PL248862B1 - System do wytwarzania wodoru, zwłaszcza na potrzeby gospodarstw domowych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest system do wytwarzania wodoru, zwłaszcza na potrzeby gospodarstw domowych, składający się z urządzenia wytwórczego zawierającego szczelny zbiornik z elektrolitem, połączone z nim co najmniej dwa segmenty generatorów (1) do elektrolizy, połączone ze sobą równolegle i zasilane prądem za pomocą źródła prądu połączonego z jednym generatorem (2), gdzie każdy segment generatorów (1) składa się z dwóch zewnętrznych bocznych ścian (3) i co najmniej dwóch generatorów (2) ze wspólną wewnętrzną ścianą (4), zbudowanych z co najmniej pięciu płyt (8), odizolowanych od siebie uszczelkami (9), wyposażonych w przelotowe otwory (5) wykonane w jednej linii z wlotem (6) oraz z wylotem (7), a dwie skrajne płyty (8) każdego generatora (2) stanowią elektrody wyposażone w otwory do podłączenia zasilania prądem oraz z urządzenia zabezpieczającego zawierającego filtr dekompresyjny mokry (23) z bezpiecznikiem (27) połączony z jednej strony z filtrem osuszającym (21), a z długiej strony z mniejszym od niego filtrem dekompresyjnym suchym (25) z bezpiecznikiem (27) wypełnionym wełną tłumieniową, połączonym przez zawór zwrotny ciśnieniowy (34) z filtrem mokrym (35) wypełnionym alkoholem propylowym, połączonym z czujnikiem ciśnieniowym (17) oraz bezpiecznikiem gazowym kierunkowym (36), połączonym z zaworem końcowym (37), zabezpieczonym filtrem tłumiącym (38) z wełną miedzianą.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest system do wytwarzania wodoru, zwłaszcza na potrzeby gospodarstw domowych, dla odbiorców indywidualnych, jak również dla małych firm, przeznaczony m.in. do ogrzewania domków jednorodzinnych.

Wodór odgrywa istotną rolę w transformacji energetycznej przemysłu. Już dzisiaj to paliwo produkuje się w dużych ilościach, około 500 mld m³ na całym świecie. Wykorzystanie wodoru ogranicza spalanie paliw kopalnych, co jest istotne ze względu na konieczność przeciwdziałania ocieplaniu się klimatu związanego z emisją gazów cieplarnianych, głównie ditlenku węgla. Wodór może być wytwarzany na różne sposoby - obecnie najbardziej wydajnymi źródłami pozyskiwania wodoru są procesy chemiczne, które opierają się na energii pochodzącej od surowców kopalnych. Jednym z procesów wytwarzania wodoru jest reforming parowy, w którym węglowodory, głównie gaz ziemny, reagują z parą wodną w temperaturze ok. 850°C i pod ciśnieniem 20-50 barów, tworząc wodór i dwutlenek węgla. Obie substancje są następnie rozdzielane za pomocą separacji adsorpcyjnej. Wodór może być produkowany także z biomasy poprzez zgazowanie trawy, słomy lub odpadów biologicznych. Istnieje również możliwość bezpośredniej produkcji wodoru w sposób biologiczny w procesie fotosyntezy i fermentacji z wykorzystaniem alg i mikroorganizmów.

Jedną z najbardziej czystych, pod względem ekologicznym, metod wytwarzania wodoru jest znana ze stanu techniki elektroliza wody. Metoda ta uznawana jest za ekologiczną, ze względu na fakt powstawania jedynie tlenu (O2) i wodoru (H2), ale jest znacznie bardziej energochłonna od metody reformingu parowego gazowych węglowodorów. Do produkcji wodoru i tlenu potrzebna jest czysta woda, zwykle demineralizowana, dejonizowana oraz energia elektryczna prądu stałego. W procesie elektrolizy wody prąd elektryczny jest wykorzystywany do rozdzielenia wody na wodór i tlen. Wyróżnia się elektroliza alkaliczną i elektrolizę z membraną. W elektrolizie z membraną wymiany protonów (proton exchange membrane - PEM), membrana PEM (proton exchange membrane) przewodząca proton służy jako elektrolit. Wydajność tego procesu wynosi ok. 50%. W elektrolizie alkalicznej (AEG - alkaline electrolysis cell) jako elektrolit wykorzystywany jest wodorotlenek potasu, KOH, lub wodorotlenek sodu, NaOH, bez zawartości jonów chlorkowych siarczanowych (VI). Proces przebiega w temperaturze 70-80°C pod ciśnieniem atmosferycznym lub w temperaturze 90-100°C w elektrolizerach ciśnieniowych i osiąga wydajność do 70%. W elektrolizie elektroda naładowana ujemnie jest nazywana katodą, a elektroda naładowana dodatnio anodą. Każda z elektrod przyciąga do siebie przeciwnie naładowane jony. Do katody dążą więc dodatnio naładowane kationy, a do anody ujemnie naładowane aniony. Po dotarciu do elektrod jony przekazują im swój ładunek, a czasami wchodzą też z nimi w reakcje chemiczną, na skutek czego zamieniają się w obojętne elektrycznie związki chemiczne lub pierwiastki. Powstające w ten sposób substancje zwykle albo osadzają się na elektrodach albo wydzielają się z układu w postaci gazu. Proces elektrolizy wymaga stałego dostarczania energii elektrycznej. Na anodzie woda jest utleniana do postaci tlenu i jonów wodorowych. Natomiast na katodzie woda jest redukowana do gazowego wodoru i jonów wodorotlenkowych.

Uzyskane w procesie elektrolizy wody jedną z wymienionych metod produkty: wodór i tlen charakteryzują się bardzo wysoką czystością, z których wodór nadaje się do zasilania ogniw paliwowych a tlen do celów medycznych. Ze względu na stopień zaawansowania technologii AEG możliwości poprawy wydajności i zmniejszenia kosztów są obecnie dość ograniczone, a koszty pozyskania wodoru i tlenu zależą głównie od kosztów energii elektrycznej. Stosując roztwór wodorotlenku sodu lub wodorotlenku potasu zasilany wodą demineralizowaną używa się elektrolizerów i chłodnic stalowych lub niklowych oraz elektrod niklowych pokrytych warstwą aktywną o niskim nadpotencjale wydzielania wodoru lub stalowych niklowanych i aktywowanych. Reakcje zachodzące w elektrolizerze alkalicznym AEG przebiegają następująco: katoda (ujemna elektroda - proces redukcji), anoda (dodatnia elektroda - proces utleniania).

Wiele istniejących systemów elektrolizy opiera się na obecności membrany oddzielającej gaz. Głównymi przeszkodami w zwiększaniu wydajności systemów elektrolizy wody są opory elektryczne wynikające z pęcherzyków gazu, membrany oddzielającej gaz i elektrolitu. Pęcherzyki gazu zasłaniają elektrodę i ograniczają wolną ścieżkę dostępną dla prądu, zwiększając całkowitą rezystancję obwodu. Elektrolit i membrana mają również znacznie wyższą rezystancję niż stosowane w systemie elektrycznie przewodzące konstrukcje metalowe. Ograniczając i unikając tych głównych źródeł oporu, można znacznie zwiększyć wydajność powstałego systemu.

Z opisu patentowego US8852410 znany jest kompaktowy generator wodoru zawierający w części mokrej obudowy wypełnionej elektrolitem komorę reakcyjną, a w części suchej separator gazu. Komora reakcyjna zawiera odizolowane od obudowy ogniwa elektrolityczne składające się z płytek elektrolitycznie dodatnich i ujemnych zanurzonych w elektrolicie. Poszczególne ogniwa elektrolityczne oddzielone są od siebie i od obudowy płytkami izolacyjnymi. Usytuowany w części suchej obudowy separator gazu wyposażony jest w element perforowany oraz w wełnę, w celu oczyszczenia gazu z pary wodnej.

Jak wskazano w opisie patentowym PL/EP 2451992 dostępne komercyjnie elektrolizery do produkcji wodoru mają różne struktury zależnie od wymaganej ilości i czystości wodoru. Elektrolizery na skalę przemysłową składają się z dwóch półogniw zawierających elektrody (wykonane ze stalowych tarcz, w najprostszej konfiguracji), rozdzielone przez porowatą przegrodę, w której krąży elektrolit (alkaliczne elektrolizery zwykle wykorzystują KOH) i która nie pozwala na zdefiniowany fizyczny rozdział wytworzonego wodoru i tlenu. Gazy są spolaryzowane tylko przez prąd przy elektrodach. Tym samym - jeśli wymagana jest produkcja wodoru poddanego bezpośrednio kompresji w elektrolizerze - konieczna jest doskonała równowaga ciśnienia dwóch gazów i musi być utrzymywany idealnie stały przepływ prądu, by zapobiec utworzeniu mieszaniny wybuchowej (a w konsekwencji wybuchowi). W konsekwencji, ten typ elektrolizerów jest zwykle stosowany do wytwarzania wodoru pod ciśnieniem nie wyższym niż 7 barów, z zasilaczem podłączonym do sieci i nie nadaje się do łączenia bezpośrednio z odnawialnymi źródłami energii, z natury nieciągłymi. Wytworzony wodór musi być sprężony do ciśnienia składowania, co wymaga dodatkowych ilość energii. Elektrolizery na małą skalę (zwykle stosowane do produkcji wodoru na skalę laboratoryjną), zamiast porowatej przegrody i alkalicznego roztworu, zawierają polimeryczną membranę protonowymienną (zwykle Nafion®). Z opisu patentowego PL/EP 2451992 znane jest urządzenie elektrolityczne do elektrolitycznej produkcji wodoru z wodnego alkalicznego roztworu, rozpoczynając od suchej katody, urządzenie obejmujące:

- dwa półogniwa, anodowe i katodowe, rozdzielone membraną anionowymienną (AEM), której powierzchnia w kontakcie z katodowym półogniwem to zespół membrana-elektroda (MEA), i

- alkaliczny roztwór jest obecny jedynie w anodowym półogniwie.

Strona katodowa urządzenia nie zawiera żadnego alkalicznego roztworu, i w związku z tym przy rozruchu katoda w ramach urządzenia jest sucha. W elektrolizerze tym alkaliczny roztwór jest doprowadzany wyłącznie do anodowego półogniwa. Ze względu na jej hydrofilowość, membrana anionowymienna jest całkowicie zanurzona w wodzie, aż do jej warstwy powierzchniowej w kontakcie z katodowym półogniwem. Taka ilość wody jest adekwatna do utworzenia wodoru z szybkością, która umożliwia wyłącznie reakcję elektrolizy, bez odparowywania wody. Tym sposobem wytworzony wodór ma wysoką czystość (bez jakiegokolwiek elektrolitu) i jest bezwodny.

Z polskiego opisu patentowego nr 185165 znany jest hydrolizer ciśnieniowy o pracy okresowej do wytwarzania tlenu i wodoru metodą elektrolizy wody destylowanej, który w części górnej posiada dwie cylindryczne i współśrodkowo usytuowane komory gazowe: wewnętrzną na tlen i otaczającą ją na wodór, przedzielone szczelną elastyczną przeponą nieprzepuszczalną dla gazów, utwierdzoną u góry w pokrywie i sięgającą poniżej dolnej powierzchni elektrod tlenowej i wodorowej, wyposażone u góry w zawory do odprowadzania wytworzonych gazów do butli, a u dołu w elektrody płaskie poziomo usytuowane. W części dolnej znajduje się zbiornik elektrolitu, który rozpoczyna się w dolnej części komór gazowych i wyposażony jest w zawór do wtłaczania wody destylowanej w ilości uzupełniającej ubytek spowodowany wytwarzaniem gazów. Objętości komór gazowych i zbiornika elektrolitu są dobrane w aspekcie chemicznym i pojemności wodnej butli wysokociśnieniowych i stanowią relację: komory wodorowej do tlenowej jak 2 : 1 i zbiornik elektrolitu 10 litrów, licząc od dolnej powierzchni elektrod.

Sposób otrzymywania wodoru i tlenu metodą elektrolizy wody według wynalazku ujawnionego w polskim opisie patentowym nr 203716 polega na tym, że włącza się dwa elektrozawory wyprowadzające powietrze z komory tlenowej i z komory wodorowej hydrolizera oraz elektrozawór pobierający wodę i wprowadza się do komory tlenowej i komory wodorowej po uprzednim oczyszczeniu wodę o temperaturze do 30°C bez zawartości chloru, żelaza, po czym po osiągnięciu wymaganego poziomu i wymaganej temperatury wody w hydrolizerze rozpoczyna się proces elektrolizy wody w hydrolizerze, gdzie między komorą tlenową i komorą wodorową przepływ wody i przepływ prądu między elektrodami prowadzi się dołem hydrolizera poniżej pionowej płyty, zbierający się w górnej części w komorze wodorowej w hydrolizerze wodór wyprowadza się do zbiornika ciśnieniowego do osiągnięcia maksymalnej założonej wielkości ciśnienia wodoru, a zbierający się w górnej części komory tlenowej tlen wyprowadza się z hydrolizera na zewnątrz. Ilość wytwarzanego wodoru i tlenu zależy od wielokrotności zabudowanych w komorach tlenowej i wodorowej elektrod i ich długości. Elektrozawory zabudowane w hydrolizerze w komorach tlenowej i wodorowej nad poziomem wody regulują pracą urządzenia podczas rozpoczynania pracy, napełnianie hydrolizera wodą oraz w czasie pracy urządzenia wyprowadzając na początku powietrze z komór tlenowej i wodorowej, później wytwarzany tlen w komorze tlenowej oraz wprowadzając na początku pracy urządzenia wodę do hydrolizera. Układ sterowania poziomu wody w hydrolizerze w czasie pracy urządzenia i pobierania wody do hydrolizera utrzymuje właściwy poziom wody w komorze tlenowej i w komorze wodorowej oraz reguluje uzupełnianie ubytku wody spowodowane procesem rozkładu na tlen i wodór. Hydrostat utrzymuje na odpowiednim poziomie ciśnienie wytwarzanego w komorze tlenowej tlenu oraz ciśnienie wodoru w komorze wodorowej. Wodór gromadzący się w komorze wodorowej jest wyprowadzany z hydrolizera do zbiornika ciśnieniowego po uprzednim oddzieleniu cząstek wody. W czasie schładzania i oczyszczania wody w obiegu zamkniętym przy pomocy układu sterowania temperatury wody w hydrolizerze automatycznie wyłącza się urządzenie według wynalazku. Po osiągnięciu założonego maksymalnego ciśnienia wodoru w zbiorniku ciśnieniowym wyłącza się zasilanie całego urządzenia oraz zatrzymuje praca hydrolizera. Pracą całego urządzenia sterują przekaźniki. Ujawnione w tym opisie urządzenie do wytwarzania wodoru i tlenu metodą elektrolizy wody według wynalazku zawiera hydrolizer w postaci zamkniętego naczynia rozdzielonego w górnej części szczelnie na dwie komory tlenową i wodorową nieprzepuszczalną pionową płytą nie dochodzącą do dna hydrolizera, posiadającego dołem połączenie komór tlenowej i wodorowej wypełnione wodą, z zabudowanymi w komorach tlenowej i wodorowej elektrodami zasilanymi odrębnie prądem zanurzonymi do określonej głębokości w wodzie, z zabudowanym w jednej z komór tlenowej lub wodorowej czujnikiem temperatury wody, z pływakami unoszącymi się na powierzchni wody w komorach tlenowej i wodorowej z zabudowanymi czujnikami poziomu wody, z zabudowanymi powyżej poziomu wody w komorach tlenowej i wodorowej czterema elektrozaworami, posiadający wyprowadzenie wodoru z nad poziomu wody w komorze wodorowej do wnętrza zbiornika ciśnieniowego, wyprowadzenie tlenu z nad poziomu wody w komorze tlenowej na zewnątrz hydrolizera, zbiornik ciśnieniowy do gromadzenia wodoru do określonego ciśnienia z zabudowanym zaworem zwrotnym i bezpieczeństwa, łącznikiem ciśnieniowym, zaworem do zakręcania zbiornika ciśnieniowego, reduktorem gazowym i manometrem ciśnieniowym, oraz układ do napełniania hydrolizera oczyszczoną wodą podczas rozpoczynania pracy urządzenia, układ sterowania poziomu wody w hydrolizerze w czasie pracy urządzenia i pobierania wody do hydrolizera, układ zasilania sterujący procesem wyprowadzania z hydrolizera wytwarzanego tlenu i utrzymującego ciśnienie do odpowiedniej wartości, układ zasilania sterujący procesem wytwarzania wodoru i tlenu, układ sterowania temperatury wody w hydrolizerze w czasie pracy urządzenia i w czasie pobierania wody do hydrolizera, układ chłodzenia i oczyszczania wody hydrolizera w obiegu zamkniętym, układ regulacji ciśnienia wodoru i tlenu wyprowadzanych z hydrolizera, układ do wyprowadzania wodoru z hydrolizera do zbiornika ciśnieniowego, układ zabezpieczenia urządzenia oraz przekaźniki sterujące pracą całego urządzenia.

W opisie zgłoszeniowym KR20100004583A ujawniony został generator mieszaniny gazów wodorowo-tlenowych składający się z jednostki elektrodowej, ogniwa elektrolitycznego, filtra oddzielającego mieszane gazy i jednostki zbierającej. Jednostka elektrodowa zawiera wiele pierwszych płytek elektrodowych z pierwszą końcówką i pierwszą częścią rozszerzającą, wiele drugich płytek elektrodowych z drugą końcówką i drugą częścią rozszerzającą oraz wiele przekładek, które są rozmieszczone pomiędzy pierwszą i drugą płytką elektrod, zainstalowanych naprzemiennie w celu oddzielenia od siebie pierwszej i drugiej płytki elektrod. Filtr do oddzielania mieszanych gazów oddziela mieszaninę gazów wodorowo-tlenowych od elektrolitu. Jednostka zbierająca zbiera mieszaninę gazów wodorowo-tlenowych oddzieloną przez filtr oddzielający mieszane gazy.

Z opisu zgłoszeniowego wzoru użytkowego CN2625394Y znane jest urządzenie do elektrolizy składające się z elektromagnetycznego zaworu wlotowego wody, zbiornika wody, automatycznej pompy wodnej, przełącznika poziomu wody, pompy ciśnieniowej obiegowej, manometru, czterech elektrolizerów, elektrody dodatniej i ujemnej, chłodnicy, regulowanego przepływomierza gazu, zaworu redukcyjnego, membrany przeciwwybuchowej, zaworu wylotowego gazu, automatycznego ciśnieniowego sterownika, zbiornika gazu, separatora wilgoci, filtra odprowadzania zanieczyszczeń i wskaźnika poziomu cieczy.

Celem wynalazku ujawnionego w opisie zgłoszeniowym JP2014040637A jest efektywne otrzymywanie docelowego wodoru produktowego poprzez pewne usuwanie wody zawartej w wodorze pod wysokim ciśnieniem wytwarzanym z wysokociśnieniowego aparatu do elektrolizy wody. Układ do elektrolizy wody składa się z wysokociśnieniowego aparatu do elektrolizy wody do wytwarzania wodoru poprzez elektrolizę wody, pierwszego urządzenia osuszającego do usuwania wody z wodoru odprowadzanego z wysokociśnieniowego aparatu do elektrolizy wody oraz zaworu zwrotnego skonfigurowanego po stronie wylotowej pierwszego urządzenia osuszającego do utrzymywania wodoru pod określonym ciśnieniem docelowym. Rozgałęziony rurociąg jest skonfigurowany pomiędzy pierwszym urządzeniem osuszającym a zaworem zwrotnym, a zawór dekompresyjny, miernik punktu rosy i zawór odcinający znajdują się na rozgałęzionym rurociągu.

Z opisu zgłoszeniowego JP2012082496A znany jest układ do elektrolizy wody obejmujący: urządzenie do elektrolizy wody, separator gaz-ciecz po stronie niskiego ciśnienia do wprowadzania tlenu i wody odprowadzanej ze strony anodowej urządzenia do elektrolizy wody, separator gaz-ciecz po stronie wysokiego ciśnienia do wprowadzania wodoru pod wysokim ciśnieniem od strony katody urządzenia do elektrolizy oraz oddzielania gazu i cieczy oraz urządzenie dostarczające wodę dekompresyjną, które jest umieszczone w rurze wodnej, w celu zawracania wody z separatora gaz-ciecz po stronie wysokiego ciśnienia do separatora gaz-ciecz po stronie niskiego ciśnienia i którego zadaniem jest dekompresja wody pod wysokim ciśnieniem.

W opisie patentowym US 1597553 ujawniony został elektrolizer będący generatorem wodoru oraz tlenu składający się z pogrupowanych elektrod w postaci katody i anody. Obie grupy elektrod mają postać płaskich płytek połączonych w zespoły za pomocą prętów przechodzących przez otwory w tych elektrodach. Dla odseparowania od siebie produktów elektrolizy wytwarzanych na anodzie i na katodzie zastosowano w tym rozwiązaniu membrany.

Z polskiego opisu patentowego nr 225119 znany jest generator wodoru oraz tlenu, zawierający uszczelnioną komorę reakcyjną wypełnioną roztworem wodnym, przy czym w tej komorze reakcyjnej znajduje się co najmniej jedna para elektrod, gdzie pierwsza elektroda przyłączona jest do jednego bieguna zaś druga elektroda przyłączona jest do drugiego bieguna źródła różnicy potencjałów, zaś obudowa komory reakcyjnej zawiera co najmniej jeden króciec odbioru produktów reakcji elektrolizy, oraz zawiera co najmniej jeden króciec technologiczny charakteryzujący się tym, że zespół drugiej elektrody, który zamocowany jest do podstawy generatora, ma postać co najmniej dwóch koncentrycznych ścian o przekroju poprzecznym zamkniętym. Kształt tych ścian w przekroju poprzecznym do osi symetrii generatora, może mieć postać okręgu, lub może mieć postać innej figury płaskiej takiej jak trójkąt, czworokąt lub inny wielokąt. Ściany stanowiące drugą elektrodę generatora mają wysokość większą od długości rur płaszczów pierwszej elektrody. Natomiast zespół pierwszej elektrody ma postać zespołu co najmniej dwóch płaszczów zamocowanych szczelnie pomiędzy dolnym pierścieniem izolacyjnym a górnym pierścieniem izolacyjnym do płyty górnej komory reakcyjnej. Płaszcze mają postać kształtowników zamkniętych o przekroju porzecznym w postaci okręgu lub o przekroju poprzecznym w postaci innej płaskiej figury geometrycznej. Osie symetrii tych płaszczów zamocowanych pomiędzy dolnym pierścieniem izolacyjnym a górnym pierścieniem izolacyjnym, rozstawione są na planie koncentrycznych linii mieszczących się pomiędzy wymienionymi wyżej koncentrycznymi ścianami drugiej elektrody. Wewnątrz wymienionych płaszczów znajdują się rurowe pierwsze elektrody. Wewnątrz obudowy generatora, ponad płytą górną komory reakcyjnej, znajduje się komora akumulacyjna pierwszego produktu elektrolizy z króćcem wylotowym. Wewnątrz obudowy generatora, znajduje się także komora akumulacyjna drugiego produktu elektrolizy z własnym króćcem wylotowym, oddzielona od komory akumulacyjnej pierwszego produktu elektrolizy. W rozwiązaniu tym zaproponowano oddzielenie strefy wydzielania się obu produktów elektrolizy, wodoru i tlenu, poprzez zespół płaszczów pierwszych elektrod, oraz system otworów i kanałów przepływu tych produktów wewnątrz generatora, pozwalający na pozyskanie oddzielnie wodoru i tlenu. Zaproponowany układ separacji mieszaniny tlenowo-wodorowej w obrębie niezależnych komór akumulacyjnych umożliwia wygenerowanie na wyjściu z generatora rozdzielonego tlenu i wodoru celem stymulowania wartości opałowej wzbogacanego tymi gazami paliwa. Dzięki temu możliwe jest ustalanie składu mieszanki tlenowo-wodorowej w zależności od oczekiwanej wartości opałowej mieszanki paliwowej.

Znane rozwiązania dotyczące systemów i układów do wytwarzania wodoru oraz konstrukcji ogniw wodorowych nie zapewniają pełnej kontroli nad bezpieczeństwem procesu wytwarzania wodoru i jego przesyłem w systemie. Znane układy wymagają stosowania chłodnic, wymienników ciepła, sprężarek i są niejednokrotnie rozbudowanymi drogimi urządzeniami, których stosowanie w gospodarstwach domowych jest nieopłacalne lub niebezpieczne.

Celem wynalazku jest rozwiązanie problemu technicznego dotyczącego opracowania systemu do wytwarzania wodoru o zwartej budowie, zapewniającego rozdział wodoru i tlenu w obrębie samego ogniwa, pozwalającego na pełne kontrolowanie procesu wytwarzania wodoru i jego bezpieczny w pełni kontrolowany przesył w instalacji, zapobiegającego wybuchom i pożarom. Celem wynalazku jest także opracowanie systemu do wytwarzania wodoru, który jest kompaktowy i jednocześnie wydajny, a także może być rozbudowywany i bezpiecznie wykorzystany w gospodarstwie domowym jako układ dostarczający dodatkową energię, np. paliwo do ogrzewania wody.

System do wytwarzania wodoru, zwłaszcza na potrzeby gospodarstw domowych zawierający zbiornik elektrolitu wyposażony we wlew elektrolitu, urządzenie wytwórcze stanowiące generator wodoru wyposażony w elektrody w postaci płytek elektrolitycznie dodatnich i ujemnych, zawory zwrotne, bezpieczeństwa i elektrozawory, czujniki ciśnieniowe oraz filtr osuszający i urządzenia dekompresyjne charakteryzuje się tym, że:

- urządzenie wytwórcze zawiera szczelny zbiornik połączony z jednostronnym zaworem bezpieczeństwa i filtrem osuszającym, co najmniej dwa segmenty generatorów do elektrolizy połączone ze sobą równolegle i zasilane prądem za pomocą źródła prądu połączonego z jednym generatorem, a każdy segment generatorów składa się z dwóch zewnętrznych bocznych ścian i co najmniej dwóch generatorów posiadających wspólną wewnętrzną ścianę, gdzie w każdej bocznej ścianie wykonany jest przelotowy otwór z wlotem elektrolitu, przelotowy otwór z wylotem wodoru w kierunku zbiornika oraz przelotowy spustowy otwór,

- każdy generator zbudowany jest z co najmniej pięciu płyt odizolowanych od siebie silikonowymi uszczelkami zamocowanymi do krawędzi płyt, gdzie płyty mają przelotowe otwory wykonane w jednej linii z wlotem oraz przelotowe otwory wykonane w jednej linii z wylotem, a dwie skrajne płyty każdego generatora stanowią elektrody wyposażone w otwory do podłączenia zasilania prądem - przy czym jedna skrajna płyta stanowi naładowaną dodatnio anodę, a druga skrajna płyta stanowi naładowaną ujemnie katodę,

- generatory w każdym segmencie generatorów połączone są ze zbiornikiem przewodami wspólnymi dla każdego segmentu generatorów przechodzącymi przez dwa otwory z końcówkami wykonane w dolnej ścianie zbiornika i dwa otwory z końcówkami wykonane w bocznych ścianach zbiornika, przy czym w każdym segmencie generatorów przewody doprowadzające połączone z wlotem każdego generatora połączone są trójnikami doprowadzającymi w jeden przewód przechodzący przez otwór w dolnej ścianie zbiornika, a przewody odprowadzające połączone z wylotem każdego generatora połączone są trójnikami odprowadzającymi w jeden przewód połączony z otworem w bocznej ścianie zbiornika,

- zbiornik wypełniony jest elektrolitem w postaci wody destylowanej z wodorotlenkiem potasu w postaci płatków o czystości 99,9%, w stosunku wagowym 10-15% KOH na 1,2 litra wody - nie więcej niż do wysokości ¹Z zbiornika,

- na górnej ścianie zbiornika zamontowany jest czujnik ciśnieniowy, do którego podłączony jest elektrozawór ciśnieniowy połączony ze źródłem prądu oraz zawór jednostronny regulowany połączony z filtrem osuszającym połączonym z urządzeniem zabezpieczającym,

- urządzenie zabezpieczające zawiera filtr dekompresyjny mokry połączony z jednej strony z filtrem osuszającym, zalewany wodą w ilości około 0,5 litra, a z drugiej strony filtr dekompresyjny mokry połączony jest przewodem wyposażonym w zamontowany na nim czujnik ciśnieniowy z mniejszym od niego filtrem dekompresyjnym suchym wypełnionym wełną tłumieniową - miedzianą w ilości około 200 g, nie więcej niż do ¾ wysokości tego filtra, wyposażonym w zawór rewizyjny, dalej filtr dekompresyjny suchy połączony jest przez zawór zwrotny ciśnieniowy z filtrem mokrym wypełnionym alkoholem propylowym w ilości do 100 ml, nie więcej niż ¹/ś tego filtra, połączonym z czujnikiem ciśnieniowym oraz bezpiecznikiem gazowym kierunkowym, połączonym z zaworem końcowym, zabezpieczonym filtrem tłumiącym z wełną miedzianą,

- w górnej części filtra dekompresyjnego mokrego i filtra dekompresyjnego suchego zamontowane są urządzenia dekompresyjne - bezpieczniki składające się z dwóch talerzy: górnego talerza i dolnego talerza, z umieszczoną między nimi sprężyną oraz uszczelki silikonowej zamontowanej między dolnym talerzem a podstawą bezpiecznika stanowiącą część głównego korpusu filtra dekompresyjnego mokrego i filtra dekompresyjnego suchego, gdzie górny talerz połączony jest z podstawą bezpiecznika śrubami, na końcach których umieszczone są sprężyny dystansowe. Korzystnie boczne ściany i wspólna wewnętrzna ściana wykonane są z poliamidu.

Korzystnie przelotowy otwór z wlotem wykonany jest w dolnej części płyty generatora. Korzystnie przelotowy otwór z wylotem wykonany jest w górnej części płyty generatora. Korzystnie płyty generatorów zbudowane są ze stali nierdzewnej, korzystnie z domieszką tytanu. Korzystnie płyty generatorów mają grubość 1 mm i wymiary 200 mm x 200 mm.

Korzystnie uszczelki mają grubość do 3 mm i wymiary 4 mm x 4 mm.

Korzystnie spustowe otwory każdego generatora połączone są z zaworem spustowym.

Korzystnie źródło prądu stanowi zasilacz inwertorowy albo instalacja fotowoltaiczna.

Korzystnie zbiornik wykonany jest ze stali nierdzewnej.

Korzystnie urządzenie wytwórcze zamocowane jest do ramy.

Korzystnie filtr dekompresyjny mokry i filtr dekompresyjny suchy połączone są ze spustowymi zaworami.

Korzystnie filtr tłumiący połączony jest z trójnikiem połączonym z co najmniej jednym palnikiem albo filtr tłumiący połączony jest z co najmniej jednym zbiornikiem wodoru. W wariancie wykonania zbiornik wodoru połączony jest z trójnikiem połączonym z co najmniej jednym palnikiem.

Korzystnie nad palnikiem umieszczony jest płaszcz wodny, połączony z kaloryferem wyposażonym w zawór bezpieczeństwa, za którym zamontowana jest pompa połączona ze zbiornikiem wody przewodem, na którym zamontowany jest odpowietrznik i czujnik ciśnieniowy.

System do wytwarzania wodoru według wynalazku ma zwartą kompaktową budowę i może być, w zależności od zapotrzebowania, rozbudowywany o kolejne moduły zawierające urządzenie wytwórcze i urządzenie zabezpieczające. System zapewnia rozdział wodoru i tlenu w obrębie samego ogniwa, pozwala na pełne kontrolowanie procesu wytwarzania wodoru i jego bezpieczny w pełni kontrolowany przesył w instalacji. Pełną kontrolę nad produkcją wodoru i jego przesyłaniem w systemie osiąga się przede wszystkim przez urządzenie zabezpieczające - w tym zastosowanie w nim filtrów dekompresyjnych oraz bezpieczników na filtrach dekompresyjnych. Zastosowane w układzie czujniki ciśnieniowe i zawory pozwalają na kontrolowanie ciśnienia zarówno w elemencie wytwórczym, jak i elemencie zabezpieczającym, którego konstrukcja zapobiega zarówno wybuchom wodoru, jak i rozprzestrzenieniu się w ognia w razie pożaru. System według wynalazku może być bezpiecznie wykorzystany w gospodarstwie domowym jako układ dostarczający dodatkową energię, np. do ogrzewania wody. Wodór w systemie według wynalazku może być skierowany do zbiornika wodoru, w którym będzie przechowywany, bez konieczności stosowania dodatkowych urządzeń zabezpieczających, chłodzących, sprężających.

Wynalazek został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie wytwórcze wodoru, fig. 2a przedstawia generator z pięcioma płytami, fig. 2b przedstawia generator z dziesięcioma płytami, fig. 3 przedstawia płyty generatora, fig. 4 przedstawia połączenie elektryczne zasilacza inwertorowego z segmentami generatorów, fig. 5a przedstawia urządzenie zabezpieczające połączone z palnikami, fig. 5b przedstawia urządzenie zabezpieczające połączone ze zbiornikiem wodoru, fig. 6 przedstawia bezpiecznik filtra dekompresyjnego, fig. 7 przedstawia system do wytwarzania wodoru połączony z systemem grzewczym budynku jednorodzinnego.

System do wytwarzania wodoru, zwłaszcza na potrzeby gospodarstw domowych składa się z dwóch elementów - urządzenia wytwórczego gazu oraz urządzenia zabezpieczającego. Urządzenie wytwórcze ma dwa segmenty generatorów 1 do elektrolizy - każdy segment generatorów 1 zawiera dwa generatory 2 z możliwością regulacji wydajności pracy, regulacji ciśnienia na wejściu i wyjściu. Każdy segment generatorów 1 składa się z dwóch zewnętrznych bocznych ścian 3 wykonanych z poliamidu i dwóch generatorów 2 posiadających wspólną wewnętrzną ścianę 4 wykonaną z poliamidu. W dolnej części każdej bocznej ściany 3 wykonany jest przelotowy otwór 5 fi 18 z wlotem 6 pozwalający na wpływ roztworu - elektrolitu, a w górnej części każdej bocznej ściany 3 wykonany jest przelotowy otwór 5 fi 18 z wylotem 7 wodoru w kierunku zbiornika.

Generatory 2 połączone są śrubami M8. Każdy generator 2 zbudowany jest z dziesięciu płyt 8 ze stali nierdzewnej o grubości 1 mm o wymiarach 200 mm x 200 mm, z domieszką tytanu 316Ti, odizolowanych od siebie silikonowymi uszczelkami 9 o grubości do 3 mm i wymiarach 4 mm x 4 mm. Uszczelki 9 zamocowane są do krawędzi płyt 8, pełnią rolę izolatora a dodatkowo zapobiegają wyciekowi elektrolitu. Płyty 8 mają przelotowe otwory 5 fi 18 - w dolnej części wykonane w jednej linii z wlotem 6, w górnej części wykonane w jednej linii z wylotem 7. Jedna skrajna płyta 8 każdego generatora 2 stanowi naładowaną dodatnio anodę, a druga skrajna płyta 8 każdego generatora 2 stanowi naładowaną ujemnie katodę. Pozostałe płyty 8 każdego generatora 2 są elektrycznie neutralne. W każdym generatorze 2 dwie skrajne płyty 8 wyposażone są w otwory do podłączenia zasilania prądem. Płyty 8 skręcone są śrubami, jako dystans zastosowano podkładki plastikowe o grubości 1 mm. Dwa segmenty generatorów 1 mają wydajność od 3 do 5 litrów wodoru na minutę.

W dolnej części każdej bocznej ściany 3 każdego generatora 2 wykonany jest przelotowy spustowy otwór 10 pozwalający na opróżnienie całej zawartości wody znajdującej się w układzie. Przez spustowe otwory 10 każdego generatora 2 przechodzi przewód 11, zakończony trójnikiem 12 łączącym przewody 11 każdego segmentu generatorów 1, z zaworem spustowym 13.

Segmenty generatorów 1 są połączone ze sobą równolegle i zasilane prądem za pomocą połączonego z jednym generatorem 2 źródła prądu 14 w postaci zasilacza inwertorowego, o zakresie pracy min 20A, max 60A, 230V/120A.

Generatory 2 w każdym segmencie 1 połączone są poprzez wlot 6 i wylot 7 ze szczelnym zbiornikiem 15 elastycznymi przewodami 11 wspólnymi dla każdego segmentu generatorów 1 przechodzącymi przez dwa otwory 5 z końcówkami wykonane w dolnej ścianie zbiornika 15 i dwa otwory 5 z końcówkami wykonane w bocznych ścianach zbiornika 15. W każdym segmencie 1 przewody doprowadzające 11a połączone z wlotem 6 każdego generatora 2 połączone są trójnikami doprowadzającymi 12a w jeden przewód 11 przechodzący przez otwór 5 w dolnej ścianie zbiornika 15, a przewody odprowadzające 11 b połączone z wylotem 7 każdego generatora 2 połączone są trójnikami odprowadzającymi 12b w jeden przewód 11 połączony z otworem 5 w bocznej ścianie zbiornika 15.

Zbiornik 15 wykonany jest ze stali nierdzewnej i ma objętość osiem litrów, wypełniony jest elektrolitem w postaci wody destylowanej z wodorotlenkiem potasu w postaci płatków o czystości 99,9%, w stosunku wagowym 15% KOH na 1,2 litra wody - do wysokości ¹Z zbiornika 15. W górnej ścianie zbiornika 15 znajduje się zamykany wlew elektrolitu 16.

W procesie elektrolizy prąd elektryczny ze źródła prądu 14 w postaci zasilacza inwertorowego jest wykorzystywany do rozdzielenia wody na wodór i tlen. Wodór w reakcji redukcji przemieszcza się do bieguna naładowanego ujemnie - do katody, a tlen do bieguna naładowanego dodatnio - do anody. Każdy generator 2 w segmencie 1 pracuje oddzielnie i wytwarza wodór. Wodór przedostaje się z każdego generatora 2 połączonym z wylotem 7 przewodem odprowadzającym 11 b do trójnika odprowadzającego 12b, a następnie za trójnikiem odprowadzającym 12b wspólnym przewodem 11 przechodzi do zbiornika 15 przez otwór 5 w bocznej ścianie zbiornika 15.

Czysty wodór znajdujący się w górnej części zbiornika 15 jest kontrolowany przez znajdujący się na górnej ścianie zbiornika 15 manometr - czujnik ciśnieniowy 17 o zakresie pracy od 1 bara do 1,5 bar, do którego podłączony jest elektrozawór ciśnieniowy 18 połączony ze źródłem prądu 14 w postaci zasilacza inwertorowego, odcinający zasilanie po przekroczeniu max ciśnienia wodoru 0,5 bar. Ciśnienie bezpieczne dla tej instalacji wynosi 0,3-0,5 bara.

W górnej części bocznej ściany zbiornika 15 wykonany jest otwór 5 na przewód 11 połączony z jednostronnym zaworem bezpieczeństwa 19. Czysty wodór wypływa ze zbiornika 15 poprzez zawór jednostronny regulowany 20 wykonany w górnej ścianie zbiornika 15, elastycznym przewodem 11 do filtra osuszającego 21 połączonego z elementem zabezpieczającym.

Element wytwórczy zamocowany jest do ramy 22 składającej się z podestu 22a, do którego zamocowane są segmenty generatorów 1 i głównej płyty 22b, do której zamocowany jest zbiornik 15 i filtr osuszający 21.

Element zabezpieczający zawiera filtr dekompresyjny mokry 23 o przekroju walca połączony z jednej strony przewodem 11 z filtrem osuszającym 21, zalany wodą w ilości około 0,5 litra, wyposażony we wlew 24 w bocznej ścianie filtra. Z drugiej strony filtr dekompresyjny mokry 23 połączony jest przewodem 11 wyposażonym w zamontowany na nim czujnik ciśnieniowy 17, z filtrem dekompresyjnym suchym 25 o przekroju walca wypełnionym wełną tłumieniową - miedzianą w ilości około 200 g, do ¾ wysokości filtra dekompresyjnego suchego 25. Filtr dekompresyjny mokry 23 jest większy od filtra dekompresyjnego suchego 25 - objętość i wielkość tych filtrów wynika z możliwości wytwarzania wodoru w instalacji. Filtr dekompresyjny suchy 25 wyposażony jest w zamontowany na jego bocznej ścianie zawór rewizyjny 26.

W górnej części filtra dekompresyjnego mokrego 23 i filtra dekompresyjnego suchego 25 zamontowane są urządzenia dekompresyjne - bezpieczniki 27 składające się z dwóch talerzy 28: górnego talerza 28a o średnicy fi 90, dolnego talerza 28b o średnicy fi 60, z umieszczoną między nimi sprężyną 29 wyposażoną w cztery zwoje o średnicy zwoju fi 5, oraz uszczelki silikonowej 30 o grubości 4 mm zamontowanej między dolnym talerzem 28b a podstawą bezpiecznika 31, stanowiącą część głównego korpusu filtra dekompresyjnego mokrego 23 i filtra dekompresyjnego suchego 25. Elementy te są przykręcone sześcioma śrubami 32 fi 5 łączącymi górny talerz 28a z podstawą bezpiecznika 31. Na końcach śrub 32 są umieszczone sprężyny dystansowe 33 umożliwiające uniesienie się dolnego talerza 28b po przekroczeniu bezpiecznego ciśnienia w układzie powyżej 0,5 bar. Śruby dokręca się siłą od 4 do 6 Nm.

Zadaniem filtra dekompresyjnego mokrego 23 jest zabezpieczenie instalacji wodorowej przed cofnięciem się płomienia z palników, zapobiega powrotnemu przepływowi gazu i tworzeniu się niebezpiecznych mieszanek gazowych w układzie. Filtr dekompresyjny suchy 25 chroni przed wstecznym przepływem gazu oraz zawiera wełnę miedzianą powodującą wygaszenie płomienia.

W dolnej ścianie filtra dekompresyjnego mokrego 23 i filtra dekompresyjnego suchego 25 wykonane są otwory 5 na przewody 11 podłączone pod każdym filtrem 23, 25 osobno, pozwalające na spust wody, która może się osadzać podczas procesu wytwarzania się wodoru w wyniku różnicy temperatur. Przewody 11 wyposażone są w trójniki 12 i zakończone są spustowymi zaworami 13. Przewody 11 filtra dekompresyjnego mokrego 23 pozwalają na bezpieczne opróżnienie - za pomocą zaworów spustowych 13 - wody, która jest tam na stałe ale po jakimś okresie należy ją wymienić.

Filtr dekompresyjny suchy 25 połączony jest przewodem 11 przez zawór zwrotny ciśnieniowy 34 z filtrem mokrym 35 wypełnionym alkoholem propylowym w ilości 100 ml, nie więcej niż ¹Z filtra, w celu zwiększenia rozpuszczalności wodoru oraz nadania mu barwy. Ilość alkoholu propylowego wynosi max 100 mil. Filtr mokry 35 połączony jest przewodem 11 z manometrem - czujnikiem ciśnieniowym 17 oraz bezpiecznikiem gazowym kierunkowym 36 F53N, dalej na przewodzie 11 zamontowany jest zawór końcowy 37, zabezpieczony dodatkowo filtrem tłumiącym 38 Flashback z wełną miedzianą, połączonym przewodem 11 z trójnikiem 12 połączonym z trzema palnikami 39 z dyszami, jak pokazano na fig. 5a.

Z kolei, jak pokazano na fig. 5b, filtr tłumiący 38 połączony jest ze zbiornikiem wodoru 46. W tym przykładzie wykonania zbiornik 15 wypełniony jest elektrolitem w postaci wody destylowanej z wodorotlenkiem potasu w postaci płatków o czystości 99,9%, w stosunku wagowym 10% KOH na 1,2 litra wody - do wysokości ¹Z zbiornika 15.

Elektrolit ze zbiornika 15 przepływa przewodami doprowadzającymi 11a do segmentów generatorów 1 przez wloty 6 generatorów 2, gdzie zachodzi elektroliza. Podczas elektrolizy temperatura w urządzeniu wytwórczym wynosi pomiędzy 35°C do 50°C i jest zależna od stężenia procentowego elektrolitu, jak i wielkości płyt 8 oraz ich ilości w generatorze 2. W systemie według wynalazku nie ma potrzeby chłodzenia elementów systemu. Czysty wodór przez wyloty 7 generatorów 2 przewodami odprowadzającymi 11 b i dalej wspólnym przewodem 11 przechodzi do górnej części zbiornika 15. Jego ciśnienie kontrolowane jest za pomocą czujnika ciśnieniowego 17 z elektrozaworem ciśnieniowym 18. Następnie czysty wodór wypływa ze zbiornika 15 poprzez zawór jednostronny regulowany 20 wykonany w górnej ścianie zbiornika 15, elastycznym przewodem 11 do filtra osuszającego 21, gdzie następuje osuszenie wodoru z cząsteczek wody. Następnie poprzez przewód 11 wodór przepływa do filtra dekompresyjnego mokrego 23 wyposażonego w bezpiecznik 27, z którego poprzez przewód 11 wodór - kontrolowany przez czujnik ciśnieniowy 17 - przepływa do filtra dekompresyjnego suchego 25 wyposażonego w bezpiecznik 27. Następnie wodór przepływa przez zawór zwrotny ciśnieniowy 34 do filtra mokrego 35, następnie poprzez czujnik ciśnieniowy 17 oraz bezpiecznik gazowy kierunkowy 36 i zawór końcowy 37, po otwarciu zaworu końcowego 37 czysty wodór przepływa przez filtr tłumiący 38, a następnie poprzez przewód główny 11 wodór przepływa przez trójnik 12 do palników 39 z dyszami albo do zbiornika wodoru 46, gdzie jest przechowywany bez konieczności stosowania dodatkowych urządzeń schładzających i sprężających, a dalej może być skierowany do palników 39 z dyszami.

Jak pokazano na fig. 2a każdy generator zawiera pięć płyt 8, z których dwie skrajne płyty 8 stanowią katodę i anodę, a trzy płyty 8 są elektrycznie neutralne. Między płytami 8 generatorów 2 jako dystans zastosowane są o-ringi temperaturowe.

Jak pokazano na fig. 7 wodór wytworzony w urządzeniu wytwórczym może być wykorzystany w gospodarstwie domowym. Palnik 39 z dyszami ogrzewa umieszczony nad nim płaszcz wodny 40, połączony przewodami ciepłej i zimnej wody z kaloryferem 41 wyposażonym w zawór bezpieczeństwa 42, za którym zamontowana jest pompa 43 połączona ze zbiornikiem wody 44 przewodem na którym zamontowany jest odpowietrznik 45 i czujnik ciśnieniowy 17.

Liczba palników 39 i dysz palnika 39 zależy od średnicy dyszy i powierzchni grzewczej płaszcza wodnego 40.

Claims (16)

Zastrzeżenia patentowe

1. System do wytwarzania wodoru, zwłaszcza na potrzeby gospodarstw domowych zawierający zbiornik elektrolitu wyposażony we wlew elektrolitu, urządzenie wytwórcze stanowiące generator wodoru wyposażony w elektrody w postaci płytek elektrolitycznie dodatnich i ujemnych, zawory zwrotne, bezpieczeństwa i elektrozawory, czujniki ciśnieniowe oraz filtr osuszający i urządzenia dekompresyjne znamienny tym, że:

- urządzenie wytwórcze zawiera szczelny zbiornik (15) połączony z jednostronnym zaworem bezpieczeństwa (19) i filtrem osuszającym (21), co najmniej dwa segmenty generatorów (1) do elektrolizy połączone ze sobą równolegle i zasilane prądem za pomocą źródła prądu (14) połączonego z jednym generatorem (2), a każdy segment generatorów (1) składa się z dwóch zewnętrznych bocznych ścian (3) i co najmniej dwóch generatorów (2) posiadających wspólną wewnętrzną ścianę (4), gdzie w każdej bocznej ścianie (3) wykonany jest przelotowy otwór (5) z wlotem (6) elektrolitu, przelotowy otwór (5) z wylotem (7) wodoru w kierunku zbiornika (15) oraz przelotowy spustowy otwór (10),

- każdy generator (2) zbudowany jest z co najmniej pięciu płyt (8) odizolowanych od siebie silikonowymi uszczelkami (9) zamocowanymi do krawędzi płyt (8), gdzie płyty (8) mają przelotowe otwory (5) wykonane w jednej linii z wlotem (6) oraz przelotowe otwory (5) wykonane w jednej linii z wylotem (7), a dwie skrajne płyty (8) każdego generatora (2) stanowią elektrody wyposażone w otwory do podłączenia zasilania prądem - przy czym jedna skrajna płyta (8) stanowi naładowaną dodatnio anodę, a druga skrajna płyta (8) stanowi naładowaną ujemnie katodę,

- generatory (2) w każdym segmencie generatorów (1) połączone są ze zbiornikiem (15) przewodami (11) wspólnymi dla każdego segmentu generatorów (1) przechodzącymi przez dwa otwory (5) z końcówkami wykonane w dolnej ścianie zbiornika (15) i dwa otwory (5) z końcówkami wykonane w bocznych ścianach zbiornika (15), przy czym w każdym segmencie generatorów (1) przewody doprowadzające (11 a) połączone z wlotem (6) każdego generatora (2) połączone są trójnikami doprowadzającymi (12a) w jeden przewód (11) przechodzący przez otwór (5) w dolnej ścianie zbiornika (15), a przewody odprowadzające (11b) połączone z wylotem (7) każdego generatora (2) połączone są trójnikami odprowadzającymi (12b) w jeden przewód (11) połączony z otworem (5) w bocznej ścianie zbiornika (15),

- zbiornik (15) wypełniony jest elektrolitem w postaci wody destylowanej z wodorotlenkiem potasu w postaci płatków o czystości 99,9%, w stosunku wagowym 10-15% KOH na 1,2 litra wody - nie więcej niż do wysokości ¹Z zbiornika (15),

- na górnej ścianie zbiornika (15) zamontowany jest czujnik ciśnieniowy (17), do którego podłączony jest elektrozawór ciśnieniowy (18) połączony ze źródłem prądu (14) oraz zawór jednostronny regulowany (20) połączony z filtrem osuszającym (21) połączonym z urządzeniem zabezpieczającym,

- urządzenie zabezpieczające zawiera filtr dekompresyjny mokry (23) połączony z jednej strony z filtrem osuszającym (21), zalewany wodą w ilości około 0,5 litra, a z drugiej strony filtr dekompresyjny mokry (23) połączony jest przewodem (11) wyposażonym w zamontowany na nim czujnik ciśnieniowy (17) z mniejszym od niego filtrem dekompresyjnym suchym (25) wypełnionym wełną tłumieniową - miedzianą w ilości około 200 g, nie więcej niż do ¾ wysokości tego filtra (25), wyposażonym w zawór rewizyjny (26), dalej filtr dekompresyjny suchy (25) połączony jest przez zawór zwrotny ciśnieniowy (34) z filtrem mokrym (35) wypełnionym alkoholem propylowym w ilości do 100 ml, nie więcej niż ¹Z tego filtra (35), połączonym z czujnikiem ciśnieniowym (17) oraz bezpiecznikiem gazowym kierunkowym (36), połączonym z zaworem końcowym (37), zabezpieczonym filtrem tłumiącym (38) z wełną miedzianą,

- w górnej części filtra dekompresyjnego mokrego (23) i filtra dekompresyjnego suchego (25) zamontowane są urządzenia dekompresyjne - bezpieczniki (27) składające się z dwóch talerzy: górnego talerza (28a) i dolnego talerza (28b), z umieszczoną między nimi sprężyną (29) oraz uszczelki silikonowej (30) zamontowanej między dolnym talerzem (28b) a podstawą bezpiecznika (31) stanowiącą część głównego korpusu filtra dekompresyjnego mokrego (23) i filtra dekompresyjnego suchego (25), gdzie górny talerz (28a) połączony jest z podstawą bezpiecznika (31) śrubami (32), na końcach których umieszczone są sprężyny dystansowe (33).

2. System według zastrz. 1 znamienny tym, że boczne ściany (3) i wspólna wewnętrzna ściana (4) wykonane są z poliamidu.

3. System według zastrz. 1 albo 2 znamienny tym, że przelotowy otwór (5) z wlotem (6) wykonany jest w dolnej części płyty (8) generatora (2).

4. System według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 3 znamienny tym, że przelotowy otwór (5) z wylotem (7) wykonany jest w górnej części płyty (8) generatora (2).

5. System według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 4 znamienny tym, że płyty (8) generatorów (2) zbudowane są ze stali nierdzewnej, korzystnie z domieszką tytanu.

6. System według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 5 znamienny tym, że płyty (8) generatorów (2) mają grubość 1 mm i wymiary 200 mm x 200 mm.

7. System według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 6 znamienny tym, że uszczelki (9) mają grubość do 3 mm i wymiary 4 mm x 4 mm.

8. System według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 7 znamienny tym, że spustowe otwory (10) każdego generatora (2) połączone są z zaworem spustowym (13).

9. System według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 8 znamienny tym, że źródło prądu (14) stanowi zasilacz inwertorowy albo instalacja fotowoltaiczna.

10. System według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 9 znamienny tym, że zbiornik (15) wykonany jest ze stali nierdzewnej.

11. System według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 10 znamienny tym, że urządzenie wytwórcze zamocowane jest do ramy (22).

12. System według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 11 znamienny tym, że filtr dekompresyjny mokry (23) i filtr dekompresyjny suchy (25) połączone są ze spustowymi zaworami (13).

13. System według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 12 znamienny tym, że filtr tłumiący (38) połączony jest z trójnikiem (12) połączonym z co najmniej jednym palnikiem (39).

14. System według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 13 znamienny tym, że filtr tłumiący (38) połączony jest z co najmniej jednym zbiornikiem wodoru (46).

15. System według zastrz. 14 znamienny tym, że zbiornik wodoru (46) połączony jest z trójnikiem (12) połączonym z co najmniej jednym palnikiem (39).

16. System według któregokolwiek z zastrz. od 13 do 15 znamienny tym, że nad palnikiem (39) umieszczony jest płaszcz wodny (40), połączony z kaloryferem (41) wyposażonym w zawór bezpieczeństwa (42), za którym zamontowana jest pompa (43) połączona ze zbiornikiem wody (44) przewodem, na którym zamontowany jest odpowietrznik (45) i czujnik ciśnieniowy (17).