόλυσης. To Τ2 δεν είναι ούτε υγρό κύτταρο αλλά ούτε και ξηρό. Αποτελεί από μόνο του και λόγο σχεδιασμού μια νέα κατηγορία γιατί είναι κύτταρο με ενσωματωμένο το δοχείο ηλεκτρολύτη το οποίο τροφοδοτεί τα ηλεκτρόδια (4α, 4β, 4γ) με ηλεκτρολύτη όχι μέσω εύκαμπτων σωληνώσεων αλλά μέσα από διαμορφωμένα «τούνελ» (2β1 και 2β2) που βρίσκονται στο εσωτερικό της πλάτης του κυττάρου. Με αυτό τον τρόπο δεν χρειαζόμαστε εύκαμπτους σωλήνες και υποδοχείς κι έτσι δεν έχουμε ούτε διαρροές, ούτε τσακίσματα σωληνώσεων και γλυτώνουμε χώρο ενώ ταυτόχρονα η εγκατάσταση της συσκευής γίνεται πολύ πιο γρήγορα.

Το δεύτερο πλεονέκτημα είναι οτι το κύτταρο Τ2 δεν έχει μόνο 3 είδη πλακών αλλά κι ένα τέταρτο είδος πλάκας την πλάκα ψύξης ή ψύκτρα(4δ). Οι πλάκες αυτές έχουν ειδική εσωτερική και εξωτερική διαμόρφωση εμφανίζοντας μεγάλες επιφάνειες επαφής και καθώς ο ηλεκτρολύτης περνάει μέσα από τις εσωτερικές της οπές, ψύχεται αποβάλοντας θερμότητα στο περιβάλλον μέσω του μετάλλου της πλάκας που φτιάχνεται από αλουμίνιο ή χαλκό.

Η ψύξη αυτή είναι «παθητική ψύξη» αλλά με την προσάρτηση 2-4 ανεμιστήρων (fans) (5) στην εξωτερική πλάκα που είναι και βάση του κυττάρου (3) μετατρέπουμε την ψύξη σε «ενεργητική» με αποτέλεσμα να έχουμε μεγαλύτερη απαγωγή θερμότητας.

Με την προσάρτηση αυτών των νέου τύπου πλακών εξασφαλίζουμε την λειτουργία του κυττάρου ηλεκτρόλυσης σε χαμηλές θερμοκρασίες έτσι ώστε να μην «τραβάει» περισσότερα αμπέρ κατά την λειτουργία του και λύνουμε ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που έχουν τα κύτταρα ηλεκτρόλυσης σήμερα που είναι αυτό της θερμότητας.

Claims

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1. Το κύπαρο ηλεκτρόλυσης Τ2 αποτελείται από (1 ) το δοχείο ηλεκτρολύτη (2) την πλάτη η οποία αποτελείται από 3 φύλλα μετάλλου πλαστικού ή πλέξιγλας, και (3) τη βάση τοποθέτησης των πλακών που λειτουργούν ως ηλεκτρόδια. Εχουμε 4 τύπους πλακών : άνοδοι (4α) , κάθοδοι (4β) , ουδέτερες (4γ) τοποθετούνται μεταξύ ανόδου και καθόδου και είναι 3-5 για 12βολτ και 7-11 για 24βολτ κύπαρα και ψύκτρες (4δ) οι οποίες σε αριθμό είναι πάνω από 1 και ανάλογα με το πόση θερμότητα θέλουμε να αποβάλουμε.

Ανάμεσα σε όλες τις πλάκες (4α, 4β, 4γ και 4δ) παρεμβάλονται μεταξύ τους ελαστικές τσιμούχες (4) για στεγανοποίηση.

2. Το κύπαρο ηλεκτρόλυσης Τ2 σύμφωνα με την αξίωση 1 φέρει πλάτη (2) η οποία αποτελείται από 3 φύλλα μετάλλου, πλαστικού ή πλέξιγλας, εκ των οποίων το πίσω φύλλο (2γ) δεν εχει καμμία διαμόρφωση, το μεσαίο φύλλο (2β) έχει διαμορφωμένα κανάλια (2β1 και 2β2) για την μεταφορά του ηλεκτρολύτη από το δοχείο ηλεκτρολύτη στα ηλεκτρόδια του κυττάρου προς ηλεκτρόλυση και τη μεταφορά του αερίου που παράγεται, αντίστροφα από τα ηλεκτρόδια στο δοχείο ηλεκτρολύτη και τελικά το εμπρόσθιο φύλλο (2α) έχει οπές ακριβώς στα άκρα των καναλιών του μεσαίου φύλλου (2β) στην μεριά του δοχείου και στην βάση τοποθέτησης ηλεκτροδίων.

3. Το κύτταρο ηλεκτρόλυσης Τ2 σύμφωνα με την αξίωση 1 φέρει ένα επιπλέον 4ος είδος πλάκας (4δ) το οποίο δεν είναι ηλεκτρόδιο αλλά λειτουργεί ως ψύκτρα και γι αυτό έχει ειδική διαμόρφωση με πολλές εσωτερικές οπές και εξωτερικές αυλακώσεις ώστε να δημιουργεί μεγάλη επιφάνεια επαφής με τον ηλεκτρολύτη εσωτερικά και με τον αέρα εξωτερικά ώστε να γίνεται ανταλλαγή θερμότητας.